Что показал демонстрационный пуск двигателя, создаваемого учеными Южного Урала для многоразовой ракеты? По мнению экспертов, он подтвердил высокую эффективность, надежность и безопасность «внешней тяги». Мы узнали о том, что будет дальше, как россияне собираются делать переворот в ракетостроении и освоении космоса.

Накануне на площадке Научно-исследовательского института машиностроения в Нижней Салде успешно прошел демонстрационный пуск двигательной установки для многоразовой одноступенчатой ракеты-носителя. «Илон Маск в шоке: на Урале запущен демонстратор двигателя полностью возвращаемой ракеты», - сообщает Свердловское областное телевидение. Напомним, ранее о том, что россияне собираются удивить американца, покоряющего космическое пространство, рассказывала и «Губерния». 

Супердвигатель для многоразовой ракеты был  сконструирован учеными ЮУрГУ.  В ходе испытаний модели были произведены демонстрационные пуски двигательной установки с центральным телом, состоящей из 16 ракетных двигателей на жидком топливе, которые объединены в единую систему. Его главное отличие от традиционного реактивного в том, что сопло внешнего расширения находится не внутри, а снаружи центрального тела. Такому двигателю не страшны колоссальное давление и нагрев при посадке на Землю. Испытания удались. По мнению экспертов, пуск подтвердил высокую эффективность, надежность и безопасность «внешней тяги».

По планам, одноступенчатая ракета-носитель, в отличие от существующих, будет полностью возвращаемой, что обеспечит ее многоразовое использование. Работа над масштабным проектом в рамках Уральского межрегионального научно-образовательного центра (УМНОЦ) мирового уровня ведется совместно Южно-Уральским государственным университетом, НИИ машиностроения (Нижняя Салда), Государственным ракетным центром имени академика В. П. Макеева (Миасс) и НПО автоматики имени академика Н. А. Семихатова (Екатеринбург). Сегодня мы уже процитировали профессора ЮУрГУ Сергея Ваулина, рассказывающего о том, благодаря чему и кому сделаны первые шаги проекта, способного  сделать переворот в ракетостроении и освоении космоса. Ученый также выразил огромную благодарность губернатору Челябинской области Алексею Текслеру, потому что он поверил в этот проект, поддержал его, выделил средства, чтобы финансировать работу.

- Без этого наши усилия имели бы совсем другой результат. Сегодня мы собрали большую команду ученых, испытателей. У нас хороший коллектив, уверен, что двигаясь дальше, мы добьемся больших успехов, — отмечает проректор по научно-образовательным центрам и комплексным научно-техническим программам ЮУрГУ Сергей Ваулин.

Его поддерживают и другие.

- Есть очень амбициозные планы по дальнейшей реализации проекта. Крайне важно успешно провести на базе индустриального партнера огневые испытания. Дальнейшая судьба проекта во многом зависит от Роскосмоса, его нужд, потребностей в такой разработке. Уже сейчас четко видно, что уральские ученые в этой сфере обладают компетенциями действительно мирового уровня, – отметил директор по развитию УМНОЦ Игорь Манжуров.

Также он выразил уверенность в том, что в перспективе в этом проекте в рамках УМНОЦ будут задействованы и компетенции ученых не только ЮУрГУ, но и Уральского федерального университета. В частности, в сфере материаловедения (в Екатеринбурге здесь одна из лучших материаловедческих школ в стране).

- Демонстратор жидкостного ракетного двигателя с центральным телом во всем подобен, но в десятки раз меньше по размерам, чем двигатель разрабатываемой ракеты-носителя, — уточнил Евгений Мочалов, руководитель проектов по ракетно-космическому направлению. — На этом демонстраторе предполагается получить подтверждение некоторых заложенных проектных решений и дать студентам почувствовать «вкус» работы по созданию реальной высокотехнологичной продукции. Отдельные камеры этой модели изготовлены на производственных мощностях вуза, окончательная сборка и доводка — в НИИМаш. Тестовый пуск демонстратора двигательной установки — очень важный  этап в нашей работе. Второй демонстратор технологий – это фрагмент многослойной композиционной стенки бака будущей ракеты. Цель данного эксперимента — валидация компьютерных расчётов с результатами реальных испытаний на образцах.

Создание инновационного ракетного двигателя проходит под эгидой  ГРЦ им. Макеева, который  участвует в ведущем проекте НОЦ по направлению «Аэрокосмические технологии» и выступает участником проекта по  разработке и созданию демонстраторов двигательной установки . По мере углубления в проект и решения нарастающего объёма задач количество участников будет расти.

