Российские инженеры вплотную подошли к испытаниям многоразового ракетного двигателя РД-0177

В испытательном комплексе Воронежского центра ракетного двигателестроения (ВЦРД) успешно испытана система зажигания многоразового кислородно-метанового двигателя РД-0177. Система будет взята на вооружение для двигателей возвращаемых ступеней ракет-носителей, включая «Амур-СПГ». Теперь всё готово к следующему этапу, в ходе которого будет испытываться опытный образец двигателя в сборе. Огневые испытания штатной автономной системы зажигания многоразового кислородно-метанового ракетного двигателя РД-0177 прошли при участии представителей Госкорпорации «Роскосмос» и Ракетно-космического центра «Прогресс». Эскизное проектирование двигателя, разработка конструкторской документации, а также модельные испытания по исследованию процессов зажигания и смесеобразования были проведены в период с 2016 по 2019 год. Летом 2020 года проведена серия огневых испытаний модельного газогенератора опытного двигателя РД-0177 номинальной тягой 100 тонн. Параллельно идёт проектирование перспективных многоразовых ракет-носителей, в частности, в августе этого года сообщалось о завершении эскизного проекта РН «Амур-СПГ». Также в этом году была поставлена задача рассмотреть возможность увеличения числа повторного использования метановых двигателей в ракетах с 10 до 25 и 50.

В ходе испытаний автономная система зажигания многоразового кислородно-метанового двигателя РД-0177 проверена с превышением включений в рамках одного пускового дня. Так, вместо пяти включений система совершила восемь запусков. «Следующим этапом наших работ станет проведение испытаний опытного образца кислородно-метанового двигателя», — сообщил главный конструктор КБХА Виктор Горохов.

Pangea Aerospace провела огневые испытания первого в мире жидкостного клиновоздушного ракетного двигателя

Испанская Pangea Aerospace провела успешные огневые испытания первого в мире жидкостного клиновоздушного ракетного двигателя на своей базе в немецком Лампольдсхаузене. В ходе испытаний инженеры компании несколько раз включили и запустили на полную мощность ракетный двигатель с регенеративным охлаждением мощностью 20 кН, который получил название DemoP1. Источник отмечает, что такой двигатель отличается крайне низкой стоимостью производства, поскольку для его изготовления используется металлическая 3D-печать. Кроме того, инженерам Pangea удалось решить проблему охлаждения двигателя за счёт аддитивного производства и использования передовых материалов, таких как разработанный в NASA медный сплав GR Cop42. Напомним, клиновоздушный ракетный двигатель представляет собой тип жидкостных ракетных двигателей с клиновидным соплом, способный поддерживать аэродинамическую эффективность в широком диапазоне высот над поверхностью Земли с разным давлением атмосфер. Сопла такого двигателя могут регулировать давление истекающей газовой струи в зависимости от изменения атмосферного давления в процессе набора высоты. Одна из главных особенностей такого двигателя заключается в более эффективном расходе топлива на низких высотах по сравнению с традиционными ракетными двигателями.

Использование 3D-печати и современных материалов позволили Pangea на 15 % повысить эффективность двигателя, т.е. для доставки на орбиту груза той же массы требуется на 15 % меньше топлива. Благодаря 3D-печати инженерам компании также удалось создать систему регенеративного охлаждения, когда используемые в качестве топлива жидкие кислород и метан, находящиеся в криогенном состоянии, проходят через каналы охлаждения перед попаданием в камеру сгорания. За счёт этого удаётся эффективно охлаждать двигатель, защищая его от плавления.

«Мы открыли технологию производства клиновоздушных двигателей по очень низкой цене. Нам удалось несколько раз запустить один и тот же двигатель, продемонстрировав работоспособность технологии и нашу готовность к дальнейшим испытаниям», — считает соучредитель и генеральный директор Pangea Адриа Аргеми (Adria Argemi).

Вместе с этим Pangea получила контракт Французского космического агентства (CNES), в рамках которого будет проводиться изучение возможности масштабирования запатентованной технологии компании на более массивные двигатели, подходящие для использования в ракетах Ariane и других тяжёлых носителях. Pangea привлекла €3 млн инвестиций, которые поступили от нескольких венчурных компаний, таких как Inveready и Primo Space, а также получила несколько грантов и государственное финансирование в размере €3,5 млн на проведение дальнейших исследований. На данный момент в Pangea Aerospace работает менее 20 человек.

