Моя будущая ракета

На я определился с конструкцией своей будущей ракеты. Я хотел запустить её этим летом, но сроки опять сдвинулись.

Но это простительно, поскольку я эту ракету не просто собираю из мусора и готовых движков, как в прошлый раз, а уже проектирую, добиваясь наилучших показателей эффективности. Поэтому мы, вместе с моим хорошим другом из Краснодара, решили основательно подойти к работе.

В планах совершить два запуска. Первый — это самодельная одноступенчатая ракета, с простенькой системой управления на китайском клоне адрено (что за модель — я не знаю, плата не у меня). Электроники на борту будет минимум, ракета должна поджигать запалы двигателей по команде с компьютера, снимать и записывать показания с аэродинамических рулей. Оные будут не плоскостными, а решётчатыми. Да, на это тоже повлияло конструктивное решение Лин Индастриал.

Но главное отличие — это форма. В наших планах создать треугольные, закруглённые решётчатые рули на сервоприводак, с аэродинамическим отклонением внутренних элементов, в зависимости от положения рулей. Таким образом снижается лобовое сопротивление, уменьшается масса, улучшается управляемость и … растёт цена … серьёзно, растёт цена. Но всё в пределах разумного. Описывать конструкцию я не буду, ибо это уже похоже на интеллектуальную собственность, которую кто-нибудь может присвоить.

Касательно двигательной установки. Будет кластер из трёх-пяти двигателей РД-1-107, с временем работы 7 секунд и тягой 12 килограмм. Этот летающий стенд с рулями, парашютом и адренкой на борту, должен улететь в сентябре месяце. После этого мы займёмся строительством трёхступенчатой высотной ракеты на ТТРДшках из карамельного топлива (нитрат калия + сорбит), с готовой системой управления, камерой и прочими интересными вещами.

Может даже у универа что-нибудь свистнем и поставим. Хотя бы метеорологический зонд будет. Но когда улетит вторая ракета — я не знаю. Забросить свой носитель хотя бы на пару километров — уже достижение. Для стратосферной ракеты потребуется гораздо больше сил и прямых рук. Ну, в четыре руки мы таки сможем её создать, но это будет достаточно сложная задача.

Посмотрим, в общем говоря. Надо хотя бы стенд запустить, а потом уже о следующих шагах думать.

Возвращаемся к основной теме сегодняшней рубрики, а именно — к ядерному буксиру. Что же это за такая интересная вещица? Ядерный буксир, или Траспортно-Энергетический Модуль (ТЭМ) — это здоровая, многотонная транспортная платформа. Разгонный блок, грубо говоря. Только гораздо сложнее. Главная вкусность ядерного буксира — это его ДУ. Вернее, вкусность это не столько сама двигательная установка, сколько её запас дельты — 70 километров. Семьдесят километров в секунду!

70 км/с delta-V, при её жалких бачках, занимающих четверть массы всего буксира. Это до 300-350 км/с дельты, если сверху навесить ещё 60-70 тонн бочек с горючкой. Чтобы прояснить насчёт такой дельты, 70 километров хватит чтобы 5 раз поменять орбиту туда-сюда, с текущей на обратную. Можно вывести аппарат на 200 километровую экваториальную орбиту по вращению Земли, а потом тормознуть до нуля орбитальную скорость и уйти на траекторию против вращения Земли.

Но вот тут кроется главная проблема. Буксир работает на ЯЭДУ (ядерная электро-двигательная установка), а не на каком-то ядерном газофазном движке, или же солевом. Электро-реактивная ДУ, это значит, что это что-то наподобие ионных или плазменных движков, которые уже 20 лет используются в разных спутниках. Но у таких двигателей, несмотря на очень высокий удельный импульс — очень маленькая тяга. На 300 килограммовом спутнике засунут движок тягой в 50-70 гс. Пятьдесят грамм в секунду. Чтобы разогнаться на 1 км/с потребуются недели.

Разница между обычными спутниками с ионными двигателями и Российским буксиром по большей части в том, что его электро-реактивный движок ядерный. Для получения энергии используется здоровый ядерный реактор, который передаёт излучением энергию рабочему телу и выбрасывает его через сопло. Прикол в самой энергии, если розетта получает со всей площади своих батарей всего-то пару кВт/ч, то ядерный реактор, размещенный в буксире — только на стадии первых экспериментальных установок будет выдавать по 550 и 1000 кВт/ч. Это в пятьдесят раз больше, чем вырабатывает МКС со своих батарей на 100 метровой ферме!

