Новый российский космический двигатель: ВЗГЛЯД / Россия создает новые двигатели для перемещения в космосе :: Общество

ВЗГЛЯД / Россия создает новые двигатели для перемещения в космосе :: Общество

В России к 2024 году намерены разработать космический плазменный двигатель

5 апреля, 08:27

МОСКВА, 5 апреля. /ТАСС/. Российские ученые намерены к 2024 году завершить разработку плазменных ракетных двигателей для освоения космического пространства. Об этом говорится в распространенном во вторник сообщении научного дивизиона госкорпорации «Росатом».

Обсуждение проектов ракетных плазменных двигателей проходило в ходе научного семинара «Управляемый термоядерный синтез и плазменные технологии». Участники семинара обсудили ход выполняемых исследований и перспективы создания плазменных ракетных двигателей с улучшенными характеристиками. Работы по этому направлению включены в третий федеральный проект комплексной программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в Российской Федерации на период до 2024 года» (РТТН).

«Разработку прототипа плазменного ракетного двигателя в ГНЦ РФ ТРИНИТИ (предприятие Росатома — ТАСС) планируем завершить в 2024 году. На данный момент на квазистационарном плазменном ускорителе продемонстрирован удельный импульс выше 100 км/с для водородной плазмы в режиме однократных импульсов, что позволяет достигнуть целевых показателей прототипа при переходе в частотный режим работы и иметь тяговую мощность в 300 кВт при КПД выше 55%», — приводятся в сообщении слова руководителя проекта в ТРИНИТИ Константина Гуторова, представившего концепцию создания плазменного ракетного двигателя с повышенными параметрами тяги.

Александр Ловцов, начальник отдела ГНЦ «Центр Келдыша», рассказал о разработке модулей электрореактивного ракетного аппарата на базе холловского и ионного двигателей нового поколения. «На данный момент нами разработан эскизный проект на модуль электрореактивного ракетного двигателя максимальной мощностью 250 кВт, который включает четыре холловских двигателя номинальной мощностью 50 кВт и максимальной мощностью 65 кВт. Разработаны, изготовлены и испытаны макеты ключевых элементов этого модуля. К 2024 году мы планируем завершить его изготовление и приступить к испытаниям», — поделился результатом проделанной работы представитель Центра Келдыша.

В НИЦ «Курчатовский институт» разрабатывается мощный безэлектродный плазменный ракетный двигатель (БПРД). По словам заместителя начальника комплекса НИЦ Сергея Коробцева, разработка макета прототипа БПРД мощностью 100 кВт будет завершена уже в 2022 году, а далее на модернизированном стенде Е-1 будут исследоваться его основные характеристики. Среди основных преимуществ БПРД ученый выделил увеличение ресурса из-за отсутствия электродов, практически полное использование рабочего тела (газа), оперативное (без конструкционных изменений) регулирование в широком диапазоне отношения тяга-удельный импульс. «Обеспечивая длительное крейсирование в околоземном пространстве, мощные БПРД позволят разработать космические системы связи и управления, сделают возможным перехват космического мусора и астероидов, позволят организовать транспортные потоки между космическими объектами», — рассказал Сергей Коробцев. 

Теги:

Россия

США вытесняют российские ракетные двигатели на обочину

Атлас V стартует для миссии Космических сил США-12.

United Launch Alliance photo

Соединенные Штаты, полагавшиеся с начала 2000-х годов на ракетные двигатели российского производства для запусков в целях национальной безопасности, готовятся к запуску двигателей нового поколения, произведенных в их пределах.

United Launch Alliance — совместное предприятие Lockheed Martin и Boeing — и SpaceX Илона Маска готовятся к первой партии запусков в целях национальной безопасности, предоставленных компаниям в 2020 году. Будет проведено более 30 запусков между Vulcan Centaur ULA и Falcon 9 компании SpaceXи Falcon Heavy с 2022 по 2027 финансовый год в рамках второго этапа программы запуска космических аппаратов национальной безопасности, или NSSL.

Предстоящие запуски позволят Соединенным Штатам отказаться от РД-180 российского производства — двигателя первой ступени, используемого для запуска ракеты ULA Atlas V.

Двигатель РД-180 — двухкамерный двухсопловой двигатель, разработанный и изготовленный российской компанией Энергомаш. По словам Криса Стоуна, старшего научного сотрудника по космическим исследованиям в Институте аэрокосмических исследований Митчелла, двигатель работает на смеси керосина и жидкого кислорода, чтобы обеспечить достаточную тягу для начальной фазы полета.

С помощью РД-180 ракета-носитель Atlas V осуществила десятки запусков космических аппаратов национальной безопасности США, включая военные, шпионские спутники и спутники GPS, а также коммерческие запуски. Atlas V был предпочтительным транспортным средством для Министерства обороны в течение почти двух десятилетий, наряду с семейством ракет ULA Delta IV.

Обе ракеты дали Соединенным Штатам «гарантированный доступ в космос», политика, которая обеспечивает возможности, необходимые для запуска и вывода на орбиту полезных грузов национальной безопасности США, заявил президент и главный исполнительный директор ULA Тори Бруно.

«Изначально мы были настроены так, чтобы иметь две резервные системы, по крайней мере, для правительства, потому что мы были единственной отечественной пусковой компанией», — сказал Бруно в интервью National Defense. «Что, если ваша площадка выйдет из строя или в одной из ракет есть изъян? У тебя всегда должно быть два пути».

Несмотря на почти идеальную скорость запуска Atlas V, вторжение России в Украину в 2014 году и аннексия Крыма вызвали призывы американских законодателей отказаться от использования РД-180 и создать новый двигатель для Atlas V на территории США — задача «Легче сказать, чем сделать», — сказал Стоун.

«Идея была такова: «Давайте просто разработаем новый двигатель, который можно было бы вставить в заднюю часть Atlas V», но это не так, — сказал Стоун. «Это не самолет, из которого можно вытащить двигатель и вставить новый. Вы в основном строите двигатель и проектируете все вокруг него».

Кроме того, РД-180 имеет конструкцию, которую американские производители ракетных двигателей не смогли воспроизвести, добавил он. По его словам, это включает в себя уникальную металлическую смесь для стенок его камеры сгорания, которая предотвращает растрескивание во время запуска.

Понимая потребность в новых ракетах-носителях и двигателях, Центр космических и ракетных систем при Национальном разведывательном управлении в 2019 году опубликовал запрос предложений на получение двух внутренних контрактов на услуги по запуску в рамках новой программы космических запусков национальной безопасности, согласно Отчет Исследовательской службы Конгресса под названием «Учебник по обороне: космический запуск национальной безопасности».

Год спустя ULA и SpaceX были объявлены победителями двух контрактов, опередив Northrop Grumman и Blue Origin, говорится в отчете. ULA покроет 60 процентов миссий, заказанных Командованием космических систем, а SpaceX возьмет на себя остальные.

Решение о разработке новой ракеты и двигателя было подтверждено после полномасштабного вторжения России в Украину в феврале, когда Москва официально объявила о прекращении всех продаж и поддержки РД-180 в США в ответ на введенные санкции на страну.

«Мы смогли сказать: „Ну и что? Нам больше не нужны ваши вонючие двигатели», — сказал Стоун.

Поэтапно отказываясь от оставшихся ракет Atlas V и уже закупленных РД-180, ULA будет использовать свою новую тяжелую ракету-носитель Vulcan Centaur для предстоящих заданий. По словам Бруно, разработка ракеты ведется с 2014 года, и смещение акцента компании с двух ракет на одну позволило ей снизить затраты.

«Вулкан» имеет ту же одноядерную конструкцию, что и «Атлас-5», с возможностью добавления до шести твердотопливных ракетных ускорителей, но он намного крупнее, так что его грузоподъемность больше, чем у «Дельты-4», сказал он. Твердотопливные ракетные ускорители используются для обеспечения тяги от начального взлета до первого подъема.

«Тот факт, что это одноядерная тяжелая [ракета], делает эту тяжелую миссию — которую сегодня выполняет только Delta IV Heavy — действительно недорогой. Это примерно треть, даже ближе к четверти стоимости», — сказал Бруно. Delta IV Heavy — самая мощная ракета в парке ULA, она доставила на орбиту ряд крупных полезных грузов Национального разведывательного управления.

Старт первой ступени Vulcan будет оснащен парой двигателей BE-4 производства Blue Origin. ULA заключила партнерское соглашение с Blue Origin в 2014 году для совместного финансирования разработки двигателя, который также будет использоваться в ракете Blue Origin New Glenn, которую компания представила для участия во втором этапе конкурса.

В качестве основного двигателя ракеты-носителя в качестве топлива используется жидкий метан — еще одно отличие от РД-180, работающего на керосине, отметил Бруно.

Но прежде чем Vulcan сможет начать запуск полезной нагрузки национальной безопасности, он должен выполнить две успешные коммерческие миссии, чтобы получить сертификат — процесс, который был отложен из-за задержек с двигателем BE-4.

Бруно сказал, что ожидались некоторые задержки, учитывая как меньший штат сотрудников Blue Origin, когда ULA впервые решила использовать BE-4, так и сложный процесс создания ракетного двигателя с нуля.

ULA тесно сотрудничала с Blue Origin, а также перестраивала разработку Vulcan для размещения BE-4, сказал он.

«Вещи, которые мы могли бы сделать шаг за шагом… мы делаем это параллельно», — объяснил он. «Вы можете пойти на небольшой дополнительный риск в отношении нашей разработки, если нам придется вернуться назад и что-то изменить, потому что движок получился немного другим, но это управляемый риск».

Почти готовы первые два лётных двигателя БЕ-4. По его словам, после завершения они пройдут сертификационные испытания. Из того, что он видел до сих пор в конфигурациях производительности BE-4, Бруно сказал, что он «очень доволен двигателем».

«Вулкан» будет сразу же приступать к сертификационным запускам, минуя любые испытательные полеты, отметил он. Первый полет ракеты будет нести полезную нагрузку лунного посадочного модуля Peregrine от Astrobotic Technology для программы NASA Commercial Lunar Payload Services, и в настоящее время она готовится к запуску «к концу этого года», сказал он.

В мае Командование космических систем поручило ULA и Vulcan провести первые пять миссий по обеспечению национальной безопасности в рамках второй фазы запуска космических аппаратов национальной безопасности. Хотя конкретных сроков запусков не было объявлено, ожидается, что они состоятся в течение следующих двух лет. Согласно пресс-релизу Командования космических систем.

SpaceX получила от Командования космических систем три миссии в качестве первой части контракта. Компания планирует использовать свои ракеты Falcon 9 и Falcon Heavy, обе из которых оснащены собственным семейством двигателей Merlin на керосине и жидком кислороде на первом этапе запуска.

Одной из причин, по которой семейство Falcon выделяется, является способность SpaceX восстановить первую ступень ракеты, включая двигатели Merlin, для повторного использования, отметил Стоун. Он добавил, что двигатели РД-180 не могут быть использованы во втором пуске.

SpaceX не ответила на запросы Национальной обороны об интервью.

Хотя миссии, заключенные по контракту в рамках фазы 2 Национальной программы космических запусков, еще не начались, как Космические силы, так и космическая промышленность уже готовятся к следующей фазе контрактов на средние и тяжелые запуски.

Самое большое изменение в индустрии запусков связано с тем, как Космические силы реагируют на мелкомасштабные и крупномасштабные атаки противников в космосе и готовятся к ним, сказал Даг Ловерро, президент компании Loverro Consulting, которая специализируется на национальной безопасности и космическом наведении. Ранее Ловерро занимал руководящие должности как в НАСА, так и в Пентагоне.

В результате требования к фазе 3, скорее всего, будут касаться необходимости одновременного запуска нескольких небольших спутников на низкую околоземную орбиту, таких как те, которые развернуты Агентством по развитию космоса, сказал он.

«У вас по-прежнему будут большие ракеты-носители для первоначального заполнения созвездий, но у вас будут маленькие ракеты-носители, которые можно будет ремонтировать или пополнять, когда эти спутники на орбите выйдут из строя», — сказал Ловерро.

Из-за ожидаемой потребности в меньшей полезной нагрузке компании, которые специализируются на технологии запуска небольших ракет, такие как Relativity Space, Rocket Lab, Virgin Orbit и Firefly Aerospace, имеют шанс побороться за будущие военные контракты, сказал он.

Еще одна тенденция, наблюдаемая в отрасли, заключается в большем развитии многоразовых двигателей с метановым топливом вместо традиционного керосина, используемого в РД-180, сказал Джо Лауриенти, основатель и генеральный директор производителя двигателей и ракет Ursa Major. Он отметил, что возможность повторного использования ракетного двигателя не только снижает затраты, но и лучше для окружающей среды.

