• Благодаря финансированию DASA Университет Глазго успешно испытал ракету-аутофаг, которая использует собственный фюзеляж в качестве топлива.
• Эта технология может помочь значительно снизить сухую массу ракет-носителей, увеличить долю полезной нагрузки и облегчить миниатюризацию.
• DASA сыграла ключевую роль в предложении гибкого и ориентированного на результат подхода к финансированию, который помог инженерам достичь своей цели — продемонстрировать осуществимость самопоедающейся ракеты.

Идея ракеты, поглощающей собственный фюзеляж, была в умах инженеров с 1938 года. Это связано с тем, что традиционные ракеты-носители огромны и дороги, что создает проблемы с затратами и логистикой, когда дело доходит до запуска ракет с меньшей полезной нагрузкой.

Обычные ракеты уменьшают свой вес после запуска за счет ступени, где каждая ступень функционирует как независимая ракета-носитель, способная выдерживать вес ступени над ней, расходовая ее топливо, отключаясь и постепенно опускаясь.

Однако ракета-аутофаг (в переводе с латыни самопоедание) постоянно использует в качестве топлива собственный фюзеляж. Это усовершенствованное решение позволяет вместо этого использовать высвободившуюся массу для полезной нагрузки.

Благодаря финансированию DASA и изобретательности инженеров Университета Глазго эта инновационная концепция стала ближе к реальности.

Маленькая ракета с большим аппетитом

Инженеры Университета Глазго разрабатывают концепцию ракеты-аутофага с 2016 года и впервые обратились за финансированием к DASA через открытый конкурс в 2019 году. Здесь гибкий и ориентированный на результат подход DASA, делающий упор на сотрудничество и адаптацию посредством постепенного прогресса, принес большую пользу небольшая инженерная команда с ограниченными ресурсами. Такой подход предоставил им возможность развивать свою идею в течение следующих нескольких лет.

Команда столкнулась с различными инженерными препятствиями, включая поддержание структурной целостности фюзеляжа во время впрыска и объединение конструкционного топлива с другим жидким топливом. Команда изучила такие варианты, как улучшение воздухозаборника двигателя для оптимизации впрыска топлива, включение таких методов, как импульсное сгорание, для создания скачков давления для облегчения установки фюзеляжа.

О работе с DASA профессор Патрик Харкнесс из инженерной школы имени Джеймса Уотта при Университете Глазго сказал:

Нашей команде понравилось работать с DASA. Обсуждение нашей идеи и подача нашего предложения были очень совместными, и реализация ощущалась как общее усилие с положительным вкладом всех сторон. Концепция аутофагов, по-видимому, предлагает более непрерывное решение уравнения Циолковского по сравнению с традиционным поэтапным подходом, и мы с нетерпением ждем возможности воплотить это в жизнь в ближайшие годы.

Ракета Скран

Перенесемся в 2023 год: команда Университета Глазго успешно испытала новый самоподдерживающийся аутофаговый двигатель.

Судебный процесс состоялся в июле 2023 года на базе MachLab на авиабазе Махриханиш. Во время испытаний ракетный двигатель с тягой в 100 ньютонов использовал отходящее тепло сгорания для плавления полиэтиленового пластика фюзеляжа. Расплавленный пластик фюзеляжа затем направлялся в систему сгорания двигателя, эффективно производя дополнительное топливо в дополнение к жидкому топливу.

Испытания не только продемонстрировали, что расплавленный полиэтилен может служить источником топлива, но также и то, что пластиковый фюзеляж оказался способен выдерживать необходимые силы для доставки топлива к двигателю, что является решающим аспектом в создании осуществимой концепции полета. В ходе испытаний команда также продемонстрировала способность контролировать, дросселировать и перезапускать горение ракеты-аутофага, что является еще одной возможностью, которая потребуется в будущем.

Зажигание инноваций: что дальше?

Успешные испытания аутофагового двигателя демонстрируют значительный потенциал для разработки ракет-носителей, рассчитанных на меньшую полезную нагрузку. Поскольку инновационный подход преобразует «мертвую массу» в топливо, он эффективно генерирует дополнительную энергию и решает проблемы, связанные с массой, возникающие во время запусков небольших ракет, таких как наноспутники.

Инженеры Университета Глазго продолжат разработку аутофагового двигателя при поддержке Космического агентства Великобритании (UKSA) и Совета по науке и технологиям (STFC), который является частью Британского центра исследований и инноваций (UKRI). Следующая веха проекта направлена на достижение тяги до 1 килоньютона. После этого команда сосредоточится на еще большем усовершенствовании конструкции двигателя, чтобы достичь уровня тяги, сравнимого с полетом.