Пользователь

Не зарегистрирован

 

 НОВОСТИ

 

14.01.13 

14.01.13 

02.10.12 

Per aspera ad astra

Через терни к звездам!
 

Гибридные ракетные двигатели

 

 

 

Гибридные ракетные двигатели (ГРД) и носители на их основе

 

   

 

Отличительными характеристиками ГРД по сравнению с ЖРД являются:

  1. простота конструкции ввиду низкого давления в камере сгорания, отсутствия насосной подачи компонентов и системы охлаждения;
  2. низкое давление в камере сгорания (до 30 кг/см*2);
  3. отсутствие необходимости охлаждения камеры сгорания;
  4. высокая плотность горючего (от 0,9 до 1,2 гр/см*3) и окислителя (до 1,5 гр/см*3);
  5. возможность компоновки в виде монокока (совмещение бака окислителя и камеры сгорания в одном корпусе), что повышает надежность, снижает вес конструкции и ракеты в целом;
  6. отсутствие необходимости насосной подачи окислителя, ввиду низкого рабочего давления в камере сгорания, что снижает вес конструкции и повышает надежность;
  7. возможность «ампулирования» двигателя и ракеты в целом;
  8. упрощенная компоновка ракеты с ГРД (монокок) ввиду того, что корпус двигателя и бака являются несущими;
  9. возможность получения высокого удельного импульса 220- 350 сек.;
  10. неограниченно многоразовое применение;
  11. низкая стоимость производства с коротким циклом (от 3-х до 15-ти дней).

Отличительными характеристиками ГРД по сравнению с твердотопливными двигателями (РДТТ) являются:

  1. низкое давление в камере сгорания;
  2. низкая масса конструкции;
  3. низкая стоимость компонентов топлива и их доступность на рынке;
  4. не чувствительность к дефектам твердого горючего (РДТТ разрушаются в случае наличия трещин или раковин в заряде);
  5. отсутствие необходимости организации производства ракетного горючего и обращения с взрывчатыми веществами или веществами, ограниченными в обороте;
  6. более высокий удельный импульс;
  7. возможность регулирования тяги и многократного включения;
  8. многоразовое применение
  9. отсутствие в конструкции двигателей ГРД взрывчатых веществ.

       К недостаткам ГРД с подачей окислителя самовытеснением, можно отнести сильную зависимость давления в баке от температуры окружающей среды, что, в прочем, успешно преодолевается нами путем организации предварительного подогрева окислителя.

       Приведенные характеристики гибридных ракетных двигателей позволяют их использовать как в геофизических ракетах, так и в качестве первых ступеней орбитальных носителей при существенном сокращении сроков и стоимости производства и испытаний. Их производство может осуществляться на общемашиностроительном оборудовании.

      Необходимо отметить, что приведенные данные по удельному импульсу ГРД основываются на результатах, полученных в результате огневых испытаний. Тем не менее, вопрос наиболее эффективных топливных пар для ГРД не изучен в достаточной степени, что дает основания предполагать увеличение показателей по мере исследований.

     В частности, компания SPG, Inc (США) разработала простой в производстве, не криогенный окислитель под торговой маркой Nytrox, который позволяет сохранить безнасосную подачу компонента при этом достичь удельного импульса на паре парафин/Nytrox 300 сек и выше.

     Приведенное сравнение видов ракетных двигателей свидетельствуют, что именно гибридная схема является оптимальной для решения задачи создания сверхдешевых, надежных многоразовых геофизических носителей в условиях коммерческого производства. А применение ЖРД на второй и третьей ступенях, позволяет создать дешевое средство выведения небольшой полезной нагрузки.

      Не смотря на существенные отличия ЖРД от ГРД, в ходе проекта МРП были выявлены оригинальные конструкторские решения, позволяющие создать жидкостной ракетный двигатель по схеме гибридного (монокок), т.е. объединить в одном силовом узле камеру сгорания, баки компонентов и систему их подачи. Эти решения позволяют в течение 6-8 месяцев довести до этапа огневых стендовых испытаний, ЖРД на любом известном углеводородном горючем (без учета водорода) в паре с N2O или N2O+O2, тягой от 1 до 1000кг*с и удельном импульсе до 300сек.

 

Особенности рассматриваемого ЖРД:

 

1. Удельный импульс до 300 сек;

2. Давление в камере сгорания - 3-3,5 МПа;

3. Отсутствие насосной подачи и системы наддува компонентов;

4. Возможно применение различных углеводородных горючих без существенной переделки конструкции;

5. Возможность многократного включения и глубокого регулирования тяги;

6. Многоразовое использование;

7. Использование преимущественно доступных, дешевых материалов;

8. Отсутствие трубопроводов и минимальное количество соединительных элементов;

9. Снижение веса конструкции ЖРД и баков при использовании композитных материалов.

10. Использование двигателя в качестве несущего силового элемента конструкции всего носителя.

 

      Из описания создаваемых в рамках проекта двигательных установок и работ видно, что даже предварительные результаты исследования гибридных ракетных двигателей и носителей на их основе, выявляют широкие, до конца не изученные на практике, возможности ГРД, а так же варианты по новым компоновочным решениям применительно к ЖРД.

 
Многоцелевые Реактивные Платформы · Ракета МРП-1 · Ракета МРП-2 · Гибридные ракетные двигатели · Контакты · Карта сайта
Все права защищены © Ракетный магазин 2006
ВебСтолица.РУ: создай свой бесплатный сайт!  | Пожаловаться  
Движок: Amiro CMS