?

Log in

No account? Create an account

Научно-популярно о космосе и астрономии

Предыдущий пост Поделиться Следующий пост
Австралийские адепты гибридных ракетных двигателей
lozga
Австралия и Новая Зеландия оказались необычно богаты ракетными стартапами - кроме Rocket Lab, юридически являющейся американской компанией, но производящей пуски своей ракеты Electron с новозеландского космодрома, недавно обнаружилась еще одна компания, теперь уже австралийская с отделением в Сингапуре, которая приступила к испытаниям полноразмерного двигателя для своих ракет. Gilmour Space Technologies успешно протестировала гибридный двигатель тягой 7 тонн.

01.jpeg
Кадр из видео испытаний

Космический гибрид




На видео - испытания двигателя G-70, который планируется использовать на геофизических и космических ракетах компании. Один двигатель позволяет создать геофизическую ракету, способную поднять до 130 кг на высоту до 150 км. А для выведения спутника на орбиту потребуется трехступенчатая ракета с 8 G-70 на первой ступени, 4 на второй и 1 на третьей. По расчетам Gilmour Space Technologies такая ракета сможет выводить до 380 кг на низкую орбиту.

02.jpeg
Скриншот сайта компании

Особенностью двигателя является то, что он гибридный - топливо хранится в твердом виде, а окислитель подается в жидком/газообразном. Это позволяет сочетать достоинства твердотопливных и жидкостных ракетных двигателей - гибридный РД прост и компактен как РДТТ, и его можно перезапускать и управлять тягой, как на ЖРД.

03.jpeg
Схема гибридного ракетного двигателя

Гибридный двигатель успешно использовался на суборбитальном космоплане SpaceShipOne, но на второй версии, SpaceShipTwo, разработчики столкнулись с его недостатками - двигатель оказался плохо масштабируемым. Gilmour Space Technologies утверждают, что справились с этой проблемой. По их заявлениям, G-70, возможно, является самым мощным двигателем с одним отверстием в топливной шашке. Двигатели SpaceShipOne и SpaceShipTwo мощнее, но, очевидно, по мнению Gimlour, используют несколько отверстий.

04.jpeg
Типичные профили отверстий в шашке гибридного двигателя, источник

В твердотопливном двигателе профиль топливной шашки определяет, как тяга будет меняться со временем. В гибридном двигателе тяга определяется количеством подаваемого окислителя, но профиль шашки все равно очень важен - он влияет на эффективность двигателя. Gilmour Space Technologies печатают свои шашки на 3D-принтере. В ранних двигателях использовался ABS-пластик, сейчас же - некий секретный состав. Также компания собирается запатентовать собственную конструкцию 3D-принтера для печати топливной шашки, потому что обычные с новым топливом работать не могут.

05.jpeg
Экспериментальный 3D-принтер Gilmour, источник

По заявлениям компании, получившийся двигатель может дросселировать тягу в диапазоне 10-100% и отличается высокой стабильностью горения.

Немного о компании




Компания Gilmour Space Technologies была основана бывшим банкиром Адамом Гилмуром вместе с женой и братом. Сначала они занимались симуляторами и репликами, создав симуляторы истребителя-бомбардировщика F/A-18, космического корабля с 6 степенями свободы, ЦУПа и работ в условиях невесомости, а также реплики первого американского космического корабля "Меркурий" и китайского корабля "Шэнчжоу". В 2014 году эта деятельность была заморожена, и компания сосредоточилась на гибридных ракетных двигателях. В 2016 году были испытаны двигатели на закиси азота и ABS-пластике.



В том же году успешно поднялась на 5 км ракета RASTA с гибридным двигателем.



Параллельно испытали двигатель на каталитическом разложении перекиси водорода.



В 2017 году компания собрала деньги инвесторов и испытала гибридный двигатель для кубсатов. В планах запуск геофизической ракеты ARIEL во втором квартале 2018 (по словам главы компании) или же первом квартале 2019 (по информации с официального сайта). А орбитальная ракета ERIS, как ожидается, оторвется от земли в конце 2020 года.

Заключение


Чем хороши космические частники - их много, и они экспериментируют с разными технологиями. Электрический привод насосов, двигатель из 15 частей или старт со стратосферного шара, а теперь еще больше гибридных двигателей. Не все компании окажутся успешными, но даже потерпевшие поражение будут полезны тем, что проверят интересные технические идеи на практике.


