Ruski raketni motori RD-180: specifikacije

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Ruski raketni motori RD-180 bili su okosnica nesuglasica između dvije američke kompanije United Launch Alliance (ULA) i rivalske kompanije Orbital Sciences. Prvi sprečava potonjeg da kupi motore za svoje rakete Antares.

Clash of the Titans

Za to je krivo učešće Orbital Sciences u vladinim tenderskim kupovinama. ULA nezakonito sprječava konkurente da kupe motore RD-180 od dvije kompanije. To su izvođač radova RD Amross - SNPPO Energomash - i američki posrednik Pratt & Whitney Rocketdyne. Prvi proizvodi potrebni raketni motor na tečno gorivo RD-180. Ostale isporučuju komponente u Sjedinjene Države.

Jedini motor na tečno gorivo RD-180 je optimalno prikladan za tenderske kupovine koje je objavila američka vlada. Prema mišljenju stručnjaka, karakteristike ovih komponenti su idealne za teške lansirne rakete i potrebe NASA-e.

Šta je raketni motor RD-180

RD-180 je dvokomorni derivat četvorokomornog RD-170 koji koristi Zenit. Raketni motori na tečno gorivoRD-180 zatvorenog ciklusa naknadnog sagorevanja kombinuje visoke performanse, praktičnost i mogućnost ponovne upotrebe RD-170 u veličinu koja odgovara zahtevima motora Atlas V Evolved Expendable Launch Vehicle.

RD-180 – Hidraulički motor za aktiviranje kontrolnog ventila i vektora potiska skretanja u kardanu, sa pneumatikom za aktiviranje ventila i sistema za ispuštanje: okvir potiska za raspodjelu opterećenja je samodovoljan kao dio motora. Motor u startu koristi LOX olovo, sa naknadnim sagorevanjem generatorskog gasa i LOX, bogat pogonom gasne turbine. Stoga postavite povećanje performansi od 10 posto u poređenju sa operativnim pojačanjem američkih motora i uz pretpostavku čiste operacije za višekratnu upotrebu. Samo u glavnom sklopu, turbo pumpa i pumpa za povišenje pritiska zahtijevale su razvoj kako bi se povećale od RD-120 i RD-170. Sve ostale komponente su preuzete direktno sa RD-170.

RD-180 razvijen je za 42 mjeseca uz djelić cijene tipičnog američkog novog dizajna motora. Motor radi na srednjem Atlas III i standardnom Atlas V pojačivaču.

RD-180 je opremljen sa dva para komora za sagorevanje i mlaznica. Motor je razvio i proizveo rusko istraživačko-proizvodno udruženje Energomash. Kerozin se koristi kao gorivo, tečni kiseonik je oksidant. Cijena raketnog motora RD-180 u 2010. bila je 9 miliona dolara.

Opis izgradnje

1. LOX/kerozin raketno gorivo.
2. Dve komore za potisak (kardan +8 stepeni).
3. Jedan blok bogat kiseonikom ispred gorionika.
4. THA sklop visokog pritiska.
5. Dvostepena pumpa za gorivo.
6. Jednostepena pumpa za kiseonik.
7. Jedna turbina.
8. Samozapaljivo paljenje.
9. Autonomni hidraulički sistemi (ventili, TVC) pogonjeni kerozinom iz pumpe za gorivo.
10. Sistem praćenja zdravlja i predviđanja života.
11. Automatizovana priprema leta (nakon instalacije na vozilo, sve operacije su automatizovane kroz lansiranje).
12. Minimiziranje interfejsa sa lansirne rampe i vozila (pneumatski i hidraulički sistemi, autonomni, električni integrisani paneli, potisni okvir za pojednostavljenje mehaničkog interfejsa).
13. Ekološki rad sa bogatim oksidantom koji pokreće paljenje pre gorionika, kao i režimi pokretanja i gašenja oksidatora koji eliminišu koksovanje i neizgoreli potencijalno kontaminirani kerozin.
14. 50-100% kontinuirano prigušivanje podložno potencijalnoj putanji u realnom vremenu i provjeri usklađenosti motora na licu mjesta prije pokretanja popravka.
15. 80% RD-170 dijelovi.
16. Albarska komora: 256, 6 bara.
17. Faktor površine: 36, 4.
18. Odnos potiska i težine: 77, 26.
19. Odnos oksidant-gorivo: 2, 72.

