Ivanko 
Автомобили будущего сегодня 
Корин 
Кроссоверы, внедорожники и вездеходы 
О Толстике 
Разборка 
Экология транспорта 
Аэромобили 
Вездеходы 
Клубы по брендам 
Автомалиновка 
Брест 
Витебск 
Гродно 
Ждановичи 
Автоаксессуары 
Автодилеры 
Автозаправки 
Автозапчасти 
Автомойки 
Автосалоны 
Автосервис 
Автохаусы 
Автошколы 
Американские гонки 
Дакар и ралли-рейды 
Серия GP2 (архив) 
Формула-1 
Формула-2 
Формула-Е 
Чемпионат DTM (архив) 
Чемпионат WEC 
Изменение анкеты 
Изменение пароля 
Личные сообщения 
Мои подписки 
Мои объявления 
Мои новости 
Мои статьи 
Мои записи в личном блоге 
Мои записи в блоге фирмы 
Мои записи в автоклубах 
Мои записи в автоспорте 
Мои сообщения на форуме 
Мои комментарии 
Мои друзья 
Завершить сеанс 

Автостатьи на Автомалиновке

Метановые ракетные двигатели и многоразовые космолеты

 
Орбитальный корабль Starship на Марсе

статья выходного дня

Сейчас ведется много разговоров о многоразовых космических ракетах, но при этом из внимания часто упускается главное - то, что такие ракеты пока еще только создаются. Потому что слово "многократный" подразумевает "много раз", а не "несколько раз", как это достигнуто на данный момент. В настоящее время можно говорить только о возвращении отдельных ракетных блоков для их повторного использования, как в американской ракете Falcon 9. По существу, ракетная техника находится в начале пути, который приведет ее сначала к частичной, а затем - к полноценной многоразовости и, наконец, она уподобится в этом плане авиационной технике и даже автомобильному транспорту. Именно тогда мы сможем создавать не ракеты, но автомобили, летающие в космос. Как это происходит и будет происходить - в статье на Автомалиновке.

Почему до сих пор не созданы многоразовые космические ракеты?

Система Space Shuttle

Ответ следует искать в технологиях ракетных двигателей 60-х годов. К этому времени в США были созданы ракеты, использующие высокоэффективное кислородно-водородное топливо. Не без оснований считалось, что водородные ракетные двигатели (РД) могут быть усовершенствованы для многократного использования - поэтому их выбрали в качестве основных маршевых РД для системы Space Shuttle. Но у жидкого водорода есть существенный недостаток - низкая плотность, из-за чего водородные ракетные ступени получаются громоздкими. Поэтому водород обычно применяется только на верхних ступенях. Чтобы решить проблему габаритов, "шаттл" оборудовали тяжелыми твердотопливными ускорителями, которые тоже полагались многоразовыми - но на практике их восстановление стоило не намного меньше повторного изготовления. С водородной частью "шаттла" тоже не все получилось хорошо - в орбитальный самолет поместились только ракетные двигатели RS-25, а громоздкий топливный бак пришлось сделать внешним и одноразовым. При этом подготовка ракетных двигателей к повторному полету занимала два месяца вместо первоначально ожидаемых двух недель. И многократность их использования оказалась меньше, чем обещалось - примерно 10 раз вместо ожидаемых 25 раз.

В итоге многоразовой оказалась только орбитальная ступень. И это было большое достижение! Хотя ее приходилось слишком долго готовить к повторному полету, восстанавливая ракетные двигатели и теплозащитное покрытие. В целом шаттл оказался экономически неэффективным по сравнению с одноразовыми ракетами-носителями - подробный анализ опыта этой программы содержится в нашей статье:
Время крылатых гигантов

Следующая итерация оказалась более удачной, поскольку при создании частично возвращаемой ракеты удалось добиться ее экономической рентабельности. Для создания ракеты Falcon 9 в SpaceХ использовали практичные кислородно-керосиновые РД, отказавшись и от водорода, и от твердотопливных ускорителей. Об этом подробно рассказано в нашей статье
Частный космос Илона Маска

Falcon 9 стал успехом, который сейчас намереваются использовать в других керосиновых ракетах - например, в сверхмалой РН "Электрон". Есть только одно но - при работе керосиновых РД образуется сажа, которая не позволят использовать их большое число раз. Пределом для керосиновых РД считается их 10-кратное использование, а реально достигнуто только 5-кратное (причем в рекордном полете 18 марта 2020 года произошел отказ одного РД). Этого маловато для того, чтобы считать керосиновые РД многоразовыми. Поэтому в проектах новых многоразовых ракет планируется заменить керосин на СПГ - сжиженный природный газ, метан.

