Хотя с квалификационных испытаний действующего ракетного двигателя P120C для носителей Ariane 6 и Vega C прошло всего четыре года, ему уже подготовили замену: более мощный двигатель P160C. Новая разработка впервые прошла квалификационные испытания 24 апреля 2025 года и теперь готова к производству. Благодаря P160C европейские ракеты смогут выводить на орбиту на 20 % больше полезной нагрузки за каждый запуск.

Эволюция ракеты Vega. Источник изображения: ESA

Квалификационные испытания двигателя P160C прошли на стенде твердотопливных ускорителей (BEAP) на Европейском космодроме во Французской Гвиане, которым управляет Французское космическое агентство (CNES). Двигатели заправляются топливом в ангарах космодрома, хотя его компоненты производятся в Европе. Разработкой нового двигателя, а также его производством совместно занимаются компании ArianeGroup и Avio в рамках их совместного предприятия Europropulsion.

Новый двигатель отличается увеличенным запасом топлива — 156 тонн, что на 14 тонн больше, чем у P120C. За счёт этого его длина возросла на метр и теперь составляет 14,5 м. Как и его предшественник, P160C будет использоваться в первой ступени лёгкой ракеты-носителя Vega C, а также в качестве боковых ускорителей тяжёлой ракеты Ariane 6. Первые запуски с использованием нового двигателя ожидаются в 2027 году. P160C станет одним из крупнейших в мире цельнокомпозитных твердотопливных ракетных двигателей.

Двигатель состоит из трёх основных компонентов. Основной корпус производится компанией Avio в Коллеферро (Италия) методом намотки нитей и автоматизированного наложения углеродно-эпоксидных слоёв. Сопло, изготовленное ArianeGroup на заводе в Ле-Эйяне близ Бордо (Франция), выполнено из композитных материалов и выдерживает температуру до 3000 °C. Оно оснащено шарниром для управления полётом ракеты. Топливная загрузка и финальная сборка двигателя осуществляются дочерними компаниями Regulus и Europropulsion во Французской Гвиане.

Третьим элементом P160C является алюминиевый воспламенитель из углеродного волокна, который обеспечивает правильное зажигание двигателя. Он производится под контролем Avio компанией Nammo в Рауфоссе, Норвегия.

Через два-три года в рамках программы NASA Artemis может состояться возвращение человека на Луну. На этот раз будут использоваться более тяжёлые посадочные модули, чем в программе «Аполлон». Поэтому накопленный ранее опыт взаимодействия двигателей модулей и лунной поверхности необходимо адаптировать к новым условиям. Бесконтрольно разлетающийся под действием реактивных струй лунный реголит представляет опасность, и это следует учесть.

Источник изображения: NASA

Специалисты NASA будут тестировать поведение имитатора реголита под действием реактивных струй от экспериментального двигателя в вакуумной камере — в частности, в 18-метровой камере Исследовательского центра NASA им. Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния. До отправки в Вирджинию двигатель был собран и более 30 раз испытан в вакууме и дважды при атмосферном давлении в другом центре NASA — Центре космических полётов им. Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама.

Сам двигатель был спроектирован и изготовлен в Университете штата Юта (Utah State University). Его конструкция довольно интересна: это гибридный ракетный двигатель, работающий на комбинации твёрдого топлива и газообразного кислорода. Во многом он изготовлен с применением 3D-печати. Конструкция была создана специально для проведения испытаний по воздействию реактивной струи на имитатор лунной поверхности.

«Запуск гибридного ракетного двигателя с целью воздействия на имитатор лунного реголита в вакуумной камере не осуществлялся на протяжении десятилетий», — поясняют специалисты NASA. Похоже, в последний раз это происходило в ходе разработки программы «Аполлон».

«NASA сможет использовать данные, полученные в ходе испытаний, и масштабировать их в соответствии с условиями полёта, чтобы лучше понять физику процесса, уточнить наши модели и в конечном итоге сделать посадку на Луну более безопасной для астронавтов миссии Artemis», — добавляют в агентстве.

Лунный реголит под действием реактивных струй посадочного модуля может проседать, разлетаться и, в конечном итоге, образовывать неровности на поверхности Луны. Это приведёт к нестабильной работе двигателей посадочного модуля и увеличит вероятность аварии. Также разлетающийся реголит может повредить сам модуль, полезную нагрузку или элементы инфраструктуры на Луне. Все эти риски необходимо предусмотреть и быть к ним готовыми, чем NASA и займётся в ближайшие месяцы.

