Австралийские адепты гибридных ракетных двигателей

    Австралия и Новая Зеландия оказались необычно богаты ракетными стартапами — кроме Rocket Lab, юридически являющейся американской компанией, но производящей пуски своей ракеты Electron с новозеландского космодрома, недавно обнаружилась еще одна компания, теперь уже австралийская с отделением в Сингапуре, которая приступила к испытаниям полноразмерного двигателя для своих ракет. Gilmour Space Technologies успешно протестировала гибридный двигатель тягой 7 тонн.


    Кадр из видео испытаний

    Космический гибрид




    На видео — испытания двигателя G-70, который планируется использовать на геофизических и космических ракетах компании. Один двигатель позволяет создать геофизическую ракету, способную поднять до 130 кг на высоту до 150 км. А для выведения спутника на орбиту потребуется трехступенчатая ракета с 8 G-70 на первой ступени, 4 на второй и 1 на третьей. По расчетам Gilmour Space Technologies такая ракета сможет выводить до 380 кг на низкую орбиту.


    Скриншот сайта компании

    Особенностью двигателя является то, что он гибридный — топливо хранится в твердом виде, а окислитель подается в жидком/газообразном. Это позволяет сочетать достоинства твердотопливных и жидкостных ракетных двигателей — гибридный РД прост и компактен как РДТТ, и его можно перезапускать и управлять тягой, как на ЖРД.


    Схема гибридного ракетного двигателя

    Гибридный двигатель успешно использовался на суборбитальном космоплане SpaceShipOne, но на второй версии, SpaceShipTwo, разработчики столкнулись с его недостатками — двигатель оказался плохо масштабируемым. Gilmour Space Technologies утверждают, что справились с этой проблемой. По их заявлениям, G-70, возможно, является самым мощным двигателем с одним отверстием в топливной шашке. Двигатели SpaceShipOne и SpaceShipTwo мощнее, но, очевидно, по мнению Gimlour, используют несколько отверстий.


    Типичные профили отверстий в шашке гибридного двигателя, источник

    В твердотопливном двигателе профиль топливной шашки определяет, как тяга будет меняться со временем. В гибридном двигателе тяга определяется количеством подаваемого окислителя, но профиль шашки все равно очень важен — он влияет на эффективность двигателя. Gilmour Space Technologies печатают свои шашки на 3D-принтере. В ранних двигателях использовался ABS-пластик, сейчас же — некий секретный состав. Также компания собирается запатентовать собственную конструкцию 3D-принтера для печати топливной шашки, потому что обычные с новым топливом работать не могут.


    Экспериментальный 3D-принтер Gilmour, источник

    По заявлениям компании, получившийся двигатель может дросселировать тягу в диапазоне 10-100% и отличается высокой стабильностью горения.

    Немного о компании




    Компания Gilmour Space Technologies была основана бывшим банкиром Адамом Гилмуром вместе с женой и братом. Сначала они занимались симуляторами и репликами, создав симуляторы истребителя-бомбардировщика F/A-18, космического корабля с 6 степенями свободы, ЦУПа и работ в условиях невесомости, а также реплики первого американского космического корабля «Меркурий» и китайского корабля «Шэнчжоу». В 2014 году эта деятельность была заморожена, и компания сосредоточилась на гибридных ракетных двигателях. В 2016 году были испытаны двигатели на закиси азота и ABS-пластике.



    В том же году успешно поднялась на 5 км ракета RASTA с гибридным двигателем.



    Параллельно испытали двигатель на каталитическом разложении перекиси водорода.



    В 2017 году компания собрала деньги инвесторов и испытала гибридный двигатель для кубсатов. В планах запуск геофизической ракеты ARIEL во втором квартале 2018 (по словам главы компании) или же первом квартале 2019 (по информации с официального сайта). А орбитальная ракета ERIS, как ожидается, оторвется от земли в конце 2020 года.

