Компьюлента. 9 сентября 2002 года, 14:19

В американском космическом агентстве продолжается разработка нового поколения космических кораблей. В настоящее время над созданием двигателей для новых шаттлов по заказу NASA трудятся две конкурирующие "команды": подразделение Rocketdyne компании Boeing и консорциум компаний Pratt & Whitney и Aerojet General.

Проект Pratt & Whitney и Aerojet General получил название Co-optimized Booster for Reusable Applications (COBRA). Главное направление работы - усовершенствование двигателей, которые используются в сегодняшних космических челноках. Их преемники должны стать более надежными и безопасными. Вероятность нарушения работы двигателей COBRA не будет превышать 5·10^<-6. Сейчас этот показатель составляет 2,58·10^<-4.

Турбонасос двигателя космического шаттла

Как и в современных шатлах, в качестве топлива будет применяться жидкий водород, а в качестве окислителя - жидкий кислород. Среди нововведений, которые отличают двигатели COBRA, можно отметить улучшенные конструкционные материалы и технологии сборки двигателя, новую электронную систему самодиагностики двигателя, новую систему охлаждения сопел, измененную конфигурацию блока сгорания топлива, товые турбонасосы для подачи кислорода и водорода и т.д. Тяга двигателя, согласно проекту, составит около 270 т.

С целью повышения надежности систем подачи топлива и окислителя в новом двигателе используется единственный газогенератор. В настоящее время турбонасосы, перекачивающие водород и кислород в двигателях шаттлов, используют энергию горячих газов, вырабатываемых в двух различных газогенераторах. При возникновении сбоя в одном из них, второй продолжет работать в прежнем режиме. Как следствие, соотношение между топливом и окислителем, подаваемыми в камеру сгорания меняется. Порой это может привести к катастрофе из-за остановки или перегрева двигателя.

Чтобы избежать этого, в новом двигателе используется один газогенератор, а на выходе из него газовый поток делится на две части, которые приводят в действие водородный и кислородный турбонасосы. В итоге, если скорость газового потока по какой-либо причине уменьшится, это одинаково отразится на работе обоих насосов и не приведет к нарушению баланса между кислородом и водородом в камере сгорания.

Основной отличительной чертой двигателя RS-84, разрабатываемого инженерами Boeing Rocketdyne, является использование углеводородного горючего, а не водорода. Кроме того, в RS-84 используется газогенератор с нетрадиционной для американских ракет схемой подачи окислителя и горючего. Если в COBRA в газогенератор подается смесь, содержащая избыток топлива (водорода), то в газогенератор RS-84 направляется смесь, богатая окислителем (кислородом).

Подобная схема используется в некоторых российских ракетах, однако для американских многоразовых двигателей она была малопригодной - избыток кислорода вел к повышенной коррозии деталей турбонасосов. В Boeing Rocketdyne эту проблему решили за счет использования новых, чрезвычайно устойчивых к коррозии сплавов. Тяга RS-84 будет превышать 450 т.

Постройка первых прототипов новых двигателей для шаттлов и их испытания должны произойти в 2005-2006 г. Впрочем, NASA может выбрать более подходящий для своих задач двигателей уже до конца этого года. Дело в том, что параллельная разработка двух проектов, каждый из которых стоит больше миллиарда долларов, может оказаться не по силам американскому космическому агентству.