Британский стартап Pulsar Fusion представил концепцию космического буксира Sunbird на термоядерной тяге. Небольшая ракета на линейном приводе прямого синтеза должна будет очень быстро доставлять грузы в пределах Солнечной системы. Испытания в космосе концепции двигателя на термоядерной тяге запланированы на 2027 год. При достаточном финансировании прототип буксира будет создан к 2030 году. Источник финансирования пока не определён.

Источник изображений: Pulsar Fusion

Сегодня все космические агентства и ряд компаний ведут разработки ракетных двигателей на ядерной тяге. Используя энергию ядерного деления (распада), предлагается либо вырабатывать электричество для питания ионных ракетных двигателей, либо испарять рабочее тело — например, воду — для создания реактивной тяги. В любом случае ядерные двигатели обеспечивают значительно более длительный цикл непрерывной работы с меньшими затратами топлива, чем ракеты на химическом топливе.

Термоядерные реакции синтеза выделяют в четыре раза больше энергии, чем реакции ядерного деления. Благодаря этому ракеты на термоядерной тяге смогут разгоняться до впечатляющих скоростей — до 800 000 км/ч, используя минимальное количество топлива. До Марса ракета с таким двигателем может добраться за два–три месяца, а путь к Сатурну или Юпитеру сократится до пары лет.

В своём видении будущего компания Pulsar Fusion представляет сеть заправочных станций в Солнечной системе, к которым время от времени будут причаливать термоядерные буксиры. Затем они будут захватывать обычные ракеты и перемещать их по системе. Ближе к месту назначения ракеты будут отцепляться от буксиров, запускать свои химические двигатели и завершать полёт самостоятельно.

Разработку концепции термоядерного буксира Sunbird финансирует Космическое агентство Великобритании. В этом году компания Pulsar Fusion намерена отправить в космос элементы будущей электроники для ракеты, чтобы убедиться в её работоспособности в условиях невесомости. Элементы привода прямого синтеза (DFD) планируется отправить в космос в 2027 году. Разработчик отмечает, что термоядерный синтез «естественен» для вакуума, тогда как для Земли — нет. В любом случае, в отличие от термоядерных реакторов на Земле, предназначенных для выработки электричества, термоядерный реактор в основе ракетного двигателя должен оказаться значительно проще.

Ракетный термоядерный двигатель не потребует длительного удержания плазмы — все продукты синтеза будут сразу же превращены в реактивную струю и покидать двигатель, создавая тягу. Это значительно упростит конструкцию двигателя, что всё ещё технически сложно для токамаков и стеллаторов. Кроме того, ракетный двигатель будет иметь линейную рабочую камеру, что упрощает конфигурацию магнитного поля для удержания плазмы на расстоянии от стенок камеры. Наконец, для работы термоядерного ракетного двигателя необязательно добиваться положительного энергетического выхода термоядерной реакции — любая реакция, даже с энергетическим дефицитом, может использоваться для создания тяги.

В качестве топлива компания Pulsar Fusion рассматривает использование дейтерия и гелия-3. В процессе синтеза будут возникать не нейтроны, как в случае реакций на термоядерных электростанциях на Земле, а протоны. Протоны позволяют создавать более мощную тягу, практически не образуя при этом радиоактивных отходов.

Американская компания Miles Space рассекретила данные о работе созданного ею электроплазменного ракетного двигателя. Параметры тяги, удельного импульса и потребляемой двигателем мощности побили все возможные рекорды, поразив своей высочайшей эффективностью. Двигатель впервые испытали в космосе в сентябре 2024 года на европейском кубсате, но подробности всплыли только сейчас.

Подготовка к статическим огневым испытаниям двигателя. Источник изображения: Miles Space

Обычно в качестве рабочего тела в электроплазменных ракетных двигателях используются нейтральные газы, например, ксенон. Переход на водяное топливо обещает удешевить эксплуатацию подобных двигателей и, что более важно, позволит обеспечивать дозаправку ракет в космосе вдали от центров производства топлива.

«У нас есть плазменный двигатель на основе водяного пара, который работает на такой низкой мощности, что люди в это не верят», — пояснил SpaceNews генеральный директор Miles Space Брэд Берксон (Brad Berkson).