    Заключение


    Чем хороши космические частники — их много, и они экспериментируют с разными технологиями. Электрический привод насосов, двигатель из 15 частей или старт со стратосферного шара, а теперь еще больше гибридных двигателей. Не все компании окажутся успешными, но даже потерпевшие поражение будут полезны тем, что проверят интересные технические идеи на практике.
    Поделиться публикацией
    Никаких подозрительных скриптов, только релевантные баннеры. Не релевантные? Пиши на: adv@tmtm.ru с темой «Полундра»

    Зачем оно вам?
    Реклама
    Комментарии 73
    • +1
      производящей пуски своей ракеты Electron с австралийского космодрома, 

      Прошу прощения, а разве Electron запускали не с Новой Зеландии?

      • +2
        Уже исправил, спасибо
        • +3
          Это просто классическая описка, практически по Жаку Элиасену Франсуа Мари Паганелю (только несколько наоборот):
          "… ландия — Зеландия, ландия — Зеландия,…

          — … к восточному побережью Австралии…
          — Австралии? Почему Австралии? Ах да, Австралии!"
      • 0
        Испытания проводят в Северной Австралии? Что-то попадалось о идее космодрома в Австралии поближе к экватору.
        • +3
          Экватор очень важен для вывода на геостационар. Для кубсатов на(которые ориентируются многие стартапы) чаще нужна низкая орбита с больши наклонением, для которой северные/южные космодромы подходят хорошо.
          • +1
            Про космодром я информации не нашел. Компания базируется в Голд-Кост, это середина восточной части материка. Плюс, на геостационар такая маленькая ракета не сможет ничего вывести, а пригодна только для низких и полярных орбит.
            • 0
              Украинцы недавно высказывали идею о строительстве космодрома в Австралии, но никак не ближе к экватору, скорее наоборот. Где-то в районе Перта (западное побережье). Видимо, с расчётом, что при запуске в восточном направлении первые ступени будут падать в самую глушь австралийских пустынь. А при выводе на солнечно-синхронную — в океан.

              Пока что самый близкий (по меридиану — всего около 2-х градусов с копейками) к экватору космодром — бразильская Алькантара, да и тот ещё не вполне готовый (к полноценным коммерческим пускам, хотя, видимо, с инфраструктурой там более-менее, судя по их сайту).
              • 0
                Украинцы недавно высказывали идею о строительстве космодрома в Австралии

                Вот про такое не слышал даже, они же в Канаде космодром под Циклон 4 строят. Решили по всему миру свои ракеты запускать?))
            • +2

              Есть подробности обеспечения безопасности испытаний двигателя? Трейлер, лесопарк, озеро — очень напоминает грустную историю с Лин Индастриал

              • +2
                грустной она стала после испытания в городе
                • 0

                  Не принципиально. Уехать в лес и надеяться, что за кустом нет никакого грибника — такое же безрассудство

                  • +1
                    Принципиально: уехать в поле вырыть котлован и сделать вокруг него обваловку — безопасное решение.
                    • +6
                      В Австралии можно уехать так, что можно быть уверенным, что в радиусе километров надцать-дцать (а то и 100) никого кроме крокодилов или кенгуру нет. Ну погудели, дроном облетели окрестности, в эфир поорали. Некий аналог нашей тундры… Тоже, конечно, некий «авось», но всё же не как ребята из Лин, которые выбрали «пустырь» в самом населённом городе 1/6 части суши, хотя в 100-150 км в любую практически сторону можно глухомань найти, чуть ли не с медведями.
                  • +2
                    Лично мне понравился закрытый трейлер, который виден на некоторых видео. А если они смогли уехать в глушь, где никого даже случайно не будет, то и с открытой платформой проблем не будет.
                  • +1
                    В представленных видео плохо просматривается в истечении из сопла наличие «бочек Маха», что ставит вопрос — а какой они получают удельный импульс.
                    • +2
                      Или же они не видны из-за слишком яркого свечения насыщенного сажей выхлопа.
                      • +1
                        Да, действительно похоже на неполное сгорание
                        • +2

                          Да. На 19-й секунде, когда двигатель начинают выключать, и яркость снижается, они в паре кадров ясно видны.