США признали невозможность отказа от российских РД-180 в ближайшие годы

Технические проблемы, сопровождающие разработку альянсом United Launch Alliance (ULA) новой ракеты Vulcan, могут сделать невозможным отказ Пентагона от российского двигателя РД-180 к 2022 году, как того требует Конгресс. Об этом сообщает SpaceNews, ссылаясь на отчет Счетной палаты правительства США. Согласно данному документу, речь идет о затруднениях, связанных с разработкой компанией Blue Origin двигателя BE-4, что может сделать невозможным сертификацию Vulcan в 2021 году. Вследствие этого может возникнуть ситуация, когда Пентагону придется полагаться на ракету Atlas 5 в 2022 году и далее. SpaceNews напоминает, что в 2016 году Конгресс запретил Пентагону использовать ракету Atlas 5 с российским двигателем РД-180 после 2022 года. В апреле «Роскосмос» сообщил, что Научно-производственное объединение «Энергомаш» 14 апреля передало американской стороне шесть двигателей РД-180, что стало последней поставкой по текущему контракту. В июле 2020 года компания Blue Origin поставила ULA первый BE-4, который не является серийным, а предназначен для испытаний.

Vulcan создается на замену Atlas 5. Два однокамерных BE-4, устанавливаемых на первую ступень носителя Vulcan (фактически Atlas 6), в совокупности позволят развить большую тягу, чем один двухкамерный РД-180 первой ступени Atlas 5. В отличие от РД-180, работающего на керосине, BE-4 использует метан. Ракета Vulcan с американскими BE-4 должна заменить носитель Atlas 5 с российским РД-180.

В Перми освоили производство двигателей РД-191 для ракет «Ангара»

Специалисты НПО «Энергомаш» завершили квалификационные испытания доводочного двигателя РД-191, произведённого на пермском предприятии «Протон-ПМ». Об этом сообщает пресс-служба Роскосмоса. Разработанный специалистами НПО «Энергомаш» двигатель РД-191 используется с 2010 года. Ранее производство этих двигателей осуществлялось только на мощностях компании-разработчика.В связи с ростом поставок этих двигателей в 2015 году было принято решение о переносе производства РД-191 на базу предприятия «Протон-ПМ». Проведённые в НПО «Энергомаш» квалификационные испытания показали надёжность всех элементов двигателя. Программа квалификационных испытаний включала шесть пусков на огневом стенде. «Проведённые испытания — это точка отсчёта серийного производства на нашем предприятии основной номенклатуры РД-191», — отметил директор ПАО «Протон-ПМ» Дмитрий Щенятский. Генеральный директор Роскосмоса Дмитрий Рогозин добавил, что в дальнейшем планируется совершенствование двигателя РД-191 с целью повышения его мощности. Это позволит выводить до 27 тонн полезной нагрузки на низкую опорную околоземную орбиту при запусках ракет-носителей «Ангара-А5М» с космодрома «Восточный».

Роскосмос создаст водородный двигатель

Роскосмос создаст водородный двигатель для ракеты «Ангара». Отмечается, что такой двигатель позволит разработать носитель повышенной грузоподъемности, а в перспективе — ракету с многоразовыми ступенями. Ранее госкорпорация приняла решение форсировать разработку ракеты-носителя «Ангара-А5В» повышенной грузоподъемности с двигателем, использующим водород. Такой двигатель получил название РД-0150. Двигатели РД-0150 планируется использовать в ракете «Ангара-А5В» на ее третьей ступени, что позволит сделать из нее ракету повышенной грузоподъемности.

