В России изобрели облегчённый электроракетный двигатель для полётов в ближнем и дальнем космосе — в теории он может работать почти вечно

3DNews Технологии и рынок IT. Новости на острие науки В России изобрели облегчённый электрорак… Самое интересное в обзорах 03.03.2022 [16:18],  Геннадий Детинич По сообщению источников, специалисты Ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С. П. Королёва, которая входит в состав Госкорпорации «Роскосмос», получили патент на уникальную конструкцию магнитоплазменного электроракетного двигателя. Такие двигатели перспективно использовать для полётов как вблизи Земли, так и на дальних маршрутах. Работа ионных двигателей. Источник изображения: scmp.com В отличие от ракет на химическом топливе электроракетные двигатели могут работать годами без остановки, питаясь только электрической энергией. И если современные ракеты и космические аппараты вместо полезной нагрузки несут до 90 % топлива на борту, то электроракетные двигатели оставляют намного больше свободного объёма для научной и другой аппаратуры. Изобретение специалистов РКК «Энергия» позволяет существенно снизить массу одной из разновидностей электроракетного двигателя — магнитоплазменного безэлектродного двигателя с циклотронным ускорением плазмы в осевом магнитном поле. Другое название такого двигателя — геликонный плазменный ракетный двигатель (ГПРД). Геликоном называют низкочастотные электромагнитные волны в плазме во внешнем постоянном магнитном поле. Магнитная система двигателя создаёт мощное магнитное поле, через которое проходит рабочее тело (это могут быть газы, включая азот, который можно найти даже в космосе) и превращается генерируемыми геликоновыми волнами в плазму с созданием тяги. Отсутствие погружённых в плазму электродов, как у ионных и других электроракетных двигателей, означает едва ли не бесконечный рабочий ресурс геликонных двигателей. Также у них минимизировано разрушение стенок рабочей камеры и нет движущихся частей. Российские специалисты изобрели новую конструкцию магнитной системы, совмещённую с системой подачи рабочего тела, что позволяет значительно уменьшить массу геликонного ракетного двигателя, а высвободившуюся массу в ракете всегда можно конвертировать в полезную нагрузку. Добавим, в 2016 году в России начали разрабатывать мощный геликонный ракетный двигатель мощностью 100 кВт. Проект разрабатывается Курчатовским институтом и близок к завершению. Также электроракетными двигателями занялись самарские учёные в новом двухлетнем проекте. Есть и другие проекты, подчёркивающие радужные перспективы электрических РД, включая спектр новых иностранных разработок в этом направлении. Источник: Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER. Материалы по теме Постоянный URL: https://3dnews. ru/1061291/rossiyskie-ingeneri-izobreli-oblegchyonniy-elektroraketniy-dvigatel-dlya-polyotov-v-blignem-i-dalnem-kosmose Рубрики: Новости Hardware, на острие науки, космос, Теги: ракетный двигатель, российские разработчики ← В прошлое В будущее →

США получили ракетный двигатель на замену российского РД-180

Американские ракетчики получили замену российскому двигателю РД-180. На новом двигателе американская ракета должна полететь уже в будущем году.

Американская частная аэрокосмическая компания Blue Origin поставила космическому консорциуму United Launch Alliance (ULA) свой первый двигатель BE-4 для установки на будущую ракету Vulcan. Этот двигатель должен прийти на замену российским РД-180, которые США закупают у России более двух десятков лет.

The @blueorigin #BE4 engine for #VulcanCentaur arrived at our Decatur, AL factory. ULA’s next-gen rocket is on track for launch in 2021! #CountdowntoVulcan pic.twitter.com/sojI1ON8D2

— ULA (@ulalaunch) July 1, 2020

О поставке первого двигателя сообщили в «Твиттере» представители альянса ULA.

«Двигатель BE-4 компании Blue Origin для ракеты Vulcan Centaur прибыл на нашу фабрику в Декейтер (штат Иллинойс). Ракета нового поколения ULA должна быть запущена в 2021 году», — говорится в сообщении компании.

На первой ступени этой новой ракеты будут использоваться два двигателя BE-4. «Это первый тестовый двигатель, который будет установлен на ракету Vulcan Centaur и будет участвовать в испытаниях», — заявил Space News представитель Blue Origin. – Второй двигатель мы планируем получить в июле».