                      • +1
                        А есть кто-нибудь в теме — в какой стадии/статусе сейчас находится соглашения об ограничении/нераспространении ракетных технологий, и как с этим делом обстоят дела у подобных стартапов?
                        Или всё — забили все на это дело ввиду бессмысленности/бесперспективности?
                        • +3
                          Прямого запрета на разработки для космоса нет. Вот здесь можно почитать, в начале.
                          Там добровольные обязательства не продавать технологии кому попало. Кто сам может — имеет право разрабатывать.
                          • 0
                            Официальные стартапы могут продавать пусковые услуги. Есть ли за ними какой-нибудь специальный контроль — надо копать информацию. В свое время OTRAG в Ливии работали, и хорошо, что Каддафи ничего не смог из национализированных остатков собрать.
                            • +1
                              В свое время OTRAG в Ливии работали, и хорошо, что Каддафи ничего не смог из национализированных остатков собрать.

                              Почему оное хорошо?
                              • 0
                                Любая ракета космического назначения может работать как межконтинентальная баллистическая…
                                • +1
                                  Чем хорошо что Каддафи не смог из национализированных остатков собрать баллистическую ракету?
                          • +1
                            Кстати про аэроспайки, наткнулся на такой стартапчик — arcaspace com (ютуб ARCAchannel)
                            Судя по картинкам ребята пилят линейные аэроспайки, по плану начало тестов 2018 год.
                            На канале много любопытных видео
                            • +1
                              Не все компании окажутся успешными, но даже потерпевшие поражение будут полезны тем, что проверят интересные технические идеи на практике.

                              С одной стороны — да, они могут проверить различные технологии. С другой стороны, все их открытия и наработки останутся секретными, запатентованными, в собственности владельцев компаний. В итоге это может даже затормозить развитие, а не ускорить его.
                              • +2
                                Я прошу прощения, но технологии могут быть или секретными, или запатентованными. Или / или.
                                Секретные технологии (они же ноу-хау) останутся секретными, НО БЕЗ ПАТЕНТНОЙ ЗАЩИТЫ. А насчёт секрета — и на старуху бывает проруха (см. Промышленный шпионаж). В этой ситуации Вам ничто не мешает попробовать получить такой же результат / воссоздать технологию и либо запатентовать полученную технологию, либо сохранить в секрете, либо опубликовать.
                                А вот если на технологию получен патент, в котором подробно объясняется суть защищаемой патентом технологии — поздравляю, Вы получаете из патента описание технологии, но использовать её без получения лицензии / покупки патента / покупки владельца патента не можете. Но и тут есть обходной путь — изучаете описание технологии из патента, воссоздаёте на практике, дорабатываете и получаете свою технологию, «отличающуюся от известных технологий тем-то и тем-то». И патентуете, указав ранее приведённую формулировку «отличающуюся от известных технологий тем-то и тем-то». А владельца предыдущего патента шлёте лесом — у Вас ДРУГАЯ технология, отличающаяся от технологии в его патенте.
                                • +1
                                  Патентная защита ТЕХНОЛОГИЙ — штука эфемерная. Потому что очень трудно доказать факт применения технологии, если производитель не сознаётся. В общем случае, имея изделие, невозможно определить технологию его производства.

                                  А владельца патента можно послать лесом, сказав: «Ваша технология, патент № такой-то, у нас не используется. У нас есть своя технология, но она составляет государственную/военную тайну».

                                  Я, может, ничего не понимаю в бизнесе и в патентах, но я когда-то учился на инженера-технолога, и меня приучили мыслить именно в таком ключе: «Противник технологию возьмёт в патентной библиотеке, и засекретит факт её использования. Только дурак патентует технологии.»
                                  Другое дело — конструкторское решение. Вот оно, в изделии, можно увидеть, можно проверить.
                                • +1
                                  Технологий, идей, решений, материалов там много. Очевидные вещи запатентуют, неочевидные — засекретят.

                                • 0
                                  Дело в том, что стороние зрители будут видеть — пробовали технологию X — не взлетело. Пробовали технологию Y — разорились раньше пуска. X нет смысла повторять, а вот Y может и иметь смысл. А реализация технологии у новых экспериментаторов будет своя.
                                • 0
                                  Я не совсем понял двигатель из ABS пластика выдерживает продольные нагрузки с тягой 7 тонн?
                                  • +1
                                    были испытаны двигатели на закиси азота и ABS-пластике

