Содержание
Какие двигатели человек создаст для полетов в дальний космос
Через десять лет после удачного штурма космоса несколько стран затеяли чрезвычайно амбициозные проекты по его дальнейшему освоению. В 1971 году США запустили программу Space Shuttle, через пять лет СССР начал разработку системы «Энергия – Буран», а еще через шесть лет к гонке подключилась Великобритания с проектом HOTOL (Horizontal Take-Off and Landing).
Константин Предаченко
Многие специалисты считают именно английский проект самым революционным: если США и СССР развивали традиционные ракетные технологии, заложенные еще Вернером фон Брауном, то Великобритания решила создать принципиально новый воздушно-космический самолет. Самим аппаратом занималась British Aerospace, а уникальный воздушно-реактивный двигатель должна была разработать компания Rolls-Royce. Планировалось, что HOTOL будет взлетать с разгонной аэродромной тележки, двигатель начнет работать в воздушно-реактивном режиме (до высоты около 28 км), используя в качестве окислителя забортный воздух, после чего перейдет в режим классического ракетного жидкостного двигателя.
Создание такого двигателя и сейчас задача почти фантастическая, что же говорить о восьмидесятых годах. Довольно скоро Rolls-Royce столкнулась с рядом трудностей, повлекших незапланированный рост затрат на исследовательские работы. В итоге British Aerospace решила отказаться от революционного двигателя и вступить в кооперацию с СССР, переименовав проект в Interim HOTOL. Аппарат планировали оснастить советскими ЖРД и запускать с модифицированного самолета Ан-225. Сотрудничество началось в 1991-м, однако в этом же году Советский Союз закончил свое существование, похоронив под своими обломками и совместный проект.
Три в одном
Не все были согласны с таким положением дел. После сворачивания работ над RB545 в 1989 году ведущий конструктор двигателя Алан Бонд забрал с собой двух инженеров Rolls-Royce и основал собственную компанию – Reaction Engines. Она сосредоточилась на создании гибридного двигателя SABRE (Synergistic Air-Breathing Rocket Engine) и разработке других технологий для воплощения проекта космоплана Skylon.
Многие эксперты считают, что проект SABRE способен перевернуть современную космонавтику и сделать возможным создание одноступенчатого космического аппарата. Он может работать на первом этапе полета как турбореактивный двигатель, в качестве окислителя забирая забортный воздух. На втором этапе – как прямоточный двигатель, а на третьем – как обычный ракетный двигатель, используя внутренний бортовой окислитель.
Идея одноступенчатого многоразового воздушно-космического аппарата (SSTO, Single Stage to Orbit) далеко не нова, но на пути ее воплощения стоит ряд препятствий – низкий уровень весовой отдачи конструкции и недостаточный удельный импульс существующих ракетных двигателей. Это взаимосвязанные параметры: повысив удельный импульс (который показывает, сколько секунд данный двигатель сможет создавать тягу в 1 Н, истратив при этом 1 кг топлива), вы можете получить ту же тягу с меньшим расходом топлива и окислителя, что позволяет сделать конструкцию большей массы. Однако существующие жидкостные ракетные двигатели имеют удельный импульс в вакууме порядка 400 с (рекорд для кислород-водородных КВД1 и RL-10 составляет 462 с, двигатели на экзотических компонентах – например, использующие водород-литий-фтор – позволяют получить на сотню больше, однако с ними столько проблем, что игра не стоит свеч).
Не ракета, не самолет
В то же время двигатели современных авиалайнеров имеют удельный импульс на порядок выше, приближаясь к цифре 6000 с, и даже «прожорливый» двигатель сверхзвукового Concorde имел удельный импульс всего в два раза ниже – 3000 с (почти в десять раз экономичней космической ракеты). Такая радикальная разница из-за иного принципа работы: воздушно-реактивный двигатель на каждую часть топлива использует 14 частей воздуха (если топливо – водород, то 30), а ракетному приходится черпать из баков все, что потом улетит в сопло.
Можно, конечно, использовать воздушно-реактивный двигатель на части траектории выведения, которая проходит сквозь плотные слои атмосферы, с его экономичностью и отсутствием необходимости в окислителе. Но не все так просто. Космическая ракета стремится пройти плотные слои атмосферы быстро, проткнув их на вертикальном участке траектории, а уже потом заваливая траекторию горизонтально.
