Motoare de rachete rusești RD-180: specificații

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Motoarele de rachete rusești RD-180 au fost un obiect al disputei între cele două companii americane United Launch Alliance (ULA) și rivala Orbital Sciences. Primul îl împiedică pe cel din urmă să cumpere motoare pentru rachetele sale Antares.

Clip of the Titans

De vină a fost participarea Orbital Sciences la achizițiile guvernamentale. ULA împiedică în mod ilegal concurenții să cumpere motoare RD-180 de la două companii. Aceștia sunt antreprenorul RD Amross - SNPPO Energomash - și intermediarul american Pratt & Whitney Rocketdyne. Primul produce motorul de rachetă cu combustibil lichid RD-180 necesar. Celăl alt furnizează componente către Statele Unite.

Singurul motor cu propulsie lichidă RD-180 este potrivit optim pentru achizițiile la licitație anunțate de guvernul SUA. Potrivit experților, caracteristicile acestor componente sunt ideale pentru vehiculele de lansare grele și pentru nevoile NASA.

Ce este motorul rachetei RD-180

RD-180 este un derivat cu două camere a RD-170 cu patru camere folosit de Zenit. Motoare de rachete cu combustibil lichidPostarzătorul cu ciclu închis RD-180 reunește performanța ridicată, confortul și reutilizarea RD-170 într-o dimensiune care să se potrivească cerințelor motorului vehiculului de lansare consumabil Atlas V Evolved.

RD-180 – Motor hidraulic pentru acționarea supapei de control și a vectorului de împingere de deviere în cardan, cu pneumatică pentru acționarea supapei și a sistemului de purjare: cadrul de împingere pentru distribuția sarcinii este autosuficient ca parte a motorului. Motorul la pornire foloseste plumb LOX, cu post-ardere a gazului generatorului si LOX, bogat in actionare turbina cu gaz. Așadar, setați o creștere a performanței cu 10 procente în comparație cu creșterea operațională a motoarelor din SUA și presupunând o funcționare curată, reutilizabilă. Numai în ansamblul principal, pompa turbo și pompa de amplificare au necesitat dezvoltare pentru a se putea scala de la RD-120 și RD-170. Toate celel alte componente au fost preluate direct de pe RD-170.

RD-180 a fost dezvoltat în 42 de luni la o fracțiune din costul unui nou design de motor tipic din SUA. Motorul funcționează pe un Atlas III intermediar și un booster Atlas V standard.

RD-180 este echipat cu două perechi de camere de ardere și duze. Motorul a fost dezvoltat și produs de asociația rusă de cercetare și producție Energomash. Kerosenul este folosit ca combustibil, oxigenul lichid este un agent oxidant. Costul motorului rachetă RD-180 în 2010 a fost de 9 milioane USD.

Descrierea construcției

1. LOX/carburant pentru rachete cu kerosen.
2. Două camere de tracțiune (gimbals +8 grade).
3. Un bloc bogat în oxigen în fața arzătorului.
4. THA ansamblu de în altă presiune.
5. Pompă de combustibil în două trepte.
6. Pompă de oxigen cu o singură treaptă.
7. Turbină o singură.
8. Aprindere cu autoaprindere.
9. Sisteme hidraulice autonome (supape, TVC) alimentate cu kerosen de la o pompă de combustibil.
10. Sistem de monitorizare a sănătății și de predicție a vieții.
11. Pregătirea automată a zborului (după instalarea pe vehicul, toate operațiunile sunt automatizate prin lansare).
12. Minimizarea interfeței de la rampa de lansare și vehicule (sisteme pneumatice și hidraulice, autonome, panouri electrice integrate, cadru de tracțiune pentru simplificarea interfeței mecanice).
13. Operațiuni ecologice cu oxidant bogat care pornește pre-aprinderea arzătorului, precum și moduri de pornire și oprire a oxidantului care elimină cocsificarea și kerosenul potențial contaminat nears.
14. 50-100% accelerare continuă, supusă unei potențiale traiectorii în timp real și a verificării potrivirii motorului la fața locului înainte de lansarea remedierii.
15. 80% RD-170 părți.
16. Camera albarica: 256, 6 bar.
17. Factor de zonă: 36, 4.
18. Raport tracțiune-greutate: 77, 26.
19. Raport oxidant-combustibil: 2, 72.

Motor RD-180. Caracteristici

• Gesitate specifică: 5480 kg (12080 lb).
• Înălțime: 3,6 m (11,67 ft).
• Diametru: 3,2 m (10,33 ft).
• Impul specific: 337,8 s.
• Impul specific la nivelul mării: 311,3 s
• Timp de înregistrare: 270 sec.
• Prima lansare: 2000

Istorie

În noiembrie 1996, asociația de producție Energomash a efectuat primul test al RD-180. Motorul a fost declarat câștigător la licitații pentru instalarea sa în vehiculul de lansare Atlas al corporației americane Lockheed Martin. Acest lucru a fost necesar pentru retragerea navelor promițătoare cu echipaj. De atunci, motoarele RD-180 au devenit cele mai căutate.

Motorul este reutilizabil. Managementul sofisticat a oferit NPO Energomash acorduri de încredere aproape legendare cu Statele Unite. În decembrie 2012 a fost livrat un contract care asigură companiei o garanție pentru producția de motoare până în 2019. Toată producția este concentrată în Rusia.

Crearea unui înlocuitor pentru RD-180 în SUA

Evenimentele din Ucraina au dus la sancțiuni care limitează capacitatea de a utiliza motoare de rachete rusești pentru Statele Unite. RD-180 trebuie înlocuit cu un analog de fabricație americană. În decembrie 2014, Parlamentul a adoptat un amendament. A interzis utilizarea RD-180 rusești. Motorul va continua să fie achiziționat conform contractului de furnizare existent până în 2019 între Energomash și ULA.

În ciuda cooperării continue și a livrărilor de RD-180 în temeiul acordurilor existente, secretarul american al Apărării a ordonat încetarea cooperării cu Rusia și tranzițiapentru piese americane. America este obligată să scape de dependența rusă în sferele politico-militar.

La aceasta, Frank Kendall (Secretarul Apărării pentru Achiziții) a răspuns că Pentagonul nu are nimic care să înlocuiască motoarele rusești RD-180. Ca alternativă la situația actuală, America a anunțat o licitație pentru producția de motoare proprii cu caracteristici similare pe teritoriul său.

Viceprim-ministrul Rusiei, Dmitri Rogozin, a declarat că este gata să oprească furnizarea de motoare rachete RD-180 și K-33 către America.

Cât costă un motor de rachetă RD-180 pentru SUA

Să vorbim despre prețuri. SpaceNews a raportat că motorul RD-180 trebuia înlocuit. Pentru Statele Unite, un astfel de capriciu ar costa 1,5 miliarde de dolari. Nu o sumă mică.

Cât costă motorul RD-180? Întregul proiect de implementare a prototipului va dura cel puțin șase ani. Potrivit experților, Statele Unite nu au posibilitatea de a abandona complet utilizarea motoarelor RD-180. Este imposibil să rezolvi problema într-un timp scurt, deoarece motoarele vor fi gata abia în 2022.

În ciuda asigurărilor forțelor aeriene americane că RD-180 sunt în stoc în cantitatea necesară, există încă un deficit. Prin urmare, multe lansări vor trebui amânate. Cheltuielile în acest domeniu ar putea crește la 5 miliarde de dolari. În timp ce SUA concurează și aplică sancțiuni, China este deja în linia pentru producția RD-180.

Perspectivă

Pentagonul a alocat cel puțin 162 de milioane de dolari Aerojet Rocketdyne și United Launch Alliance pentru a lucra îndomenii de dezvoltare ale motoarelor de rachete AR1 și BE-4, candidate pentru înlocuirea motorului de fabricație rusă care zboară în prezent vehiculul de lansare Atlas V.

