 Роскосмос планирует начать разработку ракетного двигателя на природном газе. Финансирование разработки заложено в проекте Федеральной космической программы на 2016-2025 годы (ФКП), направленном на согласование в министерства. Работы по созданию двигателя на метане предусмотрены опытно-конструкторской работой "Двигательные установки средств выведения" ("ДУ СВ"), В рамках "ДУ СВ" планируется разработка базовых элементов маршевых двигательных установок на кислородно-углеводородном топливе. На ОКР "ДУ СВ" Роскосмос просит 25,223 млрд рублей (в этом году 470,8 млн). Но 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.
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 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 Иванов ранее говорил "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 он. - 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 ракету есть смысл комплектовать метановым двигателем, так как этот можно синтезировать из воды и двуокиси углерода из атмосферы Марса.
Иван ЧЕБЕРКО
|