Чем метановые ракеты отличаются от керосиновых?

Если вкратце, то перевод керосиновой ракеты на метан походит на перевод автомобиля с бензина на природный газ. Керосиновые ракетные двигатели могут быть модернизированы для работы для метане, при этом прекращается выделение сажи и улучшается основная характеристика РД - его удельный импульс (УИ), соотношение тяги к массовому расходу ракетного топлива. Правда, при этом приходится увеличивать размер бака горючего, поскольку СПГ менее плотен, чем керосин (0.41 кг/литр против 0.8 кг/литр). В итоге более эффективное, но менее плотное ракетное горючее дает примерно такие же характеристики ракеты, как и керосин.

Массовое соотношение кислорода к горючему и объем ракетного топлива

Горючее O2
гор
плотность объем на ед. массы УИ вак объем на ед. тяги
Водород 6 0.07 2.754 455 0.00780
Метан 3.5 0.415 1.214 356 0.00378
Керосин 2.6 0.798 0.981 337 0.00317
Плотность жидкого кислорода - 1.14

Применение метана вместо керосина рассматривалось на заре космонавтики - но было решено, что особых преимуществ у СПГ нет. Ситуация изменилась именно с появлением многоразовых ракет, благодаря упомянутому отсутствию сажи при сгорании метана. А еще одно преимущество метана состоит в том, что его, как и кислород, можно добывать на многих планетах солнечной системы, например, на Марсе. Т.е. при полете метановой ракеты на Марс топливо надо брать только на путь туда, а для возврата на Землю организовать ее "заправку" на Марсе - конечно, при наличии на Марсе соответствующего оборудования, которое должно быть доставлено туда заблаговременно. Это в несколько раз снижает массу марсианского космолета.

Других преимуществом метана является возможность использования газообразного метана для наддува хранящегося в баке горючего жидкого метана - эта схема дешевле, чем применяемый наддув гелием. Близость температур кипения жидкого метана и кислорода 109К и 77К помогает в организации оптимального хранения топлива.

Благодаря своим вновь открывшимся преимуществам метан был объявлен топливом будущего, а исторически сложившееся применение керосина стало считаться неперспективным. Даже возникло такое выражение - "керосиновый тупик", которым характеризуется нынешнее состояние ракетной техники, когда в космос все еще летают "ракетные поезда" образца 60-годов прошлого века.

Российская программа создания метановых РД

В.Д.Горохов
 
РH Союз-СПГ, топливо
кислород-метан (Прогресс)

Разработка российских метановых РД выполняется в КБХА (Конструкторское бюро химавтоматики, Воронеж) под руководством профессора Виктора Дмитриевича Горохова. Двигатель с 200-тонной тягой начал создаваться в 2002 году для ЕКА (Европейского космического агентства) по проекту "Волга". В 2006 году он получил российское название РД-0162.

Ракетный двигатель
РД-0162, топливо
кислород-метан (КБХА)

Двигатель РД-0162 строится по замкнутой схеме газ-газ с дожиганием окислительного генераторного газа (ДОГГ) и восстановительным безгенераторным контуром (жидкий метан испаряется в рубашке охлаждения камеры сгорания и подается на вход турбины). Давление в камере сгорания намного ниже, чем у энергомашевских РД-191 - всего 169 атм, но по проекту обеспечиваются более высокие характеристики - земной УИ 321 с, высотный УИ 356 с, масса РД 2100 кг, земная тяга 2000 кН (~204 тс). Метановый ракетный двигатель рассчитан на 25, по другим данным - на 50 или даже 100 полетов. Для обеспечения отказоустойчивости в составе 4-двигательной установки он форсируется по тяге до 133%.

