Разработка технологий и системных решений для жидкостных ракетных

двигателей многоразового использования

2014

Внедрение многоразовых ракет-носителей – экономически оправданное

развитие космической отрасли

1. Стоимость доставки полезной нагрузки в космос достигает $ 32K / 1 кг.

2. Более 50% расходов приходится на одноразовые средства выведения ракет:a) невозвратные расходыb) необходимость выделения и оплаты

районов паденияc) загрязнение экологии остатками РН

3. Использование многоразовых РН приведет к удешевлению космических запусков в 5-10 раз.

На пути внедрения стоит проблема:

отсутствие экономически эффективных технологий создания многоразовых

частей РН, сохраняющих функционал от запуска к запуску и требующих

минимального межполетного обслуживания.

Варианты подходов к созданию многоразовых

ракет-носителей и ракетных комплексов1. Многоразовые средства выведения на

основе пилотируемых или беспилотных летальных аппаратов (White Knight Two, ЛА «Байкал», DAPRA XS-1)

2. Возвращаемая многоразовая РН вертикального взлета и посадки («Grasshopper» и Falcon 9-R)

3. Парашютные и комбинированные системы посадки (для РН Kistler K-1, для пилотируемой капсулы проекта «New Shepard»)

4. Вертолетный подхват (United Launch Alliance для РН Атлас-5, ГКНПЦ Хруничева – для РН «Ангара», «Дельта-IV», ООО «КосмоКурс» для суборбитального РКК).

5. Многоразовые ракетные двигатели на основе новых видов топлива (метан – РД0162 КБХА, перекись водорода - Blue Origin).

Основную стоимость ракеты-носителя составляют двигатели. В 95% запусках

используются ЖРД. 1. Двигатели семейства НК (НК-33 / 43,

НК-31, НК-39) отличаются:a. высокими параметрами

надежностиb. беспрецедентным соотношением

обеспечиваемой тяги к массе двигателя

c. конкурентоспособной ценой

2. Разработка технологий для многоразового ЖРД в кооперации с ОДК Кузнецов, НПО Энергомаш, ОАО КБХА, РКЦ «Прогресс»:a. сокращение сроков разработки

(частная компания, заинтересованная в прибыли)

b. перспектива для возобновления производства двигателей в контексте многоразового использования.

Двигатели семейства НК – амбициозные цели при создании, широкие горизонты

для внедрения60-е – разработка двигателей для советской лунной программы70-е годы – серийное производство, консервация90-е годы – передача лицензии для Aerojet.

a. Поставка НК-33 для РН Taurus II (Antares). Сертифицирован в США как AJ-26.

① Модификации: новая система управления, адаптация под топливные характеристики, карданный шарнир для управления вектором тяги.

b. Адаптация AJ-26 при разработке многоразового РН Kistler K-1.

② Модификации: новейшие электронные компоненты, карданный подвес.

2013 – успешные запуски РН Союз-2-1в и Antares.2014 – переговоры о поставке НК-33 для швейцарского челнока «Soar». 2015 - 2017 – технологии и системные решения для многоразового применения. Возобновление производства НК.

1960-е 1970-е 1990-е

Разработка двигателей для

советской лунной

программы

Испытания. Серийное

производство.Консервация.

Лицензия для AeroJet (сертиф. в США как AJ-

26):1. Для РН Taurus II

(Antares). 2. Для РН Kistler K-1.

Двигатели семейства НК – амбициозные цели при создании, широкие горизонты

для внедрения

2013 2014 2015-2017

Успешные запуски РН Союз 2-1в и Antares с двигателями НК-

33

Переговоры о поставке НК-33

для швейцарского челнока Soar

2018 - …

Разработка технологий и

системных решений для

многоразового РН

Возобновление производства НК. Многоразовый РКК

на базе РН Союз

Создаваемые технологии и системные решения могут быть масштабированы

для любого ЖРД.1. Турбонасосный агрегат - сокращение числа аварий по

выходу двигателя из строя, сейчас – 70% случаев. 2. Лазерное зажигание - многократное включение

двигателей, управляемое торможение при посадке РН. 3. Карданный подвес - управление ракетой по углам

тангажа и рыскания.

4. Пироклапаны и пироинициаторы на сжатом газе - многократное открывание / закрывание клапанов горючего и окислителя, повторный запуск турбины перед посадкой.

5. Блок сопел крена - управление ракетой по углу крена

6. Сильфоны и гибкие шланги – равномерное поступление топлива.

Создаваемые технологии и системные решения могут быть масштабированы

для любого ЖРД.

Многоразовый ЖРД с повторным запуском двигателей во время посадки – ключевой шаг в создании экономически

эффективных средств выведения.

Предлагаемые решения

Эффект от внедрения

Модернизированный турбонасосный агрегат

Сокращение числа аварий по выходу двигателя из строя, сейчас – 70% случаев

Лазерное зажигания двигателя

Многократное включение двигателей, управляемое торможение при посадке РН

Карданный подвес Управление ракетой по углам тангажа и рыскания

Пироклапаны и пироинициаторы на сжатом воздухе

Многократное открывание / закрывание клапанов горючего и окислителя. Повторный запуск турбины перед посадкой

Модернизированный блок сопел крена Управление ракетой по углу крена

Адаптированные сильфоны и гибкие шланги

Равномерное поступление топлива

Сокращение стоимости выведения полезной нагрузки и повышение

надежности РН – катализаторы рынка1. Продукты проекта предназначены для 1 и 2

ступеней ракет-носителей, оснащенных ЖРД.2. За период 2011-2013гг.:

① 232 космических запуска② 1000+ использованных ЖРД③ 50% двигателей – российского производства④ Емкость рынка: 2+ млн. долл.

3. Тренды:① Стремительный рост рынка малых космических

аппаратов. 2013г. – $ 800 М. Прогноз на 2020г. – $ 1200 М. в год.

② Развитие рынка суборбитального туризма. $ 1500-3000 М за ближайшие 10 лет.

1. Отработка технологий по договорам с заказчиками.① Совместные проекты с участниками рынка

по созданию многоразовых средств выведения и ракетно-космических комплексов. Н-р, ОАО «РКЦ Прогресс» - перспективный разработчик многоразового РКК на базе РН «Союз».

2. Лицензирование и продажа разрабатываемых технологий и системных решений.① Продажа лицензий сторонним заказчикам

на отечественном и международном рынке, в первую очередь, в сегментах МКА и суборбитального космического туризма.

3. Выполнение заказных НИОКР① Оказание услуг по доработке созданных

технологий и системных решений под особенности конкретного ракетного двигателя и ракеты-носителя заказчика.

Бизнес-модель и план коммерциализации