РД на метане

[oby1]

Да,поумнели,а могло бы быть шоу

[silentpom]

Блэкэрроу была очень разумная программа в условиях наложенных правительством ограничений. Они справились крайне удачно

[oby1]

Когда нет ограничений, выбирают лучшее

[silentpom]

ограничения есть всегда

[АниКей]

14 января 2016, 00:00   |   Наука   |   Иван Чеберко   |   написать авторам    
    Роскосмос создаст ракетный двигатель на метане


       Финансирование проекта предусмотрено новой Федеральной космической программой на 2016–2025 годы       
       
Фото пресс-службы Роскосмоса/ federalspace.ru

 
Роскосмос планирует начать разработку ракетного двигателя на природном газе в ближайшее время. Финансирование соответствующей разработки заложено в проекте Федеральной космической программы на 2016–2025 годы (ФКП), направленном на согласование в министерства (копия есть в «Известиях»). Работы по созданию двигателя на метане предусмотрены опытно-конструкторской работой «ДУ СВ» («Двигательные установки средств выведения»). В рамках «ДУ СВ» планируется разработка базовых элементов маршевых двигательных установок на кислородно-углеводородном топливе. На ОКР «ДУ СВ» Роскосмос просит выделить 25,223 млрд рублей (с началом финансирования в этом году — в объеме 470,8 млн рублей), однако не все средства предназначены на создание метанового двигателя. В «ДУ СВ» включены работы по созданию опытных образцов жидкостных ракетных двигателей нового поколения, оснащенных системой диагностики и аварийной защиты, и базовых элементов двигателей на основе композитных материалов, а именно сопел, сопловых насадок радиационного охлаждения и донных экранов.

— Мы планируем сделать демонстратор двигателя на метане даже с учетом того, что носителя с таким двигателем пока строить не планируется, — говорит один из составителей проекта ФКП. — Тем самым думаем обеспечить задел, чтобы не отстать в плане технологий от зарубежных конкурентов. Пока речь идет о создании двигателя средней тяги для второй ступени перспективной ракеты. Изначально задумывалось, что метановыми двигателями будет комплектоваться ракета «Феникс» (ее разработка также запланирована проектом ФКП), но позднее с учетом ситуации с бюджетом решили принципиально новую ракету не делать, а вернуться к идее воссоздания российского «Зенита» с модернизированным двигателем РД-171.

Возможность использования метана в качестве ракетного топлива изучалась еще в СССР. В России тема метановых двигателей прорабатывалась химкинским НПО «Энергомаш», воронежским Конструкторским бюро химавтоматики и самарским ЦСКБ «Прогресс». В 2012 году в НПО «Энергомаш» прошел научно-технический совет по созданию ракетного двигателя, работающего на природном газе, где было предложено начать разработку однокамерного двигателя тягой в 200 т на топливе «жидкий кислород – сжиженный метан».

В 2014 году ЦСКБ «Прогресс» представило свое видение ракеты будущего — перспективного носителя сверхтяжелого класса, все двигатели которого работают на сжиженном природном газе (СПГ). При этом самарцы обосновывали свой выбор метана в качестве топлива следующими аргументами: «Предлагаемое горючее является перспективным, активно осваивается другими отраслями промышленности, обладает более широкой сырьевой базой по сравнению с керосином и низкой стоимостью — это является важным моментом, учитывая срок создания и планируемый период эксплуатации комплекса, а также возможные (прогнозируемые) проблемы производства керосина через 30–50 лет».

В ЦСКБ уже ощущают проблемы производства ракетного керосина. Ракеты «Союз», которые делают в Самаре, сейчас летают на искусственно созданном топливе, потому что изначально для создания керосина для этих ракет использовались только определенные сорта нефти из конкретных скважин. В основном это нефть Анастасиевско-Троицкого месторождения в Краснодарском крае. Но нефтяные скважины истощаются, и ныне используемый керосин является смешением композиций, которые добываются из нескольких скважин. По оценкам экспертов, проблема дефицита здесь будет только усугубляться.

В ЦСКБ «Прогресс» посчитали, что использование двигателей на СПГ позволит «обеспечить относительно низкую стоимость пуска — в 1,5–2 раза ниже, чем на керосиновых двигателях, высокую экологичность, более высокие удельные характеристики, единый тип двигателя и топлива «СПГ + жидкий кислород», что значительно упростит наземную инфраструктуру».

Главный конструктор НПО «Энергомаш» Владимир Чванов ранее заявлял «Известиям», что с конструкционной точки зрения метан привлекателен при создании многоразовых носителей.

— Чтобы освободить полости двигателя, нужно только пройти цикл испарения — то есть двигатель легче освобождается от остатков продуктов, — пояснял Чванов. — За счет этого метановое топливо более приемлемо с точки зрения создания двигателя многоразового использования и летательного аппарата многоразового применения. В то же время удельный импульс у двигателя на СПГ высокий, но это преимущество нивелируется тем, что у метанового топлива меньшая плотность, поэтому в сумме получается незначительное энергетическое преимущество.

Метановый двигатель упоминают применительно к полетам на Марс: считается, что марсианскую ракету есть смысл комплектовать метановым двигателем, так как метан можно синтезировать из воды и двуокиси углерода из атмосферы Марса.

