Гибридный ракетный двигатель

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
ГРД (схема 1)
ГРД (схема 2)

Гибри́дный раке́тный дви́гатель (ГРД) — химический ракетный двигатель, использующий компоненты ракетного топлива в разных агрегатных состояниях — жидком и твердом. В твердом состоянии может находиться как окислитель, так и горючее.

Наличие твердого компонента позволяет существенно упростить конструкцию, что делает ГРД одним из самых перспективных, надежных и простых типов ракетных двигателей. Применяемые окислители достаточно распространены — жидкий и газообразный кислород, закись азота. Топливом может быть любое твердое горючее вещество — ПВХ, бутилкаучук, резина, парафин и прочее (шутки ради в передаче «Разрушители легенд» запустили ракету на закиси азота и колбасе).

В СССР первый полёт экспериментальной крылатой ракеты, спроектированной под руководством С. П. Королева в ГИРД, оснащённой гибридным ракетным двигателем, состоялся 23 мая 1934 года.

В настоящее время в Российской Федерации исследованием и постройкой ГРД занимается Исследовательский Центр имени М. В. Келдыша.[1].

На первом частном космическом челноке «SpaceShipOne» компании «Scaled Composites»[2], поднявшемся в 2004 году на высоту более 100 км, использовался именно ГРД.

Преимущества по сравнению с жидкостными двигателями:

  • Более простая конструкция (не нужна система хранения и подачи горючего).[1]
  • Простота в обслуживании (проще инфраструктура заправки, зачастую не нужна нейтрализация проливов).
  • Компактность (у высокомолекулярных соединений, идущих на топливо, высокая плотность).
  • Возможно добавление в топливо металлического порошка.

Преимущества по сравнению с твердотопливными двигателями:

  • Теоретически более высокий удельный импульс.
  • Безопасна: не взрывается от трещин в топливной шашке; ракету можно перевозить без окислителя и заправлять им на месте.[1]
  • Управляема: возможны управление тягой, остановка и запуск. Твёрдое топливо будет гореть, пока не выгорит целиком.
  • Чистый выхлоп: топливо и окислитель зачастую неядовиты.[1]

Недостатки:

  • У гибридных ракетных двигателей имеются свои технические проблемы: по мере выгорания топлива меняется тяга, а топливо во многих конструкциях испещрено каналами и потому его плотность не столь высока.
  • Большая камера сгорания делает двигатель нерентабельным для установки на крупные ракеты.
  • Двигатель склонен к «жёсткому старту», когда в камере сгорания накопилось много окислителя и при зажигании двигатель даёт за короткое время большой импульс тяги.
  • Невозможна дозаправка. В зависимости от назначения ракеты, это может быть или не быть проблемой.
  • Для руления приходится использовать дополнительный двигатель (как и в твердотопливных ракетах).
  • Невозможно регенеративное охлаждение сопла, топливная завеса (как и в твердотопливных ракетах).

Примечания[править | править вики-текст]