Что такое гибридный ракетный двигатель

Гибридный ракетный двигатель на твердом метане

1. Белоусов И. И., Голубятник В. В., Елисеев А. В. и др. Концепция создания многоразового маршевого кисло родно-метанового жидкостного ракетного двигателя, в котором используется турбонасосный агрегат с двумя разнесенными турбинами на одном валу // Вестник Воронеж. гос. техн. ун-та. — 2014. — 10, № 5. — C.

2. Белоусов И. И., Фомин В. М., Голубятник В. В. и др. Подтверждение концепции многоразового жидкост ного ракетного двигателя на компонентах топлива сжиженный природный газ и кислород // Вестник Воронеж. гос. техн. ун-та. — 2013. — 9, № 4. — С. 42—46.

3. Дядин Ю. А., Гущин А. Л. Газовые гидраты // Соровский образовательный журн. — 1998. — № 3. — С. 55—60.

4. Егоров А. В. Биогеохимия метана в осадках Балтийс кого и Черного морей: кинетические модели диагене за // Океанология. — 2000. — 40, № 5. — С. 600—606.

5. Ефимочкин А. Ф., Голубятник В. В., Елисеев А. В. Рас четно-аналитическая оценка вариантов принципи альных схем криогенного ЖРД с дожиганием вос становительного газа // Вестник Воронеж. гос. техн. ун-та. — 2012. — 8, № 7.1. — С. 102—106.

6. Ефимочкин А. Ф., Рачук В. С., Шостак А. В. Жидкост ный ракетный двигатель для многоразовой ракетно- космической системы // НТЖ Авиакосмическая тех ника и технология. — 2010. — № 4. — С. 26—36.

7. Ефимочкин А. Ф., Хрисанфов С. П., Голубятник В. В. и др. Разработка жидкостного ракетного двигателя на компонентах топлива сжиженный природный газ и кислород для многоразовой ракетно-космической системы // Вестник СГАУ им. С. П. Королева. — 2012.— № 3 (34) — С. 253—259.

8. Ефимочкин А. Ф., Хрисанфов С. П., Кафарена П. В. и др. Исследование рабочего процесса в камере ЖРД, работающего на топливе сжиженный природный газ (СПГ) — кислород // НТЖ Авиакосмическая техни ка и технология. — 2010. — № 4. — С. 21—25.

9. Иванова И. К., Семенов М. Е., Шилова Ю. Э. др. Оп ределение термобарических условий образования гидратов природного газа в эмульсиях асфальтосмо лопарафиновых отложений // Фундамен. исслед. — 2015. — № 2. — С. 5089—5093.

10. Истомин В. А., Якушев В. С. Газовые гидраты в при родных условиях. — М.: Недра, 1992. — 236 с.

11. Левенко А. С. Универсальный ЖРД. Техническое предложение. Механика воздушно-космических систем: Монография. — Д.: Стилус, 2012. — 100 с.

12. Орехов К. Н. Повышение эффективности метеороло гических ракет при применении гибридных двигате лей // Космічна наука і технологія. — 2016. — 22, № 2. — С. 52—59.

13. Пат. 2166348 Российской Федерации. Устройство для получения газогидратов / Мельников В. П., Не стеров А. Н., Феклистов В. В.; опубл. 10.05.2001, Бюл. № 13.

14. Пат. 2415699 Российской Федерации. Установка для получения гидрата газа и устройство для его обезво живания / Катох Юити (JP), Нагамори Сигеру (JP), Ивасаки Тору (JP). заявл. 10.05.2010.

15. Присяжный В. И., Левенко А. С., Паук О. Л. Аспекты создания возвращаемого орбитального аппарата в форме спутника дистанционного зондирования Зем ли и ракеты-носителя // Космічна наука і технологія. — 2014. — 20, № 4. — С. 3—13.

16. Сарнер С. Химия ракетных топлив. — М.: Мир, 1969. — 488 с.

17. Семенов М. Е., Шиц Е. Ю. Изучение процесса полу чения гидратов метана в статических условиях // Не фтегазовое дело. Электронный науч. журн. — 2012. — № 5. — С. 457—465. — http://www.ogbus.ru .

18. Соловьев В. А. Глобальная оценка количества газа в субмаринных скоплениях газовых гидратов // Геоло гия и геофизика. — 2002. — 43, № 7. — С. 648—661.

Гибридный ракетный двигатель

Гибри́дный раке́тный дви́гатель (ГРД) — химический ракетный двигатель, использующий компоненты ракетного топлива в разных агрегатных состояниях — жидком и твёрдом. В твердом состоянии может находиться как окислитель, так и горючее.

Наличие твёрдого компонента позволяет существенно упростить конструкцию, что делает ГРД одним из самых перспективных, надёжных и простых типов ракетных двигателей. Применяемые окислители достаточно распространены — жидкий и газообразный кислород, закись азота. Топливом может быть любое твёрдое горючее вещество — ПВХ, бутилкаучук, резина, парафин и прочее (шутки ради в передаче «Разрушители легенд» запустили ракету на закиси азота и колбасе[1]).

В СССР первый полёт экспериментальной крылатой ракеты, спроектированной под руководством С. П. Королева в ГИРД, оснащённой гибридным ракетным двигателем, состоялся 23 мая 1934 года.

В настоящее время в Российской Федерации исследованием и постройкой ГРД занимается Исследовательский Центр имени М. В. Келдыша. [1]

На первом частном космическом челноке «SpaceShipOne» компании «Scaled Composites» [2] , поднявшемся в 2004 году на высоту более 100 км, использовался именно ГРД.

Преимущества по сравнению с жидкостными двигателями:

• Более простая конструкция (не нужна система хранения и подачи горючего). [1]
• Простота в обслуживании (проще инфраструктура заправки, зачастую не нужна нейтрализация проливов).
• Компактность (у высокомолекулярных соединений, идущих на топливо, высокая плотность).
• Возможно добавление в топливо металлического порошка.

• Теоретически более высокий удельный импульс.
• Безопасна: не взрывается от трещин в топливной шашке; ракету можно перевозить без окислителя и заправлять им на месте. [1]
• Управляема: возможны управление тягой, остановка и запуск. Твёрдое топливо будет гореть, пока не выгорит целиком.
• Чистый выхлоп: топливо и окислитель зачастую неядовиты. [1]

• У гибридных ракетных двигателей имеются свои технические проблемы: по мере выгорания топлива меняется тяга, а топливо во многих конструкциях испещрено каналами, и потому его плотность не столь высока.
• Большая камера сгорания делает двигатель нерентабельным для установки на крупные ракеты.
• Двигатель склонен к «жёсткому старту», когда в камере сгорания накопилось много окислителя, и при зажигании двигатель даёт за короткое время большой импульс тяги.
• Невозможна дозаправка. В зависимости от назначения ракеты, это может быть или не быть проблемой.
• Для руления приходится использовать дополнительный двигатель (как и в твёрдотопливных ракетах).
• Невозможно регенеративное охлаждение сопла, топливная завеса (как и в твёрдотопливных ракетах).

Гибридный ракетный двигатель

Гибри́дный раке́тный дви́гатель (ГРД) — химический ракетный двигатель, использующий компоненты топлива в разных агрегатных состояниях — жидком и твёрдом. В твёрдом состоянии может находиться как окислитель, так и горючее.

Наличие твёрдого компонента позволяет существенно упростить конструкцию, что делает ГРД одним из самых перспективных, надёжных и простых типов ракетных двигателей. Применяемые окислители достаточно распространены — жидкий и газообразный кислород, закись азота. Топливом может быть любое твёрдое горючее вещество — ПВХ, бутилкаучук, резина, парафин и прочее (шутки ради в передаче «Разрушители легенд» запустили ракету на закиси азота и колбасе [1] ).

