HPCR (HPC Resaearch) - космическая технология используется в композитных газовых баллонах

Чешские технологии, пригодные для космических полетов, замечаются и за пределами поверхности нашей планеты. HPC Research (HPCR), которая специализируется на разработке и производстве композитных газовых баллонов высокого давления для сжиженного нефтяного газа, недавно поставила специальный композитный топливный бак для питания спутника на орбите. Он был запущен стартовавшая с мыса Канаверал во Флориде в рамках миссии Transporter-1 в космос в начале 2022 года ракетой Falcon 9 компании SpaceX, за которой стоит Илон Маск. Разработка высокотехнологичного топливного бака заняла у компании HPCR (HPC Research) из Горни Бржиза около Пльзеня более года. Бак должен был быть максимально легким и в то же время максимально прочным. С этой задачей им удалось справиться на отлично — при весе всего 800 грамм бак выдерживает давление, в два раза превышающее требуемый минимальный предел.

 «Совершенно случайно мы получили запрос от итальянской компании D-Orbit, чтобы узнать, можем ли мы изготовить данный танк. Мы посмотрели характеристики и приступили к делу», — описывает начало сотрудничества основатель и глава компании Павел Дубинин, отмечая, что цена за бак исчисляется сотнями тысяч крон. Компания производила его в Горни Бржиза недалеко от Пльзеня, откуда он попал в Италию, а затем во Флориду.

Основные требования заключались в том, что он должен быть максимально легким и выдерживать максимально возможную нагрузку и давление. В то время как обычные баллоны производства HPCResearch, используемые для СНГ, рассчитаны на давление 30 бар, бак для космического спутника должен был выдерживать двойное давление и в то же время должен быть намного легче.

Борьба за каждый грамм
В конце концов, топливный бак объемом 7,5 л выдерживает давление до 130 бар, т.е. значительно больше требуемого предела. И весит всего 800 грамм. «Мы боролись буквально за каждый грамм, но задачу выполнили», — вспоминает Дубинин. Причины в том числе и экономические. В случае миссии Transporter-1 SpaceX берет миллион долларов, если полезная нагрузка легче 200 кг. Тогда каждый лишний килограмм будет стоить 5000 долларов.
Ведь на спутнике два чешских бака, и топлива в них должно хватить, чтобы удержать спутник на орбите в космосе около года.

Черный бак
Компания с пятнадцатью сотрудниками использовала для производства космического бака ту же технологию, что и для стандартного производства композитных баллонов для сжиженного газа. В машине, которую спроектировал сам Павел Дубинин, из пластиковой заготовки создается выдувная полуформа, которая затем покрывается стекловолокном, пропитанным смолой и затвердевающим в специальной камере.

Бак для космоса стал меньше по сравнению с классическими контейнерами, а вместо стеклянных волокон он обернут черным углеродным волокном. Это делает его прочнее и легче, но и во много раз дороже.

«Проект композитных топливных баков для спутников открыл для нас совершенно новый сегмент. Благодаря резкому дисконтированию, а также существенному упрощению запуска новых спутников в космос, связанному с началом коммерческих полетов ракет SpaceX Falcon 9, мы ожидаем бурный рост этого нового рынка», — говорит Павел Дубинин, владелец HPC Research (HPCR). «Вскоре после публикации информации о наших успехах к нам также обратились с предложением о сотрудничестве, например, от Европейского космического агентства», — добавляет он.

В настоящее время компания завершает разработку в несколько раз большего топливного бака для использования на спутниках и планирует в ближайшее время усилить команду, ориентированную на космическую программу. «Мы можем предложить большую гибкость при разработке очень специфических решений, адаптированных к потребностям конкретного клиента. Преимущество наших композитных топливных баков, изготовленных из углеродных волокон, заключается в существенной экономии веса и, что не менее важно, в цене по сравнению с используемыми до сих пор обычными баками, которые обычно изготавливаются из титана», — добавляет Дубинин.

Однако современный композиционный материал, из которого он изготовлен бак, используется не только в космической технике. Его аналогия все чаще используется для композитных газовых баллонов. На сайте TECHNOpoint вы можете прочитать об успешных чешских высокотехнологичных продуктах, в том числе о композитных газовых баллонах HPCR (HPC Research).

Эти баллоны обычно наполнены чистым пропаном, т.е. не классической пропан-бутановой смесью. Композитные баллоны в основном используются для грилей, газовых рамп автономного газоснабжения, караванов или вилочных погрузчиков. Их преимущества, как и у космических топливных баков, заключаются в том, что они легкие и прочные. Классические стальные газовые газовые баллоны на 10 кг газа сами по себе весят еще 12 кг. При этом композитный газовый баллон весит меньше половины.

В то же время композитные баллоны для газа невероятно прочны. Если классический стальной баллон под давлением загорится из-за чьей-то неосторожности, он может взорваться. Это не риск с композитным баллоном HPCR. В случае пожара его материал расплавится, а газ постепенно выгорит.