SWGL Fanshop Edition One

Команда инженеров из Шотландии и Украины разработала новый ракетный двигатель

Photograph courtesy of the University of Glasgow

Ракетный двигатель-”аутофаг” (“пожирающий сам себя”), разрабатывается университетами Шотландии и Украины. Новый двигатель сможет выводить на орбиту малые спутники по конкурентной цене.

В статье, опубликованной в Journal of Spacecraft and Rockets, инженеры из Университета Глазго и Днепровского национального университета имени Олеся Гончара (г. Днепр, Украина) описывают процесс сборки двигателя-”аутофага” и проведение его огневых испытаний и дросселирования (изменение величины тяги). Новый двигатель может перевернуть индустрию запуска малых спутников в космос.

Сегодня большинство ракет используют баки для хранения ракетного топлива, вес которых, как правило, во много раз превышает вес полезной нагрузки. Это снижает эффективность ракеты-носителя, а также усугубляет проблему космического мусора.

Однако ракета-носитель, оборудованная двигателями-”аутофагами”, будет использовать свою собственную конструкцию во время взлёта, что может увеличить грузоподъемность и уменьшить количество нового мусора на орбите.

В двигатель-”автофаг” вводится стержень, снаружи которого содержится твердое топливо, а внутри – окислитель. В качестве твердого топлива используется прочный пластик, например, полиэтилен. В сущности, стержень представляет собой трубу, наполненную порошкообразным окислителем. При вводе стержня в горячий двигатель топливо и окислитель испаряются и поступают в камеру сгорания. Это создает тягу, а также тепло, необходимое для испарения следующего участка стержня.

Как утверждают исследователи, тягу двигателя можно варьировать, изменяя скорость, с которой стержень вводится в двигатель. У большинства моделей твердотопливных двигателей изменение тяги невозможно. На сегодня команда смогла добиться работы двигателя в течение 60 секунд.

Доктор Патрик Харкнесс (Patrick Harkness), старший преподаватель Школы инженерии Университета Глазго (University of Glasgow’s School of Engineering), который возглавляет работы по новому двигателю в своем университете, сказал следующее: “За последнее десятилетие Глазго стал центром космической отрасли Великобритании. Больше всего это заметно в области разработки микроспутников, известных как “кубсаты”. Они предоставляют исследователям возможность проводить космические эксперименты. Есть возможность создания будущего космодрома Великобритании здесь, в Шотландии.

Однако ракеты-носители, как правило, имеют значительные размеры, потому что для того, чтобы достичь космоса, требуется много топлива. Если попытаться уменьшить их размер, объем необходимого топлива уменьшается быстрее, чем сухая масса ракеты. Таким образом, существует предел минимального размера ракеты, которая при своих малых размерах будет слишком тяжелой, чтобы достичь орбитальной скорости.

Ракета, оборудованная двигателем-”автофагом” позволяет решить данную проблему. Сам корпус ракеты-носителя будет изготовлен из твердотопливных стержней, и по мере подъема, двигатель будет сжигать корпус от основания к верху.

Это значит, что ракета фактически будет служить топливом, поэтому будет возможно избежать проблемы слишком большой сухой массы. Габариты такой ракеты-носителя можно адаптировать для конкретного малого спутника. Благодаря этому доступ в космическое пространство станет проще.

Сейчас команда находятся на раннем этапе разработки. Проведены успешные лабораторные испытания в Днепре и продолжается работа над дальнейшим совершенствованием двигателя. Следующим шагом будет обеспечение финансирования, необходимого для испытаний двигателя в связке с ракетой-носителем.

Статья “Двигатели-”аутофаги”: создание дросселируемого твердотопливного двигателя”  (Autophage Engines: Toward a Throttleable Solid Motor) опубликована в Journal of Spacecraft and Rockets.

Check Also

Skolkovo

#SpaceWatchGL Interviews: Андрей Потапов, Сколковский институт науки и технологий

Интервью с Андреем Потаповым, заместителем директора Космического центра по инвестиционным проектам и стратегии московского Сколтеха.