С.А. Орлин
6
• меньшие степени геометрического расширения сопел двигате-
лей при работе в атмосфере;
• необходимость регулирования уровня тяги двигателей в полете
вследствие избыточности тяги на конечных участках полета.
Анализ этих особенностей показал, что для нижних ступеней на
начальных участках полета ракеты-носителя наиболее оптимальным
топливом является кислородно-углеводородное. Однако в отличие от
космических разгонных блоков здесь выгодно использовать более
энергетичное топливо, даже если оно менее плотное, чем топливо
кислород + керосин. Использование синтетических топлив в этом
случае нецелесообразно по экономическим соображениям. На осно-
вании этого многие организации пропагандируют внедрение кисло-
родно-метанового топлива (горючее на СПГ, основу которого со-
ставляет метан) на нижних ступенях ракеты-носителя. Однако при
относительно небольшом увеличении удельного импульса ЖРД при
применении этого топлива с учетом его низкой плотности и возмож-
ности модернизации кислородно-керосиновых ЖРД на основе внед-
рения промежуточного охладителя развитие кислородно-метанового
направления в ЖРД нецелесообразно, так как кислородно-кероси-
новые двигательные установки на основе ЖРД с промежуточным
охладителем обладают такой же, а в некоторых случаях даже боль-
шей энергетической эффективностью, но при этом не требуют созда-
ния дорогостоящей космической инфраструктуры для использования
метана.
Вывод о нецелесообразности использования кислородно-метано-
вого топлива усиливается тем, что по мере выработки запаса топлива
ступени ракеты-носителя оптимум энергомассовых характеристик
существенно смещается от кислородно-керосинового топлива к кис-
лородно-водородному. В связи с этим наиболее перспективным для
нижних ступеней ракет-носителей является трехкомпонентное кис-
лородно-керосино-водородное топливо, позволяющее достичь мак-
симального энергомассового совершенства ракеты-носителя.
Наиболее целесообразным является создание трехкомпонентных
двигательных установок по схеме, аналогичной примененной на ра-
кете-носителе «Энергия», когда первая (кислородно-керосиновая) и
вторая (кислородно-водородная) ступени работают параллельно со
старта. В этом случае проблем с созданием трехкомпонентного ЖРД,
работающего на топливе переменного состава (эта техническая про-
блема не решена до сих пор), не возникает. Можно использовать уже
созданные кислородно-керосиновые и кислородно-водородные дви-
гатели, а их конструкция не усложнится по сравнению с конструкци-
ей обычного двухкомпонентного двигателя из-за необходимости
размещения третьего бака с компонентом топлива.
