АО "ОКБ "Факел"

Об альтернативных методах создания тяги в околоземном пространстве «Мир» — первая в мире орбитальная станция модульного типа, настоящий космический дом, где человек научился жить и работать за пределами Земли годами. Она стала легендой ещё при жизни. Рекорды, эксперименты, международные экипажи — это был символ космического могущества и инженерной мысли. Но к концу 90-х годов судьба великой станции висела на волоске. Страна не могла тянуть две пилотируемые программы одновременно: поддержание орбиты только одной станции требовало регулярных и дорогостоящих запусков грузовых кораблей. С учетом этого инженеры отбросили возможные риски и предложили смелую идею, которая могла подарить станции еще несколько лет жизни — электродинамическая тросовая система. Плазменный «якорь» для «Мира» — идея красивая своей физикой. Земля обладает мощным магнитным полем, чем и решили воспользоваться разработчики. Если развернуть в космосе длинный проводящий трос и замкнуть ток через окружающую плазму (магнитосферу), то при прохождении тока по проводнику возникнет сила Лоренца. По сути, это гигантский электродвигатель, который может либо тормозить станцию, либо, при нужном направлении тока, толкать её вперед, компенсируя аэродинамическое сопротивление разреженной атмосферы. Российская ракетно-космическая корпорация «Энергия» взялась за проект. План был таков: специальный плазменный источник (разработка ОКБ «Факел») на борту станции должен был выбрасывать электроны, а шестикилометровый трос с коллектором на конце — собирать их, замыкая цепь. Ток в несколько ампер, взаимодействуя с магнитным полем Земли, создал бы небольшую, но постоянную тягу, достаточную, чтобы 130-тонная махина «Мира» начала медленно набирать высоту. За два с половиной месяца создали и испытали плазменный источник. Он выдавал нужные 3 ампера, но в вакуумной камере. Как поведёт себя система в реальном космосе — оставалось загадкой. Инженеры нашли способ форсировать мощность, увеличив концентрацию плазмы в 15 раз. Эксперимент был готов к переходу в стадию «лётного образца». По причинам нетехнического характера проект остановился. Без подпитки топливом орбита «Мира» неумолимо снижалась. Утром 23 марта 2001 года станция, которую могла спасти физика и дерзкая инженерная мысль, вошла в атмосферу и прекратила свое существование в Тихом океане, навсегда оставшись яркой звездой в истории космонавтики. Ну а предложенный 25 лет назад нетривиальный эксперимент требует внимательного рассмотрения и возможного развития в будущих проектах. Все новости ОКБ «Факел» | VK | MAX | САЙТ | TG

ДАС и СПД: История противостояния двух типов холловских двигателей Пара слов об электроракетных двигателях, работающих на эффекте Холла. Кратко рассмотрим два типа двигателей: стационарный плазменный двигатель (СПД) и двигатель с анодным слоем (ДАС), которые имеют общие и отличительные черты. ДАС был придуман первым. В конце 1950-х годов сотрудник Института атомной энергии (сегодня НИЦ «Курчатовский институт») А. В. Жаринов предложил конструкцию, которая казалась верхом инженерной элегантности. Но сегодня на орбитах работают тысячи СПД, в то время как ДАС летал в космосе лишь однажды. Почему так вышло? СПД зародился в том же институте несколько лет спустя — в 1962 году разработкой занялся А.И. Морозов. При внешней схожести (оба используют эффект Холла), двигатели оказались антиподами по внутренней логике работы. ДАС — это изящный минимализм. Ионы в нем разгоняются в очень тонком слое у стенки анода. Магнитное поле здесь играет вспомогательную роль, не давая электронам замкнуть цепь раньше времени. Формированием плазменного потока оно почти не занимается. Благодаря этому анодный блок ДАС достаточно прост в изготовлении, к тому же сделан из металла, а не хрупкой керамики. СПД — это интеллектуальная сложность. Здесь зона ускорения протяжённая. Магнитное поле активно формирует и фокусирует плазменный поток, обеспечивая высокую эффективность и ресурс двигателя. Оба двигателя могут работать на разных рабочих телах и являются многорежимными. Изначально рабочим телом для ДАС был выбран висмут (металл с температурой плавления 271°С), из-за чего оказалось невозможным измерить тягу и, соответственно, оценить эффективность работы двигателя. Лишь к концу 1980-х годов ДАС перевели на ксенон и наконец смогли нормально протестировать, но к тому времени СПД уже достиг своего совершенства, имел внушительную лётную историю и по основным параметрам превосходил ДАС. Единственный раз ДАС был применён в космическом полёте. Спроектированный в ЦНИИмаш по заказу США двигатель на рабочем теле висмут отработал на спутнике STEX с 1998 по 1999г. и в дальнейшем оказался невостребованным. | VK | TG | MAX | САЙТ |