Читайте далее: http://izvestia.ru/news/601574#ixzz3xBilKSpy

[silentpom]

Это даже не дурдом какой-то, а вообще уже полное возрождение. 

"но позднее с учетом ситуации с бюджетом решили принципиально новую ракету не делать, а вернуться к идее воссоздания российского «Зенита» с модернизированным двигателем РД-171." - а что им мешало 15 лет назад воссоздать российский Зенит на керосине?

[Salo]

Не пятнадцать, а примерно 22. Конкурс по Ангаре предполагал использование РД-171.

[Salo]

Иван Чеберко пишет:
Пока речь идет о создании двигателя средней тяги для второй ступени перспективной ракеты.

Не пришей кобыле хвост. И что с ним потом делать?

[Димитър]

Что делать? - Вторую ступень для русского Зенита.    :-)

[Большой]

Димитър пишет:
Что делать? - Вторую ступень для русского Зенита. :-)

Возможно для сверхлёгкой РН. Которая была в ФКП. Возможно её тоже секвестировали, оставив лишь РД0169?

[TDMS]

Salo пишет:
Не пришей кобыле хвост. И что с ним потом делать?

Наверно доказать что это в принципе возможно. А большой мотор и Союз-5 приговорили, потому что ЦиХ справедливо боится, что Ангару похерит метановая реинкарнация Руси, а Энергомаш боится, что Воронеж сделает маршевый двигатель первой ступени, и докажет, что лет 40 и миллиарды рублей/долларов были потрачены э... не очень эффективно. В результате хрен вам россияне новую ракету, будем пилить старую.

Я не знаю, насколько нужен сверхлегкий носитель на РД-0169 - надеюсь, что что к тому моменту, как его построят, мы возобновим сотрудничество хотя бы ЕКА. Иначе это странное решение. Это меньше размерности Стрелы/Рокота, что на нем пускать для российских заказчиков я не знаю.

Еще конечно есть вариант поставить таких двигателей 4 на первую ступень, и отработать вакуумный на второй. Но это уже практически Союз-2, дырку от бублика получат его проектанты, это как пить дать.

[Salo]

Димитър пишет:
Что делать? - Вторую ступень для русского Зенита. :-)

Там нужна либо керосиновая, либо водородная. Метан для Зенита не пришей кобыле хвост.

[Salo]

TDMS пишет:
Наверно доказать что это в принципе возможно.

Это нужно доказывать на РД0146М и С5.86. По С5.86 работы заморожены. На РД0146М ФГ и метановая помпа итальянские.

[Большой]

двигатель средней тяги? какой диапазон?

[Salo]

Видимо от десяти до ста тс.

[Apollo13]

Кто-то может быстро подсказать плотность метан-кислорода и керосин-кислорода? На сколько уменьшится РЗТ при одинаковом общем объеме баков при переходе с керосина на метан? Интересно посчитать что даст Фалкону-9 перевод верхней ступени на метан.

[космофан]

TDMS пишет:
Наверно доказать что это в принципе возможно. А большой мотор и Союз-5 приговорили, потому что ЦиХ справедливо боится, что Ангару похерит метановая реинкарнация Руси, а Энергомаш боится, что Воронеж сделает маршевый двигатель первой ступени, и докажет, что лет 40 и миллиарды рублей/долларов были потрачены э... не очень эффективно. В результате хрен вам россияне новую ракету, будем пилить старую.

Цих уже ничего не боится, как и Энергомаш.
Воронеж мог давно сделать двигатель "средней" тяги на метане, но хотели попилить на переделке РД0120, а двигатель такого размера это точно не пришей кобыле хвост.

Энергомаш и РКК Энергия, давно предлагали сделать аналог Зенита, Энергию-К или вообще Протон на керосине, как замену гептиловому Протону, но "неизвестнокто" хотел Ангару. Потом все выпрашивали у  "неизвестнокого" Русь-М, хорошо что не выпросили    , есть шанс что на Протоновском центре сделают что-то приличное, на 4хРД-191.

[fagot]

Apollo13 пишет:
Кто-то может быстро подсказать плотность метан-кислорода и керосин-кислорода?

820 кг/м3 при массовом соотношении 3,4 и 1035 кг/м3 при 2,6 соответственно.

[Дмитрий В.]

Apollo13 пишет:
Кто-то может быстро подсказать плотность метан-кислорода и керосин-кислорода? На сколько уменьшится РЗТ при одинаковом общем объеме баков при переходе с керосина на метан? Интересно посчитать что даст Фалкону-9 перевод верхней ступени на метан.

Топлво	Плотность	Соотношение
ЖК-Метан	824	3,4
ЖК-РГ-1	1039	2,7

[Apollo13]

То есть РЗТ будет примерно на 20% меньше. Если принять что сухая масса не изменится (метановый двигатель да еще и замкнутой схемы явно тяжелее, совмещенное днище возможно легче), УИ Раптора 380 с, тяга та же самая что и Мерлина, в спредшите получается выигрыш в ПН примерно 6,5% или около 1 т на НОО. Может на ГПО выигрыш в процентах будет больше из за высокого УИ.