К настоящему времени испытан 40-тонный демонстратор РД-0162Д2А и ведется разработка 85-тонного метанового демонстратора РД-0177. По этому перспективному РД проведены испытания модельного газогенератора с форсуночными головками многократного использования. Это демонстратор создается для проекта "Крыло-СВ", предусматривающем создание многоразовой ракеты легкого класса с крылатой первой ступенью. А серийный РД-0169 с тягой 100 тонн планируется применить в многоразовой РН среднего класса Союз-СПГ.

Что касается 200-тонного РД-0162, то он продолжает оставаться конечной целью работ и предназначается для более мощных ракет-носителей тяжелого и сверхтяжелого класса.

Перспективная ракета-носитель Союз-СПГ

Работы по РН Союз-СПГ начинаются сейчас и для нее пока еще даже не определен окончательный облик. Поэтому мы даем ее условное изображение. Известно, что ракета будет двухступенчатым тандемом. На ее первую ступень будут установлены пять метановых РД-0169 суммарной тягой 500 тонн. Она будет садиться "по Маску" - вертикально на центральном РД. Вторая ступень оснащается одним РД-0169 с высотным соплом и тягой 95 тонн.

Стартовая масса РН Союз-СПГ запланирована около 360 тонн, а предполагаемая максимальная полезная нагрузка составит 12.5 тонн - очевидно, без учета затрат топлива на возвращение первой ступени, которые оцениваются в 6% от ее общей заправки в 220 тонн. Вторая ступень невозвращаемая, но ее предложено сделать с очень высоким конструктивным совершенством КС=14 (5.5 тонн при заправке 77 тонн).

Скорее всего, реальная ПН Союз-СПГ будет ближе к 10 тоннам, что тоже вполне достаточно - т.к. данная РН предназначена для замены устаревших средних РН Союз-2, ПН которых составляет около 8-9 тонн. Первый полет этой средней ракеты намечен на 2025 год. По своим габаритам и стартовой массе РН Союз-СПГ подходит для применения c "морского старта". В пользу инновационной ракеты говорит малое число ракетных блоков (2 против 6 у Союза-2) и высокий коэффициент повторного использования первой ступени. Поэтому она выглядит очень перспективной в плане снижения стоимости выведения даже в сравнении c Falcon 9.

Американский метановый РД ВЕ-4

Ракетный двигатель ВЕ-4 (Blue Engine-4) начали создавать в 2012 году в компании Blue Origin, принадлежащей хозяину Amazon мультимиллиардеру Джеффу Безосу. В нем также применяется популярная замкнутая схема ДОГГ, а проектные параметры таковы - земная тяга 250 тс и давление в камере сгорания 132 атм. УИ не разглашается, поскольку они у данного РД сравнительно невысокие, а основная цель разработки состоит в обеспечении высокой надежности работы. Заявленная кратность использования РД ВЕ-4 - 25.

Двигатель BE-4 предназначен для применения на первой ступени собственной тяжелой ракеты Безоса New Glenn 45-тонного класса (вторая ступень - водородная) и для применения на первой ступени РН Vulcan Centaur, создаваемой на замену РН Atlas-5 с российским РД-180. Поэтому этот будущий РД играет ключевую роль в американской программа "импортозамещения" - с одной стороны, он обеспечивает независимость от поставок российских РД-180, а с другой - участвует в некой альтернативе керосиновым ракетам SpaceX. В 2019 году были построены стенды для испытаний данного РД при тяге 2200 кН, т.е. по факту это самый мощный на данный момент метановый РД.

Ракетный двигатель BE4, топливо кислород-метан

Только что первый демонстратор BE-4 поставлен в ULA (United Launch Alliance) для проведения намеченных на 2021 год испытаний в составе РН Vulcan Centaur. Еще один РД BE-4, необходимый для первой ступени этой ракеты будет поставлен в июле. Полезной нагрузкой для дебютного старта ракеты Vulcan Centaur выступит лунный посадочный модуль Peregrine от компании Astrobotic.

