Рд ракетный двигатель: США отказались от покупок российских ракетных двигателей — РБК

Съемочные планы Ракетный двигатель РД 170 в разрезе архив СССР Ракетный двигатель РД-170 Космодром Байконур…

Похожие съемочные планы

2K
00:28

Запуск двигателей ракеты Союз ночью с космодрома Запуск
Ракета
Союз
Двигатели
Космос
Космодром
Огонь

HD
00:12

Ракета Зенит стартует ночью с космодрома Байконур….

HD
00:24

Запуск ракеты Союз с космодрома Байконур ночью….

HD
00:14

Красивый ночной запуск ракеты Зенит. Ракета
Запуск
Старт
Зенит
Космодром
Байконур
Космос
Космонавт

4K
00:30

Запуск двигателей ракеты Союз на старте Ракета
Запуск
Старт
Союз
Космодром
Байконур
Космос
Космонавт

4K
00:10

Ракета Союз стоящая на стартовой площадке ночью. …

HD
00:19

Ракета Союз летящая в синем небе Ракета
Запуск
Старт
Союз
Космодром
Байконур
Космос
Космонавт

HD
00:51

Ракета Зенит готовится к старту Ракета
Запуск
Старт
Зенит
Космодром
Байконур
Космос
Космонавт

HD
00:32

Красивый запуск ракеты Союз ночью в степи…

HD
00:20

Запуск ракеты Союз с космодрома «Восточный»….

Похожая кинохроника

V3″>

Космическая среда (№ 285 ) 10.06.2020

2020

кислородно-метанового ракетного двигателя РД-0177;
— Создание свободной экономической зоны на Байконуре;
— Сезон

Космическая среда (№ 352 ) 03.11.2021

2021

Новости космодрома Восточный;
— Ракетный двигатель РД-171МВ для ракеты-носителя «Союз-5»;
— Байконур, подготовка

V3″>

Космонавтика. Мотор для космоса

2015

подмосковном НПО «Энергомаш» создают лучшие в мире ракетные двигатели, на которых летают не только советские и

Космическая среда (№ 183 ) 28.02.2018

2018

«Прогресс» для испытаний динамический макет двигателя «РД-171МВ»;
— Зонд «Юнона», виды Юпитера;
— Пролет

Твердотопливные ракетные двигатели

1960-1969

испытания твердотопливных ракетных двигателей, созданных в
конструкторском бюро «Южное» и на Южном машиностроительной

фильм, 2 части, хронометраж: 0:14:09, кат. G»>

Ракета.

1982

на Байконуре.
Установка ракеты на место старта.
Вид двигателей ракеты.
Двигатель ракеты в разрезе.
Принцип

Разработка космических технологий

1957-1975

(вечерняя съемка).
Разработка в Самарском конструкторском бюро машиностроения ракеты «Русь» — работают

Космическая среда (№ 209 ) 07.

11.2018

2018

запланирован на 2024 год;
— НПО «Энергомаш» передало 4 двигателя РД-180 иностранным компаниям для ракет-носителей

Энциклопедия конструкторов. Кузнецов Николай

2016

газотурбинных двигателей для самолетов и экранопланов различного назначения, жидкостных ракетных двигателей длядля ракетно-космических комплексов, двигателей для привода нагнетателей газоперекачивающих агрегатов и электрогенераторовэлектрогенераторов. Председатель Научного Совета по надежности АН СССР.

Энциклопедия конструкторов. Тихонравов

2016

космической и ракетной техники. Разрабатывал первый советский двухступенчатый ракетный двигатель, создавалтопливе, занимался исследованиями жидкостных ракетных двигателей.

история ракетного двигателя, описание, характеристики, фото

Ракетный двигатель РД-171МВ, который однажды даст старт российской сверхтяжелой ракете, открывает нашей космонавтике будущее, но имеет уже довольно долгую биографию. Как выясняется, многие технологии, созданные в эпоху холодной войны, опередили свое время и оказались вполне актуальными для дня сегодняшнего или даже завтрашнего.

Олег Макаров

12 апреля 1981 года – в совсем не случайно выбранную дату – в небо поднялся STS-1 Columbia – первый из американских шаттлов. Это была новая демонстрация превосходства американских технологий в космическом соревновании двух систем. Космонавты СССР так и не добрались до Луны, и, хоть страна активно поработала в сфере запуска и эксплуатации орбитальных станций, она все еще не имела аналога «шаттла» – системы, способной не только доставить многотонный груз на орбиту, но и вернуть его на Землю. Двигатель РД-171МВ мог бы помочь в этом состязании, но изготовлен он был намного позже.

Не по пятам…

У нашей страны был свой путь создания тяжелых космических систем, и он был, как известно, нелегок. Чтобы победить в лунной гонке или хотя бы повторить успех американских астронавтов, С. П. Королев и его ОКБ-1 разрабатывали тяжелую ракету Н-1. Программу закрыли уже в 1970-е, через несколько лет после смерти знаменитого конструктора. Четыре запуска огромной ракеты – четыре неудачи. В условиях дефицита времени и отсутствия стендовых испытаний всей сборки советским инженерам так и не удалось скоординировать работу 30 двигателей первой ступени. В 1974 году королёвское КБ, названное тогда НПО «Энергия», возглавил В. П. Глушко. Бразды правления в ракетостроительной «фирме» взял в свои руки корифей советского ракетного двигателестроения. Примерно в это же время руководством страны была поставлена задача создать аналог разрабатываемого в США корабля-челнока и системы запуска к нему. Утвержденные американцами решения уже были известны, но советские конструкторы решили не идти по пятам, а создать свой вариант «челночной системы». Именно для нее впоследствии разрабатывался ракетный двигатель РД-171МВ.

Как известно, американский корабль «сидел» на огромном баке, заправленном водородом в качестве горючего и кислородом в качестве окислителя. В стартовом положении по бокам располагались два твердотопливных ускорителя с тягой 1000 т каждый, игравшие роль первой ступени. После отстрела ускорителей «шаттл» включал собственные двигатели и, сжигая содержимое внешнего бака, достигал орбиты. «Валентин Петрович Глушко не любил водород, – рассказывает главный конструктор интегрированной структуры ракетного двигателестроения АО «НПО «Энергомаш им. академика В. П. Глушко» Петр Левочкин. – Он всячески противился использованию его в ракетных двигателях. При низкой плотности даже в сжиженном виде (при температуре –253 °С) водороду требуются огромные баки. Также нужна мощная теплозащита. Тем не менее создать носитель с заданными характеристиками без водорода не удалось. Кроме того, в СССР, учитывая климатические условия, использование порохов было ограничено. В итоге решено было, что роль первой ступени в ракете «Энергия» сыграло четыре боковых блока с мощными четырехкамерными кислород-керосиновыми двигателями (блоки стали бы аналогами американских твердотопливных ускорителей). Для центральной ступени выбор был сделан в пользу четырех кислород-водородных двигателей РД-0120 (Воронежское КБ химической автоматики). Свои собственные движки корабль «Буран» использовал только для маневрирования. Но главная идея Глушко заключалась в том, чтобы боковые блоки «Энергии» были унифицированы с разрабатываемой днепропетровским КБ «Южное» им. Янгеля ракетой «Зенит» средней грузоподъемности. Так появился проект ракеты «Зенит-2», первая ступень которой была бы практически идентична боковому блоку «Энергии». Отличие заключалось лишь в том, что на «Энергии» (двигатель получит название РД-170) камеры качались в одной плоскости, а на «Зените» (РД-171, на базе которого затем был создан двигатель РД-171МВ) — в двух. Логика унификации была понятна: тяжелая ракета будет летать редко, ракеты типа «Зенита» – значительно чаще. Если же первые ступени выпускать сразу для двух ракет, это позволит избавиться от недостатков штучного производства, снизить стоимость и повысить качество изделий».

Обуздать огонь РД-171МВ

Работы над РД-170/171 начались в 1976 году в подмосковных Химках, где сейчас расположено головное предприятие НПО «Энергомаш». Речь шла о создании самого мощного в мире жидкостного ракетного двигателя с тягой 800 т (для сравнения: однокамерный двигатель F-1 от ракеты Saturn V имел тягу 680 т).

«Дело шло непросто, – рассказывает Петр Левочкин. – У этого двигателя мощность турбины, которая приводит в действие насосы, составляет 246 тыс. л. с. (что сравнимо с мощью пяти атомных ледоколов «Ленин» – по 44 тыс. л. с.), а весит агрегат всего 300 кг. И это при общей массе двигателя 10 т. Задачей конструкторов было не дать вырваться гигантской мощности наружу, и задача решалась очень тяжело. Основной проблемой стало обеспечение работы турбонасосного агрегата (ТНА). В СССР был накоплен большой опыт работы с мощными двигателями, где в качестве топлива использовался несимметричный диметилгидразин, а окислителем выступал азотный тетраоксид. Но когда перешли с высококипящих компонентов на пару «кислород-керосин», выяснилось, что в кислороде горит буквально все. Понадобилась новая культура производства. Именно она и позволила изготовить двигатель  РД-171МВ, характеристики которого сегодня поражают. Нельзя, например, было допускать попадания жировых пятен в кислородный тракт: наличие органики приводило к мгновенному окислению, а дальше – пожар. У некоторых конструкторов даже появилось мнение, что надо бросить бесплодные попытки достраивать постоянно горящий двигатель (вместе с которым горели и сроки), и перейти к созданию силовой установки меньшей мощности. Эта точка зрения дошла до коллегии Министерства общего машиностроения СССР, где Валентин Глушко и министр Сергей Афанасьев пообщались на высоких тонах. В итоге НПО «Энергомаш» получило задание на проектирование силовой установки половинной мощности – на 400 т тяги. К счастью, это не означало полного прекращения работ над большим двигателем – работы по его доводке были продолжены. И к тому самому моменту, как 400-тонный РД-180 был воплощен пока лишь в эскизном проекте, РД-170 гореть перестал. Решение было найдено. Более того, в процессе отработки двигатель был сертифицирован на 10-кратное полетное использование».

«Зенит», Atlas, «Ангара»

Серийный выпуск двигателей РД-170/171, а затем и РД-171МВ предполагалось организовать на базе омского ПО «Полет». Ракета «Энергия» слетала два раза. У «Зенита» оказалась более счастливая судьба. Ее запускали с Байконура, затем использовали в проекте «Морской старт». «В своем классе «Зенит» является одной из лучших ракет в мире, – говорит Петр Левочкин. – «Зенит» стал квинтэссенцией умения и опыта советских двигателистов и управленцев. На «Морском старте» ракета демонстрировала полностью автоматизированный пуск: сама выезжает, заправляется, прицеливается и улетает». 

В 1990-е, в сложный для российской промышленности период в НПО «Энергомаш» пришлось вспомнить о разработке, которую готовили для замены упрямого РД-170. О том самом 400-тонном ракетном двигателе РД-171МВ. В те времена правительство России разрешило НПО «Энергомаш» выйти на конкурс, который проводила компания Lockheed Martin (США) по модернизации ракеты-носителя Atlas. Предложения российской компании оказались конкурентоспособными и по цене, и по качеству, и с тех пор – с 1996 года – началось сотрудничество с американскими ракетчиками. В этом году ракета Atlas c РД-180 должна вывести на орбиту перспективный пилотируемый корабль Boeing Starliner. Это будет тестовый полет, следующий планируется с астронавтами на борту.

В 1997 году ГКНПЦ имени М. В. Хруничева начал проект по созданию ракеты-носителя на замену «Протону» – старой надежной ракете, работающей на токсичных высококипящих компонентах, а также целой линейки ракет меньшей грузоподъемности – речь идет о носителях «Ангара». Сразу был предложен модульный принцип: каждая из ступеней ракеты в зависимости от грузоподъемности собиралась из универсальных ракетных модулей (УРМ). Для первой и второй ступени должны применяться УРМ-1 на базе двигателя РД-191 (это уже четверть от РД-170 с тягой 200 т). В самом легком варианте используется только один УРМ-1, в тяжелом носителе A-5 – уже 5. Двигатель разработан и производится, осталось только дождаться, когда программа «Ангара» все-таки выйдет на стабильный график. После этого планировалось наладить выпуск и двигателей РД-171МВ.

«Стоит отметить, что технологии, заложенные в РД-170, транслировались и в РД-180, и в РД-191, – объясняет Петр Левочкин. – Но происходила и эволюция. В РД-180 проще система управления, там использованы цифровые приводы. На РД-191 они тоже есть, при этом они меньше и легче в два раза. Эволюционировала также система защиты от возгорания». Но что же с перспективным ракетным двигателем РД-171МВ?

РД-171МВ или лестница к Марсу

Один из самых перспективных проектов ракеты средней грузоподъемности (около 17 т полезного груза на околоземную орбиту) – это «Союз-5» (известный также как «Иртыш»), создаваемый РКК «Энергия». Именно для него НПО «Энергомаш» разработало двигатель первой ступени РД-171МВ. Ракета считается отчасти более современной и технологичной заменой «Зениту», однако в перспективе может стать модулем первой ступени новой ракеты сверхтяжелого класса (пока известной как «Енисей», или РН-СТК). «Енисей», первые испытания которого начнутся на рубеже 2020–2030-х годов, откроет российской пилотируемой космонавтике дорогу к Луне, Марсу, позволит отправлять в далекий космос тяжелые исследовательские аппараты. «В модернизированную версию, – говорит Петр Левочкин, – мы внедрили весь опыт, который получили при создании РД-180 и РД-191, а также продвинулись дальше. Это и повышенная защита от возгорания, новые фильтры, покрытия, самые современные материалы и технологии их обработки, новая система управления, более быстродействующая система аварийной защиты, видящая проблему на более ранней стадии и мгновенно отключающая двигатели.

• Масса: 10300 кг
• Высота: 4,15 метра
• Диаметр: 3,565 метра
• Время работы: 180 секунд
• Тяга в вакууме: 806 тс
• Тепловая мощность: 27 000 МВт

Есть и еще одно важное достоинство нашего двигателя РД-171МВ, которое обязательно должно быть использовано в будущем. Дело в том, что боковые блоки «Энергии» планировались многоразовыми. Была создана технология их парашютирования, предусматривалось место хранения парашюта. После полета или огневых испытаний на стенде двигатель не требует разборки: нами создана технология термовакуумной очистки полостей двигателя и кислородного тракта от остатков компонентов. Так что мы постоянно объясняем ракетостроителям, что, если бы у нас существовала работающая технология возврата первых ступеней, им не пришлось бы покупать у нас довольно дорогой двигатель всего на один полет.

Сегодня такие технологии начали разрабатываться. И ракетчиками, и нами. Первая ступень с двигателем РД-171МВ улетает на высоту примерно 90 км и там развивает скорость 4 км/с. Для обеспечения оптимальных условий полета ступени в плотных слоях атмосферы при посадке требуется включить двигатель повторно – а это проблема. Ведь надо сделать так, чтобы топливо и окислитель находились внизу, у заборных устройств, а не болтались по бакам. Иначе обеспечить управляемый полет практически невозможно. Но мы работаем над этим».

Смогут ли SpaceX и Blue Origin превзойти старую российскую конструкцию ракетного двигателя?

За час до захода солнца 24 мая 2000 года со стартового комплекса 36 на базе ВВС на мысе Канаверал стартовала необычная ракета. Как и большинство ракет, Атлас 3 унаследовал свою конструкцию от межконтинентальной баллистической ракеты — в данном случае от первой такой ракеты в Америке, предназначенной для того, чтобы угрожать Советскому Союзу ядерным уничтожением. В этом не было ничего необычного. Но у ракеты была новая первая ступень, значительно более мощная, чем те, что она заменила. РД-180, как называется двигатель, был построен НПО Энергомаш на подмосковном заводе. В браке, который был бы невообразим в разгар космической гонки, русский двигатель приводил в движение американскую ракету.

За последние два десятилетия из Флориды взлетело еще 83 таких ракеты.

На «Атлас-3» и его преемнике «Атлас-5» РД-180 вывел на орбиту не менее 16 американских спутников-шпионов, а также 13 военных спутников связи, полдюжины спутников GPS, два военных метеорологических спутника и три ракеты. спутники предупреждения, предназначенные для обнаружения пусков ракет, в том числе из той страны, где она была построена. Он запустил четыре американских миссии на Марс. Запуск НАСА «Новые горизонты» к Плутону в 2006 году и «Юнона» к Юпитеру в 2011 году был осуществлен на задней части РД-180.

РД-180 примечателен не только геополитическими особенностями своего подъема к известности, но и тем, что во многих отношениях он был просто лучше , чем любой другой ракетный двигатель того времени. Когда в феврале 2019 года Илон Маск объявил об успешном испытании двигателя SpaceX Raptor, который предназначен для запуска ракеты Starship следующего поколения, он похвастался высоким давлением, достигаемым в двигательной камере Raptor: более чем в 265 раз превышающим атмосферное давление в море. уровень. Он написал в Твиттере, что «Раптор» побил рекорд, удерживаемый в течение нескольких десятилетий «потрясающим российским РД-180».

После того, как Россия аннексировала Крым в 2014 году, дни РД-180 как основного продукта американской ракетной техники были сочтены. Ястребам-оборонщикам долгое время не нравилось такое расположение, но двигатель был одновременно очень хорошим и, учитывая его возможности, дешевым — так он и остался. Но поскольку отношения с Россией испортились, противникам двигателя в Конгрессе во главе с сенатором Джоном Маккейном удалось ввести запрет на использование двигателя в американских ракетах после конца 2022 года. Это вынудило ВВС найти новую ракету, чтобы добиться успеха. Атлас 5.9 с двигателем РД-1800003

Все это поднимает вопрос: как российский двигатель десятилетней давности стал эталоном, по которому мерили себя лучшие американские ученые-ракетчики?