«Мир» обновленный: как космические технологии вернули к жизни легендарные глубоководные аппараты Капитальный ремонт и модернизация уникальных глубоководных обитаемых аппаратов «Мир-1» и «Мир-2» на ОКБ «Факел» — это история не просто о восстановлении техники. Это история того, как высочайшая инженерная культура, рождённая в космической отрасли, была применена для спасения уникального глубоководного флота страны. Это пример полной отдачи и проявления творческой мысли коллектива, сумевшего подарить вторую жизнь легендарным аппаратам, открывшим человечеству тайны глубин. И подтверждение того, что российская научная мысль и инженерное мастерство способны решать задачи любой сложности — от космоса до бездны океана. Вызов принят: нестандартные задачи для космического КБ В конце 2003 года перед опытным конструкторским бюро «Факел», известным своими космическими разработками, встала необычная задача: провести полное восстановление двух подводных гигантов по заказу Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН. Это был вызов — на предприятии, привыкшем к точности миниатюрных ракетных двигателей, предстояло работать с «подводными глыбами» железа, титана и сложнейшей техники. Директор ОКБ «Факел» Вячеслав Мурашко смело принял вызов. Первым делом на «Факеле» пришлось создать совершенно новую производственную среду. Габариты, вес и специфика эксплуатации аппаратов не имели ничего общего с основной продукцией конструкторского бюро. В сжатые сроки были оборудованы специальные участки, спроектированы и изготовлены уникальные стенды, подъемники и оснастка. Это была инженерная задача уровня стартапа внутри крупного предприятия. Ремонт был тотальным: - Аппараты полностью разобрали, каждый узел подвергли тщательной дефектовке. - Прочные стальные сферы, где размещается экипаж, а также балластные сферы отправили на испытания в камерах высокого давления ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова в Санкт-Петербурге. - Заменили энергоблоки, некоторые силовые конструкции, кабели, шланги и элементы систем гидравлики. - Восстановили все детали, имеющие большой износ. - Все корпуса заново покрасили, устранив следы глубокой коррозии. Но просто вернуть к жизни — было мало. Инженеры «Факела» провели и модернизацию, применив свои космические технологии и материалы. Были усовершенствованы бамперы, аварийная рубка, лаговые двигатели, системы крепления научного оборудования и даже интерьер обитаемой сферы. Использование современных прочных и коррозионностойких материалов и технологий позволило не только повысить надежность, но и облегчить аппараты. Испытания глубиной и льдом После сборки «Миры» прошли строжайшие заводские и морские испытания: аппараты подтвердили соответствие всем международным требованиям безопасности для погружений на глубины до 6000 метров. Экзаменом высшего пилотажа стала подготовка «Миров» к исторической экспедиции 2007 года — погружению на дно Северного Ледовитого океана в точке географического Северного полюса. Работа под двух- – трёхметровым льдом требовала особых мер безопасности, и специалисты ОКБ «Факел» сумели подготовить аппараты к этой сложной миссии. Были разработаны и изготовлены: - Дополнительные аварийные двигатели с электрическим приводом для гарантированного возврата в полынью в случае отказа основных систем. - Усовершенствованная система аварийного балласта. - Дополнительная глубоководная фотокамера для документирования беспрецедентного события. Но был и особый, символический штрих. По инициативе предприятия из специальных высокопрочных титановых сплавов был создан памятный знак с флагом России. Его покрытие и вакуумная термообработка рассчитаны на то, чтобы он сохранился в жестких морских условиях не менее ста лет. 2 августа 2007 года этот титановый Флаг был установлен «Мирами» на дне океана на глубине 4300 м в точке Северного полюса, отметив не только научный, но и геополитический триумф. Всё самое интересное про уникальные глубоководные аппараты смотрите инфографике. | VK | TG | MAX | САЙТ |

