Лазерное зажигание ракетных двигателей вошло в "100 лучших изобретений РФ"

Федеральная служба по интеллектуальной собственности включила патент НПО «Энергомаш» на конструкцию камеры, воспламенение топлива в которой происходит с помощью лазерного зажигания, в «100 лучших изобретений России» по итогам 2015 года.
 
Небольшое и легкое лазерное зажигательное устройство способно обеспечить многократный пуск ракетного двигателя и не требует никакого специального дополнительного оборудования. Система проста и надежна в эксплуатации, а по стоимости сравнима с существующими, что дает ей хорошие конкурентные преимущества перед другими принципами зажигания.
 
Суть новой технологии запуска ракетного двигателя заключается в инициации в полости камеры сгорания при подаче компонентов топлива оптического пробоя с образованием плазменного сгустка. Температура этой «шаровой молнии» порядка одного миллиона градусов и именно она поджигает топливо.
 
В рамках проекта была проведена серия успешных огневых испытаний на двигателе РД-107/108 (используются на ракете-носителе «Союз»). В настоящее время предполагается продолжить испытания системы для оценки возможности применения на современных мощных двигателях типа РД-191. Если лазерное зажигание и здесь подтвердит свою эффективность и надежность, то планируется ее внедрение на всю линейку двигателей.
 
Воспламенение компонентов топлива, поступающих в камеру сгорания двигателя или газогенератора, является ответственным моментом запуска жидкостного ракетного двигателя. К настоящему времени разработаны и эксплуатируются различные схемы и способы зажигания несамовоспламеняющихся компонентов. Наиболее широкое применение в кислородно-керосиновых ЖРД получили пиротехнический и химический способы зажигания.
 
Основным преимуществом пиротехнического способа зажигания является высокая надёжность запуска, недостаток – одноразовость использования и сложность в монтаже устройств.
 
Химический способ так же отличается высокой надёжностью и его можно применять для многократного включения, однако в этом случае система существенно усложняется, что приводит к увеличению габаритов и массы ЖРД. Недостаток - токсичность, взрыво- и пожароопасность пускового горючего.
 
Электроискровой способ зажигания используется главным образом при запуске кислородно-водородных ЖРД, основной его недостаток – нестабильность воспламенения топлива.
 
Современное развитие ЖРД определяет необходимость перехода на более перспективный способ зажигания компонентов топлива, являющийся многоразовым, обеспечивающий стабильность воспламенения, характеризующийся простотой конструкции, небольшими габаритно-массовыми характеристиками и оптимальной стоимостью. Перечисленным требованиям наиболее соответствует лазерный способ зажигания.