Да здравствуй, великий и могучий Хабр! Надеюсь это будет не лонгрид, но даже если так, то думаю читателю, который набрел на эту статью, будет интересно что да как.

Итак, о чем цикл этих статей? Цикл будет повествовать о проблемах проектирования, реализации, расчетов, ракеты-носителя на жидкостном ракетном двигателе. (что такое ЖРД думаю читатель знает, если не знает - гугл в помощь)

Рассказ будет вестись о коллективе RoTech, или кто-то его помнит как “Мечта”. Мы в тг.

Сразу говорю - проект еще не завершен до конца, но мы работаем уже два года и уже было проделано слишком много работы, чтобы о ней не рассказать (надеюсь цикл статей завершится ровно тогда, когда наша итоговая цель как раз полетит).

Все прототипы, которые создал наш коллектив на момент 25 ноября 2022
Все прототипы, которые создал наш коллектив на момент 25 ноября 2022

Кто автор? Меня зовут Владимир, я студент 3 курса МГТУ им. Н.Э. Баумана. Идейный основатель данного проекта.

Хочу сделать ремарку - данная статья, собрание ошибок и проблем с которыми мы столкнулись, так что, если появилась мысль писать “ууууу, ракеты делаются не так” - мы знаем, не надо так делать, спасибо))

Начнем с начала. Как говорится: “Была идея…создать ПРОСТУЮ ракету на жидкостном ракетном двигателе”.
Зачем?

  1. Это круто, ЖРД - невероятно сложная система - разработать ее, это настоящий вызов самому себе;

  2. При создании такого сложного изделия вы и ваша команда наберете очень много скиллов;

  3. После выпуска из ВУЗа, вы будете работать в Роскосмосе и делать шестую гайку пятого изделия четвертого комплекса и прочее (думаю нить вы поняли), а тут вы будете руководить целым отделом, который создает небольшую, но ракету, и на ЖРД;

  4. РДТТ, на которых летают модели, скучны и эта технология не доведет вас до космоса (говорю условно, ибо большинство ракет, которые летят на орбиту используют ЖРД по многим причинам);

  5. Если у вас все-таки это получится, то вы станете первыми в РФ, кто запустит ракету на ЖРД (среди частников и студентов);

  6. В Европе есть такие соревнования - EURoC (SPAC, если в америке (да, с маленькой буквы!). На них студенты соревнуются чья ракета круче. Там уже достаточно много команд с ракетами с ЖРД. Было бы невообразимо съездить туда и показать всем Кузькину мать!;

  7. Если подумать, то это повторение опыта С.П. Королева и В.П. Глушко с их ГДЛ и ГИРДом, только с новыми технологиями (шанс стать гениальным конструктором +1);

  8. Бытует такое мнение, что у нас в стране нет ни одного коллектива, который бы сделал новую ракету от начала до конца, да еще и на ЖРД с нуля (Энергия, Зенит не в счет, Союз-5 еще не полетел). Но я в это все не верю, но убежден, что коллективов таких можно пересчитать по пальцам - хочется быть хотя бы мизинцем в этой истории));

  9. Различные дипломные проекты, статьи и прочее можно брать не из головы, а из реального изделия, который вы своими руками делаете;

  10. Это очень круто (да вы прикиньте, вы сделали сами ракету на ЖРД оаоаоаоаоао).

Я думаю можно придумать еще пару причин, почему это надо. Но не суть, нам некому это доказывать, так что, мы делаем это, потому что нам нравится. 

С чего все началось?

А началось все в далеком 2020 году, когда я, будучи школьником с командой ребят со всей России пытался сделать ракету на ГРД (гибридном ракетном двигателе).

Конечно, у нас ничего не получилось, оказывается, сделать ГРД нельзя за лето, но не суть. После первого масштабного провала в создании серьезного изделия я поступил в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сразу же и возникла идея создания ракеты попроще, на базе университета. ПРОСТАЯ РАКЕТА - залог успеха, думали мы, ага…

Название было давно в голове - “Мечта”. Ракета “Мечта”, круто звучит!

