РД на метане

[Денис Лобко]

А они вообще в природе есть? В смысле РД-192

[Salo]

До 2005 года только в виде эскизного проекта. Думаю сейчас ситуация не изменилась.

[Salo]

Журнал двигатель №6 за 2010 год:

http://engine.aviaport.ru/issues/72/page28.html

РЕСУРСНОЕ ИСПЫТАНИЕ ЖРД НА ТОПЛИВНОЙ ПАРЕ ЖИДКИЙ КИСЛОРОД + СЖИЖЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ГАЗ

Игорь Александрович Смирнов, генеральный конструктор КБхиммаш им. А.М. Исаева
Алексей Геннадиевич Яковлев, ведущий специалист КБхиммаш им. А.М. Исаева
Владимир Николаевич Бережной, заместитель начальникаиспытательной станции НИЦ РКП

29 сентября 2010 г. состоялось успешное ресурсное огневое испытание двигателя-демонстратора С5.86.1000-0 № 2 разработки "Конструкторского бюро химического машиностроения имени А.М. Исаева" - филиала ФГУП "ГКНПЦ имени М.В. Хруничева" на топливной паре "жидкий кислород + сжиженный природный газ". Огневое испытание длительностью 1160 секунд было проведено на стенде ФКП "Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" в рамках ОКР "Двигатель-2015-КБХМ" по заказу ГНЦ ФГУП "Центр Келдыша".

Основными задачами огневого испытания (ОИ) являлись:
- подтверждение работоспособности двигателя на длительном (более 1000 секунд) включении;
- подтверждение отсутствия накопления твердой фазы как в тракте охлаждения камеры сгорания (КС), так и в газовом тракте (газогенератор - турбина) двигателя;
- получения необходимых экспериментальных данных для уточнения методики расчета охлаждения КС при использовании СПГ в качестве охладителя;
- исследование динамики выхода охлаждающего тракта КС на установившийся тепловой режим;
- исследование вопросов, связанных с оптимизацией технических решений по обеспечению запуска, управления, регулирования и пр. с учетом особенностей СПГ.

ОИ жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) разработки КБхиммаш на топливной паре ЖК+СПГ (содержание метана 90...98%) проводятся в НИЦ РКП начиная с 1997 года. После пяти ОИ двух экземпляров адаптированного для использования топливной пары ЖК+СПГ кислородно-водородного ЖРД КВД1, был разработан, изготовлен и испытан ЖРД С5.86 тягой 7,5 тс, специально предназначенный для работы на топливной паре ЖК+СПГ. ЖРД включает камеру сгорания, турбонасосный агрегат, пиротехнические воспламенители, клапаны, регулятор тяги, дроссель регулирования соотношения расходов компонентов топлива, средства измерения и пр. ЖРД работает по замкнутому циклу с дожиганием газа с избытком горючего в КС. Были получены положительные результаты по запуску и останову ЖРД, работе на установившихся режимах по тяге и соотношению расходов компонентов топлива (в соответствии с управляющими воздействиями). Но одна из основных задач - экспериментальная проверка отсутствия накопления твердой фазы в тракте охлаждения камеры и в газовом тракте ЖРД при достаточно длительных включениях - не могла быть выполнена из-за ограниченного объема стендовых емкостей СПГ (максимальная длительность включения составляла 68 секунд). Поэтому в 2010 году было принято решение организовать новое рабочее место, позволяющее проводить ОИ длительностью не менее 1000 секунд.

В качестве нового рабочего места был использован стенд для испытаний кислородно-водородных ЖРД, обладающий емкостями соответствующего объема. При подготовке к испытанию был учтен значительный опыт, полученный ранее при проведении семи ОИ. В период с июня по сентябрь 2010 года была проведена доработка стендовых систем жидкого водорода для использования СПГ, установлен на стенд ЖРД С5.86.1000-0 № 2, проведены комплексные проверки систем измерения, управления, аварийной защиты, регулирования соотношения расходов компонентов топлива и давления в КС. Перед этим 25 июня 2009 г. двигатель прошел ОИ с положительным результатом: одно включение продолжительностью 60 секунд в диапазоне изменения соотношения компонентов 2,34...2,84 и давления в камере сгорания 56,2...61,6 кгс/см2.

