Россия создает многоразовый космический двигатель

Исследовательский центр имени Келдыша к 2015 году разработает силовую установку для возвращаемых носителей


Фото: kerc.ru

Исследовательский центр имени М.В. Келдыша выиграл конкурс на создание многоразового ракетного двигателя нового поколения для Роскосмоса. Согласно техническому заданию, двигатели будут использоваться для полетов перспективных ракет, в том числе в многоразовой ракетно-космической системы первого этапа МРКС-1 «Россиянка», которую разрабатывает Центр имени Хруничева.

Агрегат должен быть готов к огневым испытаниям в составе ракеты-носителя к ноябрю 2015 года, на эти цели выделяется 579,7 млн рублей.

К созданию двигателя привлекут НПО «Энергомаш» и Воронежский механический завод.

Как сообщил «Известиям» заместитель гендиректора Центра имени Келдыша Арнольд Губерт, использование многоразовых ракет позволит удешевить космические полеты в 1,5–2 раза.

— Это понадобится, например, для сборки на орбите конструкций для полетов в дальний космос. При длительных полетах нужно будет поднимать с Земли либо 150 т разом, либо по 15–20 т несколькими ракетами, а потом производить сборку корабля уже на орбите. Но для этого рациональнее сделать не 10–20 одноразовых ракет, а 1–2 возвращаемых, — считает он.

По словам разработчика, кроме самой ракеты конструкторам предстоит продумать систему диагностики их исправности, чтобы вовремя заметить критические дефекты в конструкции. Кроме того, сейчас конструкторы решают, какое топливо для двигателя предпочесть — традиционный керосин или метан, который эффективнее, но требует охлаждения. Кроме того, генератор на основе керосина выделяет больше сажи, чем метан.

— Мы должны просчитать все физико-химические и физико-механические процессы взаимодействия продуктов сгорания топлива как между собой, как и с материалами стенок ракеты. Одно дело, когда ракета одноразовая и воздействие топлива на материал не критично, и совсем другое, когда после соприкосновения с топливом ракета будет эксплуатироваться много раз, — пояснил конструктор.

Диагностика двигателя по условиям техзадания должна проводиться без его разбора. Фактически работа по созданию двигателя разделена на два направления. НПО «Энергомаш» собирает двигатель на «космической» разновидности керосина — РГ-1. Двигатель на основе жидкого метана делают на Воронежском механическом заводе.

В обоих вариантах в качестве окислителя будет использоваться жидкий кислород.

Кроме топлива конструкторы будут выбирать и материал самой ракеты и ее конструктивных элементов.

— Предлагаются новые конструктивные схемы, новые материалы, сейчас рассматривается применение композиционных материалов в рамах и фермах, которые соединяют двигатель с ракетой, а также новые конструктивные решения двигательной установки — либо безгенераторные схемы, либо двухтурбинные. Они не являются принципиально отличными, но предлагаются новые материалы. За счет задела, который создан в Советском Союзе, мы продолжаем лидировать в углепластиках, — рассказал Арнольд Губерт.

Применение композитов в топливных баках уменьшит их вес на 35%, в камере сгорания и экранах радиационной защиты на 20%, вес ферм, рам, сопел и насадок охлаждения уменьшится на 40%.

Общий импульс тяги двигателя в безвоздушном пространстве, по расчетам конструкторов, будет не менее 3286 м/с для керосинового агрегата и 3532 м/с для образца, использующего метановое топливо. Время работы двигателя в полете составит 150 секунд.

При работе двигателя температура керосина составит 273–288 С, температура метана будет держаться на уровне 100–110 С, а окислитель будет прогреваться до 85–90 С. Наддув баков и система управления будут функционировать с помощью газообразного гелия.

В случае проявления признаков неисправностей двигатель выключится в аварийном режиме без нанесения вреда конструкции.