Ракета-носитель Vulcan Centaur

Ракета Vulcan Centaur создается американскими ракетчиками по традиционному для них принципу "сборной солянки". Она имеет метановую первую и водородную вторую ступень, а также может использовать до 6 твердотопливных ускорителей (ТТУ). Диаметр ракеты составляет 5.4 метра, высота с обтекателем 61.2 метра, стартовая масса - от 226.3 до до 546.7 тонн. Полезная РН Vulcan Centaur в зависимости от наличия и числа ТТУ составляет 10.6-27.2 тонны на низкой околоземной орбите (НОО) и 2.9-13.6 тонн на геопереходной орбите (ГПО).

Ракета-носитель Vulcan Centaur, топливо кислород-метан-водород после отделения ТТУ

На первой метановой ступени ракеты Vulcan Centaur применяется пара новых РД BE-4, а на второй водородной ступени трудится пара ветеранов американского ракетостроения - РД RL-10. Каждый ТТУ GEM-63XL от Northrop Grumman имеет массу 53.4 тонны и тягу 206.6 тонн.

Надо сказать, что создание ракет и ракетных двигателей пока не приносит доход мультимиллиардеру. Его многоразовая суборбитальная ракета Blue Shepard создавалась для туристических суборбитальных полетов и была испытана - но не совершает рейсы с пассажирами. Почему-то желающих слетать на Гавайи оказывается неизмеримо больше, чем желающих побывать на высоте 100 км в космосе. И у орбитальной программы перспективы тоже непонятно какие, поскольку ракетные проекты Безоса пока выглядят, как частное приложение к американской государственной космической программе.

По базовой ПН ~10 тонн Vulcan Centaur аналогична будущей российской метановой РН Союз-СПГ, а с навесными ТТУ будет конкурировать с тяжелой Ангарой-А5. Создатели обещают, что их детище будет дешевле "Ангары", но все дело в том, что "Ангара" сама по себе является самой дорогой в своем классе. Тем не менее, именно Vulcan Centaur собирается стать первой ракетой, которая улетит в космос на метане.

Ракета-носитель New Glenn

А также Vulcan Centaur проложит путь к созданию тяжелой частной ракеты New Glenn, в первой ступени которой будут установлены уже 7 РД BE-4 и будет реализована полноценная многоразовость. На второй водородной ступени применяется ваккумная версия РД BE-3, разработанного ранее для суборбитальной ракеты New Shepard. Ввиду большой тяговооруженности первой ступени ТТУ ускорители ракете New Glenn не потребуются. Высота ракеты составит 98 метров, диаметр - 7 метров, полезная нагрузка на НОО - 45 тонн, на ГПО - 13 тонн.

Raptor для Super Heavy и Starship

Метановый РД Raptor и ракета, для которой он предназначен - это самый амбициозный проект, который во многом напоминает лунную ракету H-1 Л3 С.П.Королева, но, конечно, на более высоком техническом уровне. Как в свое время НК-15, Raptor создается для получения предельных характеристик по эффективности. Это связано с необходимостью создать двухступенчатую сверхтяжелую ракету с обеими возвращаемыми ступенями - разгонной ступени Super Heavy и орбитального космолета Starship. А цель создания системы Super Heavy/Starship состоит - ни много ни мало - в колонизации Марса! Конечно, для более близких лунных дел и на околоземных орбитах она тоже должна пригодиться.

РД замкнутой схемы с ДОГГ
РД с полной газификацией

Raptor - это ракетный двигатель с предельными характеристиками, построенный по самой сложной схеме с полной газификацией компонент. У этого РД два газогенератора и две турбины, первая из которых работает на окислительном газе c избытком кислорода, а вторая - на восстановительном газе с избытком метана. Такая схема позволяет поднять надежность по сравнению с схемой ДОГГ за счет исключения протечки газа вдоль общего вала турбины, на котором расположены насосы окислителя и горючего.

Давление в камере сгорания планируется поднять до рекордных 296 атмосфер. Целевой земной УИ составляет 330 с, УИ с высотным соплом - 380 с, что весьма близко к параметрам, обеспечиваемым водородным РД J-2 ракеты Сатурн-5. Проектная масса РД "Раптор" составляет 1500 кг, земная тяга - 2000 кН (~204 тс). В 2019 году было достигнуто давление 254 атм - это чуть выше, чем у знаменитых российских ракетных двигателях РД-180, что стало предметом особой гордости инженеров SpaceX. Тяга "Раптора" составила 172 тонны.