Во время испытаний на европейском кубсате формата 1U в сентябре 2024 года двигатель Miles Space Poseidon M1.5 продемонстрировал свою эффективность для таких задач, как сведение спутников с низкой околоземной орбиты, когда двигатели работают в течение длительного времени, пояснил инженер, изучивший телеметрию демонстратора.

Двигатель M1.5 объёмом 10 см³ создавал тягу в 37,5 мН в течение 5 минут при удельном импульсе в 4800 секунд и потребляемой мощности 1,5 Вт. Для сравнения, гидразиновый двигатель обеспечивает в десять раз большую тягу, но работает с меньшим удельным импульсом (200–300 с), а двигатели на эффекте Холла могут обеспечивать аналогичную силу тяги при меньшем удельном импульсе, но для этого может потребоваться в сотни раз большая мощность. Таким образом, двигатель Miles Space на воде способен обеспечить лучшую манёвренность при прочих равных условиях.

Интересно отметить, что двигатель Poseidon M1.5 был разработан всего за два года с помощью нейронных сетей. Инженеры задали начальные условия, включая объёмы рабочих камер, расположение выходных отверстий и другие параметры, а затем отбирали лучшие варианты. В результате получился эффективный электроплазменный ракетный двигатель, в котором вода превращается в водяной пар, затем пар ионизируется, а ионы разгоняются в электрическом поле, создавая тягу.

Как сообщил «Росатом», учёные корпорации совместно с коллегами создали и испытали лабораторный прототип плазменного электрореактивного ракетного двигателя на базе магнитно-плазменного ускорителя. Отличительной чертой разработки стали повышенные параметры тяги (не менее 6 Н) и удельного импульса (не менее 100 км/с). Промышленная реализация подобной установки позволит доставить ракету на Марс за 30–60 дней, что значительно снизит опасность полётов на Красную планету.

Источник изображений: «Росатом»

«Сейчас полет на Марс на обычных двигателях может занимать почти год в одну сторону, что опасно для космонавтов из-за космического излучения и воздействия радиации. Использование же плазменных двигателей может сократить миссию до 30–60 дней, то есть можно будет отправить космонавта к Марсу и обратно. Создание прототипа — один из наиболее важных этапов проекта, поскольку он определяет, будет ли в дальнейшем такой двигатель пригоден для космических “ядерных буксиров”, возможно ли будет снизить затраты на их производство в целом», — прокомментировал сообщение первый заместитель генерального директора по науке научного института «Росатома» в Троицке Алексей Воронов.

На площадке в Троицке создаётся испытательная установка для проверки данного прототипа и других перспективных моделей в условиях, приближённых к космическому пространству. Вакуумная камера стенда имеет диаметр 4 м и длину 14 м. Для испытаний двигателей предусмотрена эффективная система отведения тепла из камеры.

Средняя мощность такого двигателя в импульсно-периодическом режиме достигает 300 кВт. Плазменные электрореактивные ракетные двигатели уступают по тяге химическим двигателям, но благодаря намного более экономному расходу топлива — рабочего тела, которое превращается в ионы и с ускорением вылетает из дюз ракеты — они способны разгоняться до значительно более высоких скоростей. Их главное преимущество — высочайшая эффективность, а для полётов в дальние уголки Солнечной системы это ключевой фактор.

General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS) сообщила, что стала первой, кто испытал ядерное ракетное топливо в условиях максимально приближённых к эксплуатационным. Топливные сборки подверглись на стенде воздействию агрессивной водородной среды при нагреве до 2326 °C в течение 20 мин. Такое время ядерный ракетный двигатель работает при разгоне и соответственно создаёт максимальную нагрузку на топливо. Сборки GA-EMS не расплавились и остались неповреждёнными.

Источник изображения: GA-EMS

Известно, что военные США в рамках программы DARPA DRACO заключили контракт с компанией Lockheed Martin на сумму $499 млн на разработку ракеты на тепловом ядерном двигателе (NTP). Такой двигатель работает на нагреве рабочего тела, подаваемого в активную камеру реактора. В качестве рабочего тела выбран водород. Ядерная реакция распада будет нагревать водород, и использовать его выброс из сопла для создания реактивной тяги. Ядерное топливо в таких условиях будет подвергаться агрессивному воздействию перегретого водорода и необходимо заранее знать, как долго оно сможет оставаться рабочим.

