Разгонный блок sotv с гелиотермическим двигателем

Работы по программе, начавшиеся после предварительных изысканий весной 1998 г., разбиты на несколько этапов. В течение года фирмой «Boeing» были подготовлены эскизный и технический проекты разгонного блока. После чего начался этап производства и подготовки экспериментального образца изделия к летным испытаниям, первоначально намеченным на 2002 г., однако позднее сроки их были перенесены. Начало штатной эксплуатации разгонного блока SOTV было запланировано на 2008 г. Разрабатываемый компанией «Boeing» разгонный блок SOTV оснащается гелиотермическим двигателем тягой 0,72 кг и с давлением в рабочей камере 1,76 кг/см². В качестве рабочего тела двигателя предполагается использовать жидкий водород; его газификация должна производиться в графитовом нагревателе RAC (Receiver-Absorber-Converter), на который будут фокусироваться солнечные лучи от рефлекторной системы. Максимальная температура на внешней поверхности нагревателя может достигать 2000 °С. Рефлекторная система блока комплектуется тремя прямоугольными зеркалами общей площадью 3,7 м2 и массой в 35 кг. Мощность потока, направляемого на нагреватель, должна составить 2,6 кВт. Также изучается возможность использования в составе системы еще одного зеркала надувной конструкции.Разрабатываемый для аппарата SOTV гелиотермический двигатель относится к классу двухрежимных, то есть после завершения активного участка полета он может применяться для получения электроэнергии. В связи с этим нагревательный блок RAC массой в 43 кг будет выполнять функции приемника, поглотителя и преобразователя солнечной энергии. Установленные на нем четыре термоэлектронных преобразователя должны обеспечить мощность 100 Вт, их к.п.д. оценивается в 20%. Общая масса аппарата SOTV должна составить 620 кг (с резервом в 101 кг), высота сборки — 3,3 м, диаметр — 1,2 м (по другим данным, последние два параметра определяются 2,4 м и 1,5 м соответственно). Наиболее крупным элементом изделия станет цилиндрический бак водорода массой 50 кг (с элементами арматуры и трубопроводами); его вместительность составит 83 кг жидкого компонента, а давление наддува — 3,2 кг/см². Для экспериментальной модели аппарата SOTV рассчитывается следующая программа полета. После выведения на круговую орбиту высотой 900 км и наклонением 55° аппарат с помощью гелиотермического двигателя в течение 22 дней должен перейти на орбиту с параметрами 900 х 5220 км. В ходе межорбитальной транспортировки намечается осуществить примерно 250 включений двигателя. На начальном этапе полета продолжительность активных участков составит несколько минут, на завершающей стадии — 10—15 мин. Лазерные двигательные установки также относятся к двигателям с внешним источником энергии. Работы по таким установкам в рамках проекта «Lightcraft» Лаборатория AFRL ведет совместно с Центром Маршалла и Ренсселеровским политехническим институтом RPI. Общие затраты на программу в период 1996—1999 гг. составили 750 000 долл. Осенью 1997 г. в одном из корпусов, расположенных на полигоне Уайт-Сэндз (шт. Нью-Мексико), состоялись первые демонстрационные полеты летательного аппарата, оснащенного таким двигателем. Испытанный образец, получивший наименование «Lightcraft Technology Demonstrator» (LTD), имеет диаметр 14 см. Он изготовлен из алюминия и его масса составляет 42 г. В основании изделия установлена кольцевая камера сгорания с центральным телом, представляющим собой параболический отражатель. Направляемый с наземной установки в камеру сгорания лазерный луч производит разогрев воздуха до плазменного состояния; отбрасываемый плазменный поток создает тягу двигателя. В ходе выполненных испытаний при использовании импульсного лазера мощностью 10 кВт аппарат поднялся на высоту 15 м.