Это, по утверждению разработчиков, значительно улучшит безопасность и надежность повторного запуска ракетного двигателя, сообщает агентство РИА Новости. Результаты исследования были опубликованы в журнале Chinese Journal of Aeronautics.
Современная космонавтика вступила в эпоху, характеризующуюся переходом к многоразовым системам запуска космических аппаратов. При этом вопрос обеспечения надежного повторного запуска двигателей многоразовых ракет-носителей (РН) остается одним из наиболее значительных вызовов в данной области. Ученые отмечают, что существующие решения, основанные на вертикальной посадке и успешно реализованные в проектах компаний SpaceX, китайской Changzheng-9, а также европейских инициатив Callisto, Themis и Ariane Next, нуждаются в дополнительных доработках для решения проблемы отхода жидкости от заборного устройства, что создает потенциальные риски при повторных запусках.
Созданная исследователями ОмГТУ новая система подготовки газа под названием "СН-СОЗ" ("Система наддува и обеспечения запуска") обещает значительно улучшить характеристики многоразовых ракет-носителей. Разработка успешно решает ряд проблем, с которыми сталкиваются традиционные решения, позволяя уменьшить массу конструкции, сократить расходы на гелий и создать условия для безопасного повторного запуска двигателей.
Система осуществляет две ключевые функции: нагревает гелий для поддержания давления в топливных баках и подготавливает газ для системы, обеспечивающей повторный запуск двигателя. Одним из главных новшеств является перенос теплообменников в верхнюю часть топливного отсека, что позволяет проводить их наземные испытания без необходимости запускать сам двигатель, тем самым значительно сокращая затраты на разработку и тестирование.
Оптимизация процессов подготовки и подачи газа позволила добиться снижения массы ракеты на 250 кг, что, в свою очередь, открывает возможности для увеличения массы выводимой полезной нагрузки. Исследователи подчеркивают, что система "СН-СОЗ" становится критически важной для многоразовых ракет-носителей и существенно повышает их конкурентоспособность на рынке космических запусков.
Среди ключевых преимуществ новой разработки — ее автономность и эффективность. Использование нагретой смеси гелия и продуктов разложения пероксида водорода для наддува баков и работы реактивной системы управления помогает сократить расход рабочего тела. Система может также функционировать в нештатных ситуациях: при аварийном отключении двигателя она автоматически переходит в режим аварийной посадки, используя газ из топливных баков в качестве рабочего тела для управления ракетой.
Хотя снижение массы на 250–300 кг не оправдывает глобальные конструктивные изменения в тяжёлых ракетах, таких как "Ангара" или "Союз", это небольшое преимущество имеет критическое значение для ракет-носителей сверхлегкого класса. Каждая единица массы может значительно влиять на возможность вывода полезной нагрузки на орбиту.
В будущем ракеты-носители сверхлегкого класса могут занять значительную нишу на рынке услуг по выводу малых космических аппаратов (150–250 кг) на низкую околоземную орбиту (до 200 км). Учитывая планы Роскосмоса по увеличению орбитальной группировки, такие решения становятся все более актуальными, подчеркивая необходимость разработки инновационных и высокоэффективных систем для ракет-носителей сверхлегкого класса.
Полученные результаты проекта могут найти практическое применение в организациях ракетно-космической промышленности, разрабатывающих ракеты-носители сверхлегкого класса. Исследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (№ 2019-0251).
Источник РИА Новости.