Аппарат с ВРД не может позволить себе такой роскоши – он должен максимально использовать бесплатный окислитель за бортом, потому его траектория пологая и долгое время проходит в плотных слоях атмосферы, с большой скоростью полета на этом участке. Все это время аппарат находится под воздействием скоростного напора набегающего потока, что требует упрочнения конструкции и повышения эффективности теплозащиты – и то и другое тянет за собой увеличение веса. Есть еще одна хитрость – возможность использовать подъемную силу крыла: если ракета с вертикальным стартом висит на тяге двигателей и при наборе высоты тяга должна быть больше ее веса, то крылатый аппарат с аэродинамическим качеством 5 для набора высоты должен иметь тягу всего лишь больше 1/5 веса. Однако крылья – это тоже дополнительный рост веса конструкции. Все это затягивается в тугой клубок противоречий, решить которые на современном технологическом уровне, получив преимущества над многоступенчатой системой, достаточно сложно.
Самый мощный холодильник в мире
Алан Бонд со своей командой столкнулся с теми же проблемами, что и его предшественники: среди всего множества существующих типов воздушно-реактивных двигателей нет универсала, каждый из них отличается разной эффективностью, каждый хорош в своем диапазоне скоростей, обладает своего рода узкой специализацией.
Турбореактивный двигатель отлично работает в диапазоне от 0 до 3 М, но разгон с его помощью до больших скоростей затруднителен: воздух при торможении в воздухозаборнике нагревается так сильно, что дальнейшее сжатие его компрессором приводит к росту температуры до величин, выходящих за пределы термостойкости материалов камеры сгорания и турбины. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель и гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (последний отличается сверхзвуковым течением в камере сгорания) отлично работают на больших скоростях (Х-43А достиг 10 М), однако не работают на малых. Турборакетные двигатели обладают низким удельным импульсом и тяговооруженностью (они тяжелы для той тяги, что создают). В свое время большие надежды возлагали на двигатель со сжижением кислорода (LACE, Liquid Air Cycle Engine), в котором криогенное топливо идет через теплообменник, забирая тепло у набегающего потока до температуры сжижения воздуха, далее через сепаратор, где кислород отделяется от азота и подается в камеру сгорания.
Однако такой двигатель тяжел, конструктивно сложен (прощай, надежность) и имеет повышенный расход топлива (водорода на охлаждение тратится больше, чем можно сжечь в камере сгорания с полученным жидким кислородом, а это потери удельного импульса). Впрочем, от LACE Алан Бонд решил позаимствовать идею охлаждать воздушный поток в теплообменнике.
В итоге инженеры пришли к необходимости комбинированной силовой установки из разных двигателей, в которой каждый работает на своем участке (например, для старта используется турбореактивный, для высокоскоростного разгона – прямоточный, для внеатмосферного полета – ракетный). Ракетный двигатель – необходимый компонент коктейля, остальные по вкусу, в разных комбинациях. Однако это порождает определенные проблемы: на всех режимах полета нужно везти мертвый груз в виде двигателя для другого участка траектории, растет аэродинамическое сопротивление из-за сопел неработающих двигателей. Альтернатива – гибридная силовая установка, которая сочетает в себе качества (и агрегаты) всех типов двигателя.
Сопло ведь нужно всем? Так зачем тащить несколько, используем одно для всех. Воздухозаборник нужен всем, кроме ракетного? Используем один, а потом закроем заподлицо, чтобы сопротивления не создавал. В этом направлении и двигалась мировая конструкторская мысль (даже силовая установка самолета SR-71 Blackbird – гибрид турбореактивного и прямоточного двигателей, некоторые зенитные ракеты используют ракетно-прямоточный).
Очень быстрый гибрид
Двигатель компании Reaction Engines – SABRE – вполне подходит на роль ключевой технологии, с помощью которой можно разрубить гордиев узел противоречий и реализовать одноступенчатый воздушно-космический аппарат. Этот гибрид сочетает в себе качества турбореактивного (хотя турбину компрессора крутят не выхлопные газы, а горячий гелий в замкнутом цикле), прямоточного и ракетного двигателей и работает с достаточной эффективностью на всех участках траектории, от взлетной полосы до орбиты. Расчеты Reaction Engines показывают, что в случае применения ЖРД общий вес корабля и полезной нагрузки должен составлять 13% от стартового веса для вывода полезной нагрузки 15 т на низкую опорную орбиту.