                                    Т.е. это компоненты топлива. ABS пластик — топливо, а закись азота — окислитель
                                    • +1
                                      В черном-черном лесу, на черной-черной поляне, черные-черные люди в черных-черных противогазах запускали ракеты.
                                      • +3
                                        Это ничего. Я как-то раз читал, как ракетомоделист сделал двигатель на салями и перекиси водорода. Канал в колбасе сверлил.
                                        Правда, не помню, делал ли он на этом двигателе ракету, но огневые испытания точно были.
                                        • –1
                                          Перекись водорода — это которая H2O2? И разлагается на кислород и воду? Вот мне интересно, почему вода не гасит огонь в данном случае?
                                          • +6
                                            А вы когда-нибудь задумывались, почему вода гасит огонь в нормальных условиях?
                                            • +1
                                              Перекрывает доступ окислителю (кислороду) к окисляемому веществу (салями).
                                              • +1
                                                Воды, выделяющейся при разложении перекиси недостаточно, чтобы перекрыть доступ кислороду, образующемуся при этом же разложении.
                                                Охлаждению она тоже не способствует, потому что разложение перекиси — экзотермический процесс.
                                                • 0
                                                  ЕМНИП, в парогазе, образующемся при каталитическом разложении концентрированной (>70%) перекиси водорода, вода в виде перегретого (до ~400 градусов) пара, смешанного с кислородом
                                                  я так понимаю, колбаса была одновременно катализатором и топливом
                                                  и салями, по-моему, не лучший выбор, твёрдая высокожирная сырокопчёная, типа брауншвейгской или свиной, была бы лучше
                                                  • 0
                                                    Скорее всего — да. Я не владею химией разложения перекиси.
                                                    Автор подчёркивал, что колбаса — армированное горючее. Жир — горючее, мясо — для жёсткости.
                                                    Почему салями — не знаю. За что купил — за то продаю.
                                                    • 0
                                                      Можно на «Дошираке». Отлично горит, структурирован, жесткий, легкий.
                                                    • 0
                                                      С одной стороны, идея использовать колбасу как ракетное топливо, вызывает смех. А с другой стороны… Хм…
                                                      • +1
                                                        представил себе сюжет:
                                                        в далёком-далёком космосе, (допустим после отказа основного какого-нибудь «протыкателя пространства») экипаж сидит и считает запасы топлива движков ближнего радиуса, оно же еда и вода — и прикидывает что лучше — больше потратить и быстрее долететь до ближайшей системы, но впроголодь, или сытно. но до-о-о-олго… С жуткими психологическим подробностями, заначками, истериками пасажирок с детьми, расколом на непримиримых сторонников разных подходов и т.п.
                                                        (Написать сценарий, что ли...)
                                                        • 0
                                                          А сюжет хороший. Можно, наверно, даже задачу сформулировать.
                                                          • 0
                                                            главное сохранить секрет до упора, что люди для таких движков — тоже топливо.
                                                            А то такое начнётся…
                                                            • 0
                                                              Люди — плохое топливо. Воды много.
                                                              • 0
                                                                Немного подкоптить и пойдет не хуже говядины или свинины…
                                                                • 0
                                                                  Топливо на копчение расходуется.
                                                                  • 0
                                                                    эх, зря этот «секрет» отспойлерил — даже тут началось…
                                                • +2
                                                  Зависит от соотношения воды и огня. Если воды меньше она наоборот разжигает из за увеличения теплоёмкости газовой смеси на выходе. Если воды больше, тогда гасит. Добавляют же воду в топливную смесь на автомобилях и повышают КПД. Сам я пытался тушить парафин малым количеством воды и получил вспышку вместо гашения, тогда удалось задушить парафин перекрыв доступ воздуха. Количественно пусть теплотехники Вам уточнят…
                                                  • 0
                                                    нет, вода в выхлопе всегда поглощает часть энергии горения именно из-за своей теплоёмкости, поэтому её содержание в выхлопе стараются снизить, это повышает температуру истекающих газов и, соответственно, импульс
                                                    добавление воды в бензовоздушную смесь позволяет повысить КПД за счёт снижения температуры смеси без её переобогащения, опять же из-за высокой теплоёмкости воды

                                                    горючие жидкости (к которым стоит отнести и расплавленный парафин) нельзя тушить водой, потому что она испаряется при соприкосновении с пламенем и этим паром разбрызгивает частички топлива в воздухе, резко увеличивая площадь горения — вспышка
                                                  • 0
                                                    Там ещё окислитель. Прояндексируйте конечную химическую реакцию.
                                                  • +1
                                                    сырокопчёная колбаса отлично горит в струе сжатого воздуха. побаловались как-то на пикнике, еле этот факел потушили.