И вся эта энергия уходит на движок, бортовые системы питаются от солнечных батарей. Плюс, буксир по изначальному проекту весил 20 тонн и должен был выводиться в космос на Ангаре. Но, как мы знаем, его вытащили из ФКП и продлили разработку до 2030-го года, а пока ЯЭДУ для буксира будет иметь мощность в 550 кВт/ч и использоваться в отдельных аппаратах.

Как эксперимент. Нет, если что-то вытаскивают из ФКП на 2015-2025 — это не значит, что его отменяют, это просто перенос сроков.

Хотя, может всё-таки придёт какой-нибудь умный дядька да даст Роскосмосу оторваться, чтобы тот не выпендривался и пилил сверхтяжёлый стартовый комплекс для Ангары, вместе со сверхтяжем из этой же самой Ангары. SрасеХ, значит, 50 тонный носитель с 27-ми движками на стартовых ступенях может пилить с достаточной надёжностью, а мы нормальную ангару, в 100 тонн грузоподъёмности из расширенного центрального ядра и с 10 УРМами, по одному движку на каждый — не можем?

Нам не нужен сверхтяж на 100 тонн грузоподъёмности. Не нужно вообще его разрабатывать.Просто разрабатываем Ангару с большой центральной ступенью, 10 УРМами и кислородно-водородным разгонным блоком, и дорабатываем движки, получая 105 тонн полезной нагрузки на 200 км низкую опорную орбиту. Или берём Зенит, цепляем к нему шесть разгонных блоков, на основе его первой ступени, такой же кислородно-водородный разгонный блок, как и на Ангаре, снова дорабатываем движки и получаем уже 120 тонн полезной нагрузки на ту же двухсоткилометровую НОО.

Пусть Роскосмос перестанет страдать фигней. Лучше пускай 250-ти тонный сверхтяж разрабатывает. А простой, для Лунной программы и сверхтяжёлых модулей для орбитальной станции — можно и так получить. Это вам не Энергию восстанавливать, а работать с современными версиями уже производящихся носителей, которые превосходно дружат с разгонными блоками. Ангара и так из УРМов, а Зенит — это вообще бывший разгонный блок Энергии, который ещё и использовать многократно (до 10 раз) должны были. Нет, я всё понимаю, Роскосмос не просто так перенёс сверхтяжи, он заказал метановый Айдар Лин Индастриз, да ещё и Союз-5 в трёх комплектациях разрабатывает, ему нужны метановые сверхтяжи, чтобы в многоразовой конфигурации их использовать.

Метановые движки, спокойно, до 100 циклов использования довести можно. Но у нас тут, как бы, проблемы в космической отрасли намечаются. Нам на Луну надо лететь, строить орбитальную станцию, желательно из 100-тонных модулей, а не из тех 20-ти тонных, что на пятой ангаре или протонах выводить будут.

Метановый сверхтяж всё равно много денег съест и будет постоянно задерживаться. Так почему бы хотя бы временно не обеспечить себя сверхтяжами, да еще и удешевить Ангару до появления многоразовых ракет на СПГ? РАКС будет ещё не скоро, реинкарнация системы «Ураган» на сжиженном природном газе — тоже.

Это конец 2030-ых только. В общем, такая ситуация, что и сказать нельзя, то ли всё очень плохо, то ли всё в норме и Роскосмос решил экономить.

Так, мы отвлеклись от ядерного буксира. В общем, сам буксир должен появиться попозже, уже лет через пять после окончания Федеральной Космической Программы 2016-2025 годов. Ходят слухи о том, что планируют поднимать мощность реактора аж до 5 мВт/ч, но это как-то весьма отдалённо выглядит. Первые образцы двигателей, которые будут создаваться от 550-киловатгной установки — не очень хорошую тягу имеют. Да, мощность в сотни раз больше любого ионного двигателя, но это всё равно мало. Тяга в 1/100 от массы конструкции — это очень мало. Да, этого достаточно, да это прорыв. Но всё равно мало. Для межпланетных полётов это не годится.

Так что, в общем, будем ждать, когда наши таки смогут добиться более-менее приличных показателей тяговооружённости. Или пока они просто не запихнут промышленный реактор с ядерной электростанции на межпланетный кораблик.


Опубликовано в Электроника Метки:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*