Долго общаясь в маке мы пришли к идее - сделать ОЧЕНЬ ПРОСТУЮ, НЕЭФФЕКТИВНУЮ  (читатель, прости, что пишу это по многу раз, просто одного раза недостаточно)  ракету-носитель на ЖРД, функция которой “просто взлететь” и конечно же, безопасно приземлиться. Граничащие условия - 400 метров максимальная высота подъема, 500 грамм полезной нагрузки. Звучит несложно, да? 

Но главный принцип, который мы правильно выбрали - это полная отработка всех частей ракетного комплекса, то есть мы должны нормально все спроектировать, рассчитать, выпустить минимальный комплект документации на каждую часть РК и тому подобное (то есть не делать абы как, а делать, как это делают взрослые люди).

ЖРД?

По поводу компонентов и типа двигательной установки. Были долгие споры. В нашем коллективе присутствуют достаточно опытные двигателисты, которые сказали сразу - что ГРД, это все неправильно и вообще он так себе парень. 

Тип подачи компонентов был выбран вытеснительный как самый простой, ибо махаться с ТНА и ЭНА вообще не хотелось, а еще и на такой маленькой ракете это вообще ювелирная работа. И правильно мы тогда сделали, хочу я вам сказать.

По компонентам окислителя можно выделить три типа:

  1. Криогеника (жидкий кислород) - очень проблемно работать, обычные покупные клапана работать не будут, нужны специальные емкости, купить обычному человеку малый объем почти нереально. Да и эта технология очень проблемная.

  2. Яды (азотная кислота и пр.) - как сказал мне один ракетчик: “Чайная ложка азотного тетраоксида - смертельный отек легких у всего здания”. Работать в специальных костюмах с возможностью умереть по неосторожности, так себе идейка.

  3. Перекись. Перекись водорода при высоких концентрациях взрывоопасна, но по условию выше, нам не нужна высокая эффективность, так что берем низкую и мы в шоколаде. Поэтому выбор пал именно на нее в качестве окислителя. 

Это мем.
Это мем.

В качестве горючего мы выбрали спирт. Почему не керосин, ведь он эффективнее, скажете вы и будете правы. Как уже было сказано, мы не гонимся за эффективностью (да и выигрыш в наших кустарных условиях ничтожный). Плюсом к этому я хочу задать вам вопрос: “Вы когда-нибудь проливали керосин? А спирт?”. Керосин маслянистый и вонючий, с ним неудобно работать. Спирт же испаряется и вообще, по запаху как антисептик).

С компонентами определились, высотой полета и ПН тоже. И что, в путь? Получается что так. Мы подготовили примерный план реализации нашего комплекса и пошли просить крыла у “Молодежного космического центра”.

Мы подготовили документ, в котором рассказали о том, кто мы, что мы хотим и вообще, зачем нужна ракета. Нас очень тепло приняли в этом замечательном коллективе и мы впервые выступили на наборе 2020 года с идеей нашего проекта. На нем мы набрали первую команду, с которой мы начали это невероятное путешествие в мир космической реальности.

Презентация нашего проекта на ежегодном собрании «Молодежного космического центра» 2020 год)
Презентация нашего проекта на ежегодном собрании «Молодежного космического центра» 2020 год)

Коллектив, наверное, стоит как-то организовать?

Да, мы так тоже думали. После первого набора в нашей команде было около 9 человек. Так как же их распределить, подумали мы и взяли модель, которую, конечно же, брать не стоило) 

Из-за того, что несколько человек, которые участвовали в проекте успели поработать в “Роскосмосе”, у нас появилась невероятная модель. Мы разделили ракетный комплекс на несколько частей-отделов: ракета-носитель, головная часть, двигательная установка, стартовый комплекс. У каждого отдела был свой руководитель, у которого в подчинении были другие отделы, например, в ракете-носителе есть отдел системы спасения ракеты, у которой свой начальник и прочее. Думаю, общая мысль ясна. Сейчас, когда в нашем коллективе больше 25 работающих человек, мы и используем эту концепцию и она очень удобна. Но на тот момент это было конечно же избыточно. Хотеть быть “взрослыми” это конечно хорошо, но не всегда. 