Если вы хотите понять, что сделало РД-180 таким хорошим двигателем, полезно понять, что для его создания требуется много мастерства. Хотя над ракетными двигателями сотрудничают сотни людей, жизненно важно, чтобы кто-то с хорошим дизайном руководил: компромиссы слишком сложны, чтобы их можно было решить грубой силой или комитетом. В случае с РД-180 этим человеком был Валентин Глушко.

После того, как СССР проиграл Америке в гонке на Луну, разработка наилучшего ракетного двигателя стала «национальным приоритетом», по словам Вадима Лукашевича, аэрокосмического инженера и российского историка космоса. Советские лидеры хотели построить самую мощную в мире ракету «Энергия», чтобы поддерживать свои космические станции на околоземной орбите и поднимать «Буран», будущий российский космический шаттл. Глушко получил ресурсы для создания лучшего двигателя, на который он был способен, и он был хорош в создании двигателей. В результате появился РД-170, старший брат РД-180.

Российский двигатель РД-180 привел в действие десятки запусков Atlas V, некоторые из которых несли спутники, предназначенные, в частности, для слежки за той страной, где он был построен.

Craig F. Walker

РД-170 был одним из первых ракетных двигателей, в которых использовался метод, называемый поэтапным сгоранием. Другим был главный двигатель американского космического корабля «Шаттл», также разработанный в 1970-х годах. Напротив, двигатели F-1 на первой ступени ракеты «Сатурн-5», которая запустила «Аполлон» на Луну, имели более старую и более простую конструкцию, называемую газогенераторным двигателем. Ключевое отличие: двигатели ступенчатого сгорания могут быть более эффективными, но они подвержены большему риску взрыва. Как объясняет Уильям Андерсон, изучающий ракетные двигатели на жидком топливе в Университете Пердью, «скорость выделения энергии просто экстремальна». По словам Андерсона, требуется человек с очень проницательным воображением, чтобы понять, какие сумасшедшие вещи творятся в камерах сгорания ракетных двигателей. В России таким проницательным человеком был Глушко.

«В шаттл было вложено столько средств, что никто в НАСА не хотел говорить о разработке двигателя с многоступенчатым сгоранием, богатого кислородом… Кислород сожжет большинство вещей, если дать искру.»

Чтобы понять, почему двигатели Глушко были таким инженерным достижением, нам нужно немного разобраться в технике.

Есть два ключевых показателя эффективности ракеты: тяга, или количество силы, которую ракета оказывает, и удельный импульс, мера того, насколько эффективно она использует свое топливо. Ракета с большой тягой, но малым удельным импульсом не выйдет на орбиту — ей придется нести столько топлива, что вес топлива потребует больше топлива, и так далее. И наоборот, ракета с высоким удельным импульсом, но малой тягой никогда не оторвется от земли. (Однако такие ракеты хорошо работают в космосе, где достаточно постоянного толчка.)

Ракетный двигатель, очень похожий на авиационный реактивный двигатель, сжигает топливо вместе с окислителем — часто кислородом — для создания горячего газа, который расширяется вниз и выходит из сопла двигателя, ускоряя двигатель в обратном направлении. В отличие от реактивных двигателей, которые получают кислород из окружающего воздуха, ракеты должны нести собственный кислород (или другой окислитель), поскольку в космосе его, конечно, нет. Как и реактивным самолетам, ракетам нужен способ нагнетать топливо и кислород в камеру сгорания под высоким давлением; при прочих равных, более высокое давление означает лучшую производительность. Для этого в ракетах используются турбонасосы, которые вращаются со скоростью сотни оборотов в секунду. Турбонасосы приводятся в действие турбинами, а они, в свою очередь, питаются от предкамерных горелок, которые также сжигают топливо и кислород.

Решающее различие между двигателями ступенчатого сгорания, такими как РД-180, и газогенераторными двигателями, такими как F-1 Сатурна, заключается в том, что происходит с выхлопом этих предкамер. В то время как газогенераторные двигатели выбрасывают его за борт, двигатели ступенчатого сгорания повторно впрыскивают его в основную камеру сгорания. Одной из причин этого является то, что выхлоп содержит неиспользованное топливо и кислород — предварительные горелки не могут сжечь все это. Выбрасывать его — это пустая трата, что важно для ракеты, которая также должна поднимать каждый фунт топлива и кислорода, которые она собирается использовать. Но повторный впрыск выхлопных газов влечет за собой деликатную балансировку соответствующих давлений и расходов, чтобы двигатели не взорвались. Для его работы требуется целая серия турбонасосов. Команде экспертов обычно требуется десятилетие или больше моделирования и тестирования, чтобы выяснить, как все сделать правильно.