Тестирование проводилось на установке CFEET в Центре космических полетов NASA имени Маршалла (MSFC). Как утверждают в GA-EMS, компании неизвестно о других случаях подобной проверки — они были первыми. На стенде топливо было подвергнуто шести 20-минутным термическим циклам. Каждый из циклов соответствует режиму полной тяги теплового ядерного двигателя. При этом в камеру с топливом подавался нагретый до 2326 °C водород. Проверка показала, что после всех испытаний топливные сборки оказались неповреждёнными и не получили дефектов.

«Недавние результаты испытаний являются важной вехой в успешной демонстрации конструкции топлива для реакторов NTP, — сказал Скотт Форни (Scott Forney), президент GA-EMS. — Топливо должно выдерживать экстремально высокие температуры и воздействие горячего газообразного водорода, с которыми обычно сталкивается реактор NTP, работающий в космосе. Мы очень воодушевлены положительными результатами испытаний, доказывающими, что топливо способно выдерживать такие условия эксплуатации, что приближает нас к реализации потенциала безопасных и надёжных ядерных тепловых двигателей для полётов к Луне и в дальний космос».

Потенциал ядерных ракетных двигателей таков, что он позволит долететь до Марса за 45 суток, тогда как ракета на классическом жидкостном ракетном двигателе будет добираться до Красной планеты 6–7 месяцев, что, скажем прямо, крайне опасно для здоровья экипажа. Сокращение времени в пути обещает в принципе изменить подход к осуществлению космических миссий.

Искусственный интеллект взял новую высоту — за три недели с нуля спроектировал работающий клиновоздушный ракетный двигатель, вокруг которого ракетостроители ходят кругами уже более 70 лет. Отпечатанная затем на 3D-принтере модель жидкостного ракетного двигателя проработала 11 секунд в огневом тесте, развив тягу 5 кН.

Источник изображений: LEAP 71

За проектирование двигателя отвечает компания LEAP 71, зарегистрированная в Дубае (ОАЭ). Изготовлением его частей из медного сплава CuCrZr методом аддитивной печати и лазерного плавления занимается немецкая компания AMCM. Испытания проводятся на полигоне Airborne Engineering в Уэскотте, Великобритания. Ранее в этом году LEAP 71 показала прототип обычного жидкостного ракетного двигателя, также разработанного ИИ и изготовленного на 3D-принтере. Над клиновоздушным ракетным двигателем ИИ пришлось попотеть. Если обычный двигатель он проектировал за две недели, то на проект клиновоздушного ушло целых три.

Клиновоздушные ракетные двигатели (aerospike) были предложены в 50-х годах прошлого века. Они интересны частично открытым соплом, что даёт возможность обтекающего ракеты потоку встречного воздуха служить виртуальной второй половинкой сопла. Это означает, что кривизна сопла будет изменяться по мере подъёма ракеты из-за постепенного разрежения воздуха. Из этого следует, что клиновоздушный ракетный двигатель будет одинаково эффективен на всех высотах, тогда как двигатели с обычным соплом эффективны лишь на отдельных участках полёта, поэтому у ракеты несколько ступеней с разными двигателями.

Интерес к двигателям типа aerospike вернулся на фоне проектирования многоразовых ракет и космических самолётов. По-хорошему, самолёт не должен быть многоступенчатым. Наконец, клиновоздушные ракетные двигатели в целом должны потреблять меньше топлива на доставку грузов в космос. В свете борьбы с потеплением и позиций экономии в космосе — это тоже важно.

Компания LEAP 71 создала нейронную сеть Noyron, которая научена проектировать механизмы и любые конструкторские решения без использования программ CAD. Компания успешно показала работу ИИ в сфере проектирования ракетных двигателей, но также утверждает, что Noyron способна проектировать не только ракетные двигатели, но и игрушки, а также тяжёлую технику. Программе задаются входные параметры, а на выходе получается готовое устройство. Похоже, под давлением ИИ ещё одну профессию ждёт трансформация. На этот раз это работа инженера-конструктора, хотя люди пока сами неплохо справляются даже с проектированием клиновоздушных двигателей, если это нужно.

Китайская компания Space Transportation опубликовала видео первого лётного испытания прямоточного воздушно-реактивного двигателя с детонацией. Он предназначен для самолётов, которые будут летать со скоростью около 4 Махов, что в два раза быстрее сверхзвуковых Ту-144 и «Конкордов». Двигатель был испытан в составе ракеты. Первые лётные испытания на самолёте запланированы на 2027 год.

Двигатель JinDou400. Источник изображения: Space Transportation

Двигатель JinDou400 (Jindouyun) длиной 3 м и диаметром 30 см обеспечил тягу 400 кг и разогнался до скорости 5000 км/ч на высоте более 20 км. Испытания прототипа двигателя состоялись в конце октября. Окончательная конструкция двигателя была испытана в полёте 9 декабря.

В процессе работы двигателя возникает серия взрывов в камере сгорания, которые создают фронт ударной волны. Это обеспечивает увеличенную тягу при сохранении расхода топлива. Воздух для сжатия топлива и последующей детонации поступает прямо в двигатель в процессе движения, что устраняет необходимость в компрессорах и турбинных компонентах. Это упрощает конструкцию, улучшает соотношение тяги к весу и снижает затраты.

Рендер будущего самолёта

Первый полноценный пассажирский маршрут на гиперзвуковом самолёте с представленными двигателями компания Space Transportation обещает открыть в 2030 году. Маршрут будет прямым: самолёт, например, сможет преодолеть расстояние между Пекином и Нью-Йорком за 2 часа. Сейчас на это уходит 15,5 часов в случае рейса без пересадок.

Испытания подтвердили надёжность и управляемость прямоточного детонационного реактивного двигателя. Двигатель выполнен модульным и частично изготовлен с помощью 3D-печати. Простая конструкция, немногочисленные компоненты и отсутствие механических узлов делают изделие высоконадёжным и относительно недорогим. Помимо полётов между различными точками мира, будущий гиперзвуковой самолёт сможет доставлять туристов в космос на суборбитальные высоты по цене, на порядок ниже текущей.

Компании Ad Astra и Space Nuclear Power Corporation объединили усилия по созданию комбинированной ядерно-электрической силовой установки для ускорения полётов по Солнечной системе. Плазменной двигательной установкой занимается Ad Astra, а источником энергии на распаде ядер — SpaceNukes. Испытания прототипа ожидаются в конце десятилетия с началом коммерциализации к середине 30-х годов, что позволит резко сократить время полёта к Марсу и дальше.

Источник изображений: techspot.com

Проектированием систем электрического (плазменного) ракетного двигателя VASIMR компания Ad Astra занимается более 20 лет. Двигатель VASIMR или магнитоплазменная ракета с переменным удельным импульсом (variable specific impulse magnetoplasma rocket) как и любой другой ионный ракетный двигатель работает за счёт использования мощных электромагнитных полей для ионизации и ускорения топлива (рабочего тела), создавая высокоскоростной плазменный выброс.

Плазменные или ионные двигатели экономичны, но их тяга очень низкая. Проблему со слабой тягой может решить мощный источник питания от выбора которого, кстати, ионные двигатели не зависят — подойдёт любой. Для двигателя VASIMR требуются источники питания мощностью в несколько сотен киловатт. Прототип VASIMR VX-200, например, требует 200 кВт входной мощности. Подобную и более высокую мощность не смогут обеспечить ни радиоизотопные источники питания, ни солнечные батареи — энергетическая основа современной космонавтики.

Теперь поддержку Ad Astra решает оказать компания SpaceNukes. В 2018 году она показала прототип портативного космического ядерного реактора мощность 1 кВт и пообещала представить 10-кВт источник электричества с продолжительностью работы не менее 10 лет. Объединение усилий позволит создать интегрированную силовую ядерно-электрическую установку для космических кораблей. Если планы компаний будут воплощены в жизнь, то появится возможность достичь Марса и вернуться обратно за считанные месяцы, вместо примерно двух лет, как это возможно с использованием современных двигателей на химическом топливе.

Американский стартап Astro Mechanica провёл первые испытания революционного реактивного двигателя, который одинаково эффективно ведёт себя как на дозвуковых скоростях, так и на скоростях много выше скорости звука. Если бы такие двигатели стояли на «Конкордах», они могли бы летать на 61 % дальше, заявляют разработчики. В планах создать оснащённый такими двигателями самолёт и совершить на нём перелёт из Сан-Франциско в Токио.

Источник изображений: Astro Mechanica

Традиционные турбовентиляторные и турбореактивные авиационные двигатели оптимизированы каждый для своей области. Первые эффективны для полётов на дозвуковых скоростях, а вторые — на сверхзвуковых. Но в каждом из них есть система подачи воздуха через компрессор для создания условий эффективного сгорания топлива и образования реактивной струи. И в каждом случае компрессия создаётся за счёт набегающего потока воздуха и работы соответствующих механизмов двигателей.

На разных скоростях объёмы потока воздуха разные — для турбовентиляторного двигателя избыточные на сверхзвуковых скоростях, а для турбореактивного двигателя недостаточные на дозвуковых. Идея Astro Mechanica в том, чтобы поручить работу по накачке гибридного двигателя воздухом компрессору на отдельных электрических двигателях, подобных тем, которые устанавливаются в электромобили (такие электродвигатели сегодня самые эффективные из выпускаемых промышленностью). В схеме Astro Mechanica адаптивный гибридный двигатель работает с участием двух независимых электродвигателей: для вентилятора в турбовентиляторном блоке и для компрессора для турбореактивной части двигателя.

Как нетрудно понять, электродвигатели могут создавать оптимальные режимы работы для турбовентиляторного блока и турбореактивного вне зависимости от развиваемой самолётом скорости. За счёт этого двигатели могут работать в трёх режимах: на дозвуковой скорости, на сверхзвуковой и даже на гиперзвуковой, когда они фактически становятся прямоточными реактивными двигателями. Недостаток или избыток воздуха компенсируются работой электродвигателей. Такая адаптивная схема подстройки режимов позволит эффективно использовать топливо на протяжении всего полёта от рулёжки к ВПП до взлёта и приземления. «Конкорды» тратили по две тонны топлива только на перемещение от места посадки к полосе для взлёта.

Некоторое время назад Astro Mechanica провела тестовый запуск третьего поколения своего адаптивного реактивного двигателя с увеличением мощности до 30 % от номинальной. В перспективе компания намерена создать прототип реактивного самолёта с четырьмя двигателями собственной разработки и двумя двигателями GE CT7 для совершения беспосадочного сверхзвукового перелёта из Сан-Франциско в Токио. Компания создана всего три года назад и насчитывает восемь сотрудников, но её амбициям позавидуют даже матёрые разработчики авиационных двигателей.

29 октября 2024 года над Балтийским морем немецкий стартап Polaris Raumflugzeuge провёл испытательный полет масштабного прототипа самолёта MIRA II с клиновидным ракетным двигателем на борту. Двигатель включался всего на 3 секунды, но это было первое в мире испытание КРД в воздухе, а не в лаборатории. И оно было успешным.

Источник изображений: Polaris Raumflugzeuge

Клиновоздушные ракетные двигатели (aerospike) были предложены около 70 лет назад. Они представляют собой две соединённые половинки колокола — дюзы, тогда как вторая половина дюз отсутствует и её роль играет набегающий поток воздуха. За счёт этого достигается средняя эффективность ракетных двигателей (дюз) на всех высотах. В противном случае кривизна сопел должна быть своя для каждой высоты, что означает многоступенчатую конструкцию ракеты, где своё сопло для атмосферы и своё — для безвоздушного пространства. КРД идеальны для космопланов, которым ступенчатая конструкция не подходит.

Стартап Polaris Raumflugzeuge смог заключить контракт с Федеральным ведомством по оборудованию, информационным технологиям и технической поддержке бундесвера (BAAINBw) на разработку и создание космопланов с клиновоздушными ракетными двигателями. До 2000-х годов было несколько попыток создать работающие прототипы, но все они потерпели крах. КРД более сложны в производстве, управлении и охлаждении. До появления современных материалов и систем управления они уступали традиционным ракетным двигателям как по стоимости, так и по надёжности.

Немецкий стартап Polaris Raumflugzeuge попытался провести первый испытательный полёт маломасштабного прототипа MIRA I длиной 4,5 м с двигателем КРД летом этого года, но прототип опрокинулся и сгорел, даже не взлетев. Взамен компания изготовила два 5-м прототипа: MIRA II и MIRA III. В двадцатых числах октября MIRA II совершил несколько пробных полётов на четырёх керосиновых турбореактивных двигателях, которые пока являются для модели основными. А 29 октября впервые в воздухе на 3 секунды был запущен линейный клиновоздушный ракетный двигатель на топливной смеси из жидкого кислорода и керосина. Это испытание стало первым в мире запуском КРД в воздухе.