Вот они, слева направо...
Вот они, слева направо...

Потом же, мы сильно упростили эту концепцию, но сам факт ошибки забавен)

И я уверен, что в большинстве маленьких коллективов отсутствует такая штука как собеседование. Она очень важна, ибо вы понимаете уровень знаний каждого человека, понимаете проблемы, с которыми вы столкнетесь и тому подобное. У нас такого не было, мы брали всех подряд и с нами это сыграло плохую шутку. Например, на стартовый комплекс мы поставили группу первокурсников, которые, говорили, что все будет сделано за месяц и вообще все легко и все тип-топ, а на самом деле это все было глубочайшим непониманием процессов проектирования (сам таким был ахахаха). Благо потом стартовый комплекс стал одним из самых проработанных. Но об этом в одной из следующих частей. 

Обожаю запах документов по утрам…

Как и было сказано, мы хотели разработать ракету по-настоящему с хоть каким-то набором технической документации (и это невероятно правильно, как потом оказалось!). Первыми документами, конечно же стало техническое задание на опытно-конструкторскую работу, которое мы вдвоем, с нуля, клепали около месяца (ушло на это где-то 110 человеко-часов). Прошу заметить, С НУЛЯ! И это очень хорошо, ведь опыта мы набрались с лихвой. Основывались на документации настоящих ракет-носителей. Кидать наше ТЗ мы конечно же, не будем, но прописали мы следующее:

  • Наименование, шифр ОКР, основание, исполнитель и сроки выполнения работы;

  • Цель выполнения ОКР, наименование и индекс изделия;

  • Тактико-технические требования:

    • Состав комплекса;

    • Требования по назначению

    • Общие требования;

    • Требования к ракете «Мечта-1»;

    • Требования к техническому комплексу;

    • Требования к стартовому комплексу;

    • Требования к автоматизированной системе управления подготовкой и пуском;

    • Требования к средствам поиска отработавших блоков ракеты-носителя «Мечта-1»;

    • Требования к комплексу средств измерения, сбора и обработки информации;

  • Требования к разрабатываемой технологии;

  • Требования живучести и стойкости к внешним воздействиям;

  • Требования эргономики, обитаемости и технической эстетики;

  • Требования к эксплуатации, хранению, удобству технического обслуживания и ремонта;

  • Требования транспортабельности;

  • Требования безопасности;

  • Требования технологичности;

  • Конструктивные требования;

  • Технико-экономические требования;

  • Требования к диагностическому обеспечению;

  • Требования к сырью, материалам и комплектующим изделиям межотраслевого применения;

  • Этапы выполнения ОКР;

  • Непредъявляемые требования (самый забавный пункт).

Вот пишу все пункты и понимаю, что это материал для еще одной главы, думаю, она будет следующей, так что вот.

Еще мем (все берется из мемных архивов проекта!)
Еще мем (все берется из мемных архивов проекта!)

Писать документы оказалось полезным навыком, ведь спустя пол года - год - два, вы сидите и думаете, а при какой температуре вы можете запускаться, а хоп, посмотрели, увидели и идете дальше, ведь ты из прошлого уже все продумал! Но наверное надо дополнительно где-то прописывать, почему именно такие требования были выдвинуты, а то требования по температурным режимам были выбраны примерно так:

  • РК «Мечта-1» должен обеспечивать возможность проведения пуска ракеты «Мечта-1» в любое время года и в светлое время суток, в следующих климатических условиях: - температура окружающей среды от −20 до +40

  • Ты офигел? При -25 будет будет очень холодно, а при +40 мы расплавимся

  • Да нормально будет все, че ты, ладно, давай от -10 до +30

  • Да много все равно, давай от 0 до 20

  • Да так вообще мы ничего не запустим, летом такой погоды нет и вообще, пускаться в грязи?

  • Тоже верно, давай от 0 до 25

  • Не, давай от -5 до 25

  • Ладно.

Или так:

  • максимально допустимая скорость ветра у поверхности Земли: 5 м/с, норм?

