Регистрация / Вход
Прислать материал

Обоснование и создание дополнительных бортовых систем ракет-
носителей с жидкостными ракетными двигателями из условия снижения тех-
ногенного воздействия на окружающую среду

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0178
Организация
ОмГТУ
Руководитель работ
Трушляков Валерий Иванович
Продолжительность работ
2009 - 2011, 26 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Внебюджетные средства
2,4 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
25.06.2009 - 31.08.2009
1.1. Анализ основных факторов воздей-
ствия на окружающую среду сущест-
вующих и перспективных средств выве-
дения на жидких компонентах топлива
1.2. Сравнительный анализ методов сни-
жения техногенного воздействия и выбор
направления разработок
1.3. Технико-экономический анализ вы-
бранного направления снижения техно-
генного воздействия
1.4. Анализ парка существующих и пер-
спективных ракетных средств выведения
на жидких компонентах ракетного топ-
лива, их основные характеристики, ос-
новные факторы воздействия на окру-
жающую среду
1.5. Анализ научно-технической литера-
туры, нормативно-технической докумен-
тации и других материалов, относящихся
к разрабатываемой теме.
1.6. Проведение патентных исследований
по ГОСТ 15.011-96.
Развернуть
2
01.09.2009 - 12.12.2009
Основные результаты работы по этапу 2:
1.1. Приведены критериальные показатели рассматриваемых процессов (свыше 20), определены диапазоны геометрических и физических параметров для рассматриваемых экспериментальных и натурных полостей, физических параметров компонентов топлива и модельных жидкостей,
рассчитаны критериальные показатели для рассматриваемых диапазонов величин.
1.2. На основе результатов экспериментальных исследований по высокотемпературной газификации остатков жидкого топлива на основе термохимического метода определены критериальные показатели и сравнены с соответствующими показателями для рассматриваемого процесса низкотемпературной газификации. Показаны отличия и сходства в методических подходах к экспериментальным исследованиям процессов газификации. Сформулированы предложения для разработки экспериментальной установки (ЭУ) для рассматриваемого процесса – газификации жидкости на основе низкотемпературного тепло- и массообмена.
1.3. Анализ экспериментальных результатов по гидродинамике остатков жидкости показал, что сформулированные ранее четыре типа краевых условий справедливы только для условий пассивного полета без учета ввода теплоносителя. При вводе теплоносителя необходима разработка новых гипотез о возможных положениях остатков жидкости.
2.1. Анализ современного состояния вопросов по известной литературе по газификации жидкости в условиях невесомости показал отсутствие каких - либо результатов.
2.2. К специфики процессов газификации в условиях неопределенности граничных условий в невесомости отнесены следующие:
- неравномерный прогрев топливного отсека теплоносителем из-за неравномерного распределения жидкости;
- разнородность (по размеру) газокапельной смеси;
- наличие сложных внутрибаковых устройств.
3.1. В качестве основной математической модели протекания внутрибаковых термодинамических процессов принята модель на основе закона баланса полной энергии внутри топливного отсека. Существенным вопросом в разработке математической модели является вопрос корректного определения граничных условий, что в настоящий момент является открытым.
3.2. Приведены приемлемые для рассматриваемого случая схемы получения теплоносителя на основе жидкостных и твердотопливных газогенераторов и определены требования к их характеристикам.
3.3. Проведен анализ существующих программных продуктов в том числе: ANSYS, FLOWVISION, PROENGEENER, SOLIDWORKS, FLOMERICS. Для дальнейшего анализа принят пакет программных продуктов ANSYS.
4.1. На основе выбранных математических моделей процессов газификации и модельных краевых условий проведено моделирование процессов, которые планируется провести в экспериментальных исследованиях на модельной установке.
4.2. Анализ результатов, полученных на основе программного пакета ANSYS (расчет газодинамических потоков) для различных вариантов ввода теплоносителя на основе введенных критериев (средняя скорость потока, средняя масса потока, средняя температура потока в контрольном сечении) определены оптимальные условия ввода теплоносителя.
4.3. На основании проведенного математического моделирования сформированы предложения к программе физических экспериментов на модельной установке для компонентов: теплоноситель - горячий воздух, газифицируемая жидкость – вода.
