Рисунок 1.

падения отработавших ступеней. «Рикша» не имеет этих недостатков, да еще в полтора раза легче.

Специально надо сказать о проблеме огра­ничения направлений запуска. «Рикша-1» - в выигрышном положении. Она имеет две ступени, значит, на Землю падает только одна, а вторая по­сле доставки спутника на орбиту при спуске сго­рает в плотных слоях атмосферы. Чем больше ступеней, тем больше надо отчуждать полей па­дения. Ракетам, особенно на токсичных компо­нентах, и даже с использованием керосина, отво­дят одни и те же районы, потому что падение их

о тработавших частей наносит существенный ущерб природе, и нельзя допустить, чтобы они испортили все вокруг, стартуя в любом направле­нии. Учитывается также расположение населен­ных пунктов.

Рис. 2.

Ракеты «Таурус» (Orbital Science Corporation, США), «Старт» (НТЦ «Комплекс», Москва) способ­ны запускаться мобильно, однако имеют четыре-пять ступеней, кроме того, их полезные нагрузки меньше, чем у "Рикши-1». Ракета «Бурлак» (МКБ «Радуга», г.Дубна) с мобильным (авиационным) стартом использует токсичное топливо, полезная нагрузка меньше, чем у «Рикши». Другие ракеты-носители, представленные на рисунке, хуже по всем параметрам.

Таким образом, РН «Рикша-1» при низкой стоимости выведения полезного груза обладает комплексом свойств, которого нет ни у одной из­вестной ракетной системы.

Конечно, целесообразно использовать то, что уже есть, и модифицированные баллистиче­ские ракеты будут иметь работу. Но через четыре-пять лет начнут истекать их гарантийные сроки, а продолжать производство устаревшей и не очень пригодной для новых задач техники нерентабель­но и недальновидно. Вот в это время и должна по­явиться «Рикша» - ракетно-космический комп­лекс XXI века.

Следует отметить, что «Рикша-1» может быть легко дополнительно оснащена двумя ускорите­лями (нулевая ступень), использующими по три РД-169. В таком случае при одинаковой с «Роко­том» стартовой массе, ее полезная нагрузка ока­жется вдвое больше, чем у ракеты ГКНПЦ им. М.В.Хруничева.

В каких же условиях лучше всего проявятся возможности «Рикши-1»? Конечно, когда они смо­гут быть реализованы одновременно все. Реше­но, что организация подвижного морского старто­вого комплекса (рис. 3) позволит это сделать. Со­вместными усилиями ЦКБ «Волна» в Санкт-Петер­бурге и КБ общего машиностроения разработан такой старт на базе двух больших морозильных рыболовных траулеров, строящихся в Николаеве.

В комплекс входят командное и заправочно-пусковое суда. На последнем - запас кислорода и метана для заправки двух ракет «Рикша-1», сами эти ракеты и стартовое устройство. После уста­новки ракеты на пусковой стол и стыковки запра­вочных магистралей и электроразъемов вся ко­манда переходит с заправочно-пускового судна на командное, откуда с расстояния в одну милю при волнении моря до четырех баллов осуществ­ляет дистанционное управление заправкой, под­готовкой и запуском РН.

Суда имеют скорость хода до 16 узлов и дли­тельность автономного плавания до 35 суток. Ко­нечно, они могут обеспечить старт из любого удобного, наиболее близкого к экватору места, на удалении 800 км от которого найдется район пло­щадью 5 км² для падения первой ступени. Работа будет сделана чисто.

Рис. 3.

6. Выводы.

1. История вопроса применения метана в качестве горючего для ЖРД охватывает период с 1911 г. по настоящее время. Персональный приоритет в данном вопросе принадлежит К.Э. Циолковскому.

2. Современные политические, экономические и экологические реалии привели к беспрецедентной активности российских двигателистов в области разработки проектов и проведения НИР и ОКР двигательных установок на кислородно-метановом топливе практически для всех типов ДУ всего тягового диапазона.

3. Метан, как компонент жидкого ракетного топлива обладает уникальными характеристиками, обеспечивающую повышенную надежность перспективных ЖРД на кислородно-метановом топливе и их экологическую чистоту.

4. Особым достоинством метана является его практически неограниченная национальная сырьевая база.

5. Наиболее целесообразно использовать кислородно-метановое топливо на первых ступенях РН всех классов, микродвигателях космических аппаратов с повышенными требованиями по чистоте факела и двигателях всех ступеней РН морского базирования.

6. Наиболее перспективные исследования в области применения СПГ в области ракетного двигателестроения могут быть связаны с разработкой методов промышленного производства дешевого шугообразного метана.

7. Близкие криогенные температурные диапазоны существования кислорода и метана позволяют реализовать целый ряд качественно новых конструктивных решений, снижающих стартовую массу РН.

8. При внедрении метана в отечественную РКТ могут быть использованы конструктивные и технологические решения национальной криогенной техники, значительно снижающие затраты на адоптацию метана в ракетном двигателестроении.

9. Учитывая инициативный характер современных разработок в области кислородно-метановых ЖРД, остается значительная неопределенность в области государственной поддержки данного направления ракетного двигателестроения. При этом критическими могут быть любые элементы системного обеспечения данной тематики (создание метановой инфраструктуры на космодромах, создание стартового комплекса морского базирования траулерного типа и т.д.).

10. Окончательные выводы об эффективности применения метана в качестве горючего перспективных отечественных ЖРД можно сделать только после завершения первого этапа эксплуатации какой-либо РН.

7. Список использованной литературы.

1. Химический энциклопедический словарь. Гл. ред. И.Л. Кнунянц. – М.: Сов. Энциклопедия, 1983 г., с.327.

2. Циолковский К.Э. Исследование мировых пространств реактивными приборами (1911-1912 гг.). Избранные труды. Издательство АН СССР. 1962 г., с.171.

3. Карелин В.Я., Волшак В.В., Пеншин А.Г. Проблемы экономики использования возобновляющихся источников энергии. Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2001 г., №11(34), с.26.

4. Циолковский К.Э. Реактивный аэроплан, (с.333). Собрание сочинений. Том 2. Реактивные летательные аппараты. АН СССР. 1954 г. , сс.327-338.

5. Братков А.А., Серегин Е.П., Горенков А.Ф. и др. / Под ред. Браткова А.А./ Химмотология ракетных и реактивных топлив. М,: Химия, 1987, 304 с. (см. с. 95: газообразный, жидкий м шугообразный метан).

6. Болгарский А.В., Щукин В.К. Рабочие процессы в жидкостно-реактивных двигателях. Гос издательство оборонной промышленностию М. 1953 г., - 424 с. (см. с.94).

7. Космонавтика. Энциклопедия. Гл. ред. Глушко В.П. М., Изд. «Советская энциклопедия», 1985 г., - 528 с. (см. статьи «Винклер» и «Винклера ракета», с.61).

8. Вахниченко В.В., Петров В.И. Обоснование целесообразности опережающего создания кислородно-метанового жидкостного ракетного двигателя для перспективных ракет-носителей легкого, среднего и тяжелого классов. Космонавтика и ракетостроение. 1997 г., №11, сс.112-118.

9. Петров В.И. Некоторые вопросы проектирования и отработки жидкостных ракетных двигательных установок ракет-носителей с точки зрения обеспечения сохранности стартового комплекса. Космонавтика и ракетостроение. 1996 г., №7, сс76-84.

10. Коротеев А.С., Самойлов Л.П. Выбор пути развития маршевых жидкостных ракетных двигателей для перспективных российских средств выведения. Космонавтика и ракетостроение. 1999 г., №15, сс.111-119.

