Удачная пара для двигателя: самарские ученые испытывают новый агрегат для сверхлегких ракет-носителей

Иван Зубрилин, директор Инжинирингового центра Самарского университета им. Королева:

- Cегодня перспективной задачей в области двигателестроения для ракет-носителей является поиск топливных компонентов, отвечающих требованиям безопасности, надежности, энергоемкости и экологичности не только на стадии использования, но также производства и хранения топлива.

Некоторые отечественные жидкостные ракетные двигатели малой тяги, применяемые, например, на разгонных блоках средств выведения на орбиту, к сожалению, используют очень токсичные компоненты топлива. Например, азотный тетраоксид и гептил. Бесспорно, у этих топливных компонентов высокие энергетические характеристики, они могут долго храниться и самовоспламеняться при контакте, а значит, это исключает необходимость использования системы зажигания. Однако в случае аварии при запуске эти вещества наносят значительный вред окружающей среде. Кроме того, штатные топливные компоненты дороги в эксплуатации - для их хранения и закачивания нужны специальные материалы для резервуаров и трубопроводов, а, например, азотный тетраоксид, используемый в качестве окислителя, требует и поддержания постоянной температуры в узком диапазоне в условиях космического пространства. Замена высокотоксичных компонентов топлива на более экологичные позволит уменьшить экологический вред и снизить себестоимость коммерческих запусков спутников.

В рамках реализации программы Передовой инженерной аэрокосмической школы в Самарском университете им. Королева мы инициировали собственную разработку двигательной установки на инновационных компонентах топлива. Подобный двигатель может использоваться на сверхлегких ракетах-носителях, которые выводят на орбиту метеорологическую аппаратуру.

В качестве топливной пары по результатам термодинамических расчетов мы выбрали авиационный керосин марки Т-1 и закись азота. Отдельные зарубежные работы по использованию этой пары опубликованы, но готовых решений нет. Между тем такая топливная пара в наибольшей степени отвечает требованиям экологической чистоты, безопасности использования, транспортировки и хранения и обладает высокими энергетическими характеристиками.

ОбществоКак создается модернизированная ракета-носитель "Ангара-А5М"

В ходе испытаний нам предстоит определить оптимальное соотношение компонентов топливной пары и специальные условия, при которых будет формироваться горючая смесь. Отмечу, под использование топливной пары спроектировано сопло будущего двигателя с оригинальной схемой охлаждения. Сопло вместе с рубашкой охлаждения изготовлено как единая деталь методом селективного лазерного спекания на 3D-принтере.

Мы уже начали испытания отдельных компонентов двигателя, в частности воспламенителей. Весной планируем начать более масштабные испытания двигателя.

В разработке участвовали специалисты Научно-исследовательского центра космической энергетики самарского вуза и сотрудники созданного в вузе студенческого конструкторского бюро. Основу бюро составили студенты Института двигателей и энергетических установок и Института авиационной и ракетно-космической техники университета, в том числе обучающиеся по программе "Крылья Ростеха" и уже работающие на предприятии "ОДК-Кузнецов".