Повышение экономичности кислородноуглеводородных жидкостных ракетных двигателей различного назначения путем внедрения промежуточного охладителя - page 2

С.А. Орлин
2
топливе превосходят двигательные установки на токсичных высоко-
кипящих компонентах по энергомассовым характеристикам и в то же
время не оказывают отрицательного воздействия на экологию приле-
гающих к космодромам областей.
По сравнению с кислородно-водородными разгонными блоками
аналогичные устройства на кислородно-углеводородном топливе не-
сколько проигрывают по энергетическим характеристикам, однако
значительно менее сложны в эксплуатации и не требуют создания
дорогостоящей космодромной и промышленной инфраструктуры,
которая необходима при использовании в качестве горючего жидкого
водорода. Для некоторых ракетно-космических комплексов исполь-
зование водорода в качестве горючего неприемлемо по соображени-
ям безопасности.
Анализ эффективности использования в качестве горючего в кис-
лородных разгонных блоках жидкого метана и других сжиженных
природных газов (СПГ) показывает, что значительная доля ожидае-
мого прироста удельного импульса двигательной установки (около
20 с, из которых бóльшая часть достигается в результате отсутствия
завес внутреннего охлаждения камеры сгорания благодаря хорошим
охлаждающим свойствам СПГ), будет «съедена» из-за снижения
плотности криогенного горючего и увеличения связанных с этим
массовых затрат на конструкцию и теплоизоляцию топливного отсе-
ка разгонного блока. При этом для использования СПГ необходимо
создать космодромную инфраструктуру, по стоимости и сложности
сравнимую с инфраструктурой, требуемой для использования водо-
рода, что ставит под вопрос целесообразность широкого внедрения
СПГ не только в космические разгонные блоки, но и вообще в кос-
мическую технику, так как кислородно-водородное топливо значи-
тельно эффективнее, чем топливо кислород + СПГ.
В то же время кислородно-керосиновые ЖРД имеют широкие
возможности для дальнейшего существенного повышения их удель-
ного импульса при использовании вместо керосина некриогенных и
нетоксичных высокоэффективных синтетических углеводородных
горючих высокой плотности, что позволит наращивать энергетиче-
ские возможности разгонных блоков без их переделки. Поскольку
масса горючего в разгонном блоке мала по сравнению с массой топ-
лива, содержащегося в баках ступеней ракеты-носителя, то, несмотря
на более высокую стоимость синтетических углеводородных горю-
чих, их использование оказывается выгодным с экономической точки
зрения.
Таким образом, по целому ряду объективных, технических и эко-
номических причин на существующих отечественных средствах вы-
ведения наиболее целесообразно использовать разгонные блоки с
1 3,4,5,6,7,8
Powered by FlippingBook