Прототип MIRA I

Вслед за 5-м прототипами MIRA II и III компания обещает построить 8-м прототип Nova. После испытаний Nova начнётся создание полноразмерного многоразового космоплана Aurora.

Современные гиперзвуковые ракеты достигают максимальных скоростей лишь на этапе снижения, что для настоящей гиперзвуковой авиации и ракетной техники неприемлемо. Проблема тут в отсутствии подходящих двигателей, поскольку классические турбины для гиперзвуковых самолётов не годятся. Выход может быть в прямоточных реактивных двигателях в комбинации с эффектом ротационной детонации. В США представили такой и готовы испытать на беспилотнике в 2025 году.

Рендер самолёта на двигателях VDR2. Источник изображений: Venus Aerospace

Разработка инновационного двигателя проведена совместно компаниями Velontra и Venus Aerospace. Последняя работает с DARPA по программе создания ротационного детонационного двигателя для ракет и уже добилась определённых успехов. Например, ещё в феврале был испытан беспилотник с прототипом двигателя RDRE (rotating detonation rocket engine), а в марте стало известно о стендовых статических огневых испытаниях соответствующей силовой установки.

Вместе с Velontra специалисты Venus Aerospace создали прототип прямоточного воздушно-реактивного ротационного детонационного двигателя VDR2 с малым лобовым сопротивлением для гиперзвуковых самолётов. Запуск демонстратора с двигателем VDR2 запланирован на 2025 год. Проект был показан недавно на мероприятии Up.Summit в Бентонвилле, штат Арканзас. Заявлено о создании двигателем тяги 2000 фунтов (0,907 т).

Двигатель VDR2 в разрезе

На этапе разгона до гиперзвуковой скорости VDR2 работает как прямоточный реактивный двигатель. У него нет никаких подвижных частей, что делает конструкцию простой и недорогой в изготовлении и обслуживании. То же самое относится к ротационно-детонационной части двигателя. Она представлена двумя соосными цилиндрами один в другом. Топливо впрыскивается в простенок и поджигается. Возникает взрыв и ударная волна, движущаяся по простенку подобно торнадо. Такое решение повышает КПД — увеличивает плотность газов и фактически переводит в тягу больше энергии топлива. Подобные двигатели, помимо разгона до гиперзвуковых скоростей, обещают экономить до 15 % горючего.

Хотя принципиально VDR2 очень простой, сложной его частью является система регулирования подачи топлива. Подобные двигатели должны вывести авиацию и ракетостроение на новый уровень и разрабатываются также в России, Китае и в других развитых странах. На самолётах с такими двигателями, которые будут разгонять их до скоростей от 6 до 9 Маха, можно будет долететь в любую точку Земли всего за час.

Новозеландская компания Dawn Aerospace сообщила о проведении нового цикла испытаний прототипа космоплана Mk-II Aurora с ракетным двигателем на керосине и перекиси водорода. Прототип превзошёл прежние показатели скорости и высоты подъёма в 3 и 5 раз соответственно. Он разогнался почти до скорости звука и должен будет вскоре её преодолеть, чтобы когда-нибудь обеспечить до двух запусков полезной нагрузки в сутки в стратосферу или на низкую орбиту.

Источник изображений: Dawn Aerospace

Год назад прототип космоплана Mk-II Aurora длиной 4,5 м мог разгоняться всего до 315 км/ч и поднимался на 1800 м. Но в ходе последней серии испытаний ранее этим летом прототип поднялся на высоту 15 000 м и разогнался до скорости 0,9 Маха. До преодоления звукового барьера осталось всего ничего. Это будет сделано позже прототипом Mk-IIA, а прототип Mk-IIB достигнет гиперзвуковых скоростей.

Целью компании Dawn Aerospace заявлено создание многоразового средства доставки небольшой полезной нагрузки на высоту от 30 до 100 км, а также вывод до 250 кг полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту в случае использования одноразовой верхней ступени. В стратосферу самолёт на ракетном двигателе сможет поднимать до 900 кг полезного груза. Как считают в Dawn Aerospace, заявленный диапазон высот не охвачен как воздушными шарами, так и спутниками.

