Мнимые проблемы: что не так с двигателем «Ангары»
Сенсационная новость о проблемах с работоспособностью ракеты «Ангара», появившаяся в СМИ, родилась из-за неправильного понимания тезиса доклада на научных чтениях. «Известия» разобрались, почему обсуждаемая проблема пока не стоит выеденного яйца.
В современной ситуации всё, что связано с российским космосом, вызывает очень живую и зачастую болезненную реакцию. К сожалению, далеко не все новости имеют под собой реальную и серьезную основу. Так, 18 января широко разошлась информация о проблемах с ракетой-носителем «Ангара».
Согласно заголовкам, в двигателях ракеты «Ангара» обнаружили «опасную проблему». Это могло бы действительно стать очень серьезной и важной проблемой для всей российской космонавтики. Дело в том, что ракета-носитель «Ангара» — это перспективная ракета тяжелого класса, на которую российская космонавтика делает основную ставку. В настоящее время ракета-носитель проходит достаточно длительный цикл испытаний, в середине года состоится еще один тестовый запуск, после чего, как предполагается, «Ангара» начнет заменять «Протон».
Ракета-носитель тяжелого класса «Ангара-А5» во время запуска
Основная задача ракет такого класса — вывод на околоземную орбиту тяжелых и больших по габаритам космических аппаратов. В основном это спутники связи и военные спутники. Поэтому любая информация о возможных проблемах с «Ангарой» воспринимается крайне серьезно. В случае больших проблем Россия может остаться без ракет такого класса, ведь производство «Протона» в настоящее время сворачивается, «Роскосмос» будет использовать их, пока они не кончатся, а потом полностью перейдет на «Ангару».
Однако в этот раз проблемы «Ангары» оказались ложной тревогой. Источником для написания новости стали XLIII Академические чтения по космонавтике, посвященные памяти С.П. Королева, вернее, сборник тезисов выступлений ученых и конструкторов на этом мероприятии. Один из докладов — «Обеспечение устойчивой работы жидкостного ракетного двигателя на режимах глубокого дросселирования» — от НПО «Энергомаш» подготовил главный конструктор предприятия Петр Левочкин.
Доклад в полном виде еще не обнародован, поэтому говорить о его содержании очень сложно. Однако, как можно понять из тезисов, в нем речь идет о работах по использованию двигателей ракеты-носителя «Ангара» в условиях многоразового использования. Выяснилось, что на режимах глубокого дросселирования по тяге (ниже 38% от номинального значения) возникают низкочастотные колебания.
Собственно, судя по тезису, выступление посвящено освещению работ по уменьшению этого явления при помощи трехпозиционного клапана окислителя газогенератора.
Из этого можно сделать единственный логичный вывод — во время работ на режиме тяги ниже 40% (а далеко не каждый ракетный двигатель вообще на такое способен) появились проблемы, которые коллектив разработчиков решал различными способами. Причем это относится не к уже готовым ракетам, а к модификациям, предназначенным для использования в будущем. Более того, также непонятно, насколько опасны возникающие колебания.
Монтажно-испытательный корпус стартового комплекса ракеты «Ангара»
Согласно уже имеющейся информации, для запуска ракеты «Ангара-А5» в нынешней модификации не требуется дросселирование по тяге ниже 40%, а значит, заявленные на чтениях проблемы к ней вообще не относятся.
Елисей Маслов, инженер-конструктор 3 категории, создающий ракетные двигатели в российской частной космической компании «Космокурс», не видит серьезных проблем в заявленных тезисах. «Возникновение проблем в ходе отработки ЖРД — обычное дело, однако некоторые СМИ, уверен, уже подготовили заголовки в стиле «всё пропало», — рассказал эксперт «Известиям».
— Низкочастотная неустойчивость обычно сопровождает такие крайние состояния ЖРД и разрушительно влияет на все его узлы и агрегаты. Особенно страдают малоразмерные элементы двигателя — трубопроводы управляющего газа. При появлении низкочастотных вибраций они могут разрушиться, оставив двигатель неуправляемым.
Нынешние конструкторы НПО «Энергомаш» предложили для стабилизации процесса в газогенераторе самый простой и очевидный выход — применить трехпозиционный клапан окислителя (устанавливается непосредственно между насосом и газогенератором) для стабилизации процесса в газогенераторе и косвенно в камере двигателя путем внедрения «сглаживающего» гидравлического сопротивления. Очевидно, такой выход является временным и не дает полного решения проблемы.
Колебательные процессы на таких крайних режимах имеют хаотическую, случайную природу, и без полного их изучения гарантированного решения проблемы нет. В своем выступлении на Королёвских чтениях генеральный конструктор предприятия, вероятно, планирует рассказать о проблеме и путях ее решения. «Думаю, что проблема решаемая», — подчеркнул Маслов.
То есть мы имеем рабочий процесс создания новых ракетных двигателей. И нужно понимать, что без многочисленных проверок, тестирований и сертификаций двигатель никогда не будет использоваться в ракете-носителе. Для этого еще на Земле проводятся многочисленные огневые испытания, в ходе которых двигатель на макете работает в различных режимах.
Без проверки двигателя на всех режимах и гарантии беспроблемной работы в космос ничего запущено не будет. Это многолетние правила, соблюдающиеся как в России, так и на космических производствах других стран.
Поэтому сенсации здесь никакой нет, просто получилось, что в серьезный рабочий процесс вторглись журналисты и, не совсем поняв ситуацию, сделали сенсацию на пустом месте. Скорее всего, после того как пройдут чтения и Петр Левочкин сделает свой доклад, практически все вопросы отпадут. Пока же можно не волноваться.
У «Ангары», конечно, много проблем, и решать их придется еще долго, но это точно не одна из них.