Заправка стендовых емкостей системы жидкого водорода СПГ производилась из транспортной емкости заправщика (объем 56,4 м3 с заправкой 16 т) с помощью блока заправки, включающего теплообменник, фильтры, запорную арматуру, средства измерения и пр. После завершения заправки стендовых емкостей были проведены захолаживание и заливка стендовых магистралей подачи компонентов топлива в двигатель.

Запуск двигателя и его работа на режиме проходили нормально. Изменения режима происходили в соответствии с воздействиями системы управления. Приблизительно с 1100 секунды двигатель работал при постоянно нарастающей температуре газогенераторного газа. Вследствие этого было принято решение об останове двигателя, выключение прошло по команде на 1160,88 секунде без замечаний. Причиной роста температуры явилась возникшая в ходе испытания негерметичность выходного коллектора тракта охлаждения КС.

Анализ результатов проведенного ОИ позволяет сделать следующее заключение:
- в процессе работы параметры двигателя были стабильны на режимах при различных сочетаниях соотношения расходов компонентов топлива (2,42...3,03) и тяги (6311...7340 кгс);
- подтверждено отсутствие образований твердой фазы в газовом тракте и отсутствие коксовых отложений в жидкостном тракте двигателя;
- получены необходимые экспериментальные данные для уточнения методики расчета охлаждения КС при использовании СПГ в качестве охладителя;
- исследована динамика выхода охлаждающего тракта КС на установившийся тепловой режим;
- подтверждена правильность технических решений по обеспечению запуска, управления, регулирования и пр. с учетом особенностей СПГ;
- разрабатываемый ЖРД С5.86 тягой 7,5 тс (или связка двигателей) может быть использован как маршевый двигатель в перспективных разгонных блоках и верхних ступенях РН;
- полученные положительные результаты проведенного ОИ подтверждают целесообразность дальнейших экспериментальных работ по созданию ЖРД на топливной паре ЖК+СПГ.

Основными проблемами, которые целесообразно решить при продолжении ОКР, являются:
- дальнейшее изучение теплофизических свойств СПГ как охладителя;
- проверка сходимости характеристик основных агрегатов на разных режимах, полученных на воде и СПГ;
- экспериментальная проверка возможного влияния состава природного газа на характеристики основных агрегатов;
- исследование характеристик ЖРД в более широком диапазоне изменения режимов работы и основных параметров как при единичном включении, так и при многоразовых (2 - 6) включениях.

Справка. Кислородно-водородный ЖРД КВД1 разработки КБхиммаш в настоящее время эксплуатируется в составе разгонного блока 12КРБ (разработка ГКНПЦ им. М.В. Хруничева) индийской РН GSLV.

[Salo]

http://krasm.com/doc.php?id=1020

В планах на будущее у ОАО «Красмаш» - создание нового ЖРД на дешевых и экологически чистых компонентах ракетного топлива: сжиженном природном газе и кислороде. Применение такого ЖРД позволит разработать эффективную и малозатратную  ракету-носитель нового поколения.

[АниКей]

... ...
http://fotki.yandex.ru/users/videofotostudia/album/157773/?p=1

[Salo]

В djvu: http://files.mail.ru/6EE4NN  (1,3МБ)

Альтернативный скан журнала:
Авиакосмическая техника и технология 2010 № 01.pdf.html

[Salo]

http://www.parabolicarc.com/2011/04/12/darma-initiative-affordable-upper-stage-rocket-engine/

The DARMA Initiative: Affordable Upper Stage Rocket Engine[/size]
Posted by Doug Messier
on April 12, 2011, at 12:11 pm

One of the most interesting objects on display at Space Access '11 was a full-scale rocket engine from a little-known company called DARMA Technology. A transplant from South Korea, the Denver-based company is marketing the engine as having performance close to that of the HL-10 upper stage, but at a fraction at the cost.

The reusable Chase-10 engine is powered by liquid-oxygen (LOX) and methane and has a thrust of 22,000 lbs., somewhat lower than the RL-10's 24,750 lbs of thrust. In its promotional material, the company says the rocket has a simple, robust design built with advanced manufacturing techniques that make it an affordable alternative to other engines in its class. The engine is reusable with a lifespan estimated at 10,000 seconds.

DARMA is marketing it for $3 million apiece, which company officials say is almost 13 times lower than the $38 million cost for an RL-10 rocket used in the second stages of United Launch Alliance's Atlas V and Delta IV boosters. The RL-10 is built by Pratt & Whitney Rocketdyne and originally flew in 1959.

ULA recently teamed up with XCOR Aerospace to develop a replacement for the RL-10 that would be more powerful and significant cheaper to operate. The development process is expected to take several years.

DARMA's roots go back to the creation of C&Space, Inc. (CSI) in South Korea in 2004 by rocket researchers formerly with the Hyundai Group. In 2007, the company filed a patent for its methane engine. Two years later, it established DARMA Technology in the United States.

DARMA has been testing its engine at a test facility run by Frontier Astronautics in Chugwater, Wyo.

[Salo]

[Salo]

http://www.facebook.com/photo.php?fbid=10150264242682598&set=pu.207027467597&type=1&theater

[Salo]

Сайт компании Darma Technology, Inc
http://www.darmatechnology.com/

[Salo]

Звёздные старты КБХА
Автор: Александр Кажикин
Источник: «Коммуна», №№ 53-54 (25681-25682), 12.04.11г.
http://www.communa.ru/news/detail.php?ID=48794

Есть немало проектов, которые станут заделом на годы вперед. Совместно с Космическим центром им. М.В. Хруничева сейчас мы рассматриваем вариант создания ракетного двигателя на сжиженном природном газе. Это дешевое, экологически чистое и удобное в использовании топливо. Такой двигатель может найти применение на многоразовой ракетно-космической системе.

[Salo]

http://krasm.com/doc.php?id=1020

В планах на будущее у ОАО «Красмаш» - создание нового ЖРД на дешевых и экологически чистых компонентах ракетного топлива: сжиженном природном газе и кислороде. Применение такого ЖРД позволит разработать эффективную и малозатратную  ракету-носитель нового поколения.

И ещё раз на ту же тему "Национальная оборона" №3 март 2011:
http://www.nationaldefense.ru/includes/periodics/defense/2011/0317/19205850/detail.shtml

[Salo]

НК №7 2011, Интервью с Рачуком, стр.62: "Ещё один ракетный двигатель, сконструированный по схеме "газ-газ", имеющий повышенную надёжность и работающий на сжиженном природном газе, может стать прототипом двигателя для многоразовой ракетно-космической системы".

[SpaceR]

Наследник "Волги", видимо. Следовало ожидать...
Непонятно только, почему говорят о СПГ, а не о чистом метане?
Мне казалось, что с первым ожидается больше хлопот, несмотря на копеечную (для ракет) экономию в цене.

[Salo]

Примесь этана и бутана видимо понижает температуру замерзания.

[Salo]

Интересно, а как будут газифицировать метан - подогревом в рубашке или в газогенераторе.

[Денис Лобко]

Интересно, а как будут газифицировать метан - подогревом в рубашке или в газогенераторе.

А какая тяга у двигателя?

[Salo]

Если речь о РД-0162, то 250 тс.

[Денис Лобко]

Ого! Наверное для такой тяги рубашки не хватит :-)

[Saul]

SpaceR писал

Непонятно только, почему говорят о СПГ, а не о чистом метане?

Где то приводилась статья из журнала "Двигатель", что у переохлаждённого СПГ плотность близка к керосину и соответственно диаметр необходимого бака. Условно можно назвать "шугопропан".