Стратегия компании заключается в том, чтобы подбираться к многоразовым средствам доставки полезной нагрузки постепенно, осваивая всё более сложные миссии как по объёму груза, так и по высотам. Главным преимуществом предложенного подхода и его реализации в виде космоплана с фактически ракетным двигателем является возможность скорейшей подготовки судна к повторному запуску. В течение суток космоплан может совершать два полноценных коммерческих полёта.

Компания Rocket Lab сообщила, что 8 августа 2024 года впервые произвела статические огневые испытания нового ракетного двигателя Archimedes. Что важно, испытанный двигатель — не какой-то прототип или полусырой продукт. Это фактически лётный экземпляр, что позволит осуществить первый запуск ракеты с новыми двигателями уже до середины 2025 года.

Источник изображения: Rocket Lab

Испытания «Архимеда» состоялись в Космическом центре NASA имени Джона Стенниса в округе Ханкок, штат Миссисипи. Двигатель развил тягу в 102 % мощности, что примерно соответствует развиваемой мощности в 75 т на уровне моря. Время работы двигателя компания не сообщила, поэтому трудно судить о его готовности к полётам. Впрочем, двигатель ещё не прошёл все этапы квалификации и не сертифицирован для установки на ракету.

Двигатели Archimedes компания Rocket Lab создаёт для установки новую на частично многоразовую среднюю ракету Neutron. На первой ступени «Нейтрона» будет 7 «Архимедов», а на второй — один для работы в вакууме. Особенностью новой ракеты станет обтекатель, интегрированный с первой ступенью. Он будет не сбрасываться, а станет раскрываться как бутон цветка или ракушка моллюска, чтобы выпускать для дальнейшего самостоятельного полёта верхнюю ступень.

Сообщение об успешном испытании нового двигателя на топливной паре метан/кислород компания Rocket Lab приурочила к объявлению результатов второго квартала 2024 года. В отчётный период выручка компании увеличилась до рекордного значения $106,3 млн. Хороший результат, хотя Rocket Lab по-прежнему сообщает о регулярных квартальных убытках. Во втором квартале, например, она понесла их на сумму $41,6 млн. Многоразовая ракета «Нейтрон», которая придёт на смену или дополнит одноразовую лёгкую ракету «Электрон» компании, поможет ей уйти от убытков и стать прибыльной.

В сети X (бывшей Twitter) глава компании SpaceX Илон Маск (Elon Musk) показал изображение первого прожига первого серийного экземпляра нового ракетного двигателя — Raptor 3 (SN1). Фотография сделана 9 августа на полигоне МакГрегор в штате Техас. Интересно отметить, что её могло бы не быть, но к публикации подтолкнул провокационный пост в сети X главы компании ULA Тори Бруно (Tory Bruno).

Нажмите, чтобы раскрыть изображение. Источник изображения: SpaceX

Бруно прокомментировал демонстрацию первого экземпляра Raptor 3 в том духе, что это действительно отличная работа, но зачем показывать полусобранный двигатель без обвеса из датчиков и трубопроводов? И действительно, двигатель Raptor 3 на изображении выглядит слишком… голым, что ли. Нет привычного нагромождения вокруг верхней части сопла труб и прочего. Немудрено, что ветеран ракетостроения усомнился в том, что Маск показал полностью готовое к эксплуатации устройство.

Между тем, Маск сразу заявил, что все трубы и датчики в метановом Raptor 3 перенесены внутрь двигателя. В этом помогло использование 3D-печати металлами. За счёт этого также удалось обеспечить необходимое охлаждение этим компонентам и выбросить из конструкции тяжёлые и объёмные тепловые экраны. Теперь в них нет нужды. Тем самым удалось создать шедевр минимализма в области производства жидкостных ракетных двигателей.

В ответ на сарказм Бруно Илон Маск просто показал работающий Raptor 3 в том же «упрощённом» виде, как на фотографии со склада. Гвинн Шотвелл (Gwynne Shotwell), президент SpaceX, также продублировала эту картинку со словами «Хорошая работа для “полусобранного” двигателя» и добавила в конце смеющийся смайлик.

Также Маск пояснил, что все белые части двигателя на фотографии на самом деле чёрные, только покрыты льдом, чем подчеркнул впечатляющее регенеративное охлаждение компонентов двигателя без навесного защитного оборудования. Что же, действительно хорошая работа!