Для "Раптора" заявлен высокий коэффициент повторного использования - 50 и фантастические показатели экономической эффективности. Новый ракетный двигатель SpaceX должен быть в 12.5 раза дешевле вдвое более мощного и более простого по конструкции РД-180 и за счет многоразовости быть в 330 раз дешевле в эксплуатации.

Оценивая представленные SpaceX данные по цене Raptor, надо учитывать, что все ее ракетные двигатели "торгуются" только внутри самой компании - поэтому Маск может назначать им любую цену, которую считает подходящей для пиара своей космической программы и деморализации своих конкурентов.
Заметим также, что методы работы SpaceX в корне отличаются от принятой в космической отрасли широкой кооперации c переговорами о ценах. Маск ни с кем не кооперируется и, в том числе благодаря этому, может держать низкие цены на свои услуги. И раз SpaceX продает исключительно конечную услугу по полетам в космос, то "сведения" из ее внутренней бухгалтерии не имеют содержательного смысла.
Центральные РД Raptor на космолете Starship фото SpaceX

Сверхтяжелая ракета Super Heavy и орбитальный космолет Starship

Сверхтяжелая ракета Super Heavy (прежде - Big Falcon Rocket, BFR), имеет длину 70 метров, диаметр 9 метров и стартовую массу 3680 тонн, из которых 3400 тонн приходится на топливо. На ней планировалось установить 37 двигателей Raptor, из которых 7 центральных оснащаются системой управления вектором и величиной тяги, а 30 периферийных РД закрепляются жестко. Но последнее обновление планов в мае 2020 года предусматривает только 31 РД, из которых 7 центральных сохранят исходную тягу в 204 тонны, а тягу каждого из 24 периферийных РД решено поднять до 250 тонн. Число РД может меняться и дальше - до тех пор, пока не будет принята окончательная конструкция ракетной ступени.

Космолет Starship имеет длину 50 метров и стартовую массу 1320 тонн, из которых 1200 тонн приходится на топливо. На нем установлены 3 РД Raptor с земными соплами и 3 РД Raptor с высотными соплами. Наличие РД c земными соплами существенно, потому что космолет садится на Землю в режиме вертикального торможения двигателями. Проектная полезная нагрузка на низкой околоземной орбите составляет 100 тонн, что в 4 раза превосходит возможности американской частично многоразовой системы Space Shuttle и всех ныне существующих ракет-носителей, за исключением созданной в той же компании SpaceX ракеты Falcon Heavy. Возращаемый на Землю груз может составлять до 50 тонн. Объем грузового отсека Starship составляет 1100 куб. метров - это в 3 раза больше чем у Боинга-747 и МКС.

Считается, что появление Starship сделает МКС рудиментом уходящей эпохи одноразовых носителей. Огромный космолет является сам себе носителем и полноценной орбитальной станцией. Как летающий космический дом, он будет находиться на орбите столько времени, сколько потребуется для работы продолжительной экспедиции - а по завершению ее работы доставит свой экипаж на Землю.
Отделение Starship Crew от носителя BFR (скетч SpaceX 2018 года)

Суммарная стартовая масса системы Super Heavy/Starship составляет ровно 5000 тонн, без учета полезной нагрузки - в 2.5 раза больше, чем у Space Shuttle. Суммарная тяга всех РД на старте составляет 7428 тонн. А суммарная длина - 120 метров, что на 10 метров выше комплекса Сатурн-Аполлон. Естественно, что для столь грандиозной ракеты надо создавать специальные стартовые площадки. А для обеспечения возвращения всех ступеней на Землю принято беспрецедентное техническое решение - они делаются из тугоплавкой нержавеющей стали, поэтому блестят на Солнце, как огромные самовары и вообще походят на ракеты из наивных фантастических фильмов начала 20-го века. Теплоизоляция Starship во время входа в атмосферу будет делаться по новому методу с помощью газовой подушки из метана.

Строительство одной из стартовых площадок для Super Heavy

Луна, Марс и далее везде

Как мы уже упоминали, конструкция и параметры Super Heavy/Starhip заставляет вспомнить неудавшийся проект С.П.Королева - лунно-марсианскую ракету H1-Л3. Та же самая исходная марсианская цель, нестандартная конструкция и аномально большое число высоконапряженных РД с предельными характеристиками. Кажется, что для достижения оптимальной надежности лучше использовать ракету полегче, как, например, уже обсуждавшуюся выше New Glenn.

Скетч двигательной установки Super Heavy
(stanley creative)

Но есть и отличия в лучшую сторону, которые позволяют рассчитывать на успех столь амбициозного проекта. Создатели H1-Л3 работали в условия тотальной спешки и нехватки средств, не имея возможности протестировать первую ступень сверхтяжелой ракеты на стенде и даже сделать контрольный прожиг ее двигательной установки на стартовой площадке. В отличие от советских инженеров 60-х годов, Маск имеет возможность многократно испытать свою многоразовую технику перед первым полетом на орбиту, в том числе путем "подскоков" в беспилотном режиме с управляемой посадкой на Землю.

В 2019 году именно так испытали уменьшенный прототип Starship - т.н. Starhopper ("звездный кузнечик"). Это смешной аппарат стал первым реактивным аппаратом, который оторвался от земли на метановом горючем! Вот так - давно уже ездим по Земле в автомобилях на метане, но в воздух поднялись - впервые!

Сейчас прототипы Starship проходят испытания, в ходе которых уже было разрушено пять аппаратов. В основном это были испытания на прочность путем накачки баков жидким азотом. В мае 2020 года была предпринята попытка первого испытательного полета Starship на высоту 150 метров, которая закончилась взрывом. Дальнейшие достижения должны быть следующими:

  • Полет в космос грузового беспилотного варианта Starship Cargo намечен на 2022 год. К этому времени должна быть готова и испытана ракета SuperHeavy, доставляющая Starship в верхние слои атмосферы и обеспечивающая его первоначальный разгон.
  • Уже в 2024 году пилотируемый Starship Crew планировалось задействовать в американской лунной программе Artemis.
  • Под эту же лунную программу создается специальный вариант Starship для полетов между поверхностью Луны и окололунной орбитой.
  • Впоследствии должен появиться Starship Tanker для дозаправки топливом на орбите - его дедвейт составит 150 тонн жидкого кислорода и метана, а до этого в роли заправщиков будет выступать остальные модификации Starship.

Но все эти сроки следует воспринимать с поправкой на последующую коррекцию - так, всего несколько лет назад Маск обещал полет на Марс уже в 2022 году, о чем сейчас не может быть и речи.

О надежности Starship

Орбитальная ступень Starship будет использоваться SpaceX для полетов к Луне и Марсу, а ее размеры и грузоподъемность позволяют разместить там экипаж до 100 человек. При этом, как и на "шаттле", не предусматривается система аварийного спасения, т.е. ставка снова делается на высокую надежность американской техники.

Да, американцы снова собирается наступить на те же самые шаттловские грабли! Space Shuttle, на котором в двух катастрофах погибло 14 человек, был опасной системой, но SuperHeavy/Starship выглядит не менее проблемно. Что стоит Маску сократить экипаж Starship Crew, скажем, до 50 человек, но оборудовать его катапультируемой капсулой с абляционным покрытием и парашютной системой? Неужели мы все уже переселяемся на Марс и надо отправлять туда по 100 человек за раз? На Марсе холодно, пыльно и маловоздушно, для жизни человечества надо проводить его длительное терраформирование - а до этого вполне хватит небольшой колонии.

Тем не менее, Маск намерен сделать полеты для колонизации Марса даже более дешевыми, чем полеты на околоземную орбиту. И он настаивает на том, что система аварийного спасения его будущему космолету не нужна. Наверное,.. его все-таки заставят пойти на попятную, поскольку допуск к космическим полетам человека выдается в НАСА. А вопрос о статистической надежности Starship будет проясняться во время его эксплуатации. В любом случае, надо дождаться его первых орбитальных полетов, которые могут состояться уже в середине 20-х годов.

Что касается летных испытаний "Старшипа" на Земле - то они начались в августе 2020 года. О них можно прочитать в нашем новом большом материале, который написан в завершение этой статьи:
Полеты зведных кораблей в Бока-Чика

Видео по марсианской программе SpaceX (на англ. языке)

От космолетов к космическим автомобилям

Мы рассмотрели три линии по созданию метановых космических ракет будущего, две из которых осуществляются уже сейчас, а третья - Союз-СПГ намечена для разработки в 20-е годы.

Будущее российского проекта зависит от многих факторов. Его размерность, выбранная по принципу "design to cost" попадает в наиболее востребованную нишу на рынке пусковых услуг, а полноценная многоразовость первой ступени придает суперконкурентные свойства. К сожалению, именно эта суперконкурентность делает Союз-СПГ весьма нежелательным гостем на мировом и внутреннем рынке. Судьба подобных проектов бывает очень непростой.

Не следует думать и о том, что у американских проектов все "долларом намазано". Свои специфические проблемы есть и в "системном" проекте Blue Origin, и во внесистемном проекте SpaceX. Тем не менее, ралли метановых проектов близится к своему завершению и неизбежному переформатированию работы космической отрасли - которое можно отсрочить в интересах отставших от жизни участников рынка, но нельзя отменить.

Заявленные характеристики метановых ракетных двигателей и будущих метановых ракет собраны нами в сводных таблицах.

Метановые РД

проектные
характеристики
РД-0162 BE-4 Raptor
масса 2100 кг - 1500 кг
земная тяга 204 тс 250 тс 204-250 тс
УИ земной 321 c - 330 с
высотный 356 c - 380 с
давление в КС 169 атм 132 атм 296 атм
кратность использования 25 25 50

Метановые РН

РН Союз-СПГ Vulcan
Centaur
New
Glenn
Super Heavy
Starship
1 ступень
число и
тип РД
5 РД-
0169А
2
BE-4
7
BE-4
31
Raptor
тяга 500 тс 500 тс 1750 тс 7428 тс
масса конструкции 25.4 т - - 280 т
масса топлива 220 т - - 3400 т
КС 8.66 - - 12.14
2 ступень
число и
тип РД
1 РД-
0169B
2
RL-10
2
BE-3U
3+3V
Raptor
тяга 95 тс 21.6 тс 144.8 тс 1225 тс
масса конструкции 5.5 т - - 120 т
масса топлива 77 т - - 1200 т
КС 14 - - 10
характеристики РH
стартовая масса 359.4 т 226.3 т - 5000 т
длина 48.8 м 61.2 м 98 м 120 м
диаметр 4.1 м 5.4 м 7 м 9 м
ПН на НОО 12.5 т 10.6 т 45 т 100 т

В будущем автомобильная и космическая техника будут работать на одном и том же топливе - СПГ. Здесь сходятся воедино требования экологической чистоты и экономической эффективности. Вероятно, что многоразовые метановые ракеты проторят дорогу для создания частной космической техники. Например, Starship по своей грузоподъемности можно считать огромным космическим "БелАЗом", только без колес. Есть проекты куда меньшего масштабы, например, Крыло-СВ с крыльями и колесами для посадки на аэродром. Еще больше могут походить на автомобили лунные лэндеры-квадроциклы, о которых мы тоже напишем.

В общем, Маск недаром запустил свою "Теслу" к орбите Марсу. Шальная выхода миллиардера является намеком о том, куда движется мир. Вслед за нынешними летающими автомобилями когда-нибудь появятся - космические автомобили, как практичная техника для полетов в космос.

Сокращения:
РН - ракета-носитель
РД - ракетный двигатель
УИ – удельный импульс
ПН - полезная нагрузка
КС - конструктивное совершенство
ТНА - турбонасосный агрегат
ДОГГ - дожигание окислительного генераторного газа
ТТУ - твердотопливный ускоритель

С другими статьями Автомалиновки по освоению космоса можно познакомиться здесь:
Беспилотный космический грузовик от ГРЦ Макеева - проект КОРОНА
Автомобили будущего сегодня и какими они будут: электромобиль-планетоход
Американское прошлое и российское будущее космодрома "Морской старт"
Космические гонки XX и XXI века, часть 1: полет Гагарина
Космические гонки XX и XXI века, часть 2: несбывшаяся мечта Королева
Космические гонки XX и XXI века, часть 3: лунные автоматы СССР
Космические гонки XX и XXI века, часть 4: лунные экспедиции Америки
Космические гонки XX и XXI века, часть 5: время крылатых гигантов
Космические гонки XX и XXI века, часть 6: возвращение на Луну
Космические гонки XX и XXI века, часть 7: сверхтяжелые ракеты России
Космические гонки XX и XXI века, часть 8: частный космос Илона Маска

Все материалы на космическую тематику


Вы хотите иметь уникальное "Зеркало-бортовой компьютер" на своем авто?

Прямо с нашего сайта Вы можете заказать его! Что это за зеркало?

"Fugicar FC8 зеркало-бортовой компьютер" это супер-функциональный видеорегистратор для записи всего, что происходит на дороге. Обладает объединенной системой камеры и стандартного зеркала заднего вида.

Но это не только видеорегистратор, но еще и небольшой мультимедийный центр! При этом он совершенно не мешает обзору и позволяет удобно внедрить систему видеорегистрации в Ваше авто! Эту уникальную вещь можно

ЗАКАЗАТЬ СЕЙЧАС

Фотографии: SpaceX, ULA etc.
Автор: sergio99
06.07.2020
Подписаться на канал Автомалиновки
Гость 09.07.2020 23:30:08
да летите!! и чем дальше ...тем лучше!
мойша 08.08.2020 06:38:02
Таки предлагаю подушку из Н2О, уместо метана
оставить комментарий



Другие статьи на Автомалиновке

 


AMG Acura AeroMobil Alfa Romeo Audi BMW Cadillac Chery Chevrolet Chrysler Citroen DTM Dodge Ferrari Fiat Force India Ford Geely Honda Hyundai Hyundai Santa Fe Infiniti Iveco Jaguar Jeep Kia Lada Land Rover Lexus Lotus Marussia Mazda McLaren Mercedes Mitsubishi Mitsubishi Outlander Nissan Nissan X-Trail Opel Peugeot Pirelli Porsche Range Rover Red Bull Renault Rolls-Royce SEAT Skoda SsangYong Subaru Suzuki Suzuki SX4 Tesla Toro Rosso Toyota UAZ Volkswagen Volkswagen Golf Volvo WEC Williams Абу-Даби Баку Барселона Бахрейн БелДжи ВАЗ Валттери Боттас Виталий Петров Дакар Даниил Квят Даниэль Риккардо Жан-Эрик Вернь Интерлагос КамАЗ Кевин Магнуссен Кими Райкконен Луна Льюис Хэмилтон Малайзия Марко Виттман Мельбурн Мехико Монако Монреаль Монца Нико Росберг Остин Себастьян Буэми Себастьян Феттель Сергей Вязович Серхио Перес Сильверстоун Сингапур Сочи Спа Сузука УАЗ Фелипе Масса Фернандо Алонсо Формула-1 Формула-Е Херес Хоккенхаймринг Хунгароринг Шанхай Шпильберг авто б/у автобус автогонки автодом автопилот авторынок Беларуси автоспорт аэромобиль беспилотник беспилотный автомобиль внедорожник водород вуди гибрид кабриолет концепт космический корабль космос кросс-купе кроссовер купе летающая машина летающий автомобиль летающий мотоцикл луноход маз мотоцикл пикап полезные советы ракета ралли родстер ситикар солнечные батареи спорткар спорткупе суперкар топливные элементы трансляция трансформер шины экология электромобиль


Купить авто


Последние сообщения в форумах
И тебе добрый день. Отличный выбор, дружище
26.09.2020 15:55 poremey
Здравствуйте. Да, когда материалы в интернете
26.09.2020 15:52 poremey
Да практически в любом тематическом строительном
26.09.2020 15:50 poremey
пиломатериалы
26.09.2020 15:46 selivan
пиломатериалы
26.09.2020 15:44 selivan