  • да вроде нормально, я понятия не имею

  • у нас ракеты в степи при 10 м/с сносило очень сильно (ракетомоделизм)

  • ну тогда ок

Вот так примерно мы и начали наш долгий и тернистый путь. Не прощаемся!

Комментарии (37)


  1. spacesteel Автор
    30.11.2022 19:30
    +5

    P.S
    "Бытует такое мнение, что у нас в стране нет ни одного коллектива, который бы сделал новую ракету от начала до конца, да еще и на ЖРД с нуля"

    Из коллективов можно отметить разработчиков семейства ракет-носителей "Ангара". Семейство довольно новое, хоть и чувствуется чем-то 20-ти летней давности)


  1. flass
    30.11.2022 16:40
    +3

    Очень круто и интересно. Жду продолжения, особенно интересны фейлы и аварии)


    1. spacesteel Автор
      30.11.2022 18:53
      +2

      Аварий и фейлов было и есть очень много, обязательно все расскажем!


    1. MechanicusJr
      30.11.2022 20:50
      +2

      Очень круто и интересно. Жду продолжения, особенно интересны фейлы и аварии)

      Оно такое: Ридус: Бауманка опровергла сообщения об особых условиях отчисления для студентов мужского пола


  1. vilgeforce
    30.11.2022 16:56
    +1

    Про чайную ложку тетраоксида - байки :-) Я с ним работал в количествах как раз около 5-10 мл, а в "емкости" его было пол литра. Обычная тяга, перчатки и... все! Не так он страшен, короче. Другой вопрос - где вы его будете брать...


    1. maeris
      30.11.2022 18:12
      +3

      Да я вас умоляю, его сделает любой человек со школьным образованием по химии.

      Вот куда выводить у этой обычной тяги трубу, чтобы отёк лёгких не был у всего квартала, это вопрос, да.


      1. shaggyone
        01.12.2022 14:15
        +1

        На ум приходит ящик с влажной пушонкой


    1. spacesteel Автор
      30.11.2022 18:55
      +3

      Так или иначе, работать с АТ, НДМГ, АК в объемах больше 100 мл без костюмов химической защиты - категорически не рекомендуется)


  1. R33GTRVspec
    30.11.2022 17:47
    +3

    Класс! Спасибо большое за такое крутое интро! С нетерпением жду продолжения )


  1. spacesteel Автор
    30.11.2022 19:30
    +5

    P.S
    "Бытует такое мнение, что у нас в стране нет ни одного коллектива, который бы сделал новую ракету от начала до конца, да еще и на ЖРД с нуля"

    Из коллективов можно отметить разработчиков семейства ракет-носителей "Ангара". Семейство довольно новое, хоть и чувствуется чем-то 20-ти летней давности)


    1. Alexandr4you
      01.12.2022 18:09

      Первое упоминание Ангары приходится на 1969 год. Это так, к слову.


  1. tark-tech
    30.11.2022 19:44
    +2

    Товарищ майор любит таких самодельщиков...


  1. VT100
    30.11.2022 20:35
    +2

    Мне кажется, что "ракета-носитель с ЖРД", а не "ракета-носитель на ЖРД". </мамкин-филолог>
    Жду новостей — рассказывайте. Но — не в ущерб учёбе и работе.


  1. gmk1
    30.11.2022 21:48
    +1

    Можно использовать назообразный кислород и спирт( керосин, бензин).

    Я как то искал в сети что то модельное наэту тему. И попадались маишные разработки, вот только чертежей не нашлось,

    Как у вас реализовано зажигание?

    В тех разработках что я видел оно было на основе агрегата зажигания двигателей 17Д15, 17Д16. ну и более экзотические варианты. Заодно более легкие и компактные.


    1. spacesteel Автор
      30.11.2022 22:14
      +2

      Газообразный кислород как идея, конечно, неплох, но:
      1. Для того, чтобы двигатель смог поднять ракету, а не только работать на стенде, требуется приличная тяга, что требует большого давления в баллоне. Большее давление требует баллона, рассчитанного на 100-200 атмосфер, а это очень неприятно (если что-то пойдет не так, улетим мы, а не ракета) и сам баллон будет достаточно тяжелый;
      2. Мы хотели отработать технологию работы именно с жидкими компонентами, как на настоящих РН.
      Да и кислород в газообразной фазе обычно используют на стендовых двигателях.

