Ученые Омского политеха под руководством профессора кафедры «Авиа- и ракетостроение» ОмГТУ Валерия Трушлякова предложили новый способ выброса остатков ракетного топлива в условиях невесомости. Технология, которая предусматривает его газификацию, позволит снизить количество пожаров и взрывов космических аппаратов с жидкостными ракетными двигателями. Проект реализуется при поддержке Российского научного фонда и соответствует стратегическому проекту «Безопасный космос» в рамках реализации вузом программы «Приоритет 2030».
По словам Валерия Трушлякова, сегодня 70% случаев падения ступеней ракет типа «Союз-2» заканчиваются пожарами. Если в зарубежных странах районами сброса является Мировой океан, то в Российской Федерации это сухопутные местности – тайга и степи. Падение становится причиной воспламенений природных зон, близких к области проживания населения. Возникают они из-за использования перекиси водорода для получения газа, который вращает турбины топливных насосов жидкостных ракетных двигателей. После их отделения и выключения в баке каждого ускорителя остаются жидкие остатки. При ударе о поверхность они повреждаются и срабатывают каталитические газогенераторы, температура которых достигает до 800 °С, это приводит к пожарам.
Подобные происшествия, отмечают разработчики, могут возникать в том числе из-за остатков жидкого топлива в баках других типов ракет после выключения двигателей на орбитах при спусках в атмосфере или при ударах о грунт в районах падения. Для предотвращения подобных ситуаций ученые предлагают способ пассивации топливных баков, то есть выброс жидкости в окружающее космическое пространство. Она находится в емкости в виде капель, частично прилипших к стенкам. По задумке, ее необходимо преобразовать в газ, чтобы выдуть из бака.
Валерий Трушляков, профессор кафедры «Авиа- и ракетостроение» ОмГТУ:
«В баке возникает вихревая газодинамическая картина – путем подачи воздуха одновременно вводится дополнительно акустическое воздействие с определенной мощностью, которое помогает улучшить дробление жидкости в вихревом эффекте до мелких капель. Затем полученная газожидкостная смесь выдувается через каталитический газогенератор. В процессе спуска ускорителей емкость осушается от жидких остатков перекиси водорода».
Данный проект – результат долгой и упорной работы студентов, аспирантов ОмГТУ, а также сотрудников научно-образовательного центра «Космическая экология». В дальнейших планах разработчиков – выдвижение, проверка гипотез и создание физических моделей. Подтверждение будет осуществляться с помощью имитации невесомости и реализации процесса выброса жидкости на примере воды. Эксперименты пройдут в Центре подготовки космонавтов им. Ю. А. Гагарина Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос» на самолетной лаборатории Ил-76МДК для моделирования условий невесомости. Конечная цель проекта – совместная разработка бортовой системы выброса остатков при участии компаний-партнеров.