Forțele aeriene americane finalizează o investiție inițială în noi motoare de rachete, deoarece armata încearcă să se îndepărteze de dependența sa de motorul rus RD-180 folosit pe Atlas V, care lansează majoritatea sateliților guvernului SUA pentru comunicații sigure, navigație și colectarea informațiilor. Forțele Aeriene intră într-un parteneriat public-privat cu Aerojet Rocketdyne și ULA, oferind fonduri corporative pentru a cofinanța dezvoltarea motoarelor.

Președintele și CEO-ul ULA continuă să se întâlnească pentru a atinge obiectivul de a oferi Statelor Unite cele mai fiabile sisteme de lansare la cel mai accesibil preț, dezvoltând în același timp un nou motor care va introduce oportunități complet noi pentru utilizarea spațiu.

Acordul cu Aerojet Rocketdyne acoperă dezvoltarea și testarea motorului rachetă AR1. Aceasta este o unitate de alimentare care arde amestecul de kerosen și oxigenul lichid. Acestea sunt aceleași componente de propulsie ca și în motorul RD-180 pentru Atlas V.

Aerojet Rocketdyne își propune să aibă un motor navigabil până în 2019, dar prima lansare nu este așteptată până în 2020. Forțele Aeriene angajează cel puțin 115,3 milioane USD pentru programul de dezvoltare AR1, în timp ce Aerojet Rocketdyne și ULA investesc în comun 57,7 milioane de dolari, a declarat Aerojet Rocketdyne într-o declarație.

Înainte de testare, decizia guvernului de a continua sprijinul pentru programul de motoare AR1 ajunge la 804 milioane USD - cu 536 milioane USD de la Forțele Aeriene și 236 milioane USD de la Aerojet Rocketdyne și ULA.

„AR1 va repune SUA în fruntea producției de motoare cu rachete nucleare cu kerosen”, a spus Drake într-un comunicat de presă. „Încorporăm cele mai recente progrese în producția de ultimă generație, valorificând în același timp cunoștințele noastre bogate despre următoarea generație de motoare rachete, se face totul pentru a introduce motoare care vor pune capăt dependenței noastre de un furnizor străin pentru a lansa națiunea noastră. active de securitate națională."

Motorul AR1 va include piese imprimate 3D și va funcționa cu oxigen îmbogățit cu post-ardere cu gaz generator. Acesta este un ciclu de motor mai eficient decât cel disponibil în prezent în alte hidrocarburi lichide din motoarele rachete din SUA.

Motorul BE-4 este punctul central al Forțelor Aeriene. Pentru implementarea acestuia, sunt alocate injecții de numerar. Forțele Aeriene s-au angajat să plătească cel puțin 46,6 milioane de dolari către United Launch Alliance pentru următoarea generație a rachetei Vulcan. De asemenea, ULA a fost de acord să adauge 40,8 milioane USD în condițiile atribuirii guvernamentale.

Partea leului din finanțarea inițială de 45.800.000 USD va merge spre dezvoltarea motorului BE-4, care va genera 550.000 de lire de tracțiune și va consuma o combinație criogenică de gaz natural lichefiat și lichidoxigen.

Două motoare BE-4 vor spori prima etapă a rachetei Vulcan. Oficialii spun că BE-4 este finanțat integral de companie prin United Launch Alliance. Finanțarea forțelor aeriene va sprijini progresul companiei în integrarea motorului BE-4 cu vehiculul de lansare Vulcan.

Aerojet Rocketdyne promovează AR1 ca fiind cel mai ușor înlocuitor pentru RD-180 datorită amestecului și dimensiunii sale de pulbere. Sunt necesare două motoare AR1 pentru a îndeplini performanța unui motor RD-180 cu duză dublă pe un Atlas V.

Directorii ULA spun că motorul BE-4 de la Blue Origin, o firmă spațială antreprenorială fondată de Amazon.com, va fi gata mai rapid și, în cele din urmă, va fi mai ușor de recuperat pentru reutilizare.

În timp ce motorul RD-180 a avut avantajul a peste 60 de lansări de succes, era timpul pentru investițiile americane în producția internă de motoare similare.

BE-4 urmează să își finalizeze validarea în 2017, iar ULA vizează primul zbor al rachetei Vulcan până la sfârșitul anului 2019.

Forțele Aeriene finanțează, de asemenea, construcția în spațiul cosmic pentru locuirea astronauților în explorarea spațiului adânc și serviciile prin satelit.

ULA continuă să lucreze atât cu Blue Origin, cât și cu Aerojet Rocketdyne. Acesta însoțește două variante ale următoarei generații de motoare americane, motiv pentru care compania face echipă cu două dintre cele mai importante companii spațiale din lume.

ULA păstrează motorul AR1 al Aerojet Rocketdyne ca rezervăopțiune. Selecția finală este așteptată la sfârșitul anului 2016.

Angajamentele financiare ale Forțelor Aeriene față de Aerojet Rocketdyne și ULA se deschid după 29 februarie 2016, după ce s-au încheiat acorduri similare cu SpaceX și Orbital ATK. Nou proiect de rachetă solidă realizat de Orbital ATK pentru racheta Vulcan a ULA și pentru propriul lansator, va primi și finanțare Orbital ATK.

Umbră în spațiu de la „norii” pământului

Motoarele rusești RD-180 nu au alternativă în Statele Unite. Jim Meiser, vicepreședintele Aerojet Rocketdyne, consideră că Statele Unite nu acordă suficientă atenție dezvoltării propriilor prototipuri de oxigen-kerosen.

El a spus că America este cu siguranță în spatele rușilor și chinezi în crearea unor astfel de sisteme de propulsie. El a mai menționat că Statele Unite au dezvoltat deja un motor cu oxigen-kerosen, care este în funcțiune Merlin 1D. Este produs de SpaceX. Numai că acum, în ceea ce privește caracteristicile sale, nu se încadrează în fața RD-180.

Bineînțeles, aceasta este o prostie completă, deoarece norii terestre nu pot arunca nicio umbră în spațiu. Dar în sens politic - din păcate, ele sunt aruncate.

SUA: Industriașii calmi, politicienii îngrijorați

Un oficial în alt al forțelor aeriene americane spune că va opri lansarea sateliților de securitate națională la bordul rachetei Atlas V a United Launch Alliance dacă Departamentul Trezoreriei consideră că importurile de motoare rusești nu încalcă sancțiunile SUA.

Mai devreme, senatorul John McCain a întrebat Forțele Aerienepentru a demonstra că recenta reorganizare din Rusia a industriei sale de rachete și spațiale nu face din achiziția de motoare RD-180 o încălcare a sancțiunilor SUA care au fost impuse oficialilor ruși în 2014.

Agențiile guvernamentale din SUA, conduse de Departamentul de Trezorerie, aruncă o privire nouă asupra livrărilor RD-180. Și suntem pregătiți să nu aderăm la sancțiuni. Punerea la pământ a lui Atlas V ar crea un obstacol mai mare pentru Pentagon decât lupta.

McCain a organizat o audiere în portul spațial militar în care a cerut Forțelor Aeriene să obțină o nouă opinie legală conform căreia importul RD-18O încalcă sancțiunile SUA impuse oficialilor ruși în urma anexării peninsulei Crimeea a Ucrainei.

McCain a evidențiat doi oficiali ruși de rang în alt: viceprim-ministrul rus Dmitri Rogozin și Serghei Chemezov, consilier al președintelui rus Vladimir Putin. Până de curând, ei au fost observatori în sectorul spațial. Deși nu beneficiază financiar de vânzarea RD-180, au fost sancționați.

28 decembrie, din ordinul lui Putin, sectorul spațial rusesc este în curs de reorganizare. Această restructurare face ajustări la industria spațială rusă și la agenția spațială Roscosmos sub o nouă corporație de stat, numită și Roskosmos.

McCain a remarcat că această organizație este condusă în prezent de Rogozin; Chemezov are și el ceva de-a face cu asta. Rogozin și Chemezov au fost printre primii oficiali ruși care au primit sancțiuni în timpul crizei din Ucraina. Nici unul, nicicelăl alt nu poate intra în SUA. Activele pe care le dețin au fost înghețate.