5.1. Приведены 3D модели наиболее распространенных топливных отсеков для отечественных ракет – носителей и размещение элементов системы газификации.
5.2. На основе 3D моделей баков и пакетов программы ANSYS (тепломассообмен) приведены оптимальные схемы ввода теплоносителя.
5.3. Приведены гипотезы граничных условий жидкости и процессов газификации в процессе работы газовой ракетной двигательной установки.
6.1. Рассмотрены области термопрочности топливных отсеков. Показана возможность расширения традиционных областей прочности и устойчивости в параметрах температура – давление газов наддува за счет принятых гипотез (возможность деформация корпуса бака, работа в нелинейных диапазонах деформации).
6.2. Проведен газодинамический анализ системы: упругий бак горючего – упругий тоннельный трубопровод – упругий бак окислителя – газифицированный поток с наложенными на него акустическими колебаниями.
6.3. Рассмотрены различные топливные отсеки: сфера, цилиндр со сферическими днищами, тор.
7.1. Приведен сравнительный анализ электромагнитного и акустического воздействия на интенсификацию процессов газификации жидкости.
7.2. Рассмотрен процесс акустического тепло и массообмена и его возможности для рассматриваемого класса задач.
7.3. Проведен анализ интенсификации теплообмена без участия теплоносителя.
Развернуть
3
01.01.2010 - 30.06.2010
Краткое описание выполненных работ

Ключевые слова: математические, физические модели, жидкость, капли, граничные условия, малые гравитационные поля, газификация, ультразвуковое воздействие, экспериментальная малоразмерная модельная установка, статистическая обработка, теплоноситель.
Объект исследования: процесс газификации модельных жидкостей в экспериментальной малоразмерной модельной установке с созданием условий близких к реальным.
Цель работы: экспериментальные исследования параметров процессов газификации жидкости c моделированием условий взаимодействия жидкости с набегающим потоком теплоносителя близким к условиям малой гравитации и неопределённости граничных условий с учётом ультразвукового воздействия на вводимый теплоноситель.
Метод или методология проведения работы: теория подобия физических процессов, физическое моделирование процессов газификации жидкости, интенсификация процесса газификации жидкости на основе воздействия УЗ на вводимый в ёмкость теплоноситель, сравнительный анализ результатов физического и математического моделирования, разработка схем корректировок математических моделей, учитывающих УЗ воздействие.
Результаты этапа
К основным результатам этапа относятся следующие результаты
3.1. Постановка задачи физического моделирования процессов газификации жидкости в условиях близких к реальным. Разработка программы экспериментов.
3.2. Разработка и изготовление экспериментального стенда, включающего в свой состав:
- систему подготовки и ввода теплоносителя в экспериментальную малоразмерную модельную установку (ЭММУ) с учётом наложения на теплоноситель параметрического УЗ-воздействия;
- систему измерений, регистрации и обработки и параметров процесса газификации в процессе эксперимента;
- ЭММУ;
- соединительную, запорную и регулирующую арматуру, конструкцию.
3.3. Разработка основных технических условий проведения эксперимента, реализация программы экспериментов и обработка данных экспериментальных измерений, полученных на экспериментальном стенде.
3.4. Сопоставление результатов физического эксперимента с результатами математического моделирования процесса газификации в ЭММУ.
3.5. Корректировка математических моделей, корректировка технической документации на экспериментальный стенд по результатам экспериментов, разработка предложений по дальнейшему развитию лабораторно-экспериментальной базы и исследований.
Новизна проведенных исследований 3-го этапа НИР заключается в:
- проектировании и изготовлении экспериментального стенда, включающего в свой состав: систему подготовки и ввода теплоносителя в ЭММУ с учётом наложения на него параметрического УЗ-воздействия, систему измерений, регистрации и обработки параметров процесса газификации в процессе эксперимента, ЭММУ, соединительную, запорную и регулирующую арматуру, конструкцию;
- моделировании газодинамической картины внутри ЭММУ при различных параметрах ввода теплоносителя;
- результатах экспериментальных исследований процессов газификации жидкости в ЭММУ, в том числе оценке влияния параметров теплоносителя, различных параметров УЗ - излучения на процесс газификации жидкости в ЭММУ;
- сравнительном анализе параметров процессов газификации жидкости в ЭММУ, полученных на основе физического и математического моделирования.
Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики экспериментального стенда
Система подготовки и ввода теплоносителя включает в свой состав:
- компрессор производительностью 0,63 м3/мин, давление до 1,6 МПа, привод 5,5/380 кВт/В, габариты 1750×600×1350 мм, масса 70 кг;
- ресиверная станция из 1 емкости, объёмом – 0,41 м3 , предельно допустимое давление 1,2 МПа;
- генератор Гартмана с параметрами: частота 6-9 кГц, интенсивность 140-160 Дб;
- нагреватель воздуха включает в себя: 2 электрических тэна, мощностью 2 кВт, габариты 300×1200 мм;
- регулятор температуры теплоносителя на основе лабораторного автотрансформатора ЛАТР-2,5 10А, ток нагрузки 10 А, номинальное входное напряжение 220В, диапазон регулировки напряжения 0-250 В, габариты 190х200х180мм.
Система измерений, регистрации и обработки результатов экспериментов состоит:
система измерений:
- датчик давления АИР - 20М2,
- датчик расхода FESTO SFAB – 600U – 2SA,
- датчик температуры ТС1088,
- Фильтр-регулятор давления FESTO LFX-D
- мобильные датчики температуры (термопары) ТХА 0006 - 20.02,
и регистрации:
- АЦП B – 480G,
- измеритель-регулятор технологический ИРТ 5920Н,
обработка результатов экспериментов:
- программный пакет Statistica - 8,
- программный пакет SPSS,
- программный пакет ADC 2.3,
- высокочастотные соединительные кабели и разъёмы.
ЭММУ включает в свой состав:
- прямоугольную ёмкость размером 500х500х200 мм с прозрачными боковыми стенками и съёмной верхней крышкой;
- устройства ввода теплоносителя с тремя углами ввода (0, 30, 45 угловых градусов) относительно нижней горизонтальной плоскости;
- набор устройств для размещения модельной жидкости, моделирующих различные граничные условия жидкости и малые гравитационные поля.
Соединительная, запорная и регулирующая арматура, конструкция, включающая в свой состав:
- входной контур с температурой воздуха до 500 С, включающий запорную арматуру, блок подготовки воздуха (влагоотделитель, фильтр, редуктор давления); регулятор расхода; пластиковые трубопроводы;
- контур горячего теплоносителя, включающий распределительную арматуру, пластиковые трубопроводы и соединительные элементы (с температурой эксплуатации до 1500 С);
- выходной контур, включающий предохранительный клапан, распределительную арматуру и пластиковые трубопроводы с температурой эксплуатации до 1500 С;
- конструкция пульта управления для размещения входного контура и контура горячего теплоносителя с соответствующей контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратурой.
Степень внедрения:
- разработан и испытан, сдан в штатную эксплуатацию экспериментальный стенд;
- полученные результаты экспериментов используются в:
- НИР «Небо», «Сервокосмос-ОмГТУ» заказчиком, которых является ФГУП «ЦНИИмашиностроения»;
- НИР «АБСУ», заказчиком которого является ФГУП «ГНПРКЦ « ЦСКБ-Прогресс»,
- учебном процессе, реализуемом в рамках магистерской подготовки, диссертационных исследованиях магистрантов, аспирантов, докторантов.
Область применения: исследование процессов тепло-и массообмена жидкости и газа в ракетно-космической технике.
Экономическая эффективность: снижение затрат на проведение наземных экспериментов при отработке активных бортовых систем увода отделяющихся частей ступеней космических ракет-носителей и разгонных блоков с жидкостными ракетными двигателями, а также изучение фундаментальных вопросов газификации.
Прогнозные предложения о развитии объекта исследования: на основе полученных результатов исследований планируется продолжение проведения теоретико-экспериментальных исследований процессов газификации модельных жидкостей и керосина в натурной ёмкости топливного отсека в интересах Роскосмоса.
Развернуть
4
01.07.2010 - 12.12.2010
1. Сформированы два основных варианта составов систем, входящих в газовую ракетную двигательную установку (ГзРДУ) и приведено общее описание этих систем. Основной системой ГзРДУ определена система газификации жидких остатков топлива в баках отделяющихся частей (ОЧ) ступени ракет-носителей (РН) в условиях невесомости.
