Благодаря использованию композитного материала на основе углеродного волокна, ракета «Нейтрон» станет первой в мире крупномасштабной ракетой-носителем, созданной с применением композитных материалов на основе углеродного волокна.
Основываясь на предыдущем успешном опыте разработки малой ракеты-носителя «Электрон», компания Rocket Lab USA, ведущий американский производитель ракет-носителей и космических систем, разработала крупномасштабную ракету-носитель под названием «Нейтрон» с полезной нагрузкой 8 тонн, которая может использоваться для пилотируемых космических полетов, запуска крупных спутниковых группировок и исследования дальнего космоса. Ракета достигла прорывных результатов в области конструкции, материалов и многоразового использования.
Ракета «Нейтрон» — это новый тип ракеты-носителя, отличающийся высокой надежностью, многоразовым использованием и низкой стоимостью. В отличие от традиционных ракет, ракета «Нейтрон» будет разрабатываться в соответствии с потребностями заказчиков. По оценкам, более 80% спутников, запущенных в ближайшие десять лет, будут представлять собой спутниковые группировки со специальными требованиями к развертыванию. Ракета «Нейтрон» может специально удовлетворить такие особые потребности. Ракета-носитель «Нейтрон» совершила следующие технологические прорывы:
1. Первая в мире крупномасштабная ракета-носитель, использующая композитные материалы из углеродного волокна.
Ракета «Нейтрон» станет первой в мире крупномасштабной ракетой-носителем, использующей композитные материалы из углеродного волокна. В ракете будет применен новый, особый композитный материал из углеродного волокна, который отличается малым весом, высокой прочностью, способностью выдерживать огромные тепловые нагрузки и удары при запуске и входе в атмосферу, что позволит многократно использовать первую ступень. Для ускорения производства композитная конструкция ракеты «Нейтрон» из углеродного волокна будет изготавливаться с использованием автоматизированного процесса укладки волокон (AFP), который позволяет производить корпус ракеты из углеродного волокна длиной в несколько метров за несколько минут.
2. Новая базовая конструкция упрощает процесс запуска и посадки.
Многоразовое использование — ключ к частым и недорогим запускам, поэтому с самого начала проектирования ракета «Нейтрон» была наделена способностью к посадке, возвращению и повторному запуску. Судя по форме ракеты «Нейтрон», конусообразная конструкция и большое, прочное основание не только упрощают сложную структуру ракеты, но и исключают необходимость в посадочных опорах и громоздкой инфраструктуре стартовой площадки. Ракета «Нейтрон» не зависит от стартовой башни и может осуществлять запуски только со своей собственной базы. После выхода на орбиту и отделения второй ступени ракеты и её полезной нагрузки первая ступень возвращается на Землю и совершает мягкую посадку на стартовой площадке.
3. Новая концепция обтекателя выходит за рамки традиционного дизайна.
Уникальная конструкция ракеты «Нейтрон» также отражена в обтекателе, получившем название «Голодный бегемот». Обтекатель «Голодный бегемот» станет частью первой ступени ракеты и будет полностью интегрирован с ней; он не отделится от ракеты и не упадет в море, как традиционный обтекатель, а откроется, подобно пасть бегемота. Пасть откроется, чтобы выпустить вторую ступень ракеты и полезную нагрузку, а затем снова закроется и вернется на Землю вместе с первой ступенью. Ракета, приземлившаяся на стартовой площадке, представляет собой первую ступень ракеты с обтекателем, который можно быстро интегрировать во вторую ступень и запустить снова. Применение конструкции обтекателя «Голодный бегемот» позволяет увеличить частоту запусков и устранить высокие затраты и низкую надежность повторного использования обтекателей в море.
4. Вторая ступень ракеты обладает высокими летно-техническими характеристиками.
Благодаря конструкции обтекателя «Голодный бегемот», вторая ступень ракеты будет полностью закрыта обтекателем и корпусом во время запуска. Поэтому вторая ступень ракеты «Нейтрон» станет самой легкой второй ступенью в истории. Обычно вторая ступень ракеты является частью внешней конструкции ракеты-носителя и подвергается воздействию суровых условий нижних слоев атмосферы во время запуска. Установка обтекателя «Голодный бегемот» позволяет второй ступени ракеты «Нейтрон» не выдерживать давления в условиях запуска, что значительно снижает вес и, следовательно, обеспечивает более высокие космические характеристики. В настоящее время вторая ступень ракеты проектируется как одноразовая.
5. Ракетные двигатели, созданные для надежности и многократного использования.
Ракета «Нейтрон» будет оснащена новым архимедовым ракетным двигателем. Архимед разработан и изготовлен компанией Rocket Lab. Это многоразовый двигатель, работающий на жидком кислороде и метане, способный обеспечить тягу в 1 меганьютон и начальный импульс (НПИ) в течение 320 секунд. В первой ступени ракеты «Нейтрон» используются 7 архимедовых двигателей, а во второй ступени — 1 вакуумный вариант архимедовых двигателей. В конструкции ракеты «Нейтрон» используются легкие композитные детали из углеродного волокна, что исключает необходимость в слишком высоких характеристиках и сложности архимедового двигателя. Разработка относительно простого двигателя со средними характеристиками позволит значительно сократить сроки разработки и испытаний.
Дата публикации: 31 декабря 2021 г.
