«Кузнечик» по-шанхайски

23 июня 2024 г. около 13:00 пекинского времени (05:00 UTC) в Центре космических запусков Цзюцюань был проведен успешный полет демонстратора многоразовой первой ступени, созданного в Шанхайской исследовательской академии космической техники SAST.

Это экспериментальное изделие явно выделяется среди демонстраторов других фирм размерами, стартовой тягой и высотой подъема в первом испытательном полете. Ступень выполнена в диаметре 3.8 м, практически таком же, как у ракеты Falcon 9 американской компании SpaceX, имеет стартовую массу 140 т и оснащена тремя кислородно-метановыми двигателями «Лунъюнь» регулируемой тяги. Номинальное ее значение – 745 кН (76 тс), однако в первом полете суммарная стартовая тяга всех трех ЖРД составила 170 тс.

Старт состоялся на площадке 120 фирмы iSpace, где 2 ноября и 10 декабря 2023 г. испытывался ее собственный демонстратор SQX-2Y с подъемом до максимальной высоты 343 м. Вероятно, выбор места испытаний был обусловлен имеющейся инфраструктурой хранения и заправки компонентов, так как SQX-2Y тоже использовала метановый двигатель, но организационные и финансовые аспекты этого решения неизвестны.

Полет продолжался около 6 минут и состоял из пяти фаз: ускоренный подъем, замедленный подъем, ускоренный спуск, замедленный спуск и управляемая посадка. Демонстратор ушел со старта на трех ЖРД, однако два периферийных в полете были отключены, и подъем продолжался на одном двигателе. Изделие достигло высоты 12 км (по плану – 10 км), после чего выполнило спуск на вспомогательную площадку к юго-востоку от места старта. На высоте 50 м были развернуты четыре посадочных опоры, после чего демонстратор выполнил короткое зависание и успешно приземлился.

По итогам пуска SAST заявила успешное подтверждение конструкции демонстратора, заправки и функционирования мощных ЖРД регулируемой тяги, посадочной системы с опорами и амортизаторами, а также средств высокоточной навигации и мониторинга состояния изделия. Тем самым заложен фундамент для второго экспериментального полета с вертикальным подъемом до высоты 75 км в конце 2024 г. и для проведения в 2025 году первого пуска носителя многократного использования 4-метрового класса. Последний будет использовать семь кислородно-метановых двигателей на первой и один на второй ступени.

Весьма интересным является тот факт, что демонстратор государственной фирмы SAST использует двигатели частного разработчика. В январе 2022 г. мы описывали недолгую, но богатую историю Пекинской космической научно-технической компании «Цзючжоу юньцзянь» (кит. 九州云箭（北京）空间科技有限公司, цзючжоу юньцзянь (бэйцзин) кунцзянь кэцзи юсянь гунсы, англ. Jiuzhou Yunjian (Beijing) Space Technology Co. Ltd.) и создаваемых ею кислородно-метановых двигателей «Линъюнь» тягой 10 тс и «Лунъюнь» тягой 70 тс (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/82627/). Изначально их предполагалось использовать на ракете частной фирмы LinkSpace, однако к началу 2021 г. этот альянс разрушился. Следующим потенциальным потребителем стал легкий носитель Darwin-1 Пекинской космической научно-технической компании «Хоцзянь Пи», но в итоге его проект был пересмотрен в сторону использования собственных кислородно-метановых ЖРД с электронасосной подачей компонентов. И вот «на третьем витке спирали» двигатели «Лунъюнь» (龙云, Longyun, LY-70) нашли свое применение на «летающем стенде» SAST. Впрочем, ожидается и «четвертый виток» с использованием этого двигателя на экспериментальном носителе частной компании «Цзянъюань кэцзи» (箭元科技, Jianyuan Technology) из Пекина. Пуск с морского старта с последующим приводнением планируется во второй половине 2024 г.

Кстати, изначально для LY-70 назывались тяга на уровне Земли 676 кН (69 тс) при удельном импульсе 290 сек, а в вакууме – 704 кН (71.8 тс) и 350 сек соответственно; пределы регулирования тяги были от 32 до 106%, а максимальный угол качания двигателя составлял ±8°. Однако в описании летного испытания 23 июня разработчик привел новые данные для ЖРД второго этапа форсирования, имеющего на уровне моря тягу 745 кН (76 тс) и удельный импульс 293 сек.

Напомним, что в Китае создан и уже был успешно использован на носителе «Чжуцюэ-2» кислородно-метановый ЖРД TQ-12 аналогичного класса, а параллельно проходит испытания на стендах разрабатываемый по госзаказу двигатель YF-209 тягой 80 тс.

Ах да, «Кузнечик»… Наши читатели со стажем помнят, что Илон Маск начал отработку реактивной посадки первой ступени с экспериментального аппарата Grasshopper («Кузнечик»). На самом деле шанхайское изделие очень похоже на следующий демонстратор фирмы SpaceX – ракету F9R Dev1, также стартовавшую на трех 80-тонных двигателях (только это были кислородно-керосиновые Merlin 1D) и садившуюся на одном. Эта машина совершила в 2014 году пять полетов, в двух из которых поднималась до высоты 1000 м.

Автор: Liss