Кто станет производить двигатель для новой американской ракеты, стало известно два года назад. 27 сентября 2018 года United Launch Alliance объявил о том, что для новой ракеты семейства Vulcan выбран двигатель BE-4, разрабатываемый компанией Blue Origin американского миллиардера Джефа Безоса, который в 2018 году был признан богатейшим человеком планеты.

«Сегодня великий день для Blue Origin. Мы очень горды тем, что ULA выбрал BE-4 в качестве двигателя, который будет поднимать первую ступень ракеты Vulcan, — заявил тогда гендиректор компании Blue Origin Боб Смит. — ULA является главным провайдером пусковых услуг для задач национальной безопасности, и мы рады стать частью их команды и этой миссии».

«Кажется это подготовка ко встрече Рогозина с главой NASA Брайденстайном», — сказал тогда «Газете.Ru» Виталий Егоров, популяризатор космонавтики, напомнив,что перед грядущей встречей Рогозин начал говорить о возможности выхода из совместного проекта лунной станции.

Долгое время конкурентом BE-4 рассматривался двигатель AR1 компании Aerojet Rocketdyne, однако по ряду причин ставку сделали именно на BE-4. Компания Blue Origin ведет разработку ВЕ-4 начиная с 2011 года, ULA оказывал разработке финансовую поддержку.

Одной из главных особенностей ВЕ-4 является используемое топливо. В отличие от традиционной пары кислород-водород или кислород-керосин ВЕ-4 работает на кислороде и метане. Кроме того, он имеет лишь один турбонасосный агрегат, а не два, как у большинства двигателей.

Первые огневые испытания компания провела в 2017 году, после чего постепенно ускоряла испытания.

Запуск первой ракеты Vulcan в 2021 году жизненно необходим консорциуму, который намерен побороться за один из двух контрактов с военными этим летом за право запуска в космос десятков спутников в интересах национальной безопасности в период 2022-27 годы.

Как заявляли в компании в феврале этого года, все детали будущей ракеты, кроме двигателя находятся в производстве. Глава компании Тони Бруно заявил тогда, что BE-4 является сложной и мощной машиной, способной «поднять круизный лайнер».

Вопрос о выборе нового мощного двигателя для будущей американской ракеты – не столько технический, сколько политический. Это связано с тем, что с конца 1990-х годов основная американская ракета Atlas летает на российских двигателях РД-180, производимых НПО «Энергомаш» в Химках. Вопрос с их поставками стал острой темой на фоне обострения отношений между странами весной 2014 года, после присоединения Крыма.

«Мы не сможем продолжать поставлять двигатели РД-180, если они будут использоваться США не в гражданских целях, а также не сможем продолжать регламентные работы по обслуживанию уже поставленных двигателей на территории США», — заявил вице-премьер правительства РФ Дмитрий Рогозин в середине мая 2014 года.

Впрочем, слова Рогозина тогда остались лишь угрозой – в сентябре того же года при помощи российского двигателя США вывели на орбиту секретный спутник CLIO, заказанный одной из спецслужб. Однако его высказывания вызвали за океаном полемику о необходимости снижения зависимости от России в этой чувствительной сфере.

Главным противником закупок у России ракетных двигателей был американский сентор Джон Маккейн. И ответ на угрозы российского политика был дан. Осенью 2014 года корпорации United Launch Alliance и Blue Origin заявили, что намерены создать жидкостный двигатель BE-4, пара которых могла бы заменить один РД-180.

Двигатель РД-180 за четверть века доказал свою безаварийность и позволил Роскосмосу заработать на его поставках в США. В декабре 2018 года глава компании SpaceX Илон Маск назвал двигатель РД-180 производства российского НПО «Энергомаш» великолепным с точки зрения конструкции.«Стыдно, что Lockheed Martin и Boeing приходится использовать российский двигатель на Atlas, но его конструкция великолепна», — написал Маск в твитере.

В феврале 2020 года аналитики конгресса США заявили, что Вашингтону еще как минимум десять лет не удастся заменить российский РД-180. При этом они считают, что показатели результативности и надежности, которых удалось достичь с помощью РД-180, получится воспроизвести намного позднее 2030 года.

РД-180 был создан в середине 1990-х годов на основе двигателя РД-170. В 1996 году право на использование двигателя приобрела компания General Dynamics, один из крупнейших мировых производителей военной и аэрокосмической техники. Впервые он был использован 24 мая 2000 года в первой ступени американской ракеты-носителя Atlas IIA-R — модификации ракеты Atlas IIA. В дальнейшем ракета была переименована в Atlas III. После первого запуска была проведена дополнительная работа по сертификации двигателя с целью его использования на универсальном ракетном модуле основной ступени ракеты Atlas-V.