Двигатель SABRE позволяет при тех же условиях довести вес корабля с полезной нагрузкой до 22% – цифра вполне достижимая при современном уровне технологий.
SABRE, как и его предшественник RB545, – гибридный воздушно-реактивный двигатель с предохлаждением потока. Здесь, как и в LACE, за воздухозаборником стоит криогенный теплообменник, однако входящий поток не сжижается, всего лишь охлаждаясь до низких температур. Далее воздух с температурой порядка –140 °С (до этого он нагрелся при торможении свыше 1000 °С) поступает в простой турбокомпрессор из легких сплавов (низкая температура воздушного потока позволила облегчить его на три четверти по сравнению с компрессором турбореактивного двигателя), сжимающий газы до давления камеры сгорания, в которой газообразный воздух смешивается с жидким водородом. При выходе из плотных слоев атмосферы воздухозаборник запирается створками, а камера сгорания питается жидким кислородом из внутренних баков. Поскольку расход водорода на охлаждение больше, чем окислителя в полученном воздухе, избыток (2/3 потока, прошедшего теплообменник) дожигается во втором контуре, смешиваясь с той частью воздуха, которая не поступила в теплообменник.
Однако принципиальная схема по сравнению с RB545 несколько изменилась: добавилась промежуточная петля с жидким гелием – теперь водород охлаждает гелий, а гелий уже отбирает тепло у воздуха и, нагревшись, крутит турбину компрессора и насосов, после чего поступает на повторное охлаждение. Это позволило избежать проблем водородной хрупкости в температурно-напряженном теплообменнике воздухозаборника. Компоновка космического аппарата тоже изменилась: тонкое веретено корпуса оснащено треугольным крылом со слегка искривленными мотогондолами на его концах.
Запарились
История создания SABRE – это прежде всего история разработки и совершенствования теплообменника, поскольку все завязано на его характеристики. Он должен извлечь из воздуха до 400 МВт тепла, при этом иметь минимальный вес, малые габариты, малое гидравлическое сопротивление (чтобы обеспечить заданный расход хладагента без установки тяжелых насосов), работать в условиях громадного перепада температур и давлений, сохранив целостность на протяжении всего жизненного цикла аппарата, и быть технологичным в изготовлении.
По словам Алана Бонда, современные промышленные теплообменники такой мощности имеют вес в 30 раз больше, чем допустимо для применения на борту одноступенчатого космического аппарата (18 т против 600 кг, заложенных в конструкцию SABRE). Ответ, как часто бывает, подсказала природа. Жабры рыб имеют разветвленную систему капилляров, в которых более тонкая сеть трубочек вливается в толстые сосуды. Это оказалось именно тем решением, которое позволяет снизить сопротивление току жидкости при достаточной площади теплообмена. Существующие теплообменники, как правило, имеют набор трубок равного диаметра, в новой же конструкции применяются изогнутые тонкостенные трубки диаметром 0,9 мм с толщиной стенок 30 нм из сплава Inсonel 718, которые соединяют основные трубопроводы большего диаметра. Для изготовления применяется пайка, а отверстия в основных трубопроводах прожигаются лазером. Был изготовлен опытный образец теплообменника, который поместили перед установленным на стенде реактивным двигателем Rolls-Royce Viper.
Инженеры провели цикл наземных испытаний, в которых модуль прошел 200 рабочих циклов по 5 минут каждый – больше, чем за планируемый жизненный цикл аппарата Skylon.
При охлаждении воздуха до –140 °С неизбежно возникает проблема обледенения: весь пар (а при этой температуре уже не только пар, но и углекислый газ), который содержался в окружающем воздухе, превращается в лед. При первом пробном запуске теплообменник за считаные секунды покрылся сплошной коркой льда, который полностью забил все каналы для воздуха. По заявлению Reaction Engines, в настоящее время проблема решена, однако компания избегает даже малейших намеков на то, каким образом это удалось, ссылаясь на коммерческую тайну. Некоторое представление можно получить, посмотрев, как с обледенением справлялись в проекте RB545. Охлаждение потока там проводилось в две стадии: первый теплообменник охлаждал воздух до +10 °С, превращая почти весь пар в туман, а затем впрыск жидкого кислорода моментально снижал температуру потока до –50 °С.
Вся оставшаяся влага (перед этим опционально стоял еще влагоуловитель) моментально превращалась в мелкодисперсные кристаллы льда, не намерзая на трубки теплообменника.
Поскольку двигатель обладает высокой термодинамической эффективностью, разработчики использовали простой и легкий осесимметричный воздухозаборник с двухскачковой системой торможения воздушного потока с повышением его давления до 1,3 бара. Альтернативой был вариант с плоским клином сжатия, представленный на эскизах HOTOL. Он обладает большей эффективностью (большее число косых скачков уплотнения минимизирует потери полного давления на входе), однако при изменении числа Маха необходимо регулировать углы наклона множества поверхностей, чтобы все скачки сошлись в одну точку. Эта механизация с шарнирами и приводами тянет за собой дополнительный вес. В осесимметричном двухскачковом воздухозаборнике задача решается только перемещением конуса взад-вперед.
Клин клином
Сопло двигателя тоже высокотехнологичный агрегат, имеющий отличия от классического колокола сопла Лаваля, применяющегося на современных жидкостных реактивных двигателях.
Существенной проблемой одноступенчатых аппаратов является изменение давления на срезе сопла: оптимизированное под вакуум сопло не даст той тяги в атмосфере, и наоборот. В результате весь участок разгона сопло будет работать то с недорасширением, то с перерасширением, что приведет к падению удельного импульса. В многоступенчатых аппаратах можно оптимизировать сопло каждой ступени под давление на участке ее работы (оно тоже варьируется, но не в таком широком диапазоне). В одноступенчатых нужно или применять сопло изменяемой геометрии (а это дополнительный вес механизмов и приводов), или мириться с потерей эффективности. Решить эту проблему позволяют двигатели с высотной компенсацией, в которых расширяющийся сверхзвуковой поток газа только с одной стороны ограничен стенкой сопла, с другой же – внешняя среда. К таковым относится клиновоздушный ракетный двигатель (aerospike engine, применялся в американском проекте Х-33) и expansion-deflection nozzle – именно такой тип сопла разрабатывается в рамках научно-исследовательских программ STERN и STRICT для SABRE.
Этот тип сопла имеет такой же колокол, как и у сопла Лаваля (правда, короче и другой геометрии), с центральным телом по оси, отклоняющим поток к стенкам колокола (по форме похоже на впускной клапан в цилиндре ДВС). За центральным телом остается не занятая выхлопными газами зона, позволяющая компенсировать влияние давления окружающей среды.
Одни проблемы
И это далеко не все сложности. Перед инженерами Reaction Engines стоит ряд других задач: создание систем охлаждения камеры сгорания (на атмосферном участке полета предлагается охлаждать воздухом, пропущенным через рубашку, вне атмосферы – жидким кислородом), отработка сопел системы орбитального маневрирования, промежуточного теплообменника между водородом и гелием (предлагается использовать керамическую матрицу), турбины для жидкого гелия (тут планируется применять оригинальную систему с рабочими колесами противоположного направления вращения) и решение аэродинамических проблем с конструкцией самого космолета.
Все эти работы выполняются в основном на деньги частных инвесторов с минимальным привлечением бюджетного финансирования. При этом сложность возникающих проблем превышает возможности современного компьютерного моделирования, и многое приходится решать экспериментом на натурных стендах (так, для отработки геометрии сопел планируется запуск суборбитальной ракеты, которая пройдет атмосферный участок с тем же числом Маха на заданной высоте, в планах и создание летательного аппарата для отработки компоновки мотогондолы). Еще недавно Алан Бонд говорил, что первый полет планируется в 2029 году, а сейчас называет уже 2024 год. И это будет самолет, который выведет на круговую орбиту 1300 кг. Успех этих работ может существенно снизить цену вывода груза на орбиту, сделать ближний космос столь же доступным, как Антарктика, а технологии двигателей с предохлаждением можно использовать и на Земле – для воздушных перевозок с гиперзвуковой скоростью.
