• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
10.01.2024
Игорь Байдов
9
37 111

Создан прототип ракетного двигателя, который «пожирает» части своей ракеты

4.1

Когда ракета-носитель расходует топливо, ее топливные баки становятся больше не нужны: они превращаются в мертвый груз. Кроме того, теряя топливный бак, теряются еще десятки миллионов долларов — стоимость двигателей, использующихся на ступени. «Ракеты‐самопожиратели», которые сжигали бы свои баки в качестве горючего, не только разрешили бы проблему мусора, но и сэкономили бы заказчикам огромные деньги. Группа инженеров из Великобритании впервые построила прототип ракетного двигателя, «питающегося» частями ракеты.

двигатель-самопожиратель
Испытание прототипа ракетного «двигателя-самопожирателя» / © Krzysztof Bzdyk / Автор: Артем Фомин

Топливные баки носителя — самая длинная его часть, они занимают больше 50 процентов длины ракеты и без них невозможен вывод в космос полезной нагрузки. Но масса самих баков — «мертвый груз», ее нельзя использовать для разгона. Поэтому она снижает эффективность ракеты-носителя, а также добавляет проблему космического мусора: чаще всего топливные баки одноразовые и сбрасываются после отработки топлива. 

Но если бы ракета использовала свои уже ненужные части в качестве топлива, носитель мог бы доставлять на орбиту еще больше важных грузов. Для «ракет‐самопожирателей» требовалось бы куда меньше горючего, и, следовательно, объем их баков был бы совсем иным.

Концепцию носителя, который «питается» своими же частями, впервые запатентовали в 1938 году, но его прототип так и остался на бумаге. В середине XX века подобную разработку было сложно реализовать с помощью тяжелых ракет, которые в то время осуществляли большинство космических запусков. Однако в наши дни, когда популярными становятся небольшие легкие ракеты, доставляющие на орбиту малые спутники, эту идею можно попытаться воплотить в жизнь.

Кшиштоф Бздык (Krzysztof Bzdyk) из Университета Глазго (Великобритания) и его коллеги создали небольшой прототип ракетного двигателя, «пожирающего» собственный топливный бак. Хотя прототип недостаточно мощный, чтобы поднять ракету с грузом, он все же хорошо показывает, что такая концепция работает. 

Исследователи показали разработку 10 января на научном форуме Американского института аэронавтики и астронавтики (American Institute of Aeronautics and Astronautics SciTech Forum) во Флориде. Двигатель назвали «Уроборос-3» (Ouroborous-3), в честь одного из древнейших символов — свернувшейся в кольцо змеи, кусающей себя за хвост.

Прототип состоит из двигателя, топливной пары пропан-кислород, а также пластиковой трубы, внутри которой хранится горючее, откуда затем оно попадает в двигатель. Когда топливо заканчивается, двигатель начинает «питаться» трубой, обеспечивающей до одной пятой от общего количества горючего. В результате возникает тяга примерно 100 ньютон — всего в четыре раза больше, чем требуется приложить усилий, чтобы раздавить яйцо.

Сейчас команда работает над созданием более крупного прототипа, который сможет обеспечить тягу около 1000 ньютон, что составляет одну шестую от необходимой для обеспечения им суборбитального полета (особо легкой ракеты) и примерно одну двадцатую для полета на орбиту.

Исследователи подчеркнули, что «двигатели-самопожиратели» могут не только повысить эффективность космических запусков, но и помочь решить проблему космического мусора, угрожающего спутникам и МКС. Если отработанные топливные баки, которые обычно сбрасываются в атмосферу или остаются на орбите захоронения, будут использоваться в качестве топлива, это может стать небольшим, но очень важным шагом к решению проблемы космического мусора.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 20:38
Редакция Naked Science

В 2024 году европейские страны активно наращивали импорт газа из России и в первом квартале 2025-го продолжали поддерживать высокий уровень его потребления. Это произошло, несмотря на запланированный отказ от такого импорта из нашей страны. Все это в комплексе побудило европейские власти отказаться и от будущего запрета на ввоз газа из России.

Позавчера, 20:59
Татьяна

Большинство экзопланет обнаруживают на короткопериодичных орбитах, в том числе из класса суперземель. Эти тела по размеру занимают промежуточное положение между Землей и Нептуном. А вот газовые и ледяные гиганты располагаются, как правило, на далеких орбитах. Есть ли там место менее крупным планетам, не вполне ясно. Ученые решили оценить количество суперземель на юпитерианских расстояниях от звезды с помощью метода микролинзирования.

Позавчера, 08:26
Полина Меньшова

Израильские исследователи обнаружили, что просодия — характеристики речи вроде интонации, темпа, ритма — напоминает отдельную систему знаков. Благодаря этому ее свойству, вероятно, получится создать искусственный интеллект, который будет «понимать» язык без слов.

20 апреля
Полина Меньшова

Распространено мнение, что, чем чаще пара занимается сексом, тем сильнее каждый из партнеров доволен отношениями. Международная команда исследователей проверила этот тезис.

23 апреля
Березин Александр

Западные колонии финикийцев включали сильнейшую морскую державу древнего Средиземноморья — Карфаген. Его жители использовали финикийский язык и поклонялись соответствующим богам. Теперь генетики заявили, что практически все эти люди — не потомки финикийских колонистов. Происхождение их в связи с этим довольно загадочно.

