تقترح TsSKB Progress إنشاء محرك صاروخي يعمل بالغاز الطبيعي المسال
قد تظهر عناصر جديدة في برنامج تطوير الملاحة الفضائية ، والذي بموجبه ستشارك الصناعة في إنشاء مركبة إطلاق جديدة ومحرك لها. وفقًا لتقارير وسائل الإعلام الروسية ، أعدت Samara TsSKB Progress مجموعة من الوثائق المتعلقة بمركبة الإطلاق فائقة الثقل واعدة. يمكن استخدام هذا الصاروخ في المستقبل لإيصال مركبات فضائية مختلفة إلى القمر.
كما كتبت Izvestia بالإشارة إلى توثيق TsSKB Progress ، فإن المشروع المقترح على Roscosmos لا يتضمن إنشاء مركبة الإطلاق فحسب ، بل أيضًا محركًا واعدًا لها. لتحقيق أداء عالٍ ، يجب أن يكون الصاروخ الجديد فائق الثقل مزودًا بمحركات تعمل بالوقود السائل باستخدام زوج وقود من الغاز الطبيعي المسال (LNG) والأكسجين السائل. للوقود المقترح بعض المزايا مقارنة بالكيروسين المستخدم حاليًا ، والتي قد يكون لها تأثير إيجابي على تشغيل تكنولوجيا الصواريخ.
تتمثل المزايا الرئيسية للغاز الطبيعي المسال في السهولة النسبية للإنتاج والتصنيع ، ونتيجة لذلك ، انخفاض التكلفة. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الغاز الطبيعي المسال على قاعدة مواد خام أوسع من مادة الكيروسين. بالنظر إلى الوضع في مجال وقود الصواريخ ، فإن الرخص وقاعدة المواد الخام لهما أهمية كبيرة. تشير إزفستيا إلى أنه في الوثائق المقدمة ، يصف TsSKB Progress آفاق أنواع مختلفة من وقود الصواريخ. على سبيل المثال ، استخدمت الصواريخ السوفيتية والروسية السابقة الكيروسين الذي تم الحصول عليه من النفط من حقل Anastasievsko-Troitskoye (إقليم كراسنودار). تستنفد الرواسب بمرور الوقت ، مما يجبر الصواريخ على التزود بالوقود عن طريق خلط عدة أنواع من الكيروسين. في المستقبل ، سيزداد هذا النقص في المواد الخام.
لن يتم إنشاء محرك يستخدم زوج وقود الأكسجين السائل والغاز الطبيعي المسال إلا في مستقبل بعيد إلى حد ما. لذلك ، قد تأتي فترة التشغيل النشط للصواريخ بمحطة الطاقة هذه في وقت نفاد حقول النفط ، مما سيؤثر على تكلفة الكيروسين. وبالتالي ، فإن الغاز الطبيعي المسال سيكون الوقود الأكثر كفاءة من حيث الاقتصاد.
في الوقت نفسه ، يتيح الغاز الطبيعي المسال تقليل تكلفة عمليات الإطلاق الآن بأسعار الوقود الحالية. في المستقبل ، عند استخدام الغاز الطبيعي المسال والأكسجين السائل ، من الممكن تقليل تكلفة الإطلاق بمقدار 1,5-2 مرة مقارنة بزوج وقود الكيروسين والأكسجين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون الغاز الطبيعي المسال وقودًا لمحركات الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام. في هذه الحالة ، يتم تبسيط إجراءات تنظيف المحرك استعدادًا لرحلة جديدة قدر الإمكان: تحتاج فقط إلى تبخير الغاز المسال المتبقي.
وتجدر الإشارة إلى أن الغاز الطبيعي المسال والميثان المسال كانا موضع اهتمام مصممي محركات الصواريخ منذ فترة طويلة. مقارنة بالوقود المستخدم حاليًا ، يحقق الغاز الطبيعي المسال والميثان أداءً أعلى. ومع ذلك ، لم يصل كل من الغاز الطبيعي المسال والميثان إلى مرحلة الاستغلال النشط. السبب الرئيسي لذلك هو الخصائص المحددة لهذه الأنواع من الوقود ، بالإضافة إلى دمجها مع التكلفة.
من المعروف أن المحرك الذي يستخدم الغاز الطبيعي المسال والأكسجين السائل لديه دفعة نوعية أعلى مقارنة بمحطة الطاقة التي تستخدم الكيروسين. ومع ذلك ، فإن الوقود المعتمد على الميثان له كثافة أقل من الكيروسين. ونتيجة لذلك ، يحتاج الصاروخ إلى خزانات وقود أكبر ، مما يؤثر على أبعاده ووزن الإطلاق. في نهاية المطاف ، لا يتمتع الصاروخ الذي يعمل بالغاز الطبيعي المسال أو الميثان بأي مزايا مهمة على "الكيروسين" التي من شأنها أن تسمح له بالعثور على مكانه في الملاحة الفضائية.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الفوائد الاقتصادية لاستخدام أنواع الوقود البديلة ليست ممكنة دائمًا. يقتبس ازفستيا كلمات عضو مناظر في الأكاديمية الروسية للملاحة الفضائية. تسيولكوفسكي أ. وفقًا للمتخصص ، يتم إنفاق جزء بسيط فقط من إجمالي تكلفة الإطلاق على شراء الوقود. في هذه الحالة ، المدخرات ليست كبيرة جدًا. الوضع مشابه للجوانب البيئية: أ. يلاحظ أيونين أن الصواريخ نادراً ما تطير بحيث يكون لها تأثير ملحوظ على الوضع البيئي.
ومع ذلك ، فإن دراسات المحركات الصاروخية الواعدة جارية ، علاوة على ذلك ، فقد بدأت منذ وقت طويل. وهكذا ، تدرس NPO Energomash منذ أوائل الثمانينيات محطات الطاقة المتقدمة لمركبات الإطلاق ، بما في ذلك تلك التي تستخدم محركات تستخدم الميثان المسال والأكسجين السائل. وفقًا لبعض التقارير ، تعمل NPO Energomash حاليًا على التصميم الفني لمركبة إطلاق جديدة من الدرجة الخفيفة. يمكن أن تتلقى المرحلة الأولى من هذا الصاروخ محركًا سائلًا واعدًا بغرفة واحدة باستخدام زوج من وقود الميثان والأكسجين ، والذي يمكنه تطوير قوة دفع تصل إلى 200 طن.
لم تتضح بعد الاحتمالات الدقيقة لمركبة الإطلاق والمحرك المقترحين اللذين يستخدمان الغاز الطبيعي المسال. ولم يعلق مسؤولو روسكوزموس بعد على الاقتراح. الوثائق قيد المراجعة حاليا. في هذا الصدد ، من السابق لأوانه الحديث عن توقيت بدء العمل وانتهائه ، وكذلك وقت الإطلاق الأول للصواريخ الواعدة. على ما يبدو ، ستبدأ أعمال التصميم النشط في المشروع الجديد في غضون بضع سنوات فقط ، وسيتطلب تنفيذ جميع مراحله ما لا يقل عن 10-12 عامًا. وبالتالي ، لا يمكن أن يبدأ تشغيل مركبة الإطلاق فائقة الثقل بمحرك للنظام الجديد قبل النصف الثاني من العشرينات.
بحسب المواقع:
http://izvestia.ru/
http://ria.ru/
http://i-mash.ru/
كما كتبت Izvestia بالإشارة إلى توثيق TsSKB Progress ، فإن المشروع المقترح على Roscosmos لا يتضمن إنشاء مركبة الإطلاق فحسب ، بل أيضًا محركًا واعدًا لها. لتحقيق أداء عالٍ ، يجب أن يكون الصاروخ الجديد فائق الثقل مزودًا بمحركات تعمل بالوقود السائل باستخدام زوج وقود من الغاز الطبيعي المسال (LNG) والأكسجين السائل. للوقود المقترح بعض المزايا مقارنة بالكيروسين المستخدم حاليًا ، والتي قد يكون لها تأثير إيجابي على تشغيل تكنولوجيا الصواريخ.
تتمثل المزايا الرئيسية للغاز الطبيعي المسال في السهولة النسبية للإنتاج والتصنيع ، ونتيجة لذلك ، انخفاض التكلفة. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الغاز الطبيعي المسال على قاعدة مواد خام أوسع من مادة الكيروسين. بالنظر إلى الوضع في مجال وقود الصواريخ ، فإن الرخص وقاعدة المواد الخام لهما أهمية كبيرة. تشير إزفستيا إلى أنه في الوثائق المقدمة ، يصف TsSKB Progress آفاق أنواع مختلفة من وقود الصواريخ. على سبيل المثال ، استخدمت الصواريخ السوفيتية والروسية السابقة الكيروسين الذي تم الحصول عليه من النفط من حقل Anastasievsko-Troitskoye (إقليم كراسنودار). تستنفد الرواسب بمرور الوقت ، مما يجبر الصواريخ على التزود بالوقود عن طريق خلط عدة أنواع من الكيروسين. في المستقبل ، سيزداد هذا النقص في المواد الخام.
لن يتم إنشاء محرك يستخدم زوج وقود الأكسجين السائل والغاز الطبيعي المسال إلا في مستقبل بعيد إلى حد ما. لذلك ، قد تأتي فترة التشغيل النشط للصواريخ بمحطة الطاقة هذه في وقت نفاد حقول النفط ، مما سيؤثر على تكلفة الكيروسين. وبالتالي ، فإن الغاز الطبيعي المسال سيكون الوقود الأكثر كفاءة من حيث الاقتصاد.
في الوقت نفسه ، يتيح الغاز الطبيعي المسال تقليل تكلفة عمليات الإطلاق الآن بأسعار الوقود الحالية. في المستقبل ، عند استخدام الغاز الطبيعي المسال والأكسجين السائل ، من الممكن تقليل تكلفة الإطلاق بمقدار 1,5-2 مرة مقارنة بزوج وقود الكيروسين والأكسجين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون الغاز الطبيعي المسال وقودًا لمحركات الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام. في هذه الحالة ، يتم تبسيط إجراءات تنظيف المحرك استعدادًا لرحلة جديدة قدر الإمكان: تحتاج فقط إلى تبخير الغاز المسال المتبقي.
وتجدر الإشارة إلى أن الغاز الطبيعي المسال والميثان المسال كانا موضع اهتمام مصممي محركات الصواريخ منذ فترة طويلة. مقارنة بالوقود المستخدم حاليًا ، يحقق الغاز الطبيعي المسال والميثان أداءً أعلى. ومع ذلك ، لم يصل كل من الغاز الطبيعي المسال والميثان إلى مرحلة الاستغلال النشط. السبب الرئيسي لذلك هو الخصائص المحددة لهذه الأنواع من الوقود ، بالإضافة إلى دمجها مع التكلفة.
من المعروف أن المحرك الذي يستخدم الغاز الطبيعي المسال والأكسجين السائل لديه دفعة نوعية أعلى مقارنة بمحطة الطاقة التي تستخدم الكيروسين. ومع ذلك ، فإن الوقود المعتمد على الميثان له كثافة أقل من الكيروسين. ونتيجة لذلك ، يحتاج الصاروخ إلى خزانات وقود أكبر ، مما يؤثر على أبعاده ووزن الإطلاق. في نهاية المطاف ، لا يتمتع الصاروخ الذي يعمل بالغاز الطبيعي المسال أو الميثان بأي مزايا مهمة على "الكيروسين" التي من شأنها أن تسمح له بالعثور على مكانه في الملاحة الفضائية.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الفوائد الاقتصادية لاستخدام أنواع الوقود البديلة ليست ممكنة دائمًا. يقتبس ازفستيا كلمات عضو مناظر في الأكاديمية الروسية للملاحة الفضائية. تسيولكوفسكي أ. وفقًا للمتخصص ، يتم إنفاق جزء بسيط فقط من إجمالي تكلفة الإطلاق على شراء الوقود. في هذه الحالة ، المدخرات ليست كبيرة جدًا. الوضع مشابه للجوانب البيئية: أ. يلاحظ أيونين أن الصواريخ نادراً ما تطير بحيث يكون لها تأثير ملحوظ على الوضع البيئي.
ومع ذلك ، فإن دراسات المحركات الصاروخية الواعدة جارية ، علاوة على ذلك ، فقد بدأت منذ وقت طويل. وهكذا ، تدرس NPO Energomash منذ أوائل الثمانينيات محطات الطاقة المتقدمة لمركبات الإطلاق ، بما في ذلك تلك التي تستخدم محركات تستخدم الميثان المسال والأكسجين السائل. وفقًا لبعض التقارير ، تعمل NPO Energomash حاليًا على التصميم الفني لمركبة إطلاق جديدة من الدرجة الخفيفة. يمكن أن تتلقى المرحلة الأولى من هذا الصاروخ محركًا سائلًا واعدًا بغرفة واحدة باستخدام زوج من وقود الميثان والأكسجين ، والذي يمكنه تطوير قوة دفع تصل إلى 200 طن.
لم تتضح بعد الاحتمالات الدقيقة لمركبة الإطلاق والمحرك المقترحين اللذين يستخدمان الغاز الطبيعي المسال. ولم يعلق مسؤولو روسكوزموس بعد على الاقتراح. الوثائق قيد المراجعة حاليا. في هذا الصدد ، من السابق لأوانه الحديث عن توقيت بدء العمل وانتهائه ، وكذلك وقت الإطلاق الأول للصواريخ الواعدة. على ما يبدو ، ستبدأ أعمال التصميم النشط في المشروع الجديد في غضون بضع سنوات فقط ، وسيتطلب تنفيذ جميع مراحله ما لا يقل عن 10-12 عامًا. وبالتالي ، لا يمكن أن يبدأ تشغيل مركبة الإطلاق فائقة الثقل بمحرك للنظام الجديد قبل النصف الثاني من العشرينات.
بحسب المواقع:
http://izvestia.ru/
http://ria.ru/
http://i-mash.ru/
معلومات