Декабрь ушедшего года принес свежие новости: наряду с возводимым в Великобритании (Уэсткотт, графство Бакингемшир) испытательным стендом для двигателя SABRE Reaction Engines начала строительство еще одного стенда в США.
Работы ведутся на средства гранта, выделенного DARPA. А это значит, что к финансированию подключился Пентагон. На стенде будет испытываться система предохлаждения перспективной силовой установки.
Зачем российские двигатели для космоса хотят делать из керамики
27 августа 2022
10:50
Юлия Рудый
Фото Роскосмос.
Модель керамической турбины из керамики сложной формы.
Фото Экипо.
Экономия? А как насчёт хрупкости? Разве керамика в состоянии выдержать космический старт? Рассказываем о достижении, которое может изменить всё.
Учёные из России создали и, что важно, опробовали технологию, которая позволит создавать космические двигатели из керамики.
В представлении обычного человека керамика — это глиняные сосуды из тонкого и хрупкого материала. Однако совсем иное подразумевает под словом «керамика» любой химик. Например, керамическими являются некоторые высокотемпературные сверхпроводники.
В отличие от металлов керамика способна выдерживать более высокие температуры: если деталь из металлического сплава теряет свойства уже при 1700 градусах Цельсия (чаще рубеж приходится на отметку 1200-1400 °C), то керамическая на основе оксида алюминия выдержит и 2000 °C. Кроме того, она будет значительно легче.
Получается, на вывод на орбиту ракеты из керамики будет затрачено меньше топлива или же она сможет взять с собой больше полезной нагрузки. Кроме того, более высокие температуры рабочего тела в тепловых двигателях позволяют повышать их КПД.
Словом, керамика — очень перспективный материал, а точнее целый огромный класс материалов, который физики и химики изучают уже очень давно.
Однако загвоздка в том, что созданные керамические детали необходимо как-то соединять. И вот тут появляется самое тонкое место, которое сводит на нет все остальные выдающиеся свойства керамики.
Шов — место, где соединяются детали — не обладает теми же прочностными характеристиками, а потому он может разрушаться под нагревом и нагрузками.
Своё решение этой проблемы недавно представили специалисты компании «Экипо». Они создали технологию сращивания деталей из керамики с помощью нанопаст. После нагрева такой «шов» по своему строению практически не отличается от основного материала, из которого выполнена деталь.
Российские изобретатели создали образец реального маршевого ракетного двигателя и турбины в меньшем масштабе (примерно с ладонь).
«На вид в нём ничего необычного, однако сейчас никто в мире подобный двигатель сделать пока не смог. Мы научились сращивать керамику так, чтобы швы были малозаметны, а их прочностные характеристики совершенно не уступали параметрам основного монолитного материала», — сообщил руководитель проекта Вячеслав Тёмкин.
Испытания показали, что образцы выдерживают неизбежный при работе ракетных двигателей термоудар до почти двух тысяч градусов. Более того, в ходе испытаний все образцы выдержали более 120 таких термоударов.
Если создать такой же двигатель из металлических сплавов, то он будет уступать керамическому в КПД на 15%. Ведь он будет работать при более низких температурах и ему нужна будет система охлаждения.
Также, согласно расчётам, которые провели разработчики, полноценный двигатель из керамики будет работать дольше и будет на 20% легче своих металлических собратьев.
Ещё одно более земное применение новинки: внутри турбин, которые используются в энергетике. В том числе для портативных электростанций.
Сейчас материалы испытаний переданы в «Роскосмос» и КБ «Химмаш», где новинку изучают специалисты.
Больше важных и интересных новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».
«Смотрим» ‐ ВКонтакте, Одноклассники, Яндекс.
Дзен и Telegram
Вести.Ru ‐ ВКонтакте, Одноклассники, Яндекс.Дзен и Telegram.
наука
нанотехнологии
химия
материалы
керамика
новости
Россия
Ранее по теме
Новый наноматериал обладает антиоксидантными свойствами
Создан нанокомпозит для российских накопителей возобновляемой энергии
Российский нанонаполнитель увеличил объем метана в газовом баллоне
Прорыв: инженеры создали ярко светящиеся растения, которые можно перезаряжать
Борьба с облысением: рост волос стимулирует новый пластырь с микроиглами
К барьеру: наночастицы доставят лекарства в сетчатку и мозг пациентов
Космические двигательные установки для спутников и космических аппаратов
Закрывать
Двухкомпонентные двигательные установки
Монотопливные силовые установки
Ионные двигательные установки
Службы поддержки
Полный ассортимент однотопливных, двухтопливных и ионно-электрических
двигательные системы.
