Руските ракетни двигатели RD-180 бяхаКост на спора между двете американски компании United Launch Alliance (ULA) и конкурентната Orbital Sciences. Първият не позволява на втория да закупи двигатели за своите ракети Antares.
Сблъсъкът на титаните
Всичко е по вина на участието на Орбитални науки вобществени поръчки. ULA незаконно пречи на конкурентите да купуват двигатели RD-180 от две компании. Това са изпълнителят RD Amross - SPNPO Energomash - и американският посредник Pratt & Whitney Rocketdyne. Първият произвежда необходимия ракетен двигател с течно гориво RD-180. Друг доставя компоненти за САЩ.
Какво представлява ракетният двигател RD-180
RD-180 е двукамерно производно начетирикамерен RD-170, използван в Zenit. Ракетните двигатели с течно гориво със затворен цикъл RD-180 с доизгаряне включват високи характеристики, удобство и многократна употреба на RD-170 в размери, за да отговорят на изискванията на двигателите за изстрелваното изстрелващо средство Atlas V Evolved.
RD-180 - хидравличен мотор за шофиранеуправляващ клапан и отклонителен вектор на тягата в кардани, с пневматика за задействане на клапана и система за продухване: тягата за разпределение на товара е самодостатъчна като част от двигателя. Двигателят в началото използва LOX олово, с допълнително изгаряне на газ от генератор и LOX, богато на задвижване на газова турбина. По този начин тя е установила 10% увеличение на производителността в сравнение с оперативното ускорение на американските двигатели и приемайки чиста работа за многократна употреба.
Само в основния монтаж турбопомпата и бустерната помпа се нуждаят от разработка, за да се мащабират от RD-120 и RD-170. Всички останали компоненти са взети директно от RD-170.
RD-180 е разработен за 42 месеца с малка част от цената на типичен американски дизайн на двигателя. Двигателят работи на междинен Atlas III и стандартна ракета-носител Atlas V.
RD-180 е оборудван с две двойки горивни камери идюзи. Двигателят е проектиран и произведен от руската научно-производствена асоциация Енергомаш. Керосинът се използва като гориво, течният кислород е окислител. Цената на ракетния двигател RD-180 през 2010 г. беше 9 милиона долара.
Описание на конструкцията
- LOX / Керосинов пропелент.
- Две постоянни камери (кардан +8 градуса).
- Един богат на кислород блок пред горелката.
- Сглобка за високо налягане TNA.
- Двустепенна горивна помпа.
- Едностепенна кислородна помпа.
- Едноместна турбина.
- Самозапалително запалване.
- Автономни хидравлични системи (клапани, TVC), задвижвани от керосин от горивната помпа.
- Система за мониторинг на здравето и система за прогнозиране на живота.
- Автоматизирана подготовка за полет (след инсталиране на превозно средство всички операции се автоматизират чрез изстрелване).
- Минимизиране на интерфейса от стартовата площадка ипревозни средства (пневматични и хидравлични системи, самостоятелни, електрически свързани помежду си панели, тяга за опростяване на механичния интерфейс).
- Екологични операции с обогатензапалване на окислителя преди запалването и режими на стартиране и изключване на окислителя, които елиминират коксуването и неизгорелия потенциално замърсен керосин.
- 50-100% непрекъснато регулиране при условие на потенциална проверка в реално време на траекторията и подравняването на двигателя на място преди задействане на фиксиране
- 80% RD-170 части.
- Камера под налягане: 256,6 бара.
- Съотношение на площ: 36.4.
- Съотношението тяга / тегло: 77.26.
- Съотношение окислител-гориво: 2,72.
Двигател RD-180. Характеристики
- Специфично тегло: 5480 kg (12080 lb).
- Височина: 3,6 м (11,67 фута).
- Диаметър: 3,2 м (10,33 фута).
- Специфичен импулс: 337,8 s.
- Специфичен импулс на морското равнище: 311,3 s.
- Време за запис: 270 сек.
- Първо стартиране: 2000 г.
история
През ноември 1996 г. в производствената асоциацияEnergomash проведе първото изпитание на RD-180. Двигателят е признат за победител в търговете за монтирането му в ракетата-носител Atlas от американската корпорация Lockheed Martin. Това беше необходимо за изтеглянето на обещаващи пилотирани космически кораби. Оттогава двигателите RD-180 стават най-популярни.
Двигателят има способността да се използва многократноизползване. Изисканото управление е осигурило на НПО Енергомаш почти легендарни надеждни сделки със САЩ. През декември 2012 г. беше доставен договор, който предоставя на компанията гаранция за производството на двигатели до 2019 г. Цялото производство е съсредоточено в Русия.
