Омские учёные нашли способ снизить опасность падающих ступеней ракет

Учёные Омского технического университета предложили способ нейтрализации и безопасного для окружающей среды сброса остатков жидкого топлива отработавшей ступени ракеты-носителя типа «Союз-2».

В научный коллектив ОмГТУ вошли Валерий Трушляков, Владислав Урбанский и Урал Абдрахимов. По словам учёных, на сегодняшний день невыработанные остатки жидкого топлива представляют серьёзную опасность для окружающей среды. Это касается прежде всего пероксида водорода, который используется для работы газогенератора ракетного двигателя бокового блока ракеты-носителя типа «Союз-2».

Учёные предложили более безопасную технологию нейтрализации остатков жидкого топлива и их безвредного выброса из торового бака отработавшей ступени ракеты-носителя.

«Известно, что в 70% случаев падения боковых блоков ракет-носителей типа “Союз-2” происходят пожары из-за пролива остатков невыработанного топлива. После падения отработавшего бокового блока ракеты и разгерметизации торового бака жидкие остатки пероксида водорода проливаются и взаимодействуют с элементами конструкции бокового блока ракеты. Это приводит к экзотермической реакции», – пояснил профессор кафедры «Авиа- и ракетостроение» ОмГТУ Валерий Трушляков.

Учёные предложили метод «пассивации» остатков топлива путём их вытеснения через специальную сливную магистраль под остаточным давлением. Система слива жидких остатков, разработанная учёными, предполагает установку дополнительного клапана и управляющего устройства. После отделения ракеты от центрального блока устройство запускает процесс слива и вращение ракеты на пассивном участке.

Возможность применения метода «пассивации» оценивалась с помощью математического моделирования в программном продукте Ansys Fluent. Согласно расчётам, при вращении бокового блока с угловой скоростью 3 радиуса в секунду остатки топлива скапливаются у заборного устройства бака. Основная масса пероксида водорода (около 90%) может быть эффективно удалена за счёт остаточного давления за 45 секунд. 10% жидких остатков испаряется и замерзает при снижении давления.

Разработка омичей обеспечит возможность снизить экологические риски и вероятность пожаров в районах падения ступеней ракет-носителей. Технология уже сегодня может применяться при производстве ракет-носителей, а также в разработках на перспективу.

Омские учёные проводили исследования на средства гранта Российского научного фонда. Результаты опубликованы в журнале «Космонавтика и ракетостроение».

Автор: Полина Быстрова

Фото: omgtu.ru