      Зажигание - электродуговое. После выхода двигателя на режим по обоим компонентам - поджигаем запальное устройство.


      1. sshikov
        01.12.2022 19:14

        Да тут буквально недавно был текст про такой двигатель. Именно любительского уровня. Такой вывод был озвучен черным по белому — только для стенда (не все, правда, прочитать смогли :).

        Пока все было немного предсказуемо (с поправкой на то, что я закончил кафедру 601 МАИ), но продолжайте, надеюсь будет интересно.


  1. Orange_Kir
    01.12.2022 00:33
    +2

    Крутая идея. Крутая статья. Круче лишь факт того, что спустя примерно 2 года оно не только не умерло, но и продолжает развиваться. Успехов вам


  1. iingvaar
    01.12.2022 00:41
    +4

    Одной из проблем, задерживающих мой отъезд, была библиотека, заботливо собранная бабушкой, отцом и мной. Книги много весят и занимают большой объем, и выбрать любимые очень сложно - большинство абсолютно уникальные, изданные малыми тиражами. Математика, механика, сопромат, аэро- и гидродинамика, волны, вязкие жидкости, мягкие оболочки. Я думал отвезти их в альма-матер, но помня их отношение к книгам, искал другие варианты. Кажется, я нащупал новое решение. Я их сожгу. Потому что, если я оставлю их здесь, они опять сделают ракету. И танк. Что бы они не делали, получается ракета и танк.


    1. 23gv3
      01.12.2022 09:11
      +2

      Для того, чтобы подобные пацаны не построили ракету, вам надо потушить Солнце. Но есть ненулевой шанс, что они зажгут собственное солнце на отдельно взятой территории земного шара.


      1. barroweer
        01.12.2022 10:07
        -4

        Для того, чтобы подобные пацаны не построили ракету, нужно просто написать в соответствующие органы.


        1. 23gv3
          01.12.2022 14:36

          Кто знает, может такое письмо окажется для подобных пацанов социальным лифтом ;) хотя такие заявы говорят, скорей, о том, что противная сторона готова действовать старыми методами. Ну и на фига менять шило на мыло.


    1. wsf
      01.12.2022 12:17
      +2

      Так много веселых ребят,
      И все делают велосипед.
      А один из них как-нибудь утром придумает порох


    1. Gryphon88
      01.12.2022 14:10
      +3

      Вы большой молодец, правильное решение. Подобные вам запретили продавать марганцовку в аптеках и приняли много других законов, когда из-за единиц сволочей страдает большинство.


      1. 23gv3
        01.12.2022 14:42
        +1

        Вы удивитесь, но перманганат калия снова доступен в аптеках.


        1. Gryphon88
          01.12.2022 14:51
          +2

          Удивлен. Глядишь, я так и 70% этанол смогу без танцев и не по 100 грамм покупать) А вообще очень большая часть запретов и тетра безопасности направлена нацелена на усложнение жизни преступников или идиотов в поиске неожиданного способа умереть, вместо того, чтобы бороться с причинами.


      1. iingvaar
        01.12.2022 15:00
        -1

        Ошибаетесь. Я против запрета читать Ландау-Лифшица. Но я не хочу, чтобы они читали моего Ландау-Лифшица. Кроме того, конкретно этих парней я не считаю сволочами. Им по 20 лет, они еще не доросли до высокого звания сволочей. Но у них отличные шансы.


        1. Gryphon88
          01.12.2022 15:19
          +1

          Вы осознанно игнорируете, что на ракетах можно возить гражданскую нагрузку, даже в РФ?


          1. iingvaar
            01.12.2022 15:28
            -1

            Да, вполне осознанно. После этого:

            В Европе есть такие соревнования - EURoC (SPAC, если в америке (да, с маленькой буквы!). На них студенты соревнуются чья ракета круче. Там уже достаточно много команд с ракетами с ЖРД. Было бы невообразимо съездить туда и показать всем Кузькину мать!;


            1. Gryphon88
              01.12.2022 15:39
              +1

              Будто вы в юности во всякую фигню не верили…


              1. Orange_Kir
                01.12.2022 16:05
                +2

                Будто выражение "показать кузькину мать" не является просто фигурой речи. А вообще, лично я не вижу ничего плохого, в демонстрации своих достижений на международных соревнованиях, и вере в свои возможности превзойти соперников


    1. zum
      02.12.2022 10:21
      +2

      Вы не поверите. Везде делают танки и ракеты. Или вы хотите сказать, что есть «хорошие» танки и, очевидно, танки «плохие»? Касательно ракет такой же вопрос. Очень интересно.

      Тогда хочу посоветовать вам не останавливаться на, как вы сказали, «своем Ландау-Лившице» - начните сжигать все книги. Столько горя принесла эта ваша математика, гидродинамика, сопромат! И никто не будет строить ничего плохого, (как и ничего хорошего), так сказать: «жить в лесу и молиться колесу».


      1. iingvaar
        02.12.2022 14:23
        -2

        Вы правильно ухватили мою мысль. Поскольку я уверен, что в этой стране обязательно будут строить что-то плохое, то лучше совсем отобрать у них книги. Не смогут построить и что-то хорошее тоже? Ну не беда, будут

        «жить в лесу и молиться колесу».

        Почему именно сейчас возник этот вопрос? Потому что парни явно дали понять, что они намерены строить что-то плохое. Возможно, вы этого не заметили. Как так получилось, что в 20 лет они законченные реваншисты и имперцы, я не знаю, у меня в это время был более открытый ум, хоть я и ракет не строил.


        1. VT100
          02.12.2022 21:00
          +1

          Девочка, вы тут самые умные? Это вам кто-нибудь сказал или вы сами решили?

          Кин-Дза-Дза


    1. flass
      02.12.2022 10:41
      +4

      Илон Маск делает гражданские ракеты - ура, молодец, аплодисменты.

      В России делают гражданские ракеты - ууу, ыыыыыыыы, негодяиии

      Ну-ну. Да было такое, ну а теперь то это другое, так говорите?


    1. zum
      02.12.2022 14:23
      +1

      А еще, так как спички детям не игрушки, то лучше скушайте всю свою библиотеку - зачем создавать риск возникновения пожара.


  1. dobrosinets89
    01.12.2022 14:03
    +5

    Успехов в работе! Как ракетомоделист с интересом наблюдаю за всеми командами, пытающимися в ракеты.

    Пара советов, которые, я давал Амперке, когда они только начинали, дам и вам:

    1) Не испытывайте иллюзий по поводу работы правоохранительной и судебной системы РФ

    2) Перед выкладыванием остального вдумчиво изучите документы:

    Воздушный кодекс

    Уголовный кодекс(вас особенно заинтересует ст. 222 УК)

    Постановление Правительства РФ от 11.03.2010 N 138

    Правила ФАИ(там есть толковые комментарии по организации)

    Там были ещё кой-какие документы, но вот эти - основные.

    Ещё раз - успехов в начинании, это очень круто!


  1. Rikhmayer
    01.12.2022 14:07
    +4

    Эххо, когда мне было лет 12-13, я нашел в старом выпуске МК (моделист-конструктор) чертёж ГИРД-9 и мы с другом тоже так захотели. Но так как с матчастью было не очень, кислород собирались заменить пластиковой бутылкой с воздухом под давлением, а камеру сгорания паяли оловом из кусков консервной банки. Хорошо, до запуска не дошло дело...

    Но вообще, наверное когда-нибудь появятся именно исторические реконструкторы, которые будут бегать по полям не с каролингскими мечами в кольчугах, а с ГИРД-ами в кожаных пальто.


  1. rass5000
    01.12.2022 18:13

    Если кому интересна тема ракетостроения, то у Марка Солонина сейчас на ютубе идет цикл лекций про ракеты

    https://youtu.be/kacTmrmzoy8

    https://youtu.be/qLkKMO-8tNE