Потенциальное воздействие этой разработки значительно, особенно для рабочей лошадки ISRO, Ракеты-носителя Полярного Спутникового Запуска (PSLV)
Индийская организация космических исследований (ISRO) объявила о значительном прорыве в ракетной технологии благодаря разработке новой легкой соплы из углеродно-углеродного (U-U) композита. Это новшество может существенно улучшить производительность и грузоподъемность ракет-носителей ISRO, что является ключевым достижением в возможностях исследования космоса.
 
Новшество было разработано в Центре космических исследований Викрама Сарабхаи (VSSC) в Тируванантапураме. 
 
В соответствии с информацией, предоставленной ISRO, разработка включала использование продвинутых углеродно-углеродных композитов для создания сопла, которое характеризуется превосходными механическими свойствами при высоких температурах. Это новое сопло отличается низкой плотностью, высокой удельной прочностью и превосходной жесткостью - атрибутами, которые критически важны для повышения эффективности ракетных двигателей.
 
Ожидается, что новое U-U сопло существенно улучшит такие важны параметры ракетных двигателей, как уровни тяги, удельный импульс и соотношение тяги к весу. 
 
По словам ISRO, потенциальное воздействие этого новшества весьма значительно, особенно для его рабочего ракетоносителя - полярного спутникового ракетоносителя (PSLV). На данный момент PS4, четвертая ступень PSLV, использует два двигателя со соплами, изготовленными из колумбиевого сплава. 
 
"Однако при замене этих металлических сопел на U-U сопла можно добиться снижения массы на примерно 67%. Предполагается, что такая замена увеличит грузоподъемность PSLV на 15 кг, что является значимым улучшением для космических миссий", - сказал ISRO.
 
Прочность и устойчивость
 
Одной из выдающихся особенностей U-U сопла является специализированное антиоксидационное покрытие из карбида кремния. Это покрытие значительно расширяет рабочие пределы сопла в окисляющих средах - характерной проблеме ракетных операций. Оно снижает тепловые напряжения и повышает коррозийную стойкость, что позволяет расширить рабочие температурные пределы. Эти улучшения обеспечивают долговечность и эффективность сопла в враждебной космической среде.
 
Эффективность и надежность нового сопла тщательно проверялись в Комплексе ракетного двигателя ISRO (IPRC), расположенном в Махендрагири, Тамилнад. Протокол тестирования включал 60-секундный горячий тест 19 марта 2024 года и более продолжительный 200-секундный горячий тест 2 апреля 2024 года. Эти тесты подтвердили работоспособность сопла и целостность оборудования, с температурами достигающими до 1216K, что соответствовало прогнозируемым результатам и демонстрировало прочные системные возможности.
 
Разработка нового сопла была результатом совместной работы нескольких центров ISRO. Центр жидкостных пропульсионных систем (LPSC) в Валиамала возле Тируванантапурама играл решающую роль в проектировании и настройке тестов. Между тем, IPRC был ответственен за инструментацию и исполнение этих тестов на своем полигоне высокогорных испытаний (HAT). Эта командная работа объединяет технологические достижения ISRO с подготовкой к миссиям.
 
Этот технологический прорыв значительно расширяет возможности рабочего ракетоносителя ISRO - PSLV. Он не только обещает поддержать более амбициозные космические миссии, но и открывает путь к прогрессу в других спутниковых ракетах-носителях. Увеличивая грузоподъемность, ISRO может предпринять более сложные и тяжелые миссии, возможно, включая космический пилотируемый полет и межпланетные исследования.
 
Успешная разработка и тестирование углеродно-углеродного сопла демонстрируют постоянное стремление ISRO к инновациям и совершенству в космической технологии. Ожидается, что этот прорыв будет играть ключевую роль в будущих исследованиях, внося свой вклад в растущую репутацию ISRO как лидера в мировых космических исследованиях.