Ученые и студенты Самарского университета им. Королёва разработали модель экологичного двигателя для сверхлегких ракет-носителей. Самарская разработка поможет уменьшить себестоимость запусков и сделать их более безопасными в плане экологии.
"В рамках реализации программы Передовой инженерной аэрокосмической школы в Самарском университете им. Королёва разрабатываются модификации жидкостных ракетных двигателей, предназначенных для сверхлегких ракет-носителей. Данный проект реализуется при сопровождении специалистов ПАО "ОДК-Кузнецов", являющегося индустриальным партнером нашего университета. Мы инициировали собственную разработку двигательной установки на инновационных компонентах топлива. Подобный двигатель может использоваться на сверхлегких ракетах-носителях, он будет работать на более экологичном, чем обычно, топливе – на топливной смеси из керосина и закиси азота", – отметил Иван Зубрилин, директор Инжинирингового центра Самарского университета им. Королёва.
В разработке участвовали специалисты Научно-исследовательского центра космической энергетики Самарского университета им. Королёва и сотрудники созданного в университете студенческого конструкторского бюро. Основу бюро, получившего название "Феникс", составили студенты Института двигателей и энергетических установок и Института авиационной и ракетно-космической техники университета, в том числе обучающиеся по программе "Крылья Ростеха" и уже работающие на предприятии "ОДК-Кузнецов".
"Некоторые отечественные жидкостные ракетные двигатели малой тяги, применяемые, например, на разгонных блоках средств выведения, к сожалению, используют очень токсичные компоненты топлива, например, топливную пару АТ + НДМГ, то есть азотный тетраоксид и гептил. Несомненные преимущества этих топливных компонентов – высокие энергетические характеристики, возможность долгого хранения и самовоспламенение при контакте, что исключает необходимость использования системы зажигания. Однако в случае аварии при запуске эти вещества наносят значительный урон окружающей среде и здоровью людей. Кроме того, штатные топливные компоненты дороги в эксплуатации – для их хранения и закачивания нужны специальные материалы для резервуаров и трубопроводов, а, например, азотный тетраоксид, используемый в качестве окислителя, требует поддержания постоянной температуры в узком диапазоне в условиях космического пространства. Замена высокотоксичных компонентов топлива на более экологичные позволила бы уменьшить экологический вред и снизить себестоимость коммерческих запусков микро- и наноспутников", – рассказал один из разработчиков проекта Илья Матвеев, студент Института двигателей и энергетических установок Самарского университета им. Королёва.
В качестве топливной пары по результатам термодинамических расчетов разработчики выбрали авиационный керосин марки Т-1 и закись азота. Эта пара в наибольшей степени отвечает требованиям экологической чистоты, безопасности использования, транспортировки и хранения и обладает высокими энергетическими характеристиками. Под использование этой топливной пары спроектировано сопло будущего двигателя с оригинальной схемой охлаждения. Сопло вместе с рубашкой охлаждения будет изготовлено как единая деталь методом селективного лазерного спекания на 3D-принтере.
"Уже начато изготовление опытного образца двигателя и готовится экспериментальная база для испытаний. Первые испытания планируем провести этой осенью", – сообщил Иван Зубрилин.