Motor RD-180. Karakteristike

• Specifična težina: 5480 kg (12080 lb).
• Visina: 3,6 m (11,67 ft).
• Prečnik: 3,2 m (10,33 ft).
• Specifični impuls: 337,8 s.
• Specifični impuls na nivou mora: 311,3 s
• Vrijeme snimanja: 270 sek.
• Prvo lansiranje: 2000

Historija

U novembru 1996. godine, proizvodno udruženje Energomaš izvršilo je prvo testiranje RD-180. Motor je proglašen pobjednikom na tenderima za njegovu ugradnju u lansirnu raketu Atlas američke Lockheed Martin Corporation. To je bilo neophodno za povlačenje perspektivnih brodova s posadom. Od tada su motori RD-180 postali najtraženiji.

Motor je za višekratnu upotrebu. Sofisticirani menadžment omogućio je NPO Energomash gotovo legendarne pouzdane poslove sa Sjedinjenim Državama. U decembru 2012. godine sklopljen je ugovor koji kompaniji daje garanciju za proizvodnju motora do 2019. godine. Sva proizvodnja je koncentrisana u Rusiji.

Kreiranje zamjene za RD-180 u SAD

Ukrajinski događaji doveli su do sankcija koje ograničavaju mogućnost upotrebe ruskih raketnih motora za Sjedinjene Države. RD-180 mora biti zamijenjen analogom američke proizvodnje. U decembru 2014. godine Dom je usvojio amandman. Zabranila je upotrebu ruskih RD-180. Motor će se nastaviti kupovati prema postojećem ugovoru o nabavci do 2019. godine između Energomasha i ULA.

Uprkos kontinuiranoj saradnji i isporukama RD-180 prema postojećim sporazumima, američki ministar odbrane naredio je prekid saradnje sa Rusijom i tranzicijuza američke dijelove. Amerika je dužna da se oslobodi ruske zavisnosti u vojno-političkim sferama.

Na ovo je Frank Kendall (sekretar odbrane za nabavke) odgovorio da Pentagon nema čime zamijeniti ruske motore RD-180. Kao alternativu trenutnoj situaciji, Amerika je raspisala tender za proizvodnju sopstvenih motora sličnih karakteristika na svojoj teritoriji.

Zamenik premijera Rusije Dmitrij Rogozin rekao je da je spreman da zaustavi isporuku raketnih motora RD-180 i K-33 Americi.

Koliko košta raketni motor RD-180 za SAD

Razgovarajmo o cijenama. SpaceNews je objavio da je potrebno zamijeniti motor RD-180. Za Sjedinjene Države bi takav hir koštao 1,5 milijardi dolara. Nije mala količina.

Koliko košta motor RD-180? Cijeli projekat implementacije prototipa trajat će najmanje šest godina. Prema mišljenju stručnjaka, Sjedinjene Države nemaju priliku u potpunosti odustati od upotrebe motora RD-180. Problem je nemoguće riješiti u kratkom vremenu, jer će motori biti spremni tek 2022.

Uprkos uvjeravanjima američkog ratnog zrakoplovstva da su RD-180 na zalihama u potrebnoj količini, još uvijek ima nedostatak. Stoga će mnoga lansiranja morati biti odložena. Potrošnja u ovoj oblasti mogla bi porasti na 5 milijardi dolara. Dok se SAD takmiče i sprovode sankcije, Kina je već u redu za proizvodnju RD-180.

Perspektiva

Pentagon je dodijelio najmanje 162 miliona dolara za Aerojet Rocketdyne i United Launch Alliance za rad uoblasti razvoja raketnih motora AR1 i BE-4, kandidata za zamjenu motora ruske proizvodnje koji trenutno upravlja lansirnom raketom Atlas V.

Američke zračne snage završavaju početno ulaganje u nove raketne motore dok vojska nastoji da se odmakne od svog oslanjanja na ruski motor RD-180 koji se koristi na Atlasu V, koji lansira većinu satelita američke vlade za sigurnu komunikaciju, navigaciju i prikupljanje obavještajnih podataka. Zračne snage stupaju u javno-privatno partnerstvo sa Aerojet Rocketdyneom i ULA, osiguravajući korporativna sredstva za sufinansiranje razvoja motora.

Predsjednik i izvršni direktor ULA nastavljaju da se sastaju kako bi postigli cilj da Sjedinjenim Državama osiguraju najpouzdanije sisteme za lansiranje po najpristupačnijim cijenama, uz razvoj novog motora koji će uvesti potpuno nove mogućnosti za korištenje prostor.

Ugovor sa Aerojet Rocketdyne pokriva razvoj i testiranje raketnog motora AR1. Ovo je agregat koji sagorijeva mješavinu kerozina i tekućeg kisika. Ovo su iste pogonske komponente kao u motoru RD-180 za Atlas V.

Aerojet Rocketdyne ima za cilj da ima plovidbeni motor do 2019. godine, ali prvo lansiranje se ne očekuje do 2020. Zračne snage izdvajaju najmanje 115,3 miliona dolara za razvojni program AR1, dok Aerojet Rocketdyne i ULA zajednički ulažu 57,7 miliona dolara, navodi Aerojet Rocketdyne u izjavi.

Prije testiranja, vladina odluka da nastavi podršku programu AR1 motora iznosi 804 miliona dolara - sa 536 miliona dolara od Ratnog vazduhoplovstva i 236 miliona dolara od Aerojet Rocketdynea i ULA.

"AR1 će vratiti SAD u vodstvo u proizvodnji kerozinskih nuklearnih raketnih motora," rekao je Drake u priopćenju za javnost. „Ugrađujemo najnovija dostignuća u najmodernijoj proizvodnji dok kapitaliziramo naše bogato znanje o sljedećoj generaciji raketnih motora, sve se čini da uvedemo motore koji će ukinuti našu ovisnost o stranom dobavljaču za lansiranje naše zemlje. sredstva nacionalne sigurnosti."

AR1 motor će uključivati 3D štampane delove i raditi na obogaćenom kiseoniku sa naknadnim sagorevanjem generatorskog gasa. Ovo je efikasniji ciklus motora nego što je trenutno dostupan u drugim tekućim ugljovodonicima u američkim raketnim motorima.

Motor BE-4 je fokus Ratnog vazduhoplovstva. Za njegovu implementaciju izdvajaju se novčane injekcije. Zračne snage su se obavezale da će platiti najmanje 46,6 miliona dolara United Launch Allianceu za sljedeću generaciju rakete Vulcan. ULA je također pristala dodati 40,8 miliona dolara prema uslovima vladine nagrade.

Lavov udio od 45.800.000 dolara početnih sredstava će ići na razvoj BE-4 motora, koji će generirati 550.000 funti potiska i trošiti kriogenu kombinaciju ukapljenog prirodnog plina i tekućinekiseonik.

Dva motora BE-4 će potaknuti prvi stepen rakete Vulcan. Zvaničnici kažu da BE-4 u potpunosti finansira kompanija kroz United Launch Alliance. Finansiranje vazduhoplovnih snaga će podržati napredak kompanije u integraciji motora BE-4 sa raketom za lansiranje Vulcan.

Aerojet Rocketdyne reklamira AR1 kao najlakšu zamjenu za RD-180 zbog njegove mješavine praha i veličine. Potrebna su dva AR1 motora da bi se zadovoljile performanse jednog motora RD-180 s dvije mlaznice na Atlas V.

Rukovodioci ULA kažu da će BE-4 motor iz Blue Origin-a, poduzetničke svemirske firme koju je osnovao Amazon.com, biti spreman brže i da će ga na kraju biti lakše oporaviti za ponovnu upotrebu.

Dok je motor RD-180 imao prednost od više od 60 uspješnih lansiranja, došlo je vrijeme za američke investicije u domaću proizvodnju sličnih motora.