2. Проведённый сравнительный анализ разрабатывавшихся ранее, существующих и перспективных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) показал следующее:
- в 1963-1969 гг. в НПО «Энергомаш» проводилась разработка ЖРД по схеме «газ-газ» с тягой 6272 кН одной камеры при которой жидкие компоненты ракетного топлива (КРТ) поступали в газовый генератор (ГГ), испарялись и подавались в камеру сгорания (КС), где давление достигало 26,1 МПа;
- была проведена автономная отработка основных агрегатов ЖРД, выполнено 27 краткосрочных огневых испытаний 22 экспериментальных двигателей. Однако работы по доводке ЖРД были остановлены в связи с прекращением всей деятельности по проекту УР-700. Попытки продолжения работ по ЖРД такой размерности не нашли поддержки из-за отсутствия конкретной РН.
3. В настоящее время ведутся разработка НАСА (США) газового ЖРД по схеме «газ-газ» на компонентах кислород-водород с использованием методических подходов, разработанных в НПО «Энергомаш».
4. Основным сходством предлагаемой схемы ГзРДУ и схемой, реализованной на РД 270, являются:
- подача в КС газифицированных КРТ;
- газификация КРТ обеспечивается на основе тепло-и массообмена жидких КРТ и теплоносителя (ТН), который производится с использованием двух жидкостных газогенераторов;
- управление вектором тяги за счет качания ракетного двигателя (РД) в карданном подвесе.
5. Основными различиями являются:
- схемы газификации КРТ, а именно:
- в РД-270 в двух газогенераторах осуществляется газификация практически всего суммарного расхода КРТ,
- в предлагаемом ГзРДУ газификация осуществляется за счёт подачи ТН в каждый топливный бак (или только один, а далее газифицированный КРТ подаётся в другой бак);
- условия газификации, а именно:
- в РД-270 газификация КРТ осуществляется путём подачи жидкого КРТ в газогенератор из топливных баков при наличии значительной продольной перегрузке, обусловленной работой маршевого ЖРД;
- в предлагаемом ГзРДУ газификация (её начальный этап) осуществляется путём подачи ТН в топливные баки в условиях невесомости и неопределённости положению остатков жидкого КРТ в баках РН;
- наличие вводимого акустического воздействия на ТН для ГзРДУ, для по-вышения эффективности процесса газификации.
6. Проведён анализ методик проектирования ЖРД в части их применимости для разработки ГзРД, определены основные направления проведения исследований для последующей адаптации этих методик к выбору проектно-конструктивных параметров ГзРД предложенной схемы.
7. Рассмотрены методические вопросы по оценке теплового нагруже-ния РД.
8. Рассмотрены основные проблемы процесса горения в камере сгорания ГзРД, обусловленные спецификой процесса газификации.
9. На основе термодинамического расчёта определены массовые доли паров КРТ и других составляющих (Н2О, СО2 и т.д.) в газифицированных продуктах с учётом подачи ТН для наиболее распространённых пар КРТ (кислород-керосин), (АТ-НДМГ).
