Немного о проектировании двигателей

Опубликовано

“Ракетный двигатель Raptor компании SpaceX - фото John Kraus”

Как и у большинства жидкостных ракетных двигателей обвязка Raptor содержит множество компонентов, управляющих работой двигателя. При этом с увеличением технического совершенства количество элементов обвязки так же увеличивается. Высокая потребность в данных двигателях в рамках плана по развёртыванию спутниковой системы Starlink способствовала ускорению их производства. Частично оплата ускорения производства легла и на обвязку - спроектированная изначально исключительно для осуществления наземной отработки ранних версий двигателя, она итерационно превращалась в пригодную для полётов систему с меньшими габаритами и меньшим числом соединений. Безусловным плюсом такого подхода является возможность пробовать различные схемы и включать в состав дополнительные датчики, а облегчённая на начальных этапах технология производства (множество соединений с использованием фланцев позже заменили на сварные) с отсутствием жёстких требований к массе и габаритам упрощают разработку.

Тем не менее проектирование таких сложных систем всегда связано с увеличением стоимости внесения изменений по ходу осуществления проекта. На своём опыте с таким явлением я столкнулся задолго до того, как узнал об этом, ещё во время написания диплома по проектированию ракетных двигателей в МГТУ им. Н.Э. Баумана. С каждой возникающей проблемой приходилось откатывать работу на значительное число шагов назад и изменять расчёты. После нескольких таких моментов я решил преобразовать всю расчётную часть от исходных данных до получения внутренней геометрии двигателя в единую параметрическую программу, связывающую между собой собственные расчётные выражения и сторонние программы. Такой подход позволил высвободить значительное количество времени на решение по-настоящему трудоёмких и интеллектуальных задач.

Глядя на фото с Raptor, я очень рад, что разведение обвязки не входило в число наших задач при проектировании двигателя. Создание только параметрической программы для внутренних характеристик и геометрии требовало закладывания больших деревьев принятия решений. После окончания обучения я занимался проектами, не так сильно связанными с проектированием столь сложных систем, но схожими вопросами продолжал интересоваться.