Ruské raketové motory RD-180: špecifikácie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Ruské raketové motory RD-180 boli jablkom sváru medzi dvoma americkými spoločnosťami United Launch Alliance (ULA) a konkurenčnou spoločnosťou Orbital Sciences. Prvý bráni druhému kupovať motory pre jeho rakety Antares.

Súboj Titanov

Na vine bola účasť Orbital Sciences na nákupoch vládnych tendrov. ULA nezákonne bráni konkurentom nakupovať motory RD-180 od dvoch spoločností. Ide o dodávateľa RD Amross – SNPPO Energomash – a amerického sprostredkovateľa Pratt & Whitney Rocketdyne. Prvý z nich vyrába požadovaný raketový motor na kvapalné palivo RD-180. Ostatní dodáva komponenty do Spojených štátov amerických.

Jediný motor na kvapalné palivo RD-180 je optimálne vhodný na nákupy vyhlásené vládou USA. Podľa odborníkov sú charakteristiky týchto komponentov ideálne pre ťažké nosné rakety a potreby NASA.

Čo je raketový motor RD-180

RD-180 je dvojkomorový derivát štvorkomorového RD-170 používaného spoločnosťou Zenit. Raketové motory na kvapalné palivoPrídavné spaľovanie RD-180 s uzavretým cyklom spája vysoký výkon, pohodlie a opätovnú použiteľnosť RD-170 do veľkosti, ktorá zodpovedá požiadavkám motora Atlas V Evolved Expendable Launch Vehicle.

RD-180 – Hydraulický motor na ovládanie riadiaceho ventilu a vektor ťahu vychýlenia v kardanovom závese, s pneumatikou na ovládanie ventilu a systému odfukovania: prítlačný rám na rozloženie zaťaženia je ako súčasť motora sebestačný. Motor pri štarte využíva olovo LOX s dodatočným spaľovaním generátorového plynu a LOX, bohatý na pohon plynovej turbíny. Nastavte teda zvýšenie výkonu o 10 percent v porovnaní s prevádzkovým zvýšením amerických motorov a za predpokladu čistej, opakovane použiteľnej prevádzky. Len v hlavnej zostave si turbo čerpadlo a posilňovacie čerpadlo vyžadovalo vývoj na škálovanie od RD-120 a RD-170. Všetky ostatné komponenty boli prevzaté priamo z RD-170.

RD-180 bol vyvinutý za 42 mesiacov za zlomok nákladov na typickú novú konštrukciu motora v USA. Motor beží na strednom Atlas III a štandardnom zosilňovači Atlas V.

RD-180 je vybavený dvoma pármi spaľovacích komôr a trysiek. Motor bol vyvinutý a vyrobený ruským výskumným a výrobným združením Energomash. Ako palivo sa používa petrolej, oxidačné činidlo je kvapalný kyslík. Náklady na raketový motor RD-180 v roku 2010 boli 9 miliónov dolárov.

Popis konštrukcie

1. LOX/Kerozínové raketové palivo.
2. Dve tlakové komory (gimbal +8 stupňov).
3. Jeden blok bohatý na kyslík pred horákom.
4. THA vysokotlaková zostava.
5. Dvojstupňové palivové čerpadlo.
6. Jednostupňová kyslíková pumpa.
7. Jedna turbína.
8. Samozápalné zapálenie.
9. Autonómne hydraulické systémy (ventily, TVC) poháňané petrolejom z palivového čerpadla.
10. Systém monitorovania zdravia a predpovedania života.
11. Automatická príprava na let (po inštalácii na vozidlo sú všetky operácie automatizované spustením).
12. Minimalizácia rozhrania od štartovacej rampy a vozidiel (pneumatické a hydraulické systémy, autonómne, elektrické integrované panely, prