В «Государственном ракетном центре имени академика В.П.Макеева» (ГРЦ Макеева, входит в Госкорпорацию «Роскосмос») состоялось установочное совещание по научно-исследовательской работе по подтверждению ключевых технологий создания многоразовой одноступенчатой ракеты-носителя «Корона». В совещании принял участие исполнительный директор по перспективным программам и науке Госкорпорации «Роскосмос» Александр Блошенко.
В ходе совещания представлены доклады головного исполнителя и предприятий кооперации с основными сведениями по ракете-носителю, ключевым конструктивным решениям, закладываемым в изделие, по проектному облику основных составных частей ракеты-носителя, а также планируемым работам по подтверждению технологий их создания на макетах и моделях.
// Дальше — aftershock.news
Мелкий одноступ на трёх компонентном топливе:
Проект разработан по просьбе венчурного инвестора из ЕС. Стоимость выведения на орбиту космических аппаратов пока очень велика.
// newsland.com
В нашей стране были разработаны трехкомпонентные двигатели РД-701, РД-704 и РД0750, однако они не были доведены до стадии создания опытных образцов. НПО «Молния» в 1980-х разработала Многоцелевую авиационно-космическую систему (МАКС) на ЖРД РД-701 с топливом кислород + керосин + водород. Расчеты и конструирование трехкомпонентных ЖРД велись и в Америке (см., например, Dual-Fuel Propulsion: Why it Works, Possible Engines, and Results of Vehicle Studies, авторов James A. Martin и Alan W. Wilhite, опубликованную в мае 1979 года в American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) Paper No. 79-0878).
Мы полагаем, что для трехкомпонентной «Зеи» вместо традиционно предлагаемого для подобных ЖРД керосина следует использовать жидкий метан. На это есть множество причин:
«Зея» в качестве окислителя использует жидкий кислород, кипящий при температуре -183 градуса Цельсия, то есть в конструкции ракеты и заправочного комплекса уже используется криогенное оборудование, а значит не будет принципиальных сложностей в замене бака керосина на бак метана при -162 градусах Цельсия.
Метан по эффективности превосходит керосин. Удельный импульс (УИ, мера эффективности ЖРД — отношение создаваемого двигателем импульса к расходу топлива) топливной пары метан + жидкий кислород превосходит УИ пары керосин + жидкий кислород примерно на 100 м/с.
Метан дешевле керосина.
В отличие от керосиновых в двигателях на метане почти отсутствует коксование, то есть, проще говоря, образование трудно удаляемого нагара. А, значит, такие двигатели удобнее использовать в многоразовых системах.
При необходимости метан можно заменить схожим по характеристикам сжиженным природным газом (СПГ). СПГ почти полностью состоит из метана, обладает схожими физико-химическими характеристиками и немного проигрывает чистому метану по эффективности. При этом СПГ в 1,5–2 раза дешевле керосина и намного доступнее. Дело в том, что Россия покрыта обширной сетью газопроводов с природным газом. Достаточно отвести ветку к космодрому и построить небольшой комплекс по сжижению газа. Также в России построен завод по производству СПГ на Сахалине и два малотоннажных комплекса по сжижению в Санкт-Петербурге. Планируется постройка еще пяти заводов в разных точках РФ. При этом для производства ракетного керосина нужны особые сорта нефти, добытые на строго определенных месторождениях, запасы которых в России истощаются.
Схема работы трехкомпонентной РН следующая. Вначале сжигается метан — топливо с высокой плотностью, но сравнительно небольшим удельным импульсом в пустоте. Затем сжигается водород — топливо с низкой плотностью и максимально высоким удельным импульсом. Оба вида топлива сжигаются в единой двигательной установке. Чем выше доля топлива первого типа, тем меньше масса конструкции, но тем больше масса топлива. Соответственно, чем выше доля топлива второго вида, тем меньше потребный запас топлива, но тем больше масса конструкции. Следовательно, можно найти оптимальное соотношение между массами жидких метана и водорода.
Мы провели соответствующие расчеты, приняв коэффициент топливных отсеков для водорода равным 0,1, а для метана — 0,05. Коэффициент топливных отсеков — это отношение конечной массы топливного отсека к массе располагаемого запаса топлива. В конечную массу топливного отсека включаются массы гарантийного запаса топлива, невырабатываемые остатки компонентов ракетного топлива и масса газов наддува.
Расчеты показали, что трехкомпонентная «Зея» будет выводить на низкую околоземную орбиту 200 кг полезной нагрузки при массе своей конструкции в 2,1 т и стартовой массе 19,2 т. Двухкомпонентная «Зея» на жидком водороде сильно проигрывает: масса конструкции — 4,8 т, а стартовая масса — 37,8 т.
Ниже приведена оценка сроков и стоимости работы до первого пуска:
Аванпроект: 2 месяца — €2 млн
Создание двигательной установки, разработка композитных баков и системы управления: 12 месяцев — €100 млн
Создание стендовой базы, постройка прототипов, подготовка и модернизация производства, эскизный проект: 12 месяцев — €70 млн
Отработка узлов и систем, испытания прототипа, огневые испытания летного изделия, технический проект: 12 месяцев — €143 млн
Итого: 3,2 года, €315 млн
По нашим оценкам, себестоимость одного пуска составит €0,15 млн, а стоимость межполетного обслуживания и накладных расходов — около €0,1 млн за межпусковой период. Если установить цену запуска в €35 тыс. за 1 кг (при себестоимости €1250/кг), что близко к цене запуска на ракете «Днепр» для иностранных заказчиков, то весь пуск (200 кг полезной нагрузки) обойдется заказчику в €7 млн. Таким образом, проект окупится за 47 пусков.