Ученые и студенты Самарского университета спроектировали экологичный двигатель для сверхлегких ракет-носителей

Разработка Научно-исследовательского центра космической энергетики и студенческого конструкторского бюро Самарского университета имени Королева поможет снизить себестоимость запусков и и повысить экологичность. Сопла вместе с рубашками охлаждения планируется изготавливать едиными, цельными деталями по технологии 3D-печати методом селективного лазерного спекания.

«В рамках реализации программы Передовой инженерной аэрокосмической школы в Самарском университете имени Королева 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 — смеси керосина и закиси азота», — рассказал директор Инжинирингового центра Самарского университета Иван Зубрилин.

В разработке участвовали специалисты Научно-исследовательского центра космической энергетики Самарского университета имени Королева и сотрудники студенческого конструкторского бюро. Основу бюро, получившего название «Феникс», составляют студенты Института двигателей и энергетических установок и Института авиационной и ракетно-космической техники, в том числе обучающиеся по программе «Крылья Ростеха» и уже работающие на предприятии «ОДК-Кузнецов», сообщает пресс-служба вуза.

«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 авторов проекта, студент Института двигателей и энергетических установок Илья Матвеев.

По результатам термодинамических расчетов разработчики выбрали в качестве топливной пары авиационный керосин марки ТС-1 и закись азота. Авторы считают, что помимо высоких энергетических характеристик эта комбинация в наибольшей степени отвечает требованиям экологической чистоты, безопасности использования, транспортировки и хранения. Под выбранную топливную пару 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», — рассказал Иван Зубрилин.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.