Для больших и маленьких: "Роскосмос" испытывает мощнейшие в мире двигатели для ракет и спутников

Суперсовременные двигатели расширяют возможности космических аппаратов, открывая новые горизонты в освоении космоса. На пути к намеченным звёздным вершинам "Роскосмос" готовится оснастить ракеты и спутники двигателями, которые должны стать мощнейшими в своём роде

Фото: Роскосмос

"Царь-двигатель" для "Союза-5"

В конце июня 2023 года "Роскосмос" сообщил о создании научно-производственным объединением "Энергомаш" первого лётного образца жидкостного ракетного двигателя РД-171МВ. Тяга чуда космической техники составляет более 800 т, что делает новый двигатель самым мощным в мире. Благодаря этой черте РД-171МВ, сравнимый по тепловой мощности с крупной гидроэлектростанцией, получил среди инженеров звучное имя "царь-двигатель". Другие характеристики нового двигателя также впечатляют: масса РД-171МВ составляет 10,3 т, высота — 4,15 м, диаметр — 3,565 м. 

Новая технология предназначена для российской ракеты-носителя "Союз-5", разрабатываемой ракетно-космическим предприятием "Энергия" и получившей собственное имя "Иртыш". Планируется, что эта ракета будет запускаться в космос с Байконура в рамках сотрудничества России с Казахстаном и сможет выводить на низкую околоземную орбиту до 17 т полезного груза, а также задействоваться в пилотируемых миссиях. 

Интересно, что двигатель РД-171МВ рассчитан на многоразовое использование. Поэтому в случае разработки российскими специалистами ракет с возвращаемыми первыми ступенями "царь-двигатель" органично впишется и в такие системы.

Собранный летом двигатель планируется установить на первый "Союз-5" и использовать в ходе первых лётных испытаний ракеты-носителя. К концу 2023 года специалисты готовятся собрать второй и третий двигатели — для будущих второго и третьего "Союзов-5".

К настоящему моменту на счету у РД-171МВ — более 20 огневых испытаний. Были у текущего образца "царь-двигателя" и два экспериментальных предшественника, которые использовались в ходе доводочных испытаний.

Впереди у технологии — межведомственные проверки и развёртывание серийного производства. 

Современный "царь-двигатель" — наследие советской космической науки. Как рассказал глава Института космической политики Иван Моисеев, РД-171МВ — это усовершенствованная версия разработанных несколько десятилетий назад ракетных двигателей РД-170 и РД-171.

Мощь нового двигателя позволит использовать его на ракетах с разной дальностью полёта: в теории, РД-171МВ может оказаться полезным и в ходе лунных миссий, которые вновь вызывают большой интерес международного научного сообщества. 

Мощь и экономия российских ракетных двигателей

К началу августа 2023 года "Роскосмос" порадовал ещё одной горячей новостью: успешные контрольные испытания прошли российские плазменные двигатели холловского типа КМ-75 для спутников, разработанные в Государственном научном центре имени М. В. Келдыша. Среди "собратьев" они являются первыми в мире с ускоряющим напряжением выше 800 В. Это более чем в 2,5 раза превышает результаты, которых достигали предыдущие российские и иностранные плазменные двигатели, аналогичные КМ-75 по принципу работы.

Минутка матчасти: в отличие от жидкостных двигателей, в которых тяга возникает благодаря сгоранию жидкого топлива, плазменные двигатели работают за счёт выброса из сопла плазмы — вещества, чьи частицы не нейтральны, а имеют заряд. Чаще всего топливом для этих двигателей (то есть расходным материалом для превращения в плазму) служат инертные газы (обычно аргон, криптон или ксенон). Отличие плазменных двигателей холловского типа — специфическое воздействие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы, которое позволяет максимально эффективно использовать топливо двигателя и создавать бόльшую тягу в сравнении с другими двигателями, работающими на плазме.

Повышение ускоряющего напряжения, определяющего, с какой скоростью плазма будет вылетать из двигателя, не только помогло КМ-75 побить рекорды своих предшественников, но и позволило экономить в новых двигателях до 40% топлива, которым у КМ-75 служит ксенон.

Увенчавшиеся успехом испытания КМ-75, за которые отвечала компания "Решетнёв", прошли пусть и на Земле, но уже во вполне реалистичных условиях: четыре блока коррекции на основе новых двигателей были встроены в штатную систему подготавливаемого специалистами к полёту космического спутника.

В перспективе плазменные двигатели КМ-75 планируется производить серийно. Как отмечает "Роскосмос", постановка на поток сборки КМ-75 позволит обеспечить "текущие и перспективные потребности" создателей космических аппаратов в высокотехнологичных блоках коррекции.

***

Стремление самосовершенствоваться — ценный двигатель научного прогресса. Тем более, важную роль оно играет в сфере космических исследований, где в наше время, кажется, каждый день открываются новые горизонты для изучения непознанного. Продолжаем наблюдать за развитием передовых технологий "Роскосмоса" и желаем отечественным специалистам стремительно покорять всё более высокие научные вершины на Земле и в космосе.