Създаване на заместващия RD-180 в САЩ
Украинските събития доведоха до санкции,ограничаване на възможността за използване на руски ракетни двигатели за САЩ. RD-180 трябва да бъде заменен с аналог на американското производство. През декември 2014 г. камарата прие изменение. Тя забрани използването на руски RD-180. Двигателят ще продължи да бъде закупен съгласно съществуващото споразумение за доставка до 2019 г. между Енергомаш и ULA.
Въпреки продължаващото сътрудничество и доставкиRD-180 според съществуващите споразумения, министърът на отбраната на САЩ разпореди прекратяване на сътрудничеството с Русия и преминаване към американски компоненти. Америка е длъжна да се отърве от руската зависимост във военно-политическата сфера.
На това Франк Кендъл (министър на отбраната запоръчка) отговори, че Пентагонът няма какво да замени руските двигатели RD-180. Като алтернатива на настоящата ситуация, Америка обяви търг за производство на собствени двигатели със сходни характеристики на нейна територия.
Руският вицепремиер Дмитрий Рогозин заяви, че е готов да спре доставките на ракетни двигатели RD-180 и K-33 за Америка.
Колко струва ракетният двигател RD-180 за САЩ?
Нека поговорим за цените. SpaceNews съобщи, че е необходимо да се замени двигателят RD-180. За САЩ подобна прищявка ще струва 1,5 милиарда долара. Доста пари.
Колко струва двигателят RD-180?Целият проект за внедряване на прототип ще отнеме поне шест години. Според експерти САЩ няма възможност напълно да се откажат от използването на двигатели RD-180. Невъзможно е да се реши проблемът за кратко време, тъй като двигателите ще бъдат готови едва през 2022 г.
Въпреки уверенията на американските ВВС, чеRD-180 се предлагат в складовете в необходимото количество, но все още има недостиг. Следователно много стартирания ще трябва да бъдат отложени. Разходите в тази област могат да се увеличат до 5 милиарда долара.
Докато САЩ се съревновават и прилагат санкции, Китай вече е на опашката за производството на RD-180.
перспектива
Пентагонът е отпуснал поне 162 милиона долараAerojet Rocketdyne и United Launch Alliance ще работят по разработването на ракетни двигатели AR1 и BE-4, кандидати за замяна на руския двигател, който в момента лети с ракета-носител Atlas V.
Американските ВВС завършват първоначалната инвестиция внови ракетни двигатели, тъй като военните се стремят да се отдалечат от зависимостта си от руския двигател RD-180, използван на Atlas V, който изстрелва повечето американски правителствени сателити за сигурни комуникации, навигация и системи за събиране на разузнавателни данни.
ВВС влизат в публично-частно партньорство с Aerojet Rocketdyne и ULA, за да предоставят корпоративни средства за съфинансиране на развитието на двигателя.
Президент и главен изпълнителен директор на ULAпродължават да се срещат, за да постигнат целта да предоставят на САЩ най-надеждните системи за изстрелване на най-достъпна цена, като същевременно разработват нов двигател, който ще даде напълно нови възможности за използване на космоса.
Споразумението с Aerojet Rocketdyne обхващаразработване и тестване на ракетен двигател AR1. Това е мощност, която изгаря керосинова смес и течен кислород. Това са същите горивни компоненти като в двигателя RD-180 за Atlas V.
Aerojet Rocketdyne има за цел да създаде двигател, който е получил сертификат за летателна годност до 2019 г., но първото стартиране се очаква чак през 2020 г.
ВВС отделят най-малко 115,3 милиона долара за програматаразработка на AR1, докато Aerojet Rocketdyne и ULA инвестират съвместно 57,7 милиона долара, се казва в изявление на Aerojet Rocketdyne.
Преди тестването, правителственото решение относнонепрекъснатата поддръжка на програмата за двигатели AR1 има максимална стойност от 804 милиона долара - с 536 милиона долара от ВВС и 236 милиона долара от Aerojet Rocketdyne и ULA.
„AR1 ще върне САЩ на първите позиции в производствотокеросинови ядрени ракетни двигатели - каза Дрейк в съобщение за пресата. „Ние прилагаме най-новите постижения в съвременното производство, като същевременно се възползваме от нашето богатство от знания за следващото поколение ракетни двигатели, всичко се прави за въвеждане на двигатели, които ще прекратят зависимостта ни от чуждестранен доставчик, за да пуснат активите на националната сигурност на страната ни. "
Двигателят AR1 ще включва 3D печатчасти и работи с обогатен кислород с догаряне на генераторния газ. Това е по-ефективен двигателен цикъл от сегашните други течни въглеводороди в американските ракетни двигатели.
Двигателят BE-4 е във фокуса на ВВС.За изпълнението му се отпускат парични вливания. ВВС се ангажират да платят поне 46,6 милиона долара на Обединения стартов алианс за следващото поколение ракета „Вулкан“. ULA също се съгласи да добави 40,8 милиона долара към правителствената награда.
Лъвският дял от първоначалното финансиране - $45 800 000 - Ще разработи двигателя BE-4, който ще генерира 550 000 паунда тяга и ще консумира криогенна комбинация от втечнен природен газ и течен кислород.
Два двигателя BE-4 ще принудят първия етапВулкански ракети. Длъжностни лица казват, че BE-4 се финансира изцяло от компанията чрез Обединения стартов алианс. Финансирането от ВВС ще подкрепи напредъка на компанията в интегрирането на двигателя BE-4 с ракетата-носител Vulcan.
Aerojet Rocketdyne рекламира AR1 като най-многолесен заместител на RD-180 поради неговата прахообразна смес и размер. Два двигателя AR1 са необходими, за да отговарят на производителността на един двигател с двойна дюза RD-180 на Atlas V.
Ръководителите на ULA казват, че двигателят BE-4 е отBlue Origin, предприемаческа космическа фирма, основана от Amazon.com, ще бъде готова по-бързо и в крайна сметка ще бъде по-лесна за възстановяване за повторна употреба.
Докато двигателят RD-180 имаше предимството от над 60 успешни изстрелвания, беше време за американски инвестиции във вътрешно производство на подобни двигатели.
BE-4 трябва да завърши сертифицирането си през 2017 г., а ULA се стреми към първия полет на ракетата Vulcan до края на 2019 г.
ВВС също така финансират строителството в космоса за обитаване на астронавти в изследването на дълбокия космос и сателитни услуги.
ULA продължава да работи както с Blue Origin, така и сс Aerojet Rocketdyne. Той придружава два варианта на следващото поколение американски двигатели, поради което компанията се обединява с две от водещите световни фирми за изследване на космоса.
ULA запазва двигателя Aerojet Rocketdyne AR1 като резервна опция. Окончателният подбор се очаква в края на 2016 г.
Финансовият ангажимент на ВВС за Aerojet Rocketdyne и ULA е открит след 29 февруари 2016 г., след подобни споразумения с SpaceX и Orbital ATK.
Нов проект за ракетни ускорители с твърдо гориво, направен от Orbital ATK за ракетата VLACAN на ULA и за нейната собствена ракета-носител, също ще получи финансиране от Orbital ATK.
Сянка в космоса от земни "облаци"
Руските двигатели RD-180 в САЩ няматалтернативи. Вицепрезидентът на Aerojet Rocketdyne Джим Мейзър смята, че САЩ не обръщат достатъчно внимание на разработването на собствени прототипи на кислород-керосин.
Той каза, че Америка определено изоставаРуснаци и китайци при създаването на такива задвижващи системи. Той също така спомена, че в САЩ вече е разработен кислород-керосинов двигател, който е в експлоатация на Merlin 1D. Произвежда се от SpaceX. Но по отношение на характеристиките си, той наистина не достига RD-180.
Разбира се, това е пълна глупост, защото земните облаци не могат да хвърлят никаква сянка в космоса. Но в политически смисъл - уви, те се изхвърлят.
САЩ: индустриалците се успокояват, политиците се тревожат
Високопоставен американски чиновникВВС заявиха, че ще спрат изстрелването на сателити за национална сигурност на борда на ракетата Atlas V на Обединения стартов алианс, ако Министерството на финансите смята, че вносът на руския двигател не нарушава санкциите на САЩ.
По-рано сенаторът Джон Маккейн поиска от ВВС да докажече скорошната реорганизация в Русия на нейната ракетно-космическа индустрия не поставя покупката на двигатели RD-180 в нарушение на американските санкции, наложени на руските служители през 2014 г.
Американски правителствени агенции, водени отМинистерството на финансите разглежда наново пратките RD-180. И ние сме готови да не се придържаме към санкциите. Заземяването на Атлас V би създало по-голяма пречка за Пентагона от борбата.
Маккейн проведе изслушване във военния космодрум, къдетотой призова военновъздушните сили да получат ново юридическо становище, че вносът на RD-18O нарушава американските санкции, наложени на руските служители след анексирането на полуостров Крим в Украйна.
Маккейн отдели двама старшиРуски служители: вицепремиерът на Русия Дмитрий Рогозин и Сергей Чемезов, съветник на руския президент Владимир Путин. Доскоро те бяха наблюдатели в космическия сектор. Въпреки че нямат финансова изгода от продажбата на RD-180, те са санкционирани.
На 28 декември по заповед на Путин тя ще бъде реорганизиранакосмическия сектор на Русия. Това преструктуриране прави корекции в руската космическа индустрия и космическата агенция Роскосмос в рамките на нова държавна корпорация, наричана още Роскосмос.
