منذ عام 2021، يعمل علماء من جامعة جنوب الأورال الحكومية، بدعم من خبراء مركز الصواريخ الحكومي باسم الاكاديمي ماكييف ، على تطوير نظام دفع تجريبي لأول مركبة إطلاق روسية أحادية المرحلة وقابلة لإعادة الاستخدام للإقلاع والهبوط العمودي. ومؤخرًا، طوّر الباحثون آلية تحكم اتجاهية فريدة لمركبة هبوط تجريبية مزودة بنظام دفع متعدد الغرف بجسم مركزي مُصمم خصيصًا. لم يُبسّط هذا النهج تصميم المحرك وخفّض وزنه بنسبة 3% فحسب، بل وفّر أيضًا الوقود.
يُولّد التيار النفاث قوة دفع المحرك، حيث تُحدّد سرعته وضغطه وقوته الاتجاه المحوري للصاروخ أثناء الطيران. لتدوير الصاروخ، يجب تغيير اتجاه متجه الدفع بالنسبة لمحوره الطولي.
يُحقّق ذلك تقليديًا عن طريق تحريف غرف احتراق محرك الصاروخ باستخدام أسطح تحكم ثقيلة أو محاور تثبيت إضافية.
تمكن مطورو تشيليابينسك من خفض وزن المحرك بنسبة 3% من خلال الاستغناء عن أدوات التحكم الميكانيكية؛ ولكل نقطة مئوية تأثير إيجابي على مدى المحرك ووزن الحمولة. وُضعت عدة غرف احتراق حول محيط هيكل مركزي مُصمم (مُبطن بأخاديد خاصة لتصريف الغازات المحترقة).
«أوضح أليكسي شولتز، مهندس التصميم في مختبر أبحاث محركات الطائرات ومحطات توليد الطاقة: يُنتج هذا النهج تيارًا واحدًا من نواتج الاحتراق، مما يُتيح زيادة أو خفض قوة دفع غرف الاحتراق الفردية في مستويات تحكم مختلفة. وأضاف: إذا انخفض دفع إحدى غرف الاحتراق، يزداد دفع الغرفة المقابلة تلقائيًا. يُوفر هذا الاختلاف في قوة الدفع بالنسبة للمحور الطولي عزم انحراف لمركز كتلة المحرك، وبالتالي لمركبة الإطلاق - حيث تدور في الاتجاه المطلوب. والأهم من ذلك، يُمكن التحكم في كلٍّ من غرف الاحتراق الفردية ومجموعاتها».
لتنظيم قوة دفع غرف الاحتراق الفردية، قام المطورون بتنويع استهلاك الكحول في زوج الوقود «الأكسجين الغازي والكحول».
خلال الاختبار التجريبي، قامت وحدات التحكم الإلكترونية في تدفق الوقود، استجابةً لأمر من نظام التحكم، بزيادة أو خفض معدل تدفق الكحول لتوليد قيم الدفع المناسبة لكل غرفة. ويشير الباحثون إلى أن هذا النهج يسمح بتوفير ما يصل إلى 5% في عمر أحد مكونات الوقود. يُطور المشروع في إطار عمل مركز الاورال العلمي والتعليمي الإقليمي.