Обзор
Более полувека мы производим силовые установки
для широкого спектра международных спутников и космических аппаратов. Мы
специализируется на монотопливных, двухтопливных и электрических ионных двигателях
и питания от составных частей и модулей подсистем, до
полные силовые установки и не только — с полным набором
услуги поддержки двигателей от доставки, интеграции и тестирования, а также
загрузка топлива, поддержка запуска кампании, после запуска и
операции на орбите.
Области применения
Типичные области применения нашей двигательной установки включают:
- Орбитальные спутники и космические корабли.
- Межпланетные космические корабли и зонды.
- Контроль возвращаемых аппаратов.
- Автоматизированные миссии по снабжению Международной космической станции.
- Управление подъемом по крену и стабилизация света до
тяжелые ракеты-носители. - Положение разгонного блока ракеты-носителя, орбитальное и
контроль крена.
ДВУХТОПОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Наши двухтопливные двигательные установки в основном используются на средних и
тяжелые спутники и космические корабли, такие как миссия космического агентства и для
более крупные платформы коммерческих спутников.
Интеграция двухкомпонентной силовой установки
Унифицированные двигательные установки
Для большинства наших спутниковых
требования очень похожи. А именно впрыск апогея и отношение
маневр для перехода на орбиту, удержания станции и управления орбитой с последующим
путем схода с орбиты или перевода на кладбищенскую орбиту. Лампольдсхаузен
команда рано поняла, что отдельные системы, необходимые для этих
различные функции могут быть объединены в общую систему и что
стала известна как Унифицированная силовая установка (ЕПС).
Унифицированная силовая установка Включает:
- Топливный бак (700–1450 л).
- Бак окислителя (700–1450 л).
- Подруливающие устройства 10N — RCT.
- Усовершенствованный двигатель Apogee Boost.
- Узел контроля давления — PCA.
- Узел изоляции пороха – PIA.
- Баллон с гелием (51–90 л).
- Пироклапаны.
- Клапаны наполнения и слива.
- Регулятор давления.
- Датчик давления.
- Тепловой контроль движения.
- Центральный цилиндр с интерфейсным кольцом пусковой установки.
Схема унифицированной силовой установки
МОНОПРОПИТАЛЬНЫЕ ГИДРАЗИННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Наши монотопливные гидразиновые двигательные установки используются для малых и
средний космический корабль для миссий LEO и MEO. Готовый стандарт
доступны двигательные установки, а также пользовательские модули для
спутники в классе от 220 кг до 2500 кг.
Монотопливный двигатель на гидразине Интеграция в
Средний космический корабль
Проверка встроенных гидразиновых двигателей
Осмотр заправочного и сливного клапана — привод на гидразине
Система для малого космического корабля
Мы также поставляем системы управления вращением и ориентацией (RACS) для верхних ступеней тяжелых и малых пусковых установок.
RACS позволяет управлять пусковой установкой по крену и тангажу после сброса ее твердотопливных ускорителей. После этого он используется для точных маневров управления и точной ориентации верхней ступени перед разделением одной или нескольких полезных нагрузок.
Блок подруливающих устройств 240 Н
для Vega Small Launcher
Блок подруливающих устройств интегрирован в
Отсек Vega Avionics
ИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Двигатели будущего уже сейчас
стать реальностью с радиочастотным ионным двигателем Лампольдсхаузена
систем, обеспечивающих удельный импульс в десять-двадцать раз выше, чем
самые эффективные на сегодняшний день жидкостные ракетные двигатели и от 30% до 50%
выше, чем альтернативные ионные двигательные установки.
Преимущества
Электрические силовые установки обладают многими преимуществами по сравнению с химическими
силовые установки, в том числе:
- Самый высокий удельный импульс (>3000 с) обеспечивает >30% стартовой массы
сохранение. - Высокая производительность при низкой сложности.
- Уменьшена масса процессора мощности.
