Китай продвигает программу разработки метана-кислородного двигателя с целым циклом ступенчатого сгорания для многоразовой ракеты-носителя сверхтяжелого класса Long March 9.
Работы по созданию все поточного метана-кислородного ракетного двигателя со ступенчатым циклом сгорания и тягой 200 тонн будут включать в себя совершенствование конструкции и компонентов. В ходе испытаний будут проведены пуски опытных образцов и отработка таких компонентов, как воспламенители, газогенераторы и камеры тяги.
В недавней статье авторы из Сианьского института аэрокосмического движения описывают успехи Китая в разработке этих и других метана-жидко-кислородных двигателей. Институт является подразделением CASC, занимающимся разработкой жидкостных ракетных двигателей. Согласно проектам, ранее опубликованным официальными представителями главного космического подрядчика Китая - Китайской авиационной научно-технической корпорации (CASC), группа из 26 двигателей многоразового использования будет приводить в движение первую ступень китайской сверхтяжелой ракеты Long March 9 CASC планирует первый испытательный полет этой гигантской ракеты в 2033 году. Первый испытательный полет этой гигантской ракеты планируется осуществить в 2033 году.
Исследования, начатые в Китае в 1980-х годах, привели к созданию двигателей на метане с тягой 10 и 80 тонн. Последний из них успешно прошел испытания на горение, продемонстрировав достижения в области надежности и возможности повторного использования. Разработка полно поточного двигателя метан кислород поэтапным циклом сгорания будет способствовать реализации будущей крупномасштабной программы освоения дальнего космоса, включая посадку на Марс и другие цели.
Согласно документу, основные показатели двигателя сопоставимы с показателями двигателя Raptor компании SpaceX, используемого на сверхтяжелом корабле Starship .
Как утверждается в документе, второй в мире метановый двигатель с полно поточным ступенчатым циклом, он превосходит BE-4 компании Blue Origin и другие отечественные и зарубежные метановые двигатели. Однако последний двигатель имеет более высокую тягу.
Однако авторы указывают на будущие проблемы. Полно поточные ступенчатые двигатели обеспечивают высокую тягу и высокий КПД, а также отличную надежность и возможность многократного использования.
Однако существуют и такие проблемы, как сложная конфигурация системы, трудности интегральной компоновки и окончательной сборки, а также контроль процесса зажигания.
В нем также отмечается, что национальная инфраструктура для полноценного развития этих двигателей еще относительно слаба. По их мнению, для реализации сложных и технически трудных проектов необходимо наращивать усилия в области смежных технологий. Однако задача создания недорогих, высоконадежных и быстро восстанавливаемых двигателей рассматривается как ключевая для достижения национальных целей.
По мнению авторов документа, это будет знаковая технология и квантовый скачок вперед для китайской космической отрасли. В документе также отмечается прогресс, достигнутый китайским частным сектором в разработке метана кислородных двигателей. В качестве примера можно привести двигатель Mingfeng-1 компании CASIC, двигатель Tianque компании Landspace для ракеты Zhuque-2 и двигатель переменной тяги JD-1/Focus-1 компании iSpace для серии многоразовых ракет Hyperbola. В список также вошли двигатель Longyun, разработанный производителем двигателей Jiuzhou Yunjian, и двигатель Canglong компании Aerospace Propulsion.
LandSpace, одна из первых компаний, появившихся после того, как Китай открыл космическую отрасль для частного капитала, эксплуатирует ракету Zhuque-2, первую и единственную метан-кислородную ракету, достигшую орбиты. В настоящее время компания планирует создать ракету-носитель из нержавеющей стали "Zhuque-3", которая сможет доставлять на низкую околоземную орбиту 20 т одноразового и 16,5 т многоразового использования. В то же время другой новатор, компания iSpace, недавно провела испытания своей ракеты Hyperbola в режиме "прыжок-прыжок-прыжок".
Прорыв в области метановых двигателей в Китае, прогресс в США и демонстрация компанией SpaceX возможности многократного использования меняют долгосрочное направление развития китайской программы космических перевозок.
Согласно планам 2011 года, на сверхтяжелой ракете Long March 9 должен был использоваться парафиновый двигатель на жидком кислороде тягой 500 т. Испытания этого двигателя находятся на достаточно продвинутой стадии.
Однако он является основой для одноразовой ракеты. Новые проекты, заявленные на 2022 и 2023 годы, касаются ракеты Long March 9, в которой будет использоваться метана кислородный двигатель нет дополнительных ускорителей.
Существует также еще один вариант ракеты дальнего радиуса действия, аналогичный стеку Super Heavy/Starship.
Китай также разрабатывает трехступенчатую тяжелую ракету, предназначенную для отправки китайских астронавтов на Луну к 2030 году. На этой ракете будет установлен модернизированный двигатель Kerorox, созданный на базе Long March 5. Первый и двухступенчатый варианты этой ракеты для полета на LEOявляются восстанавливаемыми и потенциально многоразовыми.
Пересказ статьи из spacenews