В МАИ придумали способ продления работы ракетных двигателей для дальних космических миссий

В МАИ разработали уникальную методику математического моделирования, позволяющую продлить время работы твердотопливных ракетных двигателей, а также увеличить грузоподъёмность летательных аппаратов, на которые они устанавливаются. Такой эффект достигается за счёт изменения формы твёрдого топлива. Над проектом работают студенты магистратуры института № 2 «Авиационные, ракетные двигатели и энергетические установки» МАИ, инженеры ГНЦ «Центр Келдыша» Кирилл Кривун и Анастасия Пещерова.

Твердотопливные двигатели могут использоваться для разгона космических аппаратов, следующих к далёким планетам, в качестве ускорителей взлёта самолётов, увода с траектории полёта ракеты-носителя отработанных ступеней и обтекателей, для запуска массивных БЛА. В качестве рабочего вещества в них используется твёрдое топливо – однородная плотная смесь, которая обеспечивает ровное, непрерывное, длительное горение.

– Необходимое для полёта количество топлива называется топливным зарядом. Придавая ему конкретную форму, можно программировать изменение давления в камере сгорания, а значит, регулировать силу тяги и время работы двигателя. При классическом подходе к проектированию на создание оптимальной формы твердотопливного заряда под определённый вид двигателя требуется несколько месяцев. В случае, когда этот процесс автоматизирован, выбраны критерии оптимизации, а расчётные методики прошли валидацию, процесс займёт всего несколько часов, – говорит Кирилл Кривун.

Маёвцы уже создали математическую модель, которая проводит геометрическое проектирование заряда твёрдого топлива, расчёт рабочих характеристик двигателя при полученной форме, а затем проверяет выведенный закон горения на соответствие заданным условиям и ограничениям.

В дальнейшем разработчики планируют расширить функционал математической модели, что даст возможность рассчитывать оптимальную конструкцию двигателя и его составных частей.