10. Сформулированы основные проблемы горения газифицированной смеси в КС:
- относительная сложность определения с высокой точностью температуры и теплоёмкости газовой смеси, т.к. углеводороды керосина между собой, а также, углеводороды с водой образуют азеотропные (нераздельнокипя-щие) смеси;
- горение углеводородов является вырожденно-разветвленной цепной реакцией, процесс горение может быть турбулентным; поверхность фронта пламени увеличивается в результате пульсаций; суммарная скорость распространения пламени будет определяется корнем квадратным из среднеквадратичной скорости пульсации, т.е. расти с увеличением турбулизации;
- тепловой баланс во многом определяется турбулентностью, при этом турбулентность изменяется по разным сечениям КС, даже при турбулиза-ции в начале камеры, ближе к соплу вязкость продуктов сгорания увеличивается из-за роста давления, где и возможно превращение потока в переходный, или ламинарный, как следствие, КС нельзя рассматривать ни как химический реактор идеального смешения, ни реактор идеального вытеснения;
- на процесс протекания химических реакций в КС может оказывать влия-ние наличие составляющих, действующих как катализатор, например, NO2. Наличие его в составе газовой смеси в КС с массовой долей до 0,05% действует как положительный катализатор (понижает температуру горения почти на 100 градусов), понижает нижний предел горения и повышает верхний предел горения, а свыше (1-2)% - действует как отрицательный фактор;
- наличие инертных газов влияет на параметры процесса горения, инертные газы, с одной стороны, облегчают воспламенение, снижая верхний порог воспламенения; с другой стороны, лёгкий гелий сильнее, чем относительно тяжёлый азот препятствует развитию цепной реакции;
- при малом расходе КРТ (ниже равновесного, когда скорость поступления топлива ниже скорости сгорания), поступающих в КС, нарушается стабильность горения, может возникнуть вибрационное горение, которое вызывает как колебания давления в системе подачи топлива, так и трудно контролируемое воспламенение в отдельных зонах КС;
- состав газифицированных продуктов в процессе газификации меняется, в начальный момент времени смесь богаче легкоиспаряемыми фракциями керосина и газами, ранее растворёнными в топливе; в трубопроводах, смесительной головке и на входе в КС в начальный момент времени высококипящие компоненты могут конденсироваться;
- при инициации зажигания несамовоспламеняющихся КРТ электрической дугой необходимо учитывать, что энергия дуги зависит от начальной температуры смеси (с её ростом снижается) и давления (с ростом увеличивается); минимальное время воздействия зависит от периода индукции цепной реакции, которая в свою очередь зависит от состава примесей.
- процесс зажигания, инициируемый пиропатроном, видимо, будет непред-сказуемым при многократном включении ГзРД с малыми паузами пиропа-трон не прекращает горение, а подача КРТ изменяется в соответствии с циклограммой.
11. Для повышения энергетических характеристик топлива рассмотрены различные топливные добавки. На основе проведённых термодинамических расчётов получены массовые соотношения величин добавок для различных топливных пар.
12. Для интенсификации процесса теплообмена предлагается использовать штуцера ввода ТН в топливные баки ОЧ ступени, снабженных газоструйным излучателем. Наиболее предпочтительным вариантом газоструйного излучателя является генератор Гартмана, работающего на сверхкритическом перепаде давления. Данный тип генератора с учетом температуры ТН позволяет получать частоту колебаний от 6 кГц до 14 кГц.
13. Разработаны возможные циклограммы функционирования ГзРДУ для 4 типов задач, решаемых автономной бортовой системой увода.
14. Анализ процессов газификации и состава продуктов газификации жидких остатков КРТ, при сформированных циклограммах функционирования, показал следующее:
- существенную зависимость состава газифицированных продуктов от гра-ничных условий жидких КРТ, которые на начальных этапах запуска систе-мы газификации в условиях невесомости являются случайными (площади контакта остатков жидких КРТ со струями ТН);
- при появлении начальной перегрузки происходит упорядочивание граничных условий и, как следствие этого, уменьшение разбросов процентного состава газифицированных продуктов, поступающих из баков ОЧ в ГзРД.
15. В составе ТН, поступающего в топливный бак, содержатся продукты сгорания, которые могут в дальнейшем участвовать в реакции горения в камере ГзРД. Весовое содержание этих продуктов в генераторном газе (ТН) как окислительного, так и восстановительного ГГ составляет от 40% до 50%.
Данное обстоятельство уменьшает массовую долю газов, не участвую-щих в процессе горения и повышает энергетические параметры ГзРД.
16. Предварительные методические оценки влияния разбросов параметров работы ГзРДУ, обусловленные специфическими условиями процесса газификации (принцип газификации, неопределенность граничных условий остатков жидких КРТ в условиях невесомости на начало процесса газификации), на параметры движения и точность падения ОЧ показали целесообразность рассмотрения на последующих этапах разработки использования возможностей алгоритмической компенсации разбросов параметров движения за счёт алгоритмов систем управления движением, в частности, терминального управления, использования внешних навигационных источников (спутниковые навигационные системы GPS, ГЛОНАСС).
17. Разработаны основные положения на проектирование ГзРД на основе сравнительного анализа выбора проектно-конструктивных параметров ЖРД, заключающиеся в принятии основных допущений на рассматриваемом этапе исследований, которые впоследствии будут уточняться, а также сформулированы общие требования на системы, входящие в состав ГзРДУ.
