SE-2000 (раніше відомий як SCE-200, також як Semi-Cryogenic Engine-2000) — напівкріогенний рідинний ракетний двигун класу тяги 2 000 кН, який створюється компанією Godrej Aerospace, підрозділом корпорації , на замовлення Індійської організації космічних досліджень (ISRO) для існуючих ракет-носіїв LVM3 () та майбутніх важких і надважких ракет-носіїв.
Двигун створюється на базі українського двигуна РД-810. Спалюючи гас RP-1 та рідкий кисень (РК) у замкнутому циклі згоряння , двигун збільшить корисне навантаження LVM3, замінивши поточний ступінь L110, який працює на двох . Додатковою перевагою є те, що рідкий кисень і гас, як паливо, є нетоксичними та безпечними порівняно з традиційними альтернативами. Очікується також, що в перспективі він буде використаний як рушій на майбутніх багаторазових ракетах-носіях ISRO.
Технологія, що лежить в основі цього двигуна, є особливо складною. У його конструкції використані спеціальні жароміцні матеріали, розроблені у партнерстві з індійською промисловістю. Для випробування такого складного двигуна був створений інтегрований центр рушійних двигунів ракет-носіїв ISRO, випробувальний майданчик якого був збудований на схилах гори Махендрагірі в штаті Тамілнад і відкритий прем'єр-міністром Нарендрою Моді 27 лютого 2024 року. Передбачається, що перший політ ракети з SE-2000 відбудеться наприкінці 2020-х років.
Передісторія Інтерес Індійської організації космічних досліджень (ISRO) до напівкріогенних ракетних двигунів був пов'язаний із потребою збільшити вантажність індійських ракет-носіїв важкого класу та поступово відмовитися від використання токсичних компонентів палива на їхніх потужних рідинних ступенях. Ракета-носій LVM3 у початковій конфігурації отримала два твердопаливні прискорювачі S200, центральний рідинний ступінь L110 із двома двигунами Vikas (працюють на високотоксичних суміші несиметричного диметилгідразину та гідразингідрату, як паливі та азотному тетраоксиді, як окислювачі), і кріогенний верхній ступінь C25. Перспективною заміною ступеня L110 мав стати потужніший напівкріогенний ступінь на рідкому кисні та гасі, оснащений двигуном класу тяги 2000 кН.
Важливою передумовою створення індійського напівкріогенного двигуна стала співпраця Індії з Україною. 2 червня 2005 року уряди двох держав підписали рамкову угоду про співробітництво у сфері мирного використання космічного простору, а 2006 року було започатковано спільний індійсько-український проєкт під кодовою назвою «Жасмин», відповідно до якого Україна передавала Індії креслення двигуна РД-810, а українське конструкторське бюро «Південне» допомагало достосувати РД-810 до індійських ракет-носіїв. Двигун на базі РД-810 отримав назву SCE-200, де абревіатура SCE позначає напівкріогенний двигун (), що вказує на використання гасового палива, яке можна зберігати за звичайних температур, та рідкого кисню, для зберігання якого в рідкому стані потрібні наднизькі температури. «200» позначає його тягу 200 тонн. ISRO планувала встановити двигун SCE-200 на модифікованому основному ступені ракети GSLV Mark 3, замінивши стару рухову систему. Це збільшило б корисне навантаження ракети під час виведення на геостаціонарну перехідну орбіту з чотирьох до шести тонн. Пізніше чотири подібні двигуни ракети нового покоління могли б доставляти до 10 тонн на ту саму орбіту без допомоги прискорювачів. Окрім допомоги в проєктуванні двигуна, КБ «Південне» також консультувало ISRO щодо розробки самої перспективної ракети-носія.
РД-810 — однокамерний киснево-гасовий двигун, розроблений КБ «Південне» за замкнутою схемою, у якій паливна суміш спочатку запалюється в спеціальному газогенераторі (передпальнику). Отриманий гарячий газ використовується для приведення в дію турбіни двигуна, а потім спрямовується в основну камеру згоряння. На основі отриманої від української сторони конструкторської документації ISRO здійснювала власне розроблення двигуна SCE-200. Водночас передавання документації від України не означало отримання повністю готової технології виробництва: індійським спеціалістам необхідно було самостійно створити значну частину розрахункових моделей, технологічних процесів, матеріалознавчої бази та процедур сертифікації. Головним індійським розробником двигуна став Центр рідинних ракетних двигунів ( — LPSC) ISRO.
Співпраця з Україною продовжилася й на етапі випробувань. 2017 року через відсутність на той час в Індії відповідної випробувальної бази ISRO уклала контракт із «Південмашем» на проведення вогневих випробувань на українських стендах окремих вузлів двигуна SCE-200, виготовлених в Індії в рамках проєкту «Жасмин».
Через відсутність на той час в Індії відповідної випробувальної бази планувалося використовувати українські стенди для перевірки окремих вузлів двигуна,виготовленого в Індії в рамках проєкту «Жасмин». Згодом ISRO створила власний спеціалізований комплекс Semi-Cryogenic Integrated Engine Test Facility у Махендрагірі.
2017 року індійські фахівці повернулися до України для проведення вогневих випробувань обладнання, виготовленого в Індії в рамках проєкту «Жасмин». За даними галузевих джерел, український завод «Південмаш» мав контракт на випробування не всього двигуна, а його критичних компонентів, включаючи газогенератор і турбонасос, які були виготовлені в Індії. Якщо випробування, які, очевидно, планували завершити до 2019 року, підтвердять якість індійських методів виробництва, повністю зібраний двигун, включаючи камеру згоряння та сопло, буде випробуваний на ще не завершеному стенді в Махендрагірі, Індія.
Повідомлялося, що у вересні 2019 року двигун був готовий до початку випробувань в Україні та введення в експлуатацію не раніше 2022 року. Тому ISRO виключила використання двигуна для першого космічного польоту людини в Індії. До листопада 2022 року SE-2000 наблизився до завершення кваліфікаційних випробувань. Випробувальний стенд напівкріогенного двигуна та ступеня в рушійному комплексі ISRO Махендергірі готувався до наземних випробувань, оскільки SE-2000 досяг завершальної стадії розробки. [ 13 ]
Перший статичний запуск двигуна SCE-200 було здійснено в Індії в липні 2023 року, але його довелося перервати через проблему з тиском у турбіні. Потім фахівці ISRO провели додаткові випробування під тиском 2024 року, прагнучи провести ще один запуск до кінця того ж року.
28 березня 2025 року ISRO повідомило про значний прорив у розробці та успішному запуску напівкріогенного двигуна потужністю 2000 кілоньютонів. 28 березня 2025 року 2,5 секундне гаряче випробування в рушійному комплексі ISRO Махендергірі силової установки (PHTA) підтвердило інтегровану продуктивність критичних підсистем двигуна, включаючи передпальник, турбонасоси, систему запуску та компоненти керування, але не камеру згоряння. Усі системи двигуна під час випробування працювали належним чином, демонструючи плавне запалювання та роботу
Рушійний випробувальний комплекс ISRO у Махендрагірі
Силовий (рушійний) комплекс, розташований у Махендрагірі (штат Тамілнад), є центром ISRO, який займається випробуванням, складанням та інтеграцією силових установок і ступенів, які розробляються в Центрах рідинних силових установок ISRO. Раніше комплекс в Махендрагірі був відомий і функціонував під управлінням LPSC. 1 лютого 2014 року цей підрозділ було перейменовано на Рушійний комплекс Індійської організації космічних досліджень ( (IPRC) та підвищено до автономного департаменту у складі ISRO. [ 3 ] [ 4 ]
Комплекс IPRC оснащений найсучаснішим обладнанням, необхідним для реалізації передових виробів рушійних технологій для індійської програми космічних досліджень. Діяльність, яку здійснює IPRC для індійської програми ракет-носіїв, включає: складання, інтеграцію, випробування та обслуговування наземних паливних двигунів, кріогенних двигунів та ступенів для ракет-носіїв; висотні випробування верхніх ступеней двигунів та двигунів космічних апаратів, а також випробування їх підсистем; виробництво, постачання та зберігання пального.
В IPRC в Махендрагірі створений комплексний напівкріогенний інтегрований випробувальний центр двигунів (SIET), який був урочисто відкритий прем'єр-міністром Індії Нарендрою Моді 27 лютого 2024 року. Цей центр із найсучаснішою системою керування на базі ПЛК та системою збору даних здатний випробовувати напівкріогенні двигуни з тягою до 2600 кН. Він забезпечує зберігання та обслуговування великих обсягів палива та робочих рідин під високим тиском. Випробувальний стенд, який включає багато складних компонентів керування, керується з Центру керування випробуваннями, який також розроблений власними силами.
Після успішних випробувань компонентів напівкріогенного двигуна ISRO впритул наблизилась до випробування повністю інтегрованого двигуна SE-2000, що наблизить Індію до розширених можливостей космічних запусків завдяки власним технологіям.
Етапи тестування
10 травня 2023 року. Перше комплексне випробування напівкріогенного двигуна з тягою 2000 кН у проміжній конфігурації було проведено на об'єкті напівкріогенних інтегрованих випробувань двигунів та ступенів у рушійному комплексі ISRO у Махендрагірі. Проміжна конфігурація, позначена як випробувальний виріб силової головки (PHTA), включає всі системи двигуна, крім тягової камери. Це випробування є першим із серії випробувань, запланованих для перевірки конструкції системи подачі палива, включаючи турбонасоси низького та високого тиску, газогенератор та компоненти керування. У ході випробування були успішно проведені складні операції з охолодження тривалістю 15 годин, необхідні умови для запуску двигуна. Після охолодження контуру рідкого кисню (РК), заповнення контуру подачі гасу, РК був введений у газогенератор через впорскувальни клапан. 1 липня 2023 року. Перше гаряче випробування проміжної конфігурації силової головки напівкріогенного двигуна (PHTA) шляхом проведення гарячого запалювання у рушійному комплексі ISRO у Махендрагірі. Запланована тривалість випробування становила 4,5 секунди для перевірки роботи газогенератора, турбонасосів, передпальника та компонентів керування з акцентом на запалювання та генерацію гарячого газу в камері передпальника, що приводить в дію головну турбіну, яка забезпечує роботу паливного та окислювального насосів. На 2,0 с спостерігався непередбачуваний сплеск тиску в турбіні з подальшою втратою швидкості турбіни. Як запобіжний захід, випробування було припинено.
2 травня 2024 року. Перше випробування плавного запалювання було успішно проведено на випробувальному стенді інтегрованих двигунів в Махендрагірі. Для випробування було створено ще один випробувальний виріб Pre-burner Ignition Test Article (PITA)- для попереднього запалювання пальника, який складався з попереднього пальника разом з його системами подачі, системами запуску та відповідними компонентами керування. Продемонстровано плавне та стійке запалювання попереднього пальника, що є необхідною умовою для запуску напівкріогенного двигуна. Запалювання двигуна досягається за допомогою ампули стартового палива, яка використовує комбінацію триетилалюмініду та триетилбору, розроблену Космічним центром Вікрама Сарабхаї (VSSC) та вперше використану ISRO в напівкріогенному двигуні 2000 кН. Процес запалювання є однією з найважливіших частин у розробці систем рідинних ракетних двигунів.