- Узкое расхождение луча.
- Надежная конструкция с широким диапазоном эксплуатационной стабильности.
- Большой диапазон дроссельной заслонки и адаптация к доступной электроэнергии.
- Превосходная стабильность тяги и быстрый отклик тяги.
- Непревзойденное высокоточное управление космическим кораблем.
- Способность к непрерывной тяге в течение многих месяцев,
или лет. - Самый высокий потенциал роста с увеличением электроэнергии в ближайшей и среднесрочной перспективе.
- Сравнительно безопаснее.
Подробнее об ионном двигателе
Системы, двигатели и их характеристики.
Электрический ионный двигатель — RIT 2X
УСЛУГИ ПО ПОДДЕРЖКЕ ДВИГАТЕЛЕЙ
Наши двигательные установки обслуживаются рядом специалистов
услуги поддержки, охватывающие каждый этап от старта до публикации
запуск и операции на орбите.
Клиенты могут выбрать любой из этих
услуги в соответствии со своими потребностями.
Области компетенции, связанные с нашими космическими двигательными установками
предлагая нашим клиентам полную поддержку
Брошюры по силовой установке
(pdf)
Брошюры по вышеуказанным силовым установкам и вспомогательным услугам
доступны для просмотра в Интернете, откуда их можно скачать.
Если вам требуется печатная версия любой из этих брошюр или более
подробная информация, то, пожалуйста, свяжитесь с нами.
См. полный список наших
брошюры по космическим двигателям доступны для скачивания.
Двигатель РС-25 | Aerojet Rocketdyne
Загрузка…
Работа в дальнем космосе
Aerojet Rocketdyne является генеральным подрядчиком проверенных в полете высокопроизводительных двигателей RS-25, используемых для приведения в движение американской тяжелой ракеты-носителя нового поколения NASA Space Launch System (SLS) .
Четыре двигателя RS-25, расположенные в нижней части основной ступени, приведут ракету в движение во время ее восьми с половиной минут подъема в космос с тягой более 2 миллионов фунтов.
Основные характеристики
RS-25 произошел от главного двигателя космического челнока Aerojet Rocketdyne (SSME), который успешно обеспечил 135 полетов космического челнока. За время эксплуатации шаттла двигатель претерпел пять крупных модернизаций, каждый раз с применением современных технологий и инноваций, каждый раз демонстрируя значительные улучшения в плане безопасности и надежности. Между программой шаттла и программой SLS двигатели RS-25 и SSME в совокупности отработали более 1,1 миллиона секунд.
RS-25 представляет собой двигатель ступенчатого сгорания, работающий на жидком водороде и жидком кислороде, что делает его одним из самых эффективных двигателей, которые когда-либо производились в стране. Двигатели SSME на шаттле обычно работали с вакуумной тягой 491 000 фунтов (104,5% от номинального уровня мощности).
Требуемый уровень мощности для двигателей RS-25, которые будут летать на SLS, составляет 512 000 фунтов вакуумной тяги (109 процентов от номинального уровня мощности), чтобы увеличить грузоподъемность машины. Будущие модификации будут иметь еще более высокую тягу.
Компания Aerojet Rocketdyne приступила к разработке нового поколения двигателей RS-25 для использования 16 двигателей, оставшихся от программы космических челноков. Эти двигатели нацелены на снижение стоимости на 30% по сравнению с двигателями, которые летали на космических шаттлах, и будут оснащены новейшими передовыми технологиями производства, включая 3D-печать .
Технические характеристики двигателя
Пропелленты | Тяга | Удельный импульс | Размеры |
Топливо: жидкий водород | Вакуум: 512 300 фунтов | Вакуум: 452 сек. | Длина: 168 дюймов |
Resources
- RS-25 Awesomeness infographic
- RS-25 Incredible Facts
- NASA RS-25 Infographic
- RS-25 Data Sheet
Videos
Пресс-релизы
- 30 сентября 2021 г. — Aerojet Rocketdyne успешно завершила серию испытаний ракетного двигателя системы космического запуска
- 18 марта 2021 г. — От испытательного стенда к стартовой площадке: основная ступень первой системы космического запуска НАСА доставлена в Космический центр Кеннеди на Луну
- 27 января 2021 г.