Невидимая сила: как крошечные двигатели покоряют космос Задумывались ли вы, как огромный космический корабль выполняет ювелирные манёвры на орбите? За этим стоит не мощь гигантских ускорителей, а точная работа миниатюрных термокаталитических двигателей (ТКД). Активные работы над ТКД начались в 1940-х годах. Пионерами стали немцы: наиболее успешными образцами того периода считаются двигатель Вальтера для подводных лодок, использовавший в качестве одного из компонентов разлагаемую катализатором перекись водорода, и легендарная ракета «Фау-2», где перекисьводородный генератор с катализатором приводил в действие турбины насосов. В СССР работы развернулись после Великой Отечественной войны. Ведущие конструкторские бюро — ОКБ 456 (сегодня НПО Энергомаш), ОКБ 1 (на сегодняшний день РКК «Энергия») и КБхиммаш им. А.М. Исаева — активно включились в гонку. Уже в 1950-е на свет появился РД101, доказавший жизнеспособность технологии с применением перекиси водорода. Его наследники, двигатели РД107/108, стали легендами советской космонавтики. Позже в ОКБ 1 были созданы каталитические двигатели на перекиси водорода, модернизированные версии которых до сих пор обеспечивают мягкую посадку спускаемых аппаратов «Союз». В 1960-е годы мир признал гидразин как эффективное топливо для монотопливных двигателей, когда американский зонд «Маринер» отправился в космос на двигателях данного типа. С середины 70-х годов КБхиммаш им. А.М. Исаева начало создавать целую линейку термокаталитических двигателей тягой от 500 грамм и выше. Эти надежные системы, например, тягой 5 кг и сегодня работают в разгонных блоках «Фрегат» (НПО Лавочкина), выводя спутники на целевые орбиты. В конце 1970-х потребовались двигатели с рекордно малой тягой в 50 граммов и меньше. В итоге, окончательный выбор был сделан в пользу двигателя с 10 граммовой тягой. Задачу с невероятно сжатым сроком в три года взялось выполнить ОКБ «Факел», имевшее уникальный опыт работы с малыми тягами. Важный задел по работе с монотопливом и аммиаком был, но существенную помощь оказали коллеги из ЦНИИмаш и КБхиммаш, в том числе предоставившие электромагнитные клапаны для первых образцов. Инженеры не остановились на достигнутом. Они совершили прорыв, создав уникальный термокаталитический двигатель на гидразине с тягой в диапазоне от 5 до 1 грамма. Представьте: усилие, сравнимое с весом листа бумаги, способно с ювелирной точностью ориентировать многотонный космический аппарат в безвоздушном пространстве. Чтобы понять эту магию, посмотрите нашу инфографику и откройте для себя мир космической точности. | VK | TG | MAX | САЙТ |

Электрические ракетные двигатели: ключ к освоению космоса и преимущества разработок ОКБ «Факел» Что такое ЭРД и ЭРДУ? Электрические ракетные двигатели (ЭРД) — это особый класс двигателей, которые используют электрическую энергию для ускорения рабочего тела (например, ксенона, криптона или аргона), по сравнению с химическими двигателями, где энергия выделяется за счёт реакций горения. Принцип их работы основан на преобразовании электрической энергии в направленную кинетическую энергию частиц, что позволяет достигать значительно более высоких скоростей истечения струи — от 16 до 60 км/с и даже выше. Электроракетная двигательная установка (ЭРДУ) — это комплекс систем, включающий не только сам двигатель, но и систему хранения и подачи рабочего тела, систему электропитания (например, солнечные батареи или ядерные источники) и систему автоматического управления. Такая установка обеспечивает длительную и точную работу двигателя в условиях космоса. Для чего нужны ЭРД и ЭРДУ? 1. Экономия массы и увеличение полезной нагрузки: благодаря высокой скорости истечения рабочего тела ЭРД позволяют значительно снизить его расход. Это уменьшает массу космического аппарата, что позволяет увеличить полезную нагрузку в два раза, а также сократить затраты на запуск за счёт использования ЭРД для довыведения космического аппарата до заданной орбиты. 2. Коррекция орбиты и ориентация космического аппарата: электроракетные двигатели широко используются для довыведения космического аппарата, поддержания орбиты спутников, коррекции их положения и ориентации. За счёт низкого расхода рабочего тела в двигателях увеличивается срок активного существования космического аппарата в 3-4 раза (до 15 лет и более). 3. Снижение проблемы космического мусора: с помощью электроракетных двигателей возможен увод космического аппарата с целевой орбиты на орбиту захоронения, что минимизирует количество космического мусора на целевой орбите. 4. Длительные миссии и межпланетные перелёты: ЭРД отличаются высокой надёжностью и ресурсом работы (тысячи часов). Они идеально подходят для миссий, требующих длительного ускорения, таких как полёты к дальним планетам или даже к границе Солнечной системы. Они обеспечивают высокий удельный импульс, что делает их более эффективными для дальних перелётов по сравнению с химическими двигателями. ОКБ «Факел» (входит в интегрированную структуру АО «НПО Энергомаш» Госкорпорации «Роскосмос») производит два вида электрических ракетных двигателей — стационарные плазменные и термокаталитические двигатели. Благодаря уникальным технологиям и качеству продукция ОКБ «Факел» общепризнана во всём мире. На сегодняшний день потенциал двигателей ОКБ «Факел» превышает современные потребности космических аппаратов, а также соответствует требованиям перспективных проектов, но опытное конструкторское бюро не останавливается на достигнутом. Разрабатываются новые двигатели, ищутся новые технологические решения. | VK | TG | MAX | САЙТ |