                                                    а при разложении перекиси вроде как атомарный кислород, должна ещё лучше гореть.
                                                    • +1
                                                      Дак жир же. Кусок сала вообще работает за свечку, в стоячем воздухе, с фитилем из спички.
                                                      По идее такую ракету можно делать вообще на чем угодно, хоть на парафина.
                                                    • 0
                                                      «Разрушители легенд» делали ракету на салями, только не с перекисью водорода, а с закисьюю азота (веселящий газ). Вроде даже что-то получилось
                                                • +1
                                                  ABS был на небольшом двигателе. Про большой они пишут о проприетарном топливе из нескольких компонентов.
                                                • 0
                                                  Может кто подскажет такую вещь, в вики по гибридам сказано
                                                  В твердом состоянии может находиться как окислитель, так и горючее.

                                                  Какой окислитель можно сделать шашкой, чтобы в камеру сгорания подавать жидкое топливо(керосин, этанол и т.п.)? Или эта цитата имеет другой смысл?
                                                  • +6
                                                    гипохлориты, перхлораты, хлораты, перманганаты, нитраты…
                                                  • 0
                                                    Не свосем понял, зачем там 3д принтер при производстве шашки, если, по их же словам, она из себя представляет просто полый цилиндр?
                                                    • +1

                                                      Полости в этом цилиндре имеют специфическую форму.

                                                      • 0
                                                        возможно — всё равно этот пластик в трубу надо как-то «налить» — вот к шлангу, которым наливают приспособили манипулятор с парой движков — получили более равномерную/точную, чем вручную, укладку, и зиодно возможость сильно играть параметрами отверстий… хоть винтом из закрутить
                                                        • 0
                                                          Очевидно, просто залить топливо в жидком виде у них не получилось.
                                                        • –2

                                                          Скидываемся по сотке
                                                          летом собираемся в Екатеринбурге — будем ракету запускать.
                                                          Не ну а че сотня гиков не сваяет что-нибудь подобное как на видео?

                                                          • –1
                                                            Просто парни из Gilmour Space еще не слышали про селитру. Что будет когда они научатся делать селитровую бумагу! Прощай 3D ABS! ;-)

                                                            www.youtube.com/watch?v=rGXw3Vbrtws
                                                            • 0

                                                              Селитра… Хм… А почему не чёрный порох тогда и не т.н. "карамелька" — топливо на основе сахара?

                                                              • +1
                                                                Хм… А вы не в курсе, что это одно и то же? Селитра, вообще-то, основной компонент чёрного пороха. Да и в карамельном двигателе окислителем служит селитра (правда, другая).
                                                                • 0
                                                                  в карамельном топливе та же самая селитра — калийная — что и в черном порохе. А вот селитровать бумагу лучше натриевой.
                                                                  • 0
                                                                    Про чёрный порох в курсе, поэтому и спрашиваю, почему не он? А вот про карамельку не помнил — помнил только про сахар.
                                                                    • 0
                                                                      Есть еще такая штука как Оксиликвит.
                                                                      Сахар, жидкий кислород (накачивается непосредственно перед применением). Это, правда, скорее взрывчатка, но поиграться с присадками можно, блокировать бризантное действие.
                                                                • 0
                                                                  Подскажите, почему для ГРД не требуется турбонасос? В канале твердого топлива ведь высокое давление! Или же для такого небольшого двигателя достаточно наддува бака окислителя?
                                                                  • +2

                                                                    Обычный размен технологической сложности на эффективность. Чем выше давление в камере сгорания, тем лучше характеристики двигателя, но вытеснительная подача это толстый тяжелый бак, так что приходится использовать насос. Впрочем, у ЖРД AJ10 давление в камере менее 10 атмосфер, а УИ вполне себе 319с.

                                                                  • 0
                                                                    Ранее попытки получить преимущества ЖРД и РДТТ в виде ГРД заканчивались попаданием на полный комплект недостатков обоих типов двигателей в одном флаконе.

                                                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                    Самое читаемое