— Один из главных результатов участия в проекте НОЦ для предприятий — приток высококвалифицированных специалистов, способных решать амбициозные и сложные задачи,- заявлял ранее генеральный директор, генеральный конструктор АО «ГРЦ Макеева», академик РАН Владимир Дегтярь. - Благодаря реализуемым проектам  завтрашние выпускники и аспиранты пройдут полный путь создания продукции – от осевой линии изделия до его изготовления и испытаний под наставничеством предприятий реального сектора экономики. Кроме того, результаты работ данного этапа проекта НОЦ дополнят и усилят ранее поданные в адрес Госкорпорации «Роскосмос» предложения по включению проекта в научно-исследовательские работы по разработке и созданию многоразовой одноступенчатой ракеты-носителя «Корона», над концепцией которой на протяжении долгого времени работают специалисты АО «ГРЦ Макеева». Однако подчеркну, что создание полномасштабной ракеты подразумевает совершенно другой уровень финансирования и ресурсов, а также компетенций научных центров отраслевых институтов и организаций Госкорпорации «Роскосмос».

Об этом прорывном проекте шла речь и на Днях науки в Челябинской области в этом году. В ЮУрГУ тогда прошла научная сессия Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы», в которой участвовал губернатор Челябинской области Алексей Текслер.

- Уникальность проекта состоит в полной возвращаемости ракеты, что гарантирует ее многоразовое использование,- отметил тогда Алексей Текслер.- В четыре раза снизятся затраты по выводу полезной нагрузки космического аппарата, рекордно уменьшатся сроки запуска ракеты. По расчетам авторов, реализация проекта в полном объеме к 2030 году позволит нашей стране контролировать значительную часть мирового рынка коммерческих пусков и 30% мирового космического грузопотока. При этом производство новой космической техники будет целиком локализовано в России. В плане технологических эффектов проект обеспечивает качественный и количественный скачок в области новых конструкционных и теплозащитных материалов.

Отметим, что разработка двигателей нового поколения получит новый импульс: для запуска проектов Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня в его флагманских вузах и институтах РАН откроют научно-исследовательские лаборатории. В их числе оказался и Челябинск: в ЮУрГУ главным профилем будущей лаборатории станет создание двигателя для многоразовой ракеты-носителя. Как сообщили в вузе, ее откроют в рамках развития Уральского НОЦ «Передовые производственные технологии и материалы» по решению Министерства науки и высшего образования РФ. В ней планируют исследовать проблемы физикохимии и газодинамики двигательных установок многоразовых ракет-носителей. А создание «ракетно-двигательной» лаборатории откроет совершенно новые возможности для разработки принципиально нового двигателя с внешним расширением.
Ученые будут решать сложнейшие научно-технологические задачи, возникающие в ходе продвижения прорывного проекта «Создание демонстраторов двигательной установки с центральным телом, системы управления и контроля с искусственным интеллектом ракетно-космического комплекса с полностью многоразовой одноступенчатой ракетой-носителем и универсальной космической платформой». Над ним сегодня работают исследователи ЮУрГУ совместно с предприятиями Челябинской и Свердловской области.

— Наша лаборатория создается как подразделение в структуре научно-образовательного центра «Аэрокосмические технологии» Центра ракетно-космической техники имени академика Макеева, — сообщил ее руководитель, кандидат технических наук Юрий Капелюшин. — Главная цель создания лаборатории — исследование физико-химических, газодинамических процессов и напряженно-деформированного состояния двигательных установок с центральным телом для многоразовых ракет-носителей.

В числе научных проблем, которые будут решать в лаборатории, ученый назвал численное мультифизическое моделирование взаимодействия криогенных жидких и газообразных компонентов топлива с многослойными композитными элементами конструкции двигательной установки ракеты. Дело в том, что при вхождении в атмосферу из-за нагрева происходит разрушение наружного слоя ракеты-носителя, это влияет и на ее аэродинамические характеристики, и на динамику полета. Также ученые будут исследовать химический и фазовый состав материалов на разных этапах космического полета, для этого в лаборатории есть уникальное оборудование.

Как добавил Юрий Капелюшин, здесь также будут проводить экспериментальные исследования взаимодействия газовых смесей с ионами химических элементов, составляющих основу металлических и композитных материалов, для изучения процессов, протекающих в них при различных температурах. Ученые намерены выявлять зависимости структуры материалов от состава и температуры газовой смеси, исследовать напряженно-деформированные состояния и механику разрушения многослойных композитных конструкций двигателей с центральным телом при колоссальных космических нагрузках.

Отметим, что всего в Уральском НОЦ открываются шесть новых молодежных лабораторий. Из федерального бюджета на развитие лабораторий, в том числе и челябинской, в 2021 году выделят 90 млн рублей.

Поделиться

поделиться: