АО «НПО «Энергомаш имени академика В.П. Глушко» является разработчиком и производителем мощных жидкостных ракетных двигателей первой ступени для российских и зарубежных ракет-носителей космического назначения. «Энергомаш» обеспечивает выполнение Федеральной космической программы и других целевых программ.
Основанное в 1929 году предприятие специализируется на разработке и производстве ракетных двигателей, которые
В настоящее время двигатели, разработанные предприятием, устанавливаются практически на все российские ракеты-носители: «Союз», «Протон», «Ангара» и на американские Atlas V и Antares. Каждая вторая ракета-носитель в мире стартует на двигателях разработки и производства НПО «Энергомаш».
За всю историю освоения человеком космического пространства двигатели НПО «Энергомаш» осуществили более 2400 абсолютно успешных пусков, было выпущено более 12 тыс. двигателей и разработано более 60 различных модификаций двигательных установок первой и второй ступени.
В настоящее время НПО «Энергомаш» ведет исследования по созданию принципиально новых двигателей на детонационном принципе горения. Детонационное горение позволит получить на кислородно-керосиновых двигателях такой же удельный импульс, как и на кислородно-водородных. Если сегодня скорость вылета газов из сопла двигателя составляет 3000 метров в секунду, то с применением детонационной камеры она увеличится на 10%.
Принцип работы такого двигателя заключается в постоянной незатухающей детонации топливной смеси внутри кольцевой камеры сгорания. В камеру сгорания впрыскивается топливная смесь, происходит ее поджог и детонация, после чего в сопле происходит расширение и выброс продуктов горения, которые и выполняют механическую работу. Затем цикл повторяется.
Уже сейчас исследователи из НПО «Энергомаш» подтвердили возможность использования процесса спиновой детонации в ракетном двигателестроении, при котором реакция распространения по веществу происходит со сверхзвуковой скоростью.
Если теория будет подтверждена, то это будет прорывное решение, можно сказать, технический скачок. Подобный принцип еще никогда не применялся в ракетном двигателестроении.
В конце 2016 года будут огневые испытания экспериментальной натурной камеры с небольшой тягой, которые должны подтвердить правильность конструкции такого типа двигательных установок».
Со специалистом согласен и Игорь Афанасьев, редактор журнала «Новости космонавтики»: «Эффективность реактивных химических двигателей, прежде всего жидкостных, близка к максимально возможному пределу, — комментирует он. — Эффективность можно повысить разными способами, например, используя новые виды топлива, но несущественно. С помощью двигателей, работающих на принципе детонационного горения, можно будет существенно повысить эффективность.
Поэтому я считаю, что разработка двигателей на детонационном принципе горения — это перспективное направление. Такой подход позволит создавать двигатели с очень высокими удельными характеристиками, прежде всего с точки зрения топливной экономичности. Во-вторых, такие двигатели более компактны, чем существующие жидкостные ракетные двигатели.
Однако пока в мире не создано работоспособных образцов таких двигателей. Эти двигатели нужно разрабатывать и строить, проводить долгие испытания. Ранее делались лабораторные образцы, прежде всего в США.
Мне трудно судить когда можно ожидать появления серийных образцов таких двигателей. Все зависит от уровня разработчиков и финансирования исследований».
В настоящее время при запусках ракет-носителей семейства «Союз» используется пирозажигательное устройство (ПЗУ), которое представляет собой деревянную Т-образную опору, на которой установлены две пиротехнические шашки с датчиком. Такое устройство наравне с достоинствами в виде дешевизны, отработанности и того, что оно не влияет на массовые характеристики двигателя, имеет и недостатки – одноразовость, невозможность полноценной проверки устройства и зависимость от человеческого фактора.
Помимо ПЗУ существуют еще электрическая и химическая системы зажигания, которые тоже неэффективны на 100%. Так, электрическая система зажигания удобна, но применима только к твердотопливным двигателям, а химическая система зажигания способна обеспечить многоразовость запуска двигателя, но громоздка и в случае неисправности требует много времени на его устранение.
Лазерное зажигание — это небольшое и легкое устройство, которое способно обеспечить многократный пуск двигателя и не требует никакого специального дополнительного оборудования.
Система проста и надежна в эксплуатации, а по стоимости сравнима с существующими, что дает ей хорошие конкурентные преимущества перед другими принципами зажигания.
Суть новой технологии запуска ракетного двигателя в устройстве, формирующем оптический пробой в виде плазмы в том объеме, куда впрыскивается топливо. Температура этой шаровой молнии порядка одного миллиона градусов, и именно она поджигает топливо. «В рамках данного проекта была проведена серия успешных огневых испытаний на двигателе РД-107/108, предназначенного для РН «Союз», — комментирует Игорь Арбузов. — Сейчас будут проводиться экспериментальные натурные испытания системы на современных мощных двигателях РД-191. Если лазерное зажигание и здесь подтвердит свою эффективность и надежность, то планируется ее внедрение на всю линейку машин, выпускаемых предприятиями холдинга».
