Китай испытал спутниковый двигатель-рекордсмен: более 14 часов непрерывной работы

Китайские инженеры объявили об успешных испытаниях нового спутникового двигателя, который смог непрерывно проработать более 14 часов подряд. Это рекордный показатель для двигателей подобного класса. Разработка Академии аэрокосмических двигательных технологий Китая в городе Сиань может ускорить вывод спутников связи, военных и глубококосмических ракет на нужную орбиту.

Китай произвел усовершенствованный двигатель с мощностью 750 ньютонов, который относится к классу так называемых апогейных двигателей, их устанавливают на ракеты именно для того, чтобы после её выхода на переходную орбиту довести устройство до финальной, целевой орбиты за счёт серии собственных манёвров.

Первое реальное испытание разработки прошло в конце прошлого месяца, когда он вывел тестовый спутник связи «Тунсинь Цзишу Шиянь-26А» на орбиту высотой около 35,8 тыс км над Землёй. В ходе пяти манёвров по подъёму орбиты двигатель проработал чуть больше трёх часов. Уже этот показатель подтвердил надёжность конструкции в реальном космическом полёте.

Как удалось добиться рекордной продолжительности работы

Куда более впечатляющие цифры двигатель показал в период стендовых испытаний на поверхности Земли. Изначально его рассчитывали на эксплуатацию примерно 10 часов, но по факту устройство проработало без остановки больше 14 часов, гораздо дольше заложенного ресурса.

Этого удалось достичь благодаря разработке нового защитного покрытия, которое устойчиво к экстремальным температурам и окислительным процессам. Двигатели этого типа во время работы разогреваются до экстремальных температур, а сам процесс горения топлива провоцирует окислительные процессы, которые постепенно разрушают внутренние компоненты камеры сгорания и сопла. Новое покрытие защищает узлы двигателя от этого разрушительного воздействия, позволяя ему работать намного дольше без потери характеристик.

При этом важно отметить, что увеличение продолжительности эксплуатации не привело к просадке тяги или снижению надёжности двигателя. По данным китайских СМИ, во время полета двигатель показал максимальный удельный импульс на уровне 320 сек. Эта характеристика отражает эффективность превращения топлива в физическую тягу и сопоставима с показателями самых совершенных химических моторов, которые сегодня используют США, Европа и Япония.

Почему это важный результат на фоне конкурентов

В сравнении с западными апогейными двигателями, которые сегодня применяют для довыведения ракет на финальную орбиту, например, американским R-42DM и его конкурентом — европейским Leros-1B (стандартно по расчетам выдерживают примерно семь часов), новая китайская разработка, как минимум вдвое превосходит этот показатель по результатам испытаний.

Более длительная непрерывная работа двигателя даёт спутникам сразу несколько практических преимуществ. Во-первых, для выхода на геостационарную орбиту требуется меньше отдельных включений двигателя, что снижает общие риски миссии, так как каждое включение и выключение потенциально может пойти не по плану. Во-вторых, сокращается время, которое спутник проводит в радиационных поясах Ван Аллена, областях повышенной радиации вокруг Земли, где чувствительная электроника аппарата подвергается дополнительному износу. Чем быстрее спутник проходит эту зону, тем меньше накопленная радиационная нагрузка на его системы.

Стоит отметить, что путь к созданию подобных двигателей у Китая был долгим, ведь работы по этому направлению страна начала ещё в 80-х годах. Тогда она создавала первые геостационарные телекоммуникационные спутники, но ей пришлось столкнуться с технологическим эмбарго со стороны зарубежных партнёров и была вынуждена развивать технологию практически с нуля.

Заключение

Испытания нового китайского ракетного двигателя демонстрируют заметный прогресс в области двигательных установок для космических ракет. Благодаря новому теплостойкому и окислительно-стойкому внутреннему слою инженерам удалось почти вдвое увеличить ресурс безостановочной эксплуатации двигателя по сравнению с ведущими западными аналогами, не потеряв при этом в тяге и эффективности. Такая разработка может ускорить вывод будущих спутников связи, военных и научных спутников на целевые орбиты, сократить время нахождения техники в опасных радиационных зонах и в целом повысить надёжность космических миссий, а значит, стать важным шагом на пути к более быстрому и безопасному освоению космоса.

Источник: scmp.com