У РД-170 и РД-180 есть еще одно преимущество. Они богаты кислородом, что означает именно то, на что это похоже: они вводят дополнительный кислород в систему. (Главный двигатель космического челнока, напротив, является двигателем с высоким содержанием топлива. ) Двигатели с высоким содержанием кислорода, как правило, сгорают чище и легче воспламеняются. Они также обеспечивают более высокое давление в камере сгорания и, следовательно, лучшую производительность, но они более склонны к взрыву, поэтому в течение десятилетий в США не предпринималось никаких серьезных усилий, чтобы заставить их работать. «В шаттл было вложено так много денег, что никто в НАСА не хотел говорить о разработке двигателя с многоступенчатым сгоранием, богатого кислородом», — говорит Андерсон. «Кислород сожжет большинство вещей, если вы дадите искру». Это требует большой осторожности в отношении материалов, используемых для изготовления двигателя, и еще большей осторожности в том, чтобы в него не попали посторонние материалы, такие как частички металлического мусора. «Чем больше мы узнаем о физике того, что происходит внутри камеры сгорания, тем больше мы понимаем, насколько она нестабильна на самом деле», — говорит Андерсон.

Если РД-170 был, возможно, лучшим ракетным двигателем своего поколения, то главный двигатель космического челнока был, возможно, вторым лучшим (и был значительно дороже в производстве). Ни один из них не реализовал свой потенциал. Двигатель космического челнока был застрял в лимоне транспортного средства, которое оказалось гораздо более громоздким, чем надеялись его разработчики. С другой стороны, РД-170 летал только дважды: один раз в 1987 году и один раз в 1988 году. Хотя его разработка была национальным приоритетом, к тому времени, когда Глушко доказал, что он работает, Советский Союз был на грани распада.

1990-е были неспокойным временем в России, особенно для космической программы. Чтобы выжить без государственного финансирования, недавно приватизированные аэрокосмические компании обратились к коммерческому рынку.

Именно тогда в Москву переехал Джим Сакетт, инженер, работавший на Lockheed в Космическом центре имени Джонсона НАСА в Хьюстоне. Lockheed заинтересовалась использованием ступенчатого сжигания с высоким содержанием кислорода для питания ракет Atlas следующего поколения, с которыми она планировала конкурировать за контракты ВВС и НАСА.

Сакетту, который был назначен руководителем московского офиса Lockheed, удалось связаться с Энергомашем, постсоветской компанией космической промышленности, которая стала владельцем РД-170 и связанных с ним технологий двигателей. Энергомаш с энтузиазмом воспринял интерес Lockheed. Но РД-170 был слишком мощным: ракеты «Атлас», которые «Локхид» собиралась отправить в космос, были значительно меньше «Энергии», для которой был разработан РД-170. Поэтому «Энергомаш» фактически урезал двигатель пополам — фирма подготовила предложение о двухкамерной модификации четырехкамерного РД-170, которую можно было бы использовать в «Атласе». Это было рождение РД-180.

Отношения требовали значительной интеграции между российскими и американскими военно-промышленными подрядчиками. Lockheed открыла офис на Энергомаше в Подмосковье. Это была грандиозная операция, вспоминает Сакетт. «У них там металлургический завод, поэтому они сами куют металлы, — говорит он. «У них есть все свои собственные механические мастерские, все свои собственные испытательные лаборатории. Много всего, и все под одной крышей. И в конце концов все это превращается в ракетный двигатель».

Потребовалось около года ежедневных обстоятельных технических совещаний между командой Сакетта и руководителями и инженерами Энергомаша, чтобы понять, будут ли работать предложенные закупки двигателей РД-180. Lockheed хотела заключить небольшую сделку без каких-либо обязательств. Энергомаш настаивал на долгосрочной договоренности. Контракт был подписан по итогам марафонской шестичасовой сессии в 1996, — говорит Сакетт. Результат: сделка на 101 двигатель на миллиард долларов.

ВВС США, основной заказчик Lockheed, потребовали доступ к 10 ключевым технологиям, необходимым для производства РД-180, на случай, если отношения с Россией когда-либо рухнут и Америке придется самой производить двигатели. Это была большая просьба. США охотились за жемчужиной советских космических технологий, и российское правительство не было в восторге. «Но они не видели альтернативы, — говорит Сакетт, — потому что страна не просто изменила свое мнение, они разорились. Они просто разорились. Так они спасли компанию».

Хотя больше внимания уделялось американо-российскому сотрудничеству на Международной космической станции, во многих отношениях сотрудничество по РД-180 стало более глубоким. Ведь космическая станция не имеет решающего значения для национальной безопасности ни той, ни другой страны, в отличие от спутников разведки и связи.

Теперь, когда отношения между двумя странами испортились, утверждает Сакетт, США могут просто производить РД-180 внутри страны. Критики двигателя говорят, что это было бы астрономически дорого. Но стоимость «не должна быть астрономической!» — говорит Сакет. «У нас здесь есть умные люди, и у нас есть рецепт! Именно поэтому мы определили и согласовали эти 10 ключевых производственных технологий, чтобы мы могли взять чертежи и заметки, а затем приступить к их созданию».

Этого маловероятно, отчасти потому, что после десятилетий застоя американские компании наконец-то работают над двигателями, которые могут быть лучше РД-180.

Характеристики двигателя сильно влияют на конструкцию ракеты над ним. Поэтому, когда Конгресс потребовал от ВВС прекратить использование РД-180, это спровоцировало конкуренцию не только за новый двигатель, но и за совершенно новую ракету. Такая конкуренция была неизбежна — в конце концов, дизайн не вечен. Но поскольку разработка новых двигателей и ракет требует больших затрат времени и денег, выбор времени для перехода всегда является политически спорным вопросом. Запрет РД-180, введенный Конгрессом, усугубил проблему.

Есть четыре серьезных претендента на создание этой новой ракеты: SpaceX, Blue Origin, United Launch Alliance (совместное предприятие Boeing и Lockheed Martin, известное под инициалами ULA) и Northrop Grumman. Будут выбраны двое из них, исходя из теории, что наличие двух победителей создает постоянную конкуренцию, а выбор одного приведет к монополии, которая затем может развернуться и нанести ущерб ВВС. На карту поставлены тысячи рабочих мест: если ULA проиграет, она может выйти из бизнеса.

Первые испытания двигателя BE-4 компании Blue Origin в октябре 2017 г. В начале 2019 г., Blue Origin заложила основу для завода в Алабаме, где она планирует производить сотни двигателей.

Courtesy image

Новый Glenn, участник конкурса Blue Origin, использует BE-4, новейший и самый мощный двигатель Blue Origin. (Как и ракета ULA — эти две фирмы одновременно являются конкурентами и деловыми партнерами.) Проекты как BE-4, так и SpaceX Raptor в решающей степени зависят от RD-180. БЕ-4 — это двигатель ступенчатого сгорания, обогащенный кислородом, такой же, как РД-170 и РД-180. Тем временем Raptor похож на РД-180 тем, что он подает выхлопные газы предкамеры сгорания в камеру сгорания, благодаря чему почти все топливо и окислитель, хранящиеся в баках ракеты, используются для создания тяги. Тем не менее, Raptor полагается на корректировку подхода Глушко: его турбонасосы питаются потоками как с высоким содержанием топлива, так и с высоким содержанием окислителя, что теоретически приводит к максимальной эффективности.

Первый испытательный запуск двигателя SpaceX Raptor в 2016 году. Ранее в этом году Илон Маск похвастался в Твиттере, когда Raptor впервые превзошел давление в камере РД-180.

Courtesy image

В некотором смысле BE-4 и Raptor подобны попытке создать лучшую скрипку, чем Страдивари, используя современные методы. У Blue Origin и SpaceX есть доступ к более качественной диагностике и более сложным методам моделирования, чем у Глушко. У них также есть еще одна конструктивная особенность, важная для американских ВВС: они сделаны в США.

Возможно, самым большим техническим преимуществом этих новых двигателей по сравнению с РД-180 является то, что они используют в качестве топлива метан, а не керосин, как РД-180. Керосин может испортить работу двигателя после многократного использования. Метан имеет более высокий удельный импульс и сгорает чище. Также намного проще (в принципе) синтезировать на Марсе, что Маск и стремится сделать.

Ни один новый двигатель еще не вышел на орбиту. Этим летом SpaceX планирует испытательные полеты своей ракеты Starhopper, которая в конечном итоге будет оснащена тремя Raptor. Эти полеты будут короткими, на высоте нескольких тысяч футов над испытательным полигоном SpaceX в Техасе. Blue Origin также тестирует BE-4 в Техасе и начала строительство завода в Алабаме, где будет производить двигатели. Он арендовал у ВВС стартовый комплекс 36, где РД-180 впервые поднялся в воздух, и планирует запустить там New Glenn в 2021 году9.0003

Энергомаш тем временем отчаянно надеется, что российская космонавтика снова начнет использовать его двигатели. По словам аналитика российской космической отрасли Павла Лузина, в последние годы около 90% ее производства приходится на США. Как и его американские коллеги, «Энергомаш» теперь рискует быть устаревшим из-за Маска и Безоса, которые благодаря своей свободе от устаревших конструктивных ограничений и готовности тратить деньги и рисковать наконец вырвали разработку ракетного двигателя из десятилетия застоя.

Мэтью Боднер — московский журналист, пишущий об аэрокосмической и военной сферах.

ВВС США не обеспокоены решением России прекратить продажу ракетных двигателей, поддержите

ВАШИНГТОН. В четверг министр ВВС США заявил, что его не беспокоит решение России перекрыть доступ США к большему количеству РД-180 ракетные двигатели.

«На данный момент я не был проинформирован о каких-либо серьезных проблемах с запуском, связанных с этим», — сказал Фрэнк Кендалл журналистам во время круглого стола для СМИ на симпозиуме Air Warfare Association’s Air Warfare Symposium.

Глава Роскосмоса, российского космического агентства, заявил в четверг, что страна больше не будет продавать РД-180 в США и обеспечивать запуски с двигателем российского производства.

«В такой ситуации мы не можем поставлять Соединенным Штатам наши лучшие в мире ракетные двигатели», — сказал Дмитрий Рогозин в выступлении на российском государственном телевидении, сообщает Reuters. — Пусть летают на чем-нибудь другом, на своих метлах, не знаю на чем.

United Launch Alliance — один из двух поставщиков пусковых услуг, сертифицированных для запуска космических запусков в целях национальной безопасности — несет РД-180 на своей ракете Atlas V, которую компания собирается вывести из эксплуатации в 2025 году. Компания заявила, что у нее достаточно двигателей. рука для питания оставшихся запланированных запусков Atlas V.

На просьбу ответить на угрозы Рогозина, которые появились в Твиттере ранее на этой неделе, генеральный директор ULA Тори Бруно сказал, что компания «накопила значительный опыт и знания» для устранения любых неожиданных проблем с двигателем без помощи из России.

В последние годы Соединенные Штаты отказались от РД-180, разработав стратегию гарантированного доступа к космосу, чтобы инвестировать в отечественных поставщиков ракет-носителей и обеспечить, по крайней мере, две компании, сертифицированные для запуска космических грузов национальной безопасности. Новая стратегия была основана на директиве Конгресса от 2016 года, согласно которой к 2022 году нельзя полагаться на двигательную установку российского производства9.0003

С тех пор ВВС ввели конкурс в свою программу космических запусков, сертифицировав новичка в области военных космических запусков SpaceX для выполнения миссий национальной безопасности и заключив с компанией вместе с давним поставщиком ULA пятилетний контракт на услуги по запуску через 2027 финансовый год. Служба также инвестировала в разработку отечественных ракет-носителей, предоставив раннее финансирование для замены ULA Atlas V, Vulcan Centaur.

Несмотря на некоторые недавние сбои в расписании, ULA планирует впервые запустить Вулкан в этом году.

Кендалл отметил, что целью стратегии Минобороны, в разработке которой он играл значительную роль в своей прежней должности начальника отдела закупок Пентагона, было устранение зависимости от России.

«Весь смысл программы, которую мы запустили несколько лет назад, состоял в том, чтобы уйти от РД-180, — сказал он. «Другие поставщики, такие как SpaceX, например, присоединились к нам. ULA движется к другому решению, не связанному с [RD-180]. Я думаю, что наши потребности в запуске будут удовлетворены».

Поделиться:

Подробнее в C4ISRNET

Отправить Украине C-RAM и VAMPIRE, чтобы помочь победить иранские беспилотники RAM) системы как можно скорее.

У Пентагона и Конгресса есть проблемы с доверием, Лорд говорит, что комиссия по бюджетной реформе

Бывший глава Пентагона по закупкам Эллен Лорд сказала, что комиссия выявила серьезные недостатки в общении, которые мешают процессу финансирования.