«Невозможный» детонационный двигатель оказался рабочим

Ракетный двигатель, который когда-то считался невозможным, был испытан в лабораторных условиях. Инженеры создали и успешно протестировали прототип так называемого вращающегося детонационного двигателя, который генерирует тягу посредством взрывной волны, удерживающейся в бесконечной петле. Для работы вращающегося детонационного ракетного двигателя требуется гораздо меньше топлива, чем для двигателя внутреннего сгорания, используемого в настоящее время в ракетах. То есть, в будущем появятся более эффективные и менее затратные способы доставки космических кораблей в космос. Таким образом, в ходе эксперимента, проведенного аэрокосмическим инженером Каримом Ахмедом из Университета Центральной Флориды и его коллегами, были впервые представлены доказательства безопасной и эффективной детонации водорода и кислорода во вращающемся детонационном ракетном двигателе. Идея вращающегося детонационного двигателя появилась в 1950-х годах. Суть технологии кроется в закольцованной камере сгорания, расположенной между двумя цилиндрами, которые находятся один внутри другого. В камеру через небольшие отверстия (форсунки) впрыскиваются газообразное топливо и окислитель, после чего они поджигаются. Это создает первую детонацию, которая испускает сверхзвуковую ударную волну, идущую по закольцованной камере сгорания. Сделав один оборот и вернувшись к форсункам, она поджигающую следующую порцию топлива и окислителя — взрыв создает следующую сверхзвуковую волну и так далее. В результате серии взрывов появляется тяга.

Преимуществом технологии является меньший расход топлива (на 25%) при той же тяге, поэтому американские военные активно вкладываются в разработку вращающегося детонационного двигателя, надеясь впоследствии ежегодно экономить около 400 миллионов долларов на запусках ракет.

Но у нового двигателя есть важные особенности: детонация хаотична и ее сложнее контролировать. То есть двигатель требует тщательной калибровки. Важно не только используемое топливо и соотношение его с окислителем, но и размер форсунок, диаметр и толщина камеры, размер и форма реактора, место и момент впрыска топлива. Ахмед и его команда заняты именно настройками двигателя и его калибровкой. Они создали небольшой прототип двигателя диаметром 7,6 сантиметров и успешно испытали его в работе.

При производстве ракетных деталей будут использоваться аддитивные технологии

При производстве деталей для ракет-носителей «Союз-5», «Союз-2» и «Ангара» специалисты Роскосмоса будут использовать аддитивные технологии. Об этом пресс-центр российской государственной корпорации сообщил сегодня. Речь идет о применении аддитивных технологий при производстве таких деталей, которые будут использоваться в работе жидкостных ракетных двигателей. Осуществлять такую работу станут специалисты «НПО «Энергия». Впервые о возможности использования аддитивных технологий инженеры предприятия заговорили после успешных испытаний камеры двигателя 14Д23, который устанавливается на «Союз-2.1б». Испытания проходили на Конструкторском бюро химавтоматики в Воронеже (предприятие входит в структуру НПО «Энергомаш»). В ходе испытаний было доказано, что аддитивные технологии можно применять во время производства жидкостных ракетных двигателей. В настоящее время специалисты уже освоили методику изготовления сопла и смесительной головки двигателя 14Д23 посредством аддитивных технологий, подчеркнули в Роскосмосе. 

Было установлено, что при использовании таких технологий трудоемкость изготовления двигателя сократится минимум на 20%. Например, при использовании аддитивной технологии смесительная головка двигателя будет одной цельной деталью, которую можно произвести за 77 часов. А при традиционном методе производства эта деталь будет состоять из 220 элементов, 62 сварных швов и 124 паяных соединений.

В основу аддитивных технологий заложен механизм так называемого «выращивания» изделия путем добавления в него новых слоев материала. Например, можно «выращивать» деталь на 3d-принтере или с помощью лазерного «выпекания» из порошка.

Треть космических пусков в 2016 году производилась двигателями "Энергомаш"

Треть всех ракет-носителей в мире, обеспечивших космические запуски в 2016 году, были оснащены двигателями производства НПО "Энергомаш", сообщили в среду на предприятии. "В 2016 году в мире было выполнено 85 космических пусков, из которых в 79 пусках использовались РН (ракеты-носители) с ЖРД (жидкостным реактивным двигателем). Из этих 79 пусков в 26 использовались ЖРД разработки НПО Энергомаш, что составляет 33% от пусков РН с ЖРД или 31% от всех пусков", — говорится в сообщении на сайте предприятия.

Отмечается, что двигатели разработки НПО Энергомаш были использованы в двух пусках российских ракет "Союз-СТБ" и "Союз-СТА" из европейского космического центра в Гвиане, в восьми пусках американских носителей "Атлас-5" и в одном пуске американской ракеты "Антарес". Всего в 2016 году при космических запусках было использовано 98 двигателей разработки "Энергомаш".