Разработка перспективного двигателя. Как обеспечить вывод дополнительной полезной нагрузки на орбиту
Inspace Forum не только дискуссионная площадка, но и хорошая возможность рассказать миру о своем изобретении.
Статья журнала ВКС, №2 (91) июнь 2017
.jpg)
Алексей Пахомов, студент 5‑го курса Московского авиационного института (кафедра ракетных двигателей), представил на форуме новый ракетный двигатель, который, по его словам, обеспечит возможность выведения дополнительной полезной нагрузки на орбиту. Журнал «ВКС» узнал о подробностях этого проекта.
- Алексей, в чем уникальность вашего изобретения?
– Я представляю не свой индивидуальный проект, но разработку всей нашей кафедры. Мы создали демонстратор двухступенчатой многоразовой космической системы. В ней предлагается концептуальная модель транспортно-космической системы, в которой применяется гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель, выполняющий функции маршевого двигателя.
За счет использования атмосферного воздуха при работе атмосферной ступени наше изобретение позволяет значительно сократить бортовой запас окислителя. Тем самым можно повысить полезную нагрузку, выводимую на орбиту. Атмосферный воздух – на высоте от 18 до 60 км. На этом расстоянии работает двигатель. Он разгоняет аппарат до 7,5 км в секунду. И дальше, когда атмосфера на большей высоте становится очень сильно разряженной, вступает в работу классический жидкостной ракетный двигатель, который довыводит полезную нагрузку на орбиту.
– Есть ли у вашей разработки аналоги в России или за рубежом?
– Такой двигатель раньше нигде не применялся. Он перспективный. По стране ведется много подобных разработок, но изготовить его пока не получается из-за того, что еще не созданы материалы, которые смогли бы работать при таких условиях.
Если сегодня у ракеты-носителя «Протон» масса полезной нагрузки составляет 3–4% от общей стартовой массы ракеты, то при использовании ГПВРД полезную нагрузку можно будет повысить до 10%. Если у ракеты-носителя масса 100 тонн, то полезная нагрузка может составить 10 тонн, а не 3–4, как сейчас.
Это, скорее всего, должны быть композиционные материалы, которые выдерживают большую температуру. В нашем институте испытывается такой двигатель (правда, он еще стендовый), уже проводятся огневые испытания.
В нем находится ниобиевая камера со специальным термостойким покрытием. По сравнению с традиционными ракетными носителями двигатель позволит выводить большую полезную нагрузку на орбиту.
Если сегодня у ракеты-носителя «Протон» масса полезной нагрузки составляет 3–4% от общей стартовой массы ракеты, то при использовании ГПВРД полезную нагрузку можно будет повысить до 10%. Если у ракеты-носителя масса 100 тонн, то полезная нагрузка может составить 10 тонн, а не 3–4, как сейчас.
.jpg)
Алексей Пахомов, студент 5-го курса МАИ, рассказывает о своем изобретении
В Америке тоже работают над этим двигателем, но и у них нужных материалов пока нет. Задача исследователей – их создать.
Еще одна проблема: организация самого горения ГПВРД – горения горючего в камере сгорания.
В камере большая скорость, а в сверхзвуковом режиме тяжело организовать горение так, чтобы оно проходило эффективно и выдавало хорошие эргономические характеристики. В это изобретение нужно вкладывать довольно большие средства. И, скорее всего, это прерогатива государства.
.jpg)
3250 