В СССР первый полёт оснащённой гибридным двигателем экспериментальной крылатой ракеты, спроектированной под руководством С. П. Королева в ГИРД, состоялся 23 мая 1934 года.

На первом частном космическом челноке «SpaceShipOne» компании «Scaled Composites», поднявшемся в 2004 году на высоту более 100 км, использовался именно ГРД.

Достоинства [ править | править код ]

Преимущества по сравнению с жидкостными двигателями:

• Простота конструкции [2] (меньшее количество трубопроводов и клапанов; отсутствие необходимости в турбонасосах для небольших ракет — так как жидкости гораздо меньше, возможно использование системы продувки или самонапорных окислителей).
• Простота в обслуживании (проще инфраструктура заправки, зачастую не нужна нейтрализация проливов).
• Компактность (у высокомолекулярных соединений, идущих на топливо, высокая плотность).
• Возможно добавление в топливо порошка химически активных металлов для увеличения как удельного импульса, так и плотности.

• Теоретически более высокий удельный импульс.
• Меньшая взрывоопасность [2] : не взрывается от трещин в топливной шашке; топливо не чувствительно к паразитному электрическому заряду и не склонно к самовоспламенению из-за нагрева; ракету можно перевозить без окислителя и заправлять им на месте.
• Гибкая управляемость: возможны управление тягой, остановка и запуск (в отличие от твёрдого топлива, горение которого практически невозможно приостановить).
• Экологичность [2] : топливо и окислитель зачастую неядовиты.

Недостатки [ править | править код ]

У гибридных ракетных двигателей имеются свои технические проблемы:

• По мере выгорания топлива меняется тяга, а топливо во многих конструкциях испещрено каналами, и потому его плотность не столь высока.
• Большая камера сгорания делает двигатель нерентабельным для установки на крупные ракеты.
• Двигатель склонен к «жёсткому старту», когда в камере сгорания накопилось много окислителя, и при зажигании двигатель даёт за короткое время большой импульс тяги.
• Невозможна дозаправка (как и в твердотопливных ракетах). В зависимости от назначения ракеты, это может быть или не быть проблемой.
• Для руления приходится использовать дополнительный двигатель (как и в твердотопливных ракетах).
• Невозможно регенеративное охлаждение сопла, топливная завеса (как и в твердотопливных ракетах).

При разработке больших гибридных орбитальных ракет существует проблема с питанием турбонасосов, повышающих давление окислителя для достижения высоких скоростей потока. В жидкостной ракете для этого используется основная топливная пара, но твёрдое топливо не может подаваться в двигатель турбонасоса.

Гибридный ракетный двигатель испытают в горячем комплексе

Британская компания Reaction Engines приступила к строительству горячего испытательного комплекса, в котором будут проводиться проверки перспективных гибридных ракетных двигателей, разрабатываемых по проекту SABRE. Как пишет Aviation Week, строительство комплекса ведется в аэропорту «Фронт-Рейндж» в Колорадо. Как ожидается, предприятие заработает уже в 2018 году.

Новый гибридный гиперзвуковой реактивный двигатель SABRE (Synergistic Air-Breathing Rocket Engine, синергичный атмосферный ракетный двигатель) позволит сделать ракеты-носители компактнее. Общие габариты двигателя будут соответствовать габаритам турбореактивного двухконтурного двигателя F135, устанавливаемого на американские истребители F-35 Lightning II. Его длина составляет 5,6 метра, а диаметр — 1,2 метра.

SABRE получит универсальные камеру сгорания и сопло, по конструкции во многом схожие с подобными элементами обычного ракетного двигателя. На старте и при разгоне он будет работать как обычный прямоточный реактивный двигатель, используя для сжигания топлива воздух. Этот воздух будет подаваться в газогенератор по обводным воздухозаборникам, идущим вокруг системы подачи топлива и окислителя.

При достижении скорости в пять чисел Маха (6,2 тысячи километров в час) двигатель будет переходить в ракетный режим, в котором воздухозаборники силовой установки перекроются, а в воздуховоды начнет небольшими порциями подаваться жидкий кислород. В качестве топлива для двигателя планируется использовать жидкий водород.

Для эффективной работы двигателя на скоростях до пяти чисел Маха потребуется охлаждение поступающего воздуха с более чем одной тысячи градусов Цельсия до -150 градусов Цельсия. Дело в том, что по мере увеличения скорости полета воздушный поток в воздухозаборнике начнет резко тормозиться и сжиматься, что приведет к его сильному нагреву.

Для охлаждения поступающего воздуха Reaction Engines уже разработала систему, представляющую собой сеть трубок диаметром один миллиметр и общей протяженностью около двух тысяч километров. Толщина стенки одной трубки составляет 20 микрон. Сеть этих трубок будет покрывать внешнюю стенку воздуховодов.

В сами трубки под давлением в 200 бар (197 атмосфер) будет подаваться жидкий гелий, выполняющий роль теплоносителя. По расчетам разработчиков, система позволит охлаждать поступающий воздух до необходимо рабочей температуры всего за 1/20 секунды (ранее компания указывала временной промежуток в 1/100 секунды).

Новый испытательный комплекс, строительство которого ведется в Колорадо, позволит проводить испытания системы охлаждения воздушного потока. В состав комплекса войдет аэродинамическая труба, в которой на большой скорости будет циркулировать нагретый до тысячи градусов Цельсия воздух.

За нагрев подаваемого в аэродинамическую трубу воздуха будут отвечать реактивные двигатели J79. Такие ставились на истребители F-104 Starfighter и F-4 Phantom II, а также на палубные сверхзвуковые бомбардировщики A-5 Vigilante. Когда именно планируется завершить постройку испытательного комплекса, не уточняется.

Между тем, Reaction Engines планирует начать испытания газогенератора перспективного гибридного двигателя SABRE в 2020 году. К этому же времени планируется провести испытания остальных систем силовой установки, включая подачу топлива, зажигание и выключение. В 2021 году двигатель планируется впервые испытать в сборе.

Разработать двигатель SABRE планируется в несколько этапов. На первом из них будет создана силовая установка — демонстратор технологий. Как ожидается, в атмосферном режиме полета он сможет развивать тягу до 196 килоньютонов. При этом полноценная силовая установка в этом режиме будет выдавать уже 667 килоньютонов.

Предполагается, что SABRE позволит создавать одноступенчатые ракеты-носители, причем силовую установку, в отличие от обычных ракетных двигателей, можно будет использовать повторно.

В настоящее время несколько компаний по всему миру занимаются разработкой новых двигателей для перспективных ракет-носителей, которые бы позволили сделать космические запуски проще и дешевле. Подробнее о наиболее интересных проектах вы можете почитать в нашем материале «Установки на будущее».

Турция испытала гибридный двигатель ракеты для миссии к Луне

Испытания турецкого ракетного двигателя прошли в районе Шиле близ Стамбула. Анкара рассчитывает осуществить миссию к Луне в два этапа, в 2023 и 2028 годах.

Турция тестирует гибридный двигатель

Турция провела успешные испытания гибридного двигателя ракеты, предназначенной для выполнения миссии на Луну. Об этом в воскресенье, 11 апреля, сообщил в Twitter турецкий министр промышленности и технологии Мустафа Варанк.

«Наша подготовка к жесткой посадке, которая является первым этапом лунной миссии в рамках национальной космической программы, продолжается», — заявил он.

По данным агентства Anadolu, испытания прошли в черноморском районе Шиле на северо-востоке провинции Стамбул. Их следующий раунд ожидается в Синопе на севере страны в мае.

Кроме того, протестирована двигательная установка другой ракеты — Sonda.

Амбициозная космическая программа Эрдогана

Анкара рассчитывает осуществить миссию к Луне в два этапа, в 2023 и 2028 годах. На первом беспилотный аппарат должен опуститься на поверхность спутника Земли. Первый запуск пройдет при сотрудничестве с международными компаниями.

Президент Турции Реджеп Тайип Эрдоган 9 февраля обнародовал национальную космическую программу. Среди прочего, Анкара намерена создать собственный космодром, отправить турецкого гражданина в космос, а также запустить новые спутники для гражданских и военных нужд. Программа нацелена на вывод Турции «в высшую лигу в космической сфере», объяснил тогда министр промышленности и технологии. Инициатива ввиду сложной экономической обстановки в стране вызвала волну критики.

Турция после провала военного мятежа

Задержания по всей стране

Премьер-министр Турции Бинали Йылдырым заявил, что задержаны более 2800 военных — солдат и офицеров. Он добавил, что убиты 20 путчистов, 30 получили ранения. Ранее новый глава турецкого Генштаба сообщал, что убиты 104 участника переворота.

Турция после провала военного мятежа

Более 160 погибших полицейских и мирных граждан

На этом фото жители Анкары спасаются, убегая от эпицентра вооруженных столкновений. В результате попытки мятежа в Турции, помимо путчистов, погибли более 160 человек, около 1500 пострадали, сообщили турецкие власти.

Турция после провала военного мятежа

Уволены более 2700 судей

После провалившейся попытки переворота в Турции уволены более 2700 судей. Это решение вынес Высший совет судей и прокуроров Турции. Кроме того, отстранены от деятельности пять членов совета. За этим последовали задержания в других судебных инстанциях. Некоторые судьи объявлены в розыск.

Турция после провала военного мятежа

Эрдоган вернулся из отпуска

После подавления военного переворота президент Турции Реджеп Тайип Эрдоган прибыл в свою резиденцию в Стамбуле после отпуска на курорте в Мармарисе на Эгейском море. В течение дня он отправил туркам смс-сообщения с призывом защищать демократию и мир.

Турция после провала военного мятежа

Главный обвиняемый в США

Исламский проповедник Фетхуллах Гюлен, эмигрировавший в конце 1990-х годов после конфликта с Эрдоганом в США, отверг обвинения турецких властей в организации попытки переворота и осудил действия мятежников. В его заявлении, которое транслируют СМИ, сказано, что власть может быть получена только путем свободных и честных выборов, но не силой.

Турция после провала военного мятежа

Босфорский пролив снова открыт

После подавления военного переворота в Турции Босфорский пролив снова открыли для прохода судов. Движение на мосту через Босфор в Стамбуле полностью восстановлено. Кроме того, восстановлено авиасообщение в ключевых аэропортах.

Турция после провала военного мятежа

Бегство в Грецию

В Греции приземлился турецкий военный вертолет, на борту которого находились несколько человек в армейской форме. Все они предположительно являются участниками неудавшейся попытки путча в Турции. «Мы попросили Грецию экстрадировать восьмерых предателей при первой возможности», — заявил глава турецкого МИДа Мевлют Чавушоглу.

Турция после провала военного мятежа

Блокада базы НАТО

Власти Турции заблокировали военную авиабазу «Инджирлик», где расквартированы силы НАТО международной антитеррористической коалиции, включая американских и немецких военных. Местные власти не пропускают никого на базу и не выпускают с ее территории. Электричество на авиабазе отключено.

Турция после провала военного мятежа

Смертная казнь на повестке дня

На этом снимке запечатлены депутаты в здании турецкого парламента во время ночных атак мятежников. Депутаты от правящей Партии справедливости и развития намерены внести на рассмотрение парламента документ о возвращении смертной казни в отношении участников провалившегося госпереворота.

Турция после провала военного мятежа

Заседание в полуразрушенном здании

После подавления переворота 16 июля было созвано экстренное заседание турецкого парламента в Анкаре. Депутаты почтили минутой молчания память жертв вооруженных столкновений прошедшей ночи.

Турция после провала военного мятежа

Акции в поддержку властей

В Стамбуле и Анкаре, на улицах и у здания парламента, сотни сторонников президента и правительства Турции протестуют против попытки военного переворота.