В части 2 отчёта (соисполнитель ТГУ)
1. Изучены, систематизированы и проанализированы характеристики КРТ для их использования в газифицированном виде в КС, для чего из свойств исходных топливных компонентов, как исходных данных, составлены эквивалентные формулы и получены оценки реальных соотношений компонентов в итоговых композициях при различных коэффициентах избытка окислителя.
В качестве горючих рассматривали изооктан (как один из представителей семейства керосинов), водород, метан и составные горючие: изооктан + алюминий, метан + алюминий и водород + алюминий при заданном соотношении компонентов. В качестве окислителей рассматривали кислород, воздух (как смесь газов, содержащих кислород), оксид углерода и диоксид углерода.
Рассмотрены также топливные системы, разбавленные гелием при различном избытке окислителя.
2. Показано существенное влияние на горение вводимых в газовую смесь гелия и алюминия через энергетические и временные (по полноте сгорания) характеристики процесса. Определены границы допустимых степеней разбавленности смеси инертным газом (гелием) в условиях равенства времени сгорания и времени пребывания.
3. Предложено применение вихревых режимов сжигания для увеличения времени пребывания в камере, тем самым для увеличения границ степени разбавления гелием исходной смеси. Использование вихревой подачи компонентов и формирования зоны горения в виде тора позволил получить устойчивый режим работы при давлении 1 атм. за счет увеличения времени пребывания в зоне горения и самоподдерживания температуры, необходимой для процесса воспламенения вводимых газифицированных КРТ
4. Проведены оценки влияния металлизированных добавок к обедненным смесям, в частности алюминия, на температуру сгорания (до 14 %) и ускорение сгорания (от 2 до 10 раз).
5. Развиты и адаптированы к ГзРД методики расчета термодинамиче-ских характеристик в КС. По результатам анализа рекомендованы диапазоны значений коэффициентов избытка окислителя в исходных смесях, для равновесных составов определены габаритные параметры камеры и соплового блока.
Оценены величины тяги и удельного импульса. Созданы расчетные методики и определены значения тепловых потоков в стенки камеры ГзРД.
6. Разработан экспериментальный стенд, моделирующий рабочие процессы в лабораторном ГзРД на компонентах керосин–воздух. Изготов-ленный и отлаженный экспериментальный стенд состоит из системы подачи воздуха, системы подогрева (разогрева), системы подачи топлива, системы воспламенения, камеры смешения, системы измерения давления в камере сгорания и температуры пламени. Отлажена работа стенда при различных режимах расхода компонентов: воздух от 0.02 до 0.2 л/с, керосин от 0.5 до 1.0 г/с.
Стенд позволяет проводить испытания с режимом горения до 600 с, в зависимости от заправленной емкости горючего.
7. Эксперименты с введением в зону горения порошка алюминия, вводимого в виде взвеси в горючее, кроме ожидаемых результатов по увеличению температуры, выявили повышение устойчивости факела и увеличение его длины. Разработанный стенд открывает новые возможности проведения широких экспериментов для изучения горения газовых смесей.
8. Проведено отдельное теоретическое исследование процессов в ГзРД с вихревой камерой сгорания (ВКС). Разработаны дополнительные вопросы теории в приложении к рассматриваемой постановке задачи, проведены расчеты и анализ аэродинамики и горения в ВКС на газообразных компонентах.
9. Проведен анализ горения в ВКС топливной смеси с добавлением порошка алюминия. Анализ расчетов позволяет прогнозировать поле вектора скорости, распределение температур, локализацию зоны горения и, в зависимости от изменения начальной степени турбулентности и размера частиц, определять собственно механизм горения, возвратные течения и смещения зоны окисления.
10. Проведена дополнительная серия экспериментов по исследованию структуры течения в модельном двигателе с вихревой КС. Разработана модельная установка с оптическими методами измерений.
Центральным вопросом измерений являлось измерение характери-стик конденсированной фазы в факеле. Результаты экспериментов носят фундаментальный характер, а закономерности движения к–фазы алю-миния могут распространяться и на другие металлы.
11. Впервые сформулирована, обсуждена и поставлена в качестве на-учного исследования проблема введения порошка алюминия наноразмерных фракций в ГзРД. Получены новые результаты в моделях горения капель алюминия, позволяющие снять недостатки горения топливных композиций с традиционными размерами порошка алюминия.
12. В целом, на базе теоретических и экспериментальных исследова-ний с помощью математического и физического моделирования достигнут значительный прогресс в теории ГзРД, позволяющий создать научные основы проектирования реальных конструкций ГзРД в составе автономных бортовых систем увода отделяющихся частей РН.
Развернуть
5
01.01.2011 - 30.06.2011
5.1. Весовые модели элементов АБСУ
5.2. Прочностной и динамический расчёт
топливного отсека при реализации про-
цесса газификации
5.3. Анализ возможности использования
существующего на борту ОЧ узлов и
оборудования.
5.4. Оценка энергетического ресурса ос-
татков топлива в баках
5.5. Определение потребных запасов ос-
татков топлива для обеспечения привода
ОЧ в заданный район падения для задан-
ных исходных данных
5.6. Оценка разбросов точек падения ОЧ
для реализованных алгоритмов управле-
ния для заданного в ИД варианта
5.7. Обобщение результатов предыдущих
этапов работ.
5.8. Разработка методов навигации и
управления движением центра масс ОЧ и
вокруг центра масс ОЧ при работе АБСУ;
5.9. Оценки точности манёвров при рабо-
те АБСУ с учётом недостоверности ин-
формации о величинах остатков топлива,
разбросах работы всех систем АБСУ
Развернуть
6
01.07.2011 - 31.08.2011
6.1. Оценка снижение площадей районов
падения элементов ракетно-космической
техники за счёт манёвра увода.
6.2.Оценка полноты решения задач и эф-
фективности полученных результатов в
сравнении с современным научно-
техническим уровнем.
6.3. Разработка рекомендаций по разра-
ботке перспективных элементов ракетно-
космической техники Российскими пред-
приятиями отрасли, в т.ч. на перспектив-
ном космодроме «Восточный»
6.4. Разработка рекомендаций по исполь-
зованию результатов НИР зарубежными
космическими агентствами.
6.5. Проведение дополнительных иссле-
довании, в том числе патентных.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Проведение теоретико-экспериментальных исследований для разработки методики повышения тактико-технических характеристик ракет космического назначения (РКН) с маршевыми жидкостными ракетными двигателями (ЖРД) на основе использования энергетических ресурсов, заключённых в невырабатываемых остатках жидкого топлива в отделяющихся частях (ОЧ) ступеней РКН. Предлагаемая методика применима как для ОЧ, падающих в районы падения на поверхности Земли (территории и акватории), так и для орбитальных ОЧ, после выполнения ими своей миссии. Реализация энергетических ресурсов, заключённых в невыработанных остатках компонентов ракетного топлива (КРТ), осуществляется автономной бортовой системой спуска (АБСС). Критической технологией при разработке АБСС является система газификации остатков КРТ в каждом баке ОЧ. В этой связи в данном проекте уделяется основное внимание вопросам газификации жидких остатков КРТ в условиях полёта ОЧ, т.е. в невесомости.
Продолжительность работ
2012 - 2013, 15 мес.
Бюджетные средства
1,66 млн
Организация
ОмГТУ
профинансировано
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований в области создания энергоэффективных двигателей для транспортных систем.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 7 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
9
Тема
Разработка способа и экспериментального образца устройства для утилизации отходов горных и обогатительных предприятий с получением новых востребованных товарных продуктов
Продолжительность работ
2014 - 2016, 27 мес.
Бюджетные средства
225 млн
Количество заявок
28
Тема
«Организационно-техническое обеспечение проведения международной молодежной конференции «Электрические ракетные двигатели. Новые вызовы» в рамках фестиваля науки».
Продолжительность работ
2012, 2 мес.
Бюджетные средства
0,8 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка лабораторного образца электрического ракетного двигателя, использующего в качестве рабочего тела атмосферную среду, для низкоорбитальных космических аппаратов
Продолжительность работ
2014 - 2016, 27 мес.
Бюджетные средства
60 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка научно-технических решений, обеспечивающих достижение перспективных требований к транспортным средствам по экологичности
Продолжительность работ
2014 - 2016, 27 мес.
Бюджетные средства
58,5 млн
Количество заявок
9