Позавчера, 18:05
Игорь Байдов

В лесах Демократической Республики Конго, где живут бонобо, царит особенный порядок. Власть там принадлежит самкам, а не крупным и сильным самцам. Ученые три десятилетия наблюдали за этими человекообразными обезьянами, чтобы понять, как слабые физически самки становятся лидерами.

8 апреля
Березин Александр

До 13 тысяч лет назад в Северной Америке жил вид, который ученые до недавнего времени считали волком. Компания Colossal Biosciences объявила о возрождении этого вымершего вида, но биологические детали ставят ее заявление под серьезное сомнение.

2 апреля
Березин Александр

Известный американский отраслевой обозреватель Эрик Бергер взял интервью у экипажа космического корабля Boeing, из-за технических проблем которого два астронавта задержались на орбите на девять месяцев вместо одной недели. Детали, которые они озвучили, указывают на серьезные проблемы Starliner, о которых ранее умалчивали. Люди провели немало времени при глубоко нештатной температуре. При слегка другом сценарии миссии экипаж корабля мог погибнуть. Официальные заявления NASA и Boeing сразу после июньского полета к МКС, судя по интервью, были заведомо неправдивыми.

16 апреля
Андрей

Многие знают, как популярны сувениры из окаменелостей — зубы древних акул или полированные панцири аммонитов. Но чем реже встречаются такие артефакты, тем они ценнее, то есть на них можно много заработать. И это проблема для палеонтологов. Американский специалист по тираннозаврам оценил ущерб, который нанесла коммерческая добыча костей T. rex и подсчитал среднюю цену таких образцов. Оказалось, больше половины найденных тирексов находится в частных руках, а значит, для науки они недоступны или ненадежны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

9 Комментариев
Philip Oleynik
11.01.2024
-
0
+
О, как. Зуммеры изобрели твëрдотельный ускоритель.
    -
    1
    +
    Philip Oleynik, вот только это не ТТРД. Там суть другая, вы невнимательно прочитали. В ТТРД сжигается твердое топливо, и газы через каналы выходят и идут в сопло. Тут же именно, что жрд. Только странный. Не уверен, что это будет использоваться, мне не очевидны преимущества сжигания топливного бака после израсходования жидких компонентов. Почему просто не отстрелить с помощью пироболтов? Конструкция проще гораздо и используется везде и всегда буквально. А тут еще и думать, как сжечь стенки ступени. Вот как это направить в камеру сгорания?
    +
      ещё комментарии
      Philip Oleynik
      12.01.2024
      -
      0
      +
      Даниил Куденко, если честно, даже вчитываться не стал, т.к. идея сразу звучала сомнительно. Примерно как с "изобретением" очередного работающего термоядерного реактора с выходом энергии выше затраченного.
        -
        0
        +
        Philip Oleynik, Ну, блин, тогда я не пойму, нафига вы вообще написали про ТТРД. Ну, блин, очевидно, что никто не подаст ТТРД, как изобретение, таким двигателям уже много лет. Это не ТТРД. Проект интересный (ну, тем, что совсем не типичный), но очень уж странный.
Из летающих к такому ближе всего твердотопливные двигатели - они по сути свои стенки сжигают в процессе работы. Или как у космоплана Берта Рутана "полутвердотопливный" двигатель с подачей окислителя. Или шуточный engine-rich mode у Маска, когда на тестах двигатели горели в избытке кислорода при неполадках с подачей керосина.
Как же их будут материть балистики и ребята рассчитывающие колебательные процессы. Колеблющийся объект переменной длинны
    Даниил Белоногов, если медленно, или достаточно равномерно, то колебательные процессы можно и нивелировать. Другое дело, что эффективность такого горючего непонятно из чего, плюс механизм измельчения, подачи, и прочая тоже нивелируют выигрыш от задумки. Не думаю, что за этим большое промышленное будущее. Проще поднять характеристики двигателя и ракеты в целом. Тем более речь о сверхлёгких носителях, их высоты орбит невелики, всё низкие; а ступени спокойно тормозятся в атмосфере и сгорают, не создавая проблем. По поводу баллистики вопрос к самому подходу: такая тяга достаточна для суборбиты, а бОльшая - для орбиты. Это реально смешно. Суборбита превратится в орбиту не величиной тяги, а временем её действия. Любая тяга хороша, вопрос лишь обеспечения конечной скорости; а какой тягой она достигается — это лишь выбор баллистиков и конструкторов. По такой формулировке видно, что ребята не от практических полётов :))
Sergey Korshunoff
10.01.2024
-
0
+
Пластиковый баллон для бытового газа (пропан-бутан) значительно дороже стального. Да ещë надо как то пластик сжечь в двигателе, о чëм в статье ни слова не сказано.
John Smith
10.01.2024
-
0
+
Еще один конкурент Маску) "В результате возникает тяга примерно 100 ньютон — всего в четыре раза больше, чем требуется, чтобы разбить яйцо. В среднем для раздавливания скорлупы куриных яиц необходимо приложить усилие 40-52 ньютона." Странная математика
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно