Продолжение поста «Тестирование нового двигателя SpaceX Raptor 2»
Еще один тест нового ЖРД SpaceX Raptor 2, 28 января, 2022 года, в Макгрегоре, штат Техас.
На этот раз на вертикальном стенде.
ЖРД Raptor 2 использует в качестве горючего криогенный жидкий метан и жидкий кислород.
Двигатель Raptor 2 будет использоваться в будущих системах SpaceX, и в сравнении с уже немного полетавшим на прототипе Starship "Раптором-1" , стал проще, дешевле и развивает тягу вместо 185 тонн (Raptor 1) порядка 230 тонн тяги (Raptor 2).
Цель уже построенного и начавшего оснащаться оборудованием завода SpaceX в в Макгрегоре для производства двигателей - при масс продакшен выйти на стоимость $1000 за 1 тонну тяги при изготовлении Raptor 2, т.е. порядка 230-250 тыс. долларов за 1 двигатель.
Планируется выпускать до 500 двигателей Raptor в год.
Тестирование нового двигателя SpaceX Raptor 2
Испытания ракетного двигателя SpaceX Raptor 2.0 в МакГрегоре, штат Техас, 21 января 2022 года. Ракетный двигатель Raptor был испытан на горизонтальном испытательном стенде. (Из-за удаленности использовалась синхронизация аудио и видео.)
Российские новейшие ракетные двигатели, которые не получают развития
В последние несколько лет ракетно-космическая отрасль во всём мире развивается максимально активно. Может показаться, что в российской отрасли перспективных разработок не так много. Это не так — разработок у нас хватает. Проблемы с их реализацией. Предлагаю попробовать разобраться в этих вопросах.
«Невозможный» детонационный двигатель
Существует две основных разновидности детонационных двигателей. К примеру, в одной из лабораторий ВВС США работают над ротационным детонационным ракетным двигателем (rotating detonation rocket engine, RDRE), о котором я уже писал (ссылка в конце публикации). В России же работали сразу над двумя, но дальше всего продвинулись в создании импульсного детонационного двигателя, разработку которого начали ещё 30 лет назад.
Сама идея такого двигателя, как водится, совершенно не нова — их изучают уже более 70-ти лет. Помимо преимуществ, такой двигатель обладает рядом сложностей при реализации из-за чего и был прозван «невозможным». Основная проблема заключается в хаотичности детонации, из-за чего крайне сложно её контролировать.
А ещё требуется максимально точно подбирать соотношение используемого топлива и окислителя, размер и форму отверстий, кольцевой камеры, время и место впрыскивания топлива. Всё это и многое другое необходимо учитывать и изменять по отношению друг к другу, чтобы добиться сочетания, близкого к идеальному.
Российский ротационный РД
Тем не менее, демонстратор ротационного ИД испытали в 2016 году. Самое интересное, что отечественные инженеры не стали дожидаться, пока кто-то решит заказать этот двигатель, и сами написали заявку на грант, который получили. В итоге был создан демонстратор, работающий на паре керосин-кислород.
Наши учёные и инженеры кучу времени и сил потратили, чтобы получить этот грант, сделали на деньги с него установку (скорее всего, даже во внеурочное время), показали начальникам, а те: «ну отлично, но у нас сейчас другие задачи». Как итог, работа не получила никакого продолжения, хотя её результатом было доказательство того, что керосин-кислород могут работать в детонационном двигателе, а у нас есть технологии для его создания.
Российский импульсный детонационный двигатель
В апреле этого года Объединенная двигателестроительная корпорация провела первый этап испытаний прямоточного пульсирующего детонационного двигателя, о чём сообщалось на сайте госкорпорации «Ростех». В сообщении говорится о 50-процентном увеличении удельной тяги по сравнению с силовыми установками традиционных схем.
Теоретически импульсные детонационные двигатели, при прочих равных с ротационными, являются более экономичными, так как топливо-воздушная смесь сгорает небольшими порциями, обеспечивая короткие взрывы, а в ротационных смесь горит постоянно.
Пока рано говорить, что ждёт эту разработку.
Клиновоздушный двигатель
О недавних американских разработках в этом направлении я написал статью, ссылку на которую дам в конце публикации. Разработками клиновоздушных двигателей (КВРД) занимались и в СССР, и в США и в других странах. В нашей стране о них «забыли» на чуть больший срок, но буквально два месяца назад в Нижней Салде (Свердловская область) провели испытания демонстратора КВРД для полностью возвращаемой ракеты-носителя. Что это это за РН, неизвестно. Хотя в СМИ заговорили об очередном «воскрешении» проекта РН «Корона», о которой я тоже писал уже (ссылка также в конце).
