В XXI сторіччі було виокремлено три основні фактори, які формують розвиток ракетно-космічної техніки. Перший фактор – активна комерціалізація космосу. Це означає, що створення ракети-носія (РН) обґрунтовується не вимогами забезпечення престижу країни, як це було в XX сторіччі, а виключно вимогами ринку. Очевидно, що вони породжують конкурентну боротьбу, що змінює розуміння ефективності ракетно-космічного комплексу (РКК). У ринковому аспекті, ефективність РКК визначається мінімальною ціною за виконання пускової місії із забезпеченням загальноприйнятої надійності, мобільністю надання пускових послуг, можливістю адаптації до специфічних вимог ринку.
Другим суттєвим фактором, що формує напрямок розвитку ракетно-космічної техніки, є мініатюризація електроніки. Цей фактор збільшує запит на запуск малих ракет-носіїв. Очевидно, що концепція малої ракети-носія повинна передбачати максимальну автономію від підрозділів космодрому для зменшення ціни експлуатації та забезпечення мобільності надання пускових послуг.
Третім важливим фактором є вимоги до екологічності та безпеки експлуатації ракетної техніки. Цей фактор формує необхідність пошуку та використання компонентів палива, які були б безпечними не тільки у процесі експлуатації, а й у процесі їх виготовлення.
Перші два фактори роблять актуальними розробку двигунних установок на висококиплячому паливі. Проте третій фактор робить неможливим використання «класичних» висококиплячих компонентів палива, таких як несиметричний диметилгідразин та азотний тетроксид. Єдиним паливом, яке сьогодні задовольняє більшості вимог, є пара: перекис водню – керосин. Таке паливо має ряд переваг над класичними кріогенним компонентами. По-перше, у випадку затримки пуску немає необхідності зливати компоненти палива, що забезпечує мобільність пускової місії. По-друге, немає необхідності постійної дозаправки ракети-носія, що збільшує незалежність ракети-носія від космодрому. По-третє, немає необхідності у складних системах термостатування, захолоджування агрегатів, температурного компенсування трактів.
Метою дисертаційної роботи є визначення закономірностей процесів в тракті охолодження, внутрішньобакових процесів, в системах запуску та регулювання двигуна, що працює на парі компонентів: висококонцентрований перекис водню – керосин, визначення методів виготовлення основних вузлів двигуна на основі сучасних технологій;
Для досягнення поставленої мети потрібно було вирішити ряд науково-технічних задач:
- уточнення відомої методики розрахунку трактів охолодження камери згоряння двигуна перекисом водню в умовах значного надлишку окислювача з врахуванням особливостей технології виготовлення;
- визначення впливу параметрів регулюючих елементів на режим роботи ракетного двигуна на компонентах палива: перекис водню – керосин в умовах значного надлишку окислювача;
- визначення ключового термодинамічного співвідношення, яке виключає об’ємну конденсацію робочого тіла під час наддування бака окислювача продуктами розкладання перекису водню, та математичне моделювання внутрішньобакових процесів;
- визначення впливу характеристик сучасних адитивних технологій на конструкцію основних вузлів ракетного двигуна.
Об’єкт дослідження – процеси, що відбуваються у тракті охолодження камери ракетного двигуна, внутрішньобакові процеси та динамічні процеси запуску та регулювання ракетних двигунних установок, що працюють на компонентах палива висококонцентрований перекис водню – керосин.
Предмет дослідження – параметри та характеристики ракетних двигунних установок, що працюють на компонентах палива висококонцентрований перекис водню – керосин.