BE-4 treba da završi svoju validaciju 2017. godine, a ULA ima za cilj prvi let rakete Vulcan do kraja 2019.

Zračne snage takođe finansiraju izgradnju u svemiru za stanovanje astronauta u istraživanju dubokog svemira i satelitskim uslugama.

ULA nastavlja da radi sa Blue Origin-om i Aerojet Rocketdyne-om. Prati dvije varijante sljedeće generacije američkih motora, zbog čega se kompanija udružuje sa dvije vodeće svjetske svemirske kompanije.

ULA zadržava Aerojet Rocketdyneov AR1 motor kao rezervnu kopijuopcija. Konačan izbor se očekuje krajem 2016.

Finansijske obaveze zračnih snaga za Aerojet Rocketdyne i ULA otvaraju se nakon 29. februara 2016. nakon što su slični sporazumi zaključeni sa SpaceX-om i Orbital ATK-om. Novi projekt raketnog bustera koji je napravio Orbital ATK za ULA-ovu raketu Vulcan i za vlastiti lanser, također će dobiti Orbital ATK finansiranje.

Sjena u svemiru od zemaljskih "oblaka"

Ruski motori RD-180 nemaju alternativu u Sjedinjenim Državama. Jim Meiser, potpredsjednik Aerojet Rocketdynea, vjeruje da Sjedinjene Države ne poklanjaju dovoljno pažnje razvoju vlastitih prototipa kisik-kerozin.

Rekao je da Amerika definitivno stoji iza Rusa i Kineza u stvaranju ovakvih pogonskih sistema. Napomenuo je i da su Sjedinjene Američke Države već razvile motor kisik-kerozin, koji je u funkciji Merlin 1D. Proizvodi ga SpaceX. Samo sada po svojim karakteristikama ne zaostaje za RD-180.

Naravno, ovo je potpuna glupost, jer zemaljski oblaci ne mogu baciti senku u svemir. Ali u političkom smislu - avaj, oni su odbačeni.

SAD: Industrijalci mirni, političari zabrinuti

Viši zvaničnik američkih zračnih snaga kaže da će prestati s lansiranjem satelita nacionalne sigurnosti na raketi Atlas V United Launch Alliancea ako Ministarstvo financija vjeruje da uvoz ruskih motora ne krši američke sankcije.

Ranije je senator John McCain pitao zračne snageda dokaže da nedavna reorganizacija njene raketne i svemirske industrije u Rusiji ne čini kupovinu motora RD-180 kršenjem američkih sankcija koje su uvedene ruskim zvaničnicima 2014.

Američke vladine agencije, predvođene Ministarstvom finansija, iznova gledaju na isporuke RD-180. I spremni smo da se ne pridržavamo sankcija. Prizemljenje Atlasa V stvorilo bi veću prepreku za Pentagon od borbe.

McCain je održao saslušanje u vojnoj svemirskoj luci na kojem je pozvao zračne snage da dobiju novo pravno mišljenje da uvoz RD-18O krši američke sankcije uvedene ruskim zvaničnicima nakon aneksije ukrajinskog poluostrva Krim.

McCain je izdvojio dva visoka ruska zvaničnika: potpredsjednika ruske vlade Dmitrija Rogozina i Sergeja Čemezova, savjetnika ruskog predsjednika Vladimira Putina. Oni su donedavno bili posmatrači u svemirskom sektoru. Iako nemaju finansijsku korist od prodaje RD-180, oni su sankcionisani.

28. decembra, po nalogu Putina, ruski svemirski sektor se reorganizuje. Ovim restrukturiranjem se prilagođavaju ruska svemirska industrija i svemirska agencija Roskosmos pod novom državnom korporacijom, koja se također zove Roskosmos.

McCain je napomenuo da ovu organizaciju trenutno vodi Rogozin; Čemezov takođe ima neke veze sa ovim. Rogozin i Čemezov bili su među prvim ruskim zvaničnicima koji su primili sankcije tokom ukrajinske krize. Ni jedno nidrugi ne može ući u SAD. Imovina koju posjeduju je zamrznuta.