Итак, на площадке Научно-исследовательского института машиностроения (НИИМаш) успешно запустили демонстратор КВРД. Следующим этапом разработчики планируют тестировать систему на паре «водород-кислород». Тут же начались разговоры о ежедневных (!!!) запусках «Короны» уже с 2030 года. Но давайте не будем бежать впереди паровоза.
Почему разработки наших новейших двигателей не получают продолжения?
Это, пожалуй, самый главный вопрос. Судя по всему, никому это не надо. Руководства отраслей (что ракетно-космической, что авиационной) не делают заказы. А подо что их делать? Для чего «Роскосмосу» делать заказ на создание новейшего двигателя, если в разработке нет новейшей ракеты-носителя? Как я и написал выше, периодически СМИ рассказывают о «воскрешении» того или иного проекта, как с «Короной» в этот раз, но, к примеру, я уже писал о том, как та же госкорпорация «Роскосмос» даже не смотрела в сторону перспективных разработок, которые предлагали инженеры, хотя Россия могла попасть в число лидеров по созданию многоразовых ракет-носителей.
В итоге, это всё обыкновенный популизм. О том же ротационном импульсном детонационном двигателе НПО «Энергомаш» каждый год появляются статьи, вроде «В России создан инновационный двигатель», но в каждой одно и то же видео и информация об испытаниях 2016 года.
Культуры ведения бизнеса и инвестирования в России тоже нет. Тем более в сложных отраслях, где нужно серьёзное понимание того, для чего создаётся та или иная разработка, и какую нишу на рынке займёт конечное изделие.
Только ли бизнесмены виноваты?
Конечно, нет. Наши инженеры способны собирать демонстраторы сложнейших ротационных и клиновоздушных двигателей буквально в гараже, как говорится, на коленке, но они совершенно не способны «продать» свою разработку бизнесу. Они просто не смогут составить бизнес-план, чтобы показать инвестору его будущую выгоду.
Более того, в России по-прежнему развито стремление всё вокруг засекретить, из-за чего практически все перспективные разработки погибают «под тяжестью грифов», пока «глупые американцы» их монетизируют.
Вот и получается, что отечественные разработки либо остаются на этапе демонстратора, либо «наши мозги утекают за бугор». В первом случае, мы потом только и слышим, что «Россия вообще-то первая это сделала». И попробуй объяснить человеку, который это говорит, что в космос летают не на демонстраторах. Во втором же, российские разработки напрямую становятся зарубежными. Конечно, в этом случае мы снова слышим ото всюду, что это всё «наши сделали». Да кого это волнует, если сделали они это не у нас?
Как итог, американские лаборатории и частные фирмы, после создания демонстраторов, получают дальнейшее финансирование и заказы, а отечественные предприятия — понимание того, что «Мы были первыми» и закрытие работ.
Если я ошибаюсь, буду рад увидеть информацию об обратных примерах. Да и просто альтернативное мнение.
- Сообщение на сайте госкорпорации «Ростех».
- Инженеры испытали «невозможный» детонационный двигатель.
- Об испытаниях российского ротационного детонационного двигателя.
- О демонстраторе клиновоздушного двигателя на сайте «Роскосмоса».
У меня есть каналы в Дзене, Telegram, YouTube и чат для дискуссий на научные темы. Подписывайтесь, если интересно.
Экскурсия по заводу "Кузнецов", где собирают двигатели для ракеты "Союз" в Самаре
Продолжаю цикл статей, посвященных реактивным двигателям Р-107 / Р-108. На этот раз отправимся в Самару на завод "Кузнецов", чтобы посмотреть на сборку этих двигателей, которые уже более 60 лет устанавливаются на ракеты-носители "Восток" и "Союз".
Завод был создан в 1912 году в Москве и первоначально носил имя "Гном". Он специализировался на выпуске моторов для самолетов мощностью 50 л.с. С приходом Советской власти завод национализировали и назвали именем Фрунзе. С началом Великой отечественной войны #производство двигателей увеличивается вдвое. Это очень беспокоило немецкое командование и они на боевых картах для бомбовых ударов по Москве заводу обозначен как цель №2 , следующая по значимости после Кремля. В 1941 году принимается решение эвакуировать производство в Куйбышев. Так завод имени Фрунзе прописался в Самаре.
Сегодня о славном историческом прошлом напоминает бюст Фрунзе, который стоит перед главной проходной.