Силовая установка

Есть четыре основных составные части к любой полномасштабной ракете; в структурная система, или рама, система полезной нагрузки, система наведения и двигательная установка . Двигатель ракеты включает в себя все детали, из которых состоит ракетный двигатель; танки насосы, топливо, силовая головка и сопло ракеты. Функция двигательной установки заключается в создании тяги. Тяга – это сила, которая перемещает ракета по воздуху и через космос. Тяга создается за счет силовая установка ракеты. Различные двигательные установки развивают тягу в разными способами, но вся тяга создается за счет некоторых Применение третьего закона Ньютона движение. На каждое действие есть равное и противоположное противодействие. В любой двигательной установке используется рабочая жидкость . ускоряется системой и реакция на это ускорение создает силу в системе. А общий вывод уравнения тяги показывает, что величина создаваемой тяги зависит от массовый поток через двигатель и выходная скорость газа. В ракетном двигателе топливо и источник кислорода, называемый окислителем, смешиваются и взрываются в камере сгорания. горение производит горячий выхлоп, который проходит через сопло ускорить течение и производить тягу. Для ракеты ускоренный газ или рабочее тело, — горячий выхлоп, образующийся при сгорании. Это другая рабочая жидкость, чем вы найдете в газотурбинный двигатель или винтовых самолетов. Турбинные двигатели и винты используют воздух из атмосферы в качестве рабочего тела, но ракеты используют горение выхлопных газов. В открытом космосе атмосферы нет, поэтому турбины и пропеллеры не может там работать. Это объясняет, почему ракета работает в космосе. а вот турбинный двигатель или пропеллер не работает. Есть две основные категории ракетных двигателей; жидкостные ракеты и твердотопливные ракеты . В жидкая ракета, топливо , горючее и окислитель, хранятся отдельно в виде жидкостей и перекачиваются в камера сгорания форсунки где происходит горение. В твердотопливная ракета, пропелленты смешаны вместе и упакован в прочный цилиндр. В нормальных температурных условиях, топливо не горит; но они сгорают при воздействии источник тепла, обеспечиваемый воспламенителем. Как только начнется горение, это продолжается до тех пор, пока все топливо не будет исчерпано. С жидкостной ракетой можно остановить тягу, отключив поток пропелленты; а вот с твердотопливной надо разрушить обшивку чтобы остановиться двигатель. Жидкостные ракеты, как правило, тяжелее и больше сложный из-за насосов и накопительных баков. Пропелленты загружается в ракету непосредственно перед запуском. Твердотопливная ракета намного проще в обращении и может простоять годами перед стрельбой. На этом слайде мы показываем изображение Saturn 1B. слева и фото испытания ракетного двигателя на право. На картинке справа мы видим только вне сопла ракеты, при этом горячий газ выходит из нижний. первый этап «Сатурн-1В» был оснащен восемью жидкостными ракетными двигателями, сжигающими углеводородное топливо с жидким кислородом. Используется второй этап единый двигатель, работающий на жидком водороде и жидком кислороде, и использовался для вывода космического корабля «Аполлон» на низкую околоземную орбиту. Экскурсии с гидом Ракетные системы: Силовая установка: Полномасштабные ракеты: Деятельность: Ракетные двигатели Деятельность: 9-10 классы Связанные сайты: Rocket Index Rocket Home Руководство для начинающих Home

Двигатель RS-25 | Aerojet Rocketdyne

Загрузка. ..

Обеспечение освоения дальнего космоса

Aerojet Rocketdyne является генеральным подрядчиком проверенных в полете высокопроизводительных двигателей RS-25, используемых для приведения в движение американской тяжелой ракеты-носителя следующего поколения, системы космического запуска NASA (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 на шаттле 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 3-D печать .

Технические характеристики двигателя

Пропелленты	Тяга (уровень мощности 109 %)	Удельный импульс (уровень мощности 109 %)	Размеры
Топливо: жидкий водород Окислитель: жидкий кислород Соотношение смеси (O/F): 6,0	Вакуум: 512 300 фунтов Уровень моря: 418 000 фунтов Давление в камере: 2 994 фунтов на кв. дюйм	Вакуум: 452 сек. Уровень моря: 366 сек.	Длина: 168 дюймов Диаметр: 96 дюймов Вес: 7 775 фунтов Соотношение площадей: 69:1

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.