Cand. Sc., associate professor, rector
кандидат технических наук, доцент, ректор
Dr. Sc, General Director
доктор технических наук, генеральный директор
Cand. Sc., Deputy Head of Liquid Rocket Engines Department
кандидат физико-математических наук, заместитель начальника отделения жидкостных ракетных двигателей
Cand. Sc., Professor of the Department of Aircraft Engines
кандидат технических наук, профессор кафедры двигателей летательных аппаратов
Lead Engineer of Liquid Rocket Engines Department
ведущий инженер отделения жидкостных ракетных двигателей
Lead Engineer of Nanotechnology Department
ведущий инженер отдела нанотехнологий
Cand. Sc., leading Researcher of Liquid Rocket Engines Department
кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник отделения жидкостных ракетных двигателей
Director
директор
The development and practical application of low-thrust rocket engines with enhanced reliability and functional performance characteristics is a promising scientific, technical, production and technological task in the creation of new-generation spacecraft and upper stages. In the process of implementing the Cooperation Agreement concluded by the State Scientific Center of the Russian Federation "M. V. Keldysh Research Center", the Siberian State University of Science and Technology named after M. F. Reshetnev, with the participation of Polychrome LLC, is conducting a complex of research and experimental work on the design, manufacture by additive 3D printing technologies and bench tests of prototypes of low-thrust rocket engines powered by gaseous fuels with a regenerative chamber cooling system.
At this stage of the joint work, two small thrust engine chambers were selected as the object of research. These chambers were manufactured using the ASTRA 420 3D printer from the heat-resistant alloy Inconel 718 in the form of monoblock products with meridional (longitudinal) and helical (spiral) cooling channels. The thermodynamic and gas-dynamic calculations, as well as the calculation of the regenerative cooling of the chambers using methane gas, were performed using the results of experimental and analytical studies conducted by the Keldysh Research Center. The article describes the sequence of development and optimization of additive printing technology for cameras, which ensures the required product quality.
The results of bench and experimental versions of two chambers with the same configuration of mixing heads and different channel orientations of the cooling system are presented in an expanded volume. When analyzing the energy and thermal parameters of the chambers obtained during fire tests, the operability of experimental designs was demonstrated, confirming the prospects of the selected technical solutions. The principal possibility of manufacturing low-thrust rocket engines using additive technology of selective laser melting from a heat-resistant alloy is shown.
Разработка и практическое применение ракетных двигателей малой тяги с повышенными характеристиками надежности и функциональной работоспособности является перспективной научно-технической и производственно-технологической задачей при создании космических аппаратов и разгонных блоков нового поколения. В процессе реализации Соглашения о сотрудничестве, заключенного Государственным научным центром РФ «Исследовательский центр имени М. В. Келдыша», Сибирским государственным университетом науки и технологий имени М. Ф. Решетнёва при участии ООО «Полихром» проводится комплекс исследовательских и экспериментальных работ по проектированию, изготовлению методом аддитивных технологий 3D-печати и стендовым испытаниям опытных образцов ракетных двигателей малой тяги, работающих на газообразном топливе с регенеративной системой охлаждения камеры.
В качестве объекта исследований на данном этапе совместных работ определены две камеры двигателей малой тяги, изготовленные на 3D-принтере ASTRA 420 из жаростойкого сплава Инконель 718 в виде моноблочных изделий с меридиональными (продольными) и винтовыми (спиральными) каналами охлаждающего тракта. Термодинамический и газодинамический расчеты, а также расчет регенеративного охлаждения камер газообразным метаном выполнялись с использованием результатов экспериментальных и аналитических исследований Центра Келдыша. В статье изложена последовательность разработки и оптимизации аддитивной технологии печати камер, обеспечивающей необходимое качество изделий.
В расширенном объеме представлены результаты стендовых экспериментальных испытаний двух вариантов камер с одинаковой конфигурацией смесительных головок и различной ориентацией каналов системы охлаждения. При анализе полученных в процессе огневых испытаний энергетических и тепловых параметров камер продемонстрирована работоспособность экспериментальных конструкций, подтверждающая перспективность выбранных технических решений. Показана принципиальная возможность изготовления ракетных двигателей малой тяги с использование аддитивной технологии селективного лазерного плавления из жаростойкого легированного сплава.