«[Метан] сгорает более чисто, поэтому, если вы разбираете или проверяете двигатель, это, как правило, лучшее решение», — сказал он. «Повторное использование двигателя даже один раз снижает углеродный след, который вы создаете для создания этих деталей, и вы не сбрасываете детали в океан».

В июне Большая Медведица представила собственный многоразовый ракетный двигатель на метане под названием Arroway. По словам Лауриенти, компания разработала двигатель таким образом, чтобы его можно было в основном распечатать на 3D-принтере, что позволяет масштабировать его во время производства и легко ремонтировать перед повторным использованием.

Arroway пройдет испытания в 2023 году, а первая поставка запланирована на 2025 год. Лауриенти сказал, что Ursa Major предложит свой двигатель в качестве замены РД-180, а также в качестве потенциального двигателя верхней ступени.

Заглядывая вперед, Бруно отметил, что, поскольку противники США, такие как Китай, продолжают размещать противоспутниковое оружие и заявлять о своем присутствии в космосе, «это просто ставит Америку в гораздо более выгодное положение, поскольку эти технологии и промышленные мощности для производства продуктов здесь, на берегу». ».

ULA будет стремиться продолжить программу запуска космических аппаратов национальной безопасности после того, как «Вулкан» завершит свои контрактные миссии в рамках фазы 2, сказал он.

В целом, решение прекратить использование РД-180 и иметь более разнообразные ракеты-носители создало более прочную ракетную производственную базу, сказал Ловерро.

«Мы видим, что индустрия разработки двигателей гораздо более распространена по всей стране и имеет гораздо больше форм и размеров, чем мы видели в конце 80-х, 90-х и начале 2000-х», — добавил Ловерро. Он отметил, что отсутствие развития было сочетанием зависимости Соединенных Штатов от российского РД-180, незаинтересованности министерства обороны в многоразмерных ракетах-носителях и отсутствия коммерческой космической отрасли.

Лауриенти сказал: «Сейчас действительно необходима суверенная космическая программа. … Соединенные Штаты могут превратиться из нетто-импортера ракетных двигателей в экспортера, где мы не только избегаем проблемы безопасности… но и создаем позицию стратегического преимущества».

Темы: Космос

Илон Маск говорит, что российские ракетные двигатели «отличны, если честно»

• Илон Маск обсудил, насколько «великими» являются российские двигатели, после решения России прекратить продажи в США.
• Совместное предприятие Boeing и Lockheed Martin ULA использует двигатель РД-180 российского производства.
• Маск предположил, что SpaceX, которая разрабатывает собственные ракетные двигатели, не пострадает.

LoadingЧто-то загружается.

Спасибо за регистрацию!

Получайте доступ к своим любимым темам в персонализированной ленте, пока вы в пути.

Илон Маск недавно обратился к качеству российских двигателей на фоне решения России прекратить продажи ракетных двигателей в США.

В интервью Матиасу Дёпфнеру, генеральному директору материнской компании Insider, Axel Springer, которое состоялось на заводе Tesla во Фремонте, штат Калифорния, Маск назвал российский двигатель РД-180 «отличным двигателем».

Он также признал, что американские аэрокосмические компании, в том числе Boeing и Lockheed Martin, использовали российские двигатели.

ULA, совместное предприятие Boeing и Lockheed Martin, полагается на двигатель РД-180 для питания своей ракеты Atlas V, сообщает The Verge. Планируется, что двигатель новой ракеты ULA Vulcan будет производить компания Blue Origin, хотя задержки, как говорят, вызвали разочарование.

Комментарии Маска прозвучали после того, как Россия прекратила поставки ракетных двигателей в США в ответ на жесткие санкции в связи с вторжением страны в Украину.

Дмитрий Рогозин, глава Роскосмоса, заявил ранее: «В такой ситуации мы не можем поставлять США лучшие в мире ракетные двигатели. не знаю что».

Дёпфнер спросил Маска, опасна ли ситуация для США. В ответ Маск сказал: «Boeing и Lockheed сильно полагались на российский двигатель РД-180. Честно говоря, я должен сказать, что это отличный двигатель».

Он добавил: «Они надеются уйти от этого в будущем с двигателями от Blue Origin. Есть также Antares, который использует РД-181, я думаю. В результате они не смогут летать. »

Antares — двухступенчатая ракета-носитель производства Northrop Grumman, которая обеспечивает возможность вывода на низкую околоземную орбиту полезных грузов весом до 8000 кг или почти 18000 фунтов.