11. Коротеев А.С., Кузьмин Е.П. Перспективные направления совершенствования двигательных и энергетических установок средств ракетно-космической техники. Космонавтика и ракетостроение. 1996 г., №6, сс.66-76.

12. Мастерс, Колберт. Использование смесей фтора с кислородом и углеводородных горючих в качестве ЖРТ. Вопросы ракетной техники. 1967 г.,№4, сс.45-63.

13. Исследование ЖРД на жидком кислороде и метане в схеме с дожиганием газа. Астронавтика и ракетодинамика. Экспресс-информация. 1988 г., №20, сс7-18.

14. Клепиков И. Метан – новые возможности ракет. Вестник воздушного флота. 1995 г., №5-6 , сс86-88.

15. Половников С., Карпов А. Проект «Воздушный старт». Вестник авиации и космонавтики. 1998 г., январь-февраль, сс.66-67.

16. Соб. инф. Информация (о разработке в КБХМ им. А.М. Исаева с 1994 г. ЖРД на СПГ и жидком кислороде). Двигатель. 1999 г., №2, с53.

17. Коротеев А., Самойлов Л. К новым двигателям для перспективных носителей. Аэрокосмический журнал. 1998 г., май-июнь, сс.70-72.

18. Коммерческий ракетно-космический комплекс «Рикша» на экологически безопасном топливе кислород-сжиженный природный газ. Аэрокосмос. Специальный выпуск. Эхо планеты. 1995 г. №1, с.2 (обложки).

19. Каторгин Б., Клепиков И. Метановые ЖРД НПО «Энергомаш» им. В.П. Глушко. Авиа панорама. 1998 г., июль-август, сс.58-60.

20. Иванов Р. Воздушный старт. Авиа панорама. 1999 г., март-апрель, сс62-63.

21. Карпов А. «Воздушный старт» приглашает партнеров. Авиа панорама. 1999 г., июль-август, сс.76-77.

22. Афанасьев И. Свободная дискуссия о пользе водорода, и не только … . Новости космонавтики. 1998 г., №13, сс26-27.

23. Афанасьев И. Метан – последняя надежда? Новости космонавтики. 1998 г., №17/18, сс.42-44.

24. Афанасьев И. НПО «Энергомаш»: состояние и перспективы. Новости космонавтики. 1998 г,, №12, сс.25-27.

25. Черный И. Воронежские ЖРД на природном газе. Новости космонавтики. 1999 г., №3, с.58.

26. Журавин Ю. «Море» планов «Ангары». Новости космонавтики. 1999 г., №3, сс48-50.

27. Векшин Б. Кризис российской ракетной промышленности. Новости космонавтики. 1998 г., №14, сс.47-48.

28. Черный И. Японская ракета с американскими баками и российскими двигателями. Новости космонавтики. 2001 г., №2, с.54.

29. Кондратюк Ю.В. Завоевание межпланетных пространств. Издание автора. Новосибирск, ул. Державина, 7, 1929 г., - 71 с.

30. Лей Вилли. Ракеты и полеты в космос. ВИМО СССР. М., 1961 г., - 423 с, илл.

31. Голованов Я.К. Дорога на космодром: научно-художественная лит-ра. – М: Дет. лит., 1982. – 551 с., ил.

32. Глушко В.П. Путь в ракетной технике. Избранные труды. М., Машиностроение, 1977 г., - 504 с.

33. Зенгер Е. Техника ракетного полета. Оборонгиз. М., 1047 г., - 300 с.

34. Шаулов Ю.Х., Легнер М.О. Горение в жидкостных ракетных двигателях. ГНТИ Оборонгиз, М., 1961 г., - 196 с.

35. Новиков А.В., Ягодников Д.А., Буркальцев В.А., Лапицкий В.И. Математическая модель и расчет характеристик рабочего процесса в камере сгорания ЖРД малой тяги на компонентах топлива метан-кислород. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана, специальный выпуск «Теория и практика современного ракетного двигателестроения», Издат-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004 г, с.8-17.