Из-за статуса секретности на территории завода ничего снимать нельзя, поэтому мило терпим пока едем к цеху №4.
В этом цехе располагается сборочное производство двигателей для ракет. Космическая страница в истории предприятия началась в конце 1957 года. Постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР предприятию предписывалось в течении одного года реконструировать производство и освоить принципиально новый вид техники – жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) для 1-й и 2-й ступеней межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 ОКБ С.П. Королева. С тех пор в цехе №4 ежегодно выпускают несколько сотен двигателей.
До сборочного цеха ведёт длинный коридор, на стенах которого висят портреты всех советских и российских космонавтов.
Многие из них посещали этот сборочный цех, чтобы своими глазами посмотреть на процесс производства.
Открываем дверь и оказывается в огромном цеху
Это крыльцо стало импровизированной трибуной для первого космонавта Юрия Гагарина, который в 1963 году выступал на митинге, посвящённом своему полету и возвращению на Землю.
Проводить в этом месте рабочие совещания стало доброй традицией в наши дни.
Импровизированная сцена украшена детскими рисунками. Приятно видеть интерес к космической отрасли у подрастающего поколения
Раньше мне удалось побывать на нескольких автомобильных заводах. Там процесс сборки всегда сопровождается монотонным шумом и суетой. Двигатели для ракет рождаются совсем в другой атмосфере полного спокойствия и умиротворения.
В сборочном цехе мы сначала знакомимся со всей линейкой двигателей, которые создают на заводе.
Двигатели РД-107А/РД-108А. Их серийное производство началось в конце 1957 года. Двигатели используются для I и II ступеней ракеты-носителя. Именно этот двигатель помог Юрию Гагарину 12 апреля покорить космос.
Двигатель НК-33, знаком многим по "лунной программе". Разработка НК-33 началась в 1959 году сначала для межконтинентальной баллистической ракеты ГР-1, а со второй половины 60-х годов для "лунной" ракеты Н-1. Однако в 1974 году их производство было прекращено из-за сворачивания "лунной программы". Реальное применение двигатель НК-33 получил в 2013 году. В период с 2013-2014 годов состоялось четыре старта американской ракеты-носителя «Антарес» с двигателем НК-33 в составе первой ступени. Двигатели НК-33 сегодня используются в работе отечественной легкой ракеты-носителя «Союз-2-1в». Уже состоялось 6 пусков этой ракеты.
Помимо двигателей на этом участке можно познакомиться с другими важными узлами и агрегатами, которыми двигатель комплектуется.
Участок пайки и сборки
Двигатель имеет сложную систему электропроводки, поэтому специально для этих целей выделен специальный участок пайки, а затем сборки проводов.
Подсборка узлов и агрегатов
Узлы и агрегаты двигателя собираются рабочими вручную на специально отведенном участке.
На предприятии внедрено «Бережливое производство». Все строго на своих местах. Везде используется знакомое из автомобильной отрасли цветовое обозначение, где по зеленому цвету ходить можно, а по красному строго запрещается.
Единственное, что бросается в глаза – это отсутствие бирочной системы на таре. Это объясняется тем, что все детали производства находится здесь под строгим секретом – поэтому логисты работают по своей зашифрованной логике.
Штатив для возгорания
Следующая деталь впечатлит многих. С первого взгляда трудно понять, что лежит на столе. Эти загадочные зеленые детали – один из важных элементов в двигателе без которой он не заведется. Речь идет о штативе для возгорания. Эту деталь придумали еще во времена Королева и по-прежнему активно используют. Достойный аналог еще не придуман. Важный компонент штатива – основание из сосны, которая отбирается в Тайге по самым высоким требованиям.
Штатив служит зажигалкой для воспламенения топливной смеси. При запуске он полностью сгорает.
Установка рамы и турбонасоса
На соседнем участке стоят камеры сгорания – пожалуй, самые узнаваемые детали двигателя. Именно с их участием будет связан следующий сборочный процесс.
Камеры сгорания устанавливаются в специальную оснастку. Затем камеры отправляются на участок, где к ним присоединяется рама. Чтобы рабочим было комфортно работать – специально для этой операции была сконструирована эстакада.
Далее на установленную раму крепится турбонасос.
После чего устанавливаются другие агрегаты и узлы, прокладываются магистрали и двигатель готов!
Далее двигатель отправляется на испытания, о которых рассказал вчера.
Помимо цеха сборки есть и другие производства, о которых рассказал на своем дзен-канале manikol.
Экскурсия по секретному полигону в Самаре, на котором испытывают двигатели для ракеты-носителя «Союз»
Космическая отрасль находится под строгим контролем государства, а технология производства вот уже много лет держится под грифом секретности.
В юбилейный для отечественный космонавтики 2021 год нам сделали подарок и приоткрыли завесу тайны, разрешив посмотреть на испытания настоящего космического двигателя на территории испытательного комплекса "Винтай" в нескольких десятков километров от Самары
Для начала давайте вспомним куда эти двигатели устанавливаются. Для лучшего визуального представления подойдет музей "Самара Космическая". На фасаде этого здания закреплена ракета-носитель "Союз".
Если встать под ракету, то увидим 5 реактивных двигателей РД-107а / РД-108а, которые собственно помогают запустить ракету в космос.
Двигатели производятся в Самаре на заводе ПАО "ОДК-Кузнецов" ГК "Ростех". Именно на испытание этого "монстра" сегодня мы отправимся.
Перемещаемся на испытательный полигон, на котором с августа 1961 года регулярно проводятся стендовые испытания реактивных двигателей
Проходим на территорию. Из-за статуса секретности – забирают телефоны и все лишнее оборудование.
В первом корпусе расположена лаборатория. Она здесь нужна, чтобы исключить попадание в двигатель некачественного топлива. Здесь производится контроль всех привозных жидкостей. Только после получения ок от лаборатории – все жидкости заливаются в двигатель.
Чтобы полигон бесперебойно функционировал и не зависел от соседних городов, на его территории возведена собственная котельная.
Если для запуска автомобиля достаточно залить бензин, то для подъема ракеты-носителя нужна более сложная формула топлива. Используется сочетание керосина и жидкого кислорода. Ранее полигон сам производил жидкий кислород вот в этом цехе.
По трубам жидкий кислород попадает в серые цистерны. Сегодня в приоритете у компании экологичность и рентабельность, поэтому было решено отказаться от собственного производства.
На территорию предприятия по мере потребности завозится жидкий кислород от стороннего поставщика. Теперь кислород хранится в новом вертикальном накопителе белого цвета. Новое оборудование более безопасно в эксплуатации и энергоэффективно, а пульт управления дает возможность в режиме онлайн наблюдать за процессом и его основными параметрами.
Двигатель очень много весит, поэтому для его транспортировки к испытательному полигону используются специальные рельсы.
Рельсы нестандартные и отличаются от привычных нам железнодорожных
Рельсы нас приводят к монтажному цеху. Именно здесь двигатель проходит финальную подготовку перед испытанием
Многие европейские автомобильные заводы позавидуют чистоте этого цеха
Все двигатели привозят из Самары вот в таком сером саркофаге на железнодорожном составе
Сверху ездит специальный кран, который перемещает двигатель между участками. На участках двигатель заправляют жидкостями, проверяют магистрали и делают финальные доводки.
В конце двигатель грузят на синюю тележку и отправляют по рельсам на вертикальный или наклонный старт.
Здесь испытывают все космические двигатели РД-107А/РД-108А, которые производит завод ПАО "ОДК-Кузнецов" (бывший авиационный завод №24 имени М.В. Фрунзе). Их серийное производство началось в конце 1957 года. Цель – возможное размещение серийного производства главного советского "оружия возмездия", ракеты-носителя Р-7 конструкции Сергея Павловича Королева.
Уже в конце 1957 года была принята программа реорганизации производства завода ввиду необходимости начала серийного производства ракетных двигателей. С этого момента куйбышевское предприятие становится монопольным производителем двигателей I и II ступеней для ракет-носителей, созданных на базе Р-7.
Все отечественные пилотируемые пуски, начиная с полета Юрия Гагарина 12 апреля 1961 года, были обеспечены силовыми установками, изготовленными на самарском предприятии ОДК.
В настоящее время со стапелей предприятия сошло уже свыше 11 тысяч серийных ракетных двигателей.
Практически одновременно с началом производства серийных двигателей, в 1959 опытный завод №276 (ныне ПАО "ОДК-Кузнецов") под руководством генерального конструктора Николая Дмитриевича Кузнецова приступил к созданию других жидкостных ракетных двигателей. Сначала для межконтинентальной баллистической ракеты ГР-1, а со второй половины 60-х годов для "лунной" ракеты Н-1. Двигатели НК-33, НК-43, НК-39 и НК-31, созданные коллективом Кузнецова для "лунной программы" были уникальными и не имели аналогов в мире, однако в 1974 году их производство было прекращено из-за сворачивания "лунной программы".
Реальное применение двигатель НК-33 получил в 2013 году. В период с 2013-2014 годов состоялось четыре старта американской ракеты-носителя «Антарес» с двигателем НК-33 в составе первой ступени. Двигатели НК-33 сегодня используются в работе отечественной легкой ракеты-носителя «Союз-2-1в». Уже состоялось 6 пусков этой ракеты.
На безопасном расстоянии от места испытаний оборудована специальная смотровая площадка для таких гостей, как мы. Отсюда хорошо виден «Наклонный» стенд. Он состоит из установки для двигателя, систем охлаждений и пульта управления.
Как вы думаете, сколько людей управляет этим испытанием? Правильный ответ: один. Один ведущий инженер контролирует весь процесс и является самым главным на площадке. Никто не может оспаривать его действия и вмешиваться в этот процесс.
Под наклоном установлен уже знакомый нам двигатель серии РД
Обязательно вставляем беруши. В этом месте они точно пригодятся!
Звучит три сигнала. После чего включается система охлаждения. Со всех сторон подается вода. Меня уже впечатлил этот фонтан, а ведь впереди еще интереснее!
Хорошо, что нас предупредили о том, что после первого запуска двигателя нужно подождать и не бояться реактивного хлопка через 12 секунд. Вот когда этот хлопок случился я аж вздрогнул. Ничего громче, ничего зрелищнее я еще не видел! Еще было очень жарко, как будто лицом тянешься к углям.
Вместо тысячи слов лучше самому все увидеть в видео ниже:
Испытание двигателя для ракеты "Союз" в Самаре. Эксклюзивные кадры с закрытого полигона
Роскосмос сделал подарок и пустил на территорию закрытого полигона посмотреть на испытания двигателя РД для космической ракеты-носителя "Союз".
По началу кажется, что вид вполне себе обычный, но потом подключается реактивная тяга, от которой становится сильно жарко даже в 1 км от испытаний.
Boca Chica News
SN11 был успешно транспортирован на стартовую площадку для прохождения предполетных испытаний, один из которых, а именно криотест, намечен на сегодня. Тесты на герметичность баков были проведены еще прошлой ночью.
В это время на производственной площадке в Boca Chica раздавались множественные взрывы - и нет, в этот раз это были даже не прототипы Starship, а праздничный салют!
Что послужило поводом - остается пока неизвестным. Возможно, что празднование приурочено к инициативе компании создать вокруг своего комплекса целый город для своих работников и посещающих столь значимый для космической отрасли объект туристов. Впервые об этом заговорил Илон Маск, после чего, 2 дня назад, SpaceX зарегистрировала торговую марку STARBASE™.
"Регистрация торговой марки предназначена для охвата категорий услуг по космическим запускам, а именно запуску полезных нагрузок в космос в интересах заказчиков", - говорится в аннотации к документу.
А за день до этого Маск опубликовал фото со своей женой и ребенком, подписав 'Starbase, Texas'. Недавно предприниматель переехал в штат Техас, явно найдя общий деловой язык с местными властями, т.к. за последние годы его компании приступили к строительству в этом регионе как минимум 3 заводов и аккумуляторной батареи на 100МВт, сопоставимой с австралийским проектом Tesla, который еще несколько лет назад считался крупнейшим хранилищем энергии в мире.
Тем временем, под гул разрывающихся фейерверков, в ангаре для Super Heavy продолжается сборка прототипа 1-й ступени.
Двигательный отсек готовят к дальнейшей крупноузловой сборке.
Перед ангаром начали собирать гидравлическую конструкцию для криотестов, которая, предположительно, будет использоваться для тестирования BN1 - первого прототипа SuperHeavy.
В непосредственной близости от орбитальной стартовой площадки устанавливается 2 топливных бака. Важная веха на пути к запуску орбитальной версии космического корабля нового поколения в этом году - именно эти хранилища будут задействованы при заправке грандиозных размеров Starship.
Говоря о степени готовности орбитальной стартовой площадки - главный элемент, на который будет водружен весь ракетный комплекс массой 5000 тонн, был собран и ожидает своего момента для установки на бетонные основания.
Отвлекаясь от общей темы, необходимо сообщить, что компания перенесла запуск Starlink-20 на несколько часов и теперь он должен состояться сегодня в 11:13 МСК. Все, кто ждал - не пропустите.
Следите за актуальными новостями в сообществе SpaceX!
Источник: https://vk.com/wall-41152133_311496