Введение
Мотор твердого топлива, используемый для увеличения тяги ракеты.
Ускоритель на твердом топливе (SRB) – это большой двигатель, работающий на твердом топливе, используемый для обеспечения тяги при запуске космических аппаратов от момента старта до первого этапа подъема. Многие ракеты-носители, включая Atlas V, SLS и Space Shuttle, использовали SRB для обеспечения большей части тяги, необходимой для вывода аппарата на орбиту. Space Shuttle использовал два ускорителя SRB, которые были самыми большими двигателями на твердом топливе, когда-либо созданными, и первыми, разработанными для восстановления и повторного использования. Масса топлива каждого ускорителя SRB на Space Shuttle составляла приблизительно 500 000 килограммов.
Преимущества
По сравнению с ракетами на жидком топливе, твердотопливные ракетные двигатели (SRM) способны обеспечивать большую тягу при относительно простой конструкции. Они обеспечивают большую тягу без значительных требований к охлаждению и теплоизоляции, и создают большое количество тяги на единицу объема. Добавление отсоединяемых твердотопливных ускорителей (SRB) к ракете, использующей жидкое топливо, что известно как ступенчатость, уменьшает необходимое количество жидкого топлива и снижает массу пусковой установки. Твердотопливные ускорители дешевле в проектировании, испытаниях и производстве в долгосрочной перспективе по сравнению с эквивалентными ускорителями на жидком топливе. Повторное использование компонентов в нескольких полетах, как в конструкции Space Shuttle, также снижает стоимость оборудования. Одним из примеров повышения эффективности благодаря использованию SRB является ракета Ariane 4. Базовая модель 40 без дополнительных ускорителей могла выводить на геостационарную переходную орбиту полезную нагрузку в 2175 кг. Модель 44P с четырьмя твердотопливными ускорителями выводит на ту же орбиту полезную нагрузку в 3465 кг (7639 фунтов).
Недостатки
Ускорители на твердом топливе не управляются и, в отличие от жидкостных или газовых двигательных систем, обычно сгорают до полного истощения топлива после зажигания. Однако системы аварийного прекращения запуска и системы обеспечения безопасности полетов могут попытаться прекратить подачу топлива с помощью кумулятивных зарядов. Оценки частоты отказов ускорителей на твердом топливе варьируются от 1 к 1000 до 1 к 100 000. Конструкции ускорителей на твердом топливе выходили из строя внезапно и катастрофически. Блокировка или деформация сопла может привести к повышению давления или снижению тяги, а дефекты корпуса ускорителя или межступенчатых соединений могут вызвать разрушение конструкции из-за увеличения аэродинамических нагрузок. К другим видам отказов относятся сужение канала и неустойчивость горения. Отказ уплотнительного кольца на правом твердотопливном ускорителе космического шаттла "Челленджер" привел к его разрушению вскоре после старта. Твердотопливные ракетные двигатели могут представлять опасность при наземном обслуживании, поскольку полностью заправленный ускоритель несет риск случайного воспламенения. Подобный инцидент произошел в августе 2003 года при взрыве ракеты на бразильском космодроме Centro de Lançamento de Alcântara VLS, в результате чего погибли 21 техник.