Я в социальных сетях:
Вконтакте, Facebook, Twitter, Instagram, YouTube

attentioneer.jpg

Записи из этого журнала по тегу «частный космос»


promo lozga ноябрь 4, 2014 17:00
Buy for 20 tokens
Привет! Добро пожаловать в блог, посвященный популяризации космонавтики, астрономии, и, шире, науки и прогресса человечества. Если вы зашли ко мне впервые, рекомендую почитать длинные серии постов по тегам: Серия "Незаметные сложности космической техники". Рассказы о том, как и почему ракеты и…

  • 1
Electron стартует из Новой Зеландии, а не Австралии.

В малых ракетах сейчас много инноваций. Рискнуть внедрить новые проще в ракете стоимость разработки которой сотня миллионов, нежели рисковать миллиардами.
Жаль в России с малыми проектами негусто, можно проспать революцию.

Жаль в России с малыми проектами негусто, можно проспа

Недавно обращал в другом месте внимание на весьма любопытный факт: в США уже обнаруживается множество стартапов, основатели которых "прошли школу SpaceX" (работали там энное время). IMHO, под таким углом (как кузницу кадров ;–) значение SpaceX для индустрии ещё никто не рассматривал...

(Удалённый комментарий)
нормальное хобби для банкира на пенсии)

Не все компании окажутся успешными, но даже потерпевши

%~))) "Но как бы я не старался, выживут не все. Если вы хотите выжить, вы должны выработать чёткое понимание ситуации."©

ракета RASTA должна работать на двигателе из спрессованной марьиванны

С веселящим газом вместо окислителя!

"но даже потерпевшие поражение будут полезны тем, что проверят интересные технические идеи на практике", - а они хоть результатами потом делятся?

они хоть результатами потом делятся?

Остаются люди - которые потом переходят в другие фирмы или вообще организуют свои

А у нас один только рогозинг(


а между перезапусками с топливом ничего не делается?
чо-то мне сцыкотно

У таких двигателей есть три проблемы.

1. В случае неравномерного сгорания возможна фрагментация топливной шашки с перекрытием критического сечения обломками и взрывом. Особенно это касается многоканальных шашек.

2. ТНА, в данном случае - насос окислителя - для больших двигателей все же нужен. Удельный импульс зависит от давления в камере сгорания, следовательно окислитель должен подаваться под давлением... Опять же, стенки камеры сгорания большие, и для того же удельного импульса двигатель конструкционно должен быть сильно тяжелее. В общем - подача окислителя наддувом возможна, но только для небольших двигателей и с низким давлением в камере сгорания.

3. В процессе работы меняется объем камеры сгорания. Соответственно, меняются параметры акустические, распределение газовых потоков, температурного поля... Короче - даже работа больших ТТРД является достижением. В комбинированных же двигателях окислитель достигает поверхности горения именно через общий объем. Который меняется. Соответственно мы уже получаем неравномерное выгорание шашки. Плюс процесс вторичного запуска осложняется тем, что в изменившемся объеме первоначальное распределение окислителя может быть неидеальным, воспламенение начинается не в запланированной точке...

Короче, если прочностные характеристики стенок камеры позволяют справиться со скачками давления, топливная шашка держит ударные волны, а критическое сечение достаточно велико, чтобы сквозь него пролетало, не застревая - мы получаем простой двигатель с напорной подачей окислителя, малым удельным импульсом, и значительной собственной массой (или высокой стоимостью материалов, применяемых при).

Так что пусть работают - флаг в руки...

А в данном случае не получится заменить ТНА вытеснительной подачей?

По-моему, это решение сочетает недостатки ТТРД и ЖРД не давая никаких видимых преимуществ.

Семидырки вспомнились.

Вспомнился двигатель ракеты ГИРД-1...

шашка "бензин+загуститель" и окислитель.

Мне как-то пришлось слышать о российских проектах гибридных двигателей на кусковом или пористом горючем, если верить слухам они даже прошли огневые испытания.
В двигателе на кусковом топливе, меньшая часть горючего покрывает стенки, а большая часть заполняет канал в виде шариков, опираясь на колосник, как в печи.

  • 1