?

Log in

No account? Create an account

Как это сделано, как это работает, как это устроено

Самое познавательное сообщество Живого Журнала


Previous Entry Share Flag Next Entry
Изготовление плазменных двигателей в России
кэс синий
aslan wrote in kak_eto_sdelano
Гигантские звездолеты с призрачно светящимися двигателями стали одним из постоянных атрибутов космической фантастики. В то же время плазменные двигатели уже полвека успешно используются в настоящей космонавтике, и российские разработчики являются одними из мировых лидеров. Мне удалось посетить калининградское предприятие «ОКБ Факел» и увидеть, как создаются стационарные плазменные двигатели.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель


Стационарный плазменный двигатель (СПД) — это одна из разновидностей электроракетного двигателя, где электрическая энергия используется для ионизации газа и придания полученной плазме высокой скорости истечения из «сопла».

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

У такого двигателя нет топлива в привычном понимании, т.е. горючего и окислителя, необходимого для химической реакции с выделением тепла. СПД подходит практически любой газ, но лучше использовать химически неактивные и с высокой атомной массой, вроде аргона или ксенона. Плазменные двигатели обеспечивают очень высокую скорость выбрасываемой струи газа, например, для ксенона это около 30 км/с. Для сравнения, скорость выброса газа у одного из самых эффективных химических ракетных двигателей — кислород-водородного — около 4,5 км/с. Преимуществом химических двигателей является способность выбрасывать сразу много газа, что дает большую тягу. СПД же требует мощного источника электрической энергии, и даже с ним способен выбрасывать лишь незначительную массу газа за момент времени, то есть имеет очень малую тягу и требует много времени на разгон и торможение. Плазменные двигатели применяются только в космосе: оснащенные ими космические аппараты имеют относительно малый запас рабочего тела и большой размах солнечных батарей.

О возможностях использования электроракетных двигателей задумывались еще в начале XX века, но к первым испытаниям в космосе перешли только в 60-е годы. В 1972 году в системе ориентации советского спутника «Метеор» использовались два электроракетных двигателя: ионный и стационарный плазменный. СПД показал себя лучше, и советские специалисты сконцентрировались на этой разновидности. В создании экспериментальных образцов принимали участие специалисты «ОКБ Факел», и с того времени предприятие стало специализироваться на производстве двигателей такого типа, развивать и совершенствовать технологию.

В начале XXI века калининградский СПД-100 прошел успешные испытания на лунном спутнике Европейского космического агентства Smart-1.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

После успешного полета к Луне европейские производители коммерческих геостационарных спутников стали закупать российские двигатели и создавать новые поколения спутников. Ранее на спутниках-ретрансляторах использовались химические двигатели на токсичном гидразине. Применение российских СПД открыло возможность создания т.н. «полностью электрических спутников», на которых уже не было химической тяги.

Калининградские СПД имеют довольно небольшой размер, но цикл их производства всё же требует немалых производственных площадей.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Разработчики «ОКБ Факел» активно сотрудничают с европейскими производителями и даже помогали французам сделать свой двигатель. Однако на предприятии строжайшие нормы безопасности. Фотосъемка на экскурсии была запрещена сотрудниками службы безопасности, а кадры использованные в репортаже, сняли позже сотрудники пресс-службы по моей просьбе.

На «ОКБ Факел» наглядно видна преемственность поколений.
Молодые работают рядом с опытными специалистами.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Кульманы давно заменены на САПР «Компас-3D» для разработки трехмерных моделей и выпуска конструкторской документации.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Цех механической обработки открывается современными станками ЧПУ.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

— В некоторых случаях у нас токари пишут программы сами, — говорит генеральный конструктор предприятия Евгений Космодемьянский. И я понимаю, что пришло время выбросить свое удостоверение токаря второго разряда.

Однако в глубине зала работа идет на универсальных станках, где роль ручного труда сохраняет значение, и мои надежды на космическую карьеру возрождаются.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Необходимый этап создания космического двигателя — испытание. Для проверки СПД требуется смоделировать условия космоса, прежде всего вакуум.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

В советские времена здесь разрабатывали самый мощный двигатель в своем классе — СПД-290. Сейчас создается сравнимый по мощности СПД-230.

Своими глазами работу плазменного двигателя увидеть, к сожалению, не удалось, но фото нам предоставили.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Недавно «Роскосмос» показал классное видео с бортовых камер спутника Egyptsat-A, созданного в «РКК Энергия».



На этих кадрах, пожалуй, впервые миру показана работа плазменных двигателей СПД-70 в космосе.

Возможно, моя фраза про мировое лидерство «ОКБ Факел» может показаться излишне пафосной, но практика показывает правоту этих слов. Space System/Loral, Airbus — это одни из самых крупных производителей коммерческих спутников связи в мире, и они берут калининградские СПД. А совсем недавно заключен вероятно самый большой контракт в истории мирового спутникостроения — на несколько сотен модернизированных двигателей СПД-50М.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Когда проходила моя экскурсия сотрудники предприятия не признавались кто заказчик ссылаясь на соглашение о неразглашении. Позже информация попала в СМИ и теперь мы знаем, что это OneWeb. Проект низкоорбитального спутникового интернета предполагает запуск почти тысячи космических аппаратов в течение трех-четырех лет. И на каждом спутнике будет российский плазменный двигатель.

Новый заказ требует перестройки всего производства, ведь надо создавать практически по двигателю в день. Специалистов на работу набирают даже из других городов. Такой нагрузки не было никогда, поэтому под проект OneWeb провели модернизацию с новыми станками ЧПУ и оборудовали новое современное чистое помещение для сборки.



За каждым столом собирается по двигателю.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Готовые изделия запираются в специальном шкафу, где поддерживается определенный режим температуры и влажности.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Работа почти ювелирная и неподготовленным взглядом воспринимается непривычно. Обычно под сборкой космических двигателей понимается что-то более масштабное.

Зато в результате получаются вот такие красавцы.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Финальный этап экскурсии — музей предприятия. Здесь первым делом показывают историческую гордость, «лунный камин» — макет радиоизотопного теплогенератора, который был установлен на советских «Луноход-1» и «Луноход-2» и согревал электронику в холодные лунные ночи.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Разумеется, музейный образец не начинен полонием и не радиоактивен.

Еще одно направление производимых «ОКБ Факел» двигателей для космических аппаратов — термокаталитические. Они требуют химического топлива, но его разложение до газообразных компонентов происходит при помощи металлического катализатора, размещенного внутри двигателя. Для повышения интенсивности реакции катализатор нагревается подобно спирали электроплитки.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Термокаталитические двигатели имеют меньшую эффективность чем плазменные или даже химические двухкомпонентные, зато они позволяют создать более простую топливную систему. Обычно такие двигатели используются для ориентирования космических аппаратов и располагаются в блоках по несколько штук.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Особый интерес вызывает один музейный образец — стационарный плазменный двигатель, прошедший длительные испытания в вакуумной камере. Тысячи часов работы приводят к деградации поверхность двигателя под воздействием плазмы.

Изготовление Ð¿Ð»Ð°Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð²Ð¸Ð³Ð°Ñ‚ÐµÐ»ÐµÐ¹ в России Роскосмос, Калининград, Плазма, Видео, Длиннопост, Ракетный двигатель

Такие испытания позволяют повышать ресурс двигателей. Сейчас СПД обеспечивают гарантированную работу в течение нескольких тысяч часов. И, по словам представителей «ОКБ Факел», этот ресурс многократно подтвержден заказчиками, и новые заказы лучше всего говорят о качестве.

Источник

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану (shauey@yandex.ru) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано

Еще раз напомню, что посты теперь можно читать на канале в Телеграме

телеграм3

и как обычно в инстаграме.    Жмите на ссылки, подписывайтесь и комментируйте, если вопросы по делу, я всегда отвечаю.
инста3

Все авторские ролики загружаются на мой канал, поддержите его подпиской, кликнув по этой ссылке - Как это сделано или по этой картинке. Спасибо всем подписавшимся!




promo kak_eto_sdelano march 3, 2015 06:01 47
Buy for 150 tokens
За все время существования сообщества kak_eto_sdelano (с 2011 года) я перечитал более тысячи различных производственных репортажей, как с заводов, так и из мастерских, о различных технических сооружениях и технике, как военной, так и гражданской и спортивной. Сам подготовил и…

  • 1
Сейчас заплачу от умиления. Как всё благостно и хорошо, только вот зарплаты у инженеров там на уровне продавщицы в магазине.

да тебе что не покажи, будешь "рыдать", лишь бы авницом мазнуть.
еще про бабушек, детей и пенсии напиши.

Edited at 2019-04-19 10:27 am (UTC)

Непонятно одно - где взять газ в вакууме? Поскольку, как написано, принцип в ионизации газа.


умиляет дуйка под столом и чертежи на столе-книжке из хрущевки 86года.
нехватает ковра на стене.

современный вы наш, высокотехнолгичный

В каментах ожидается взрыв пуканов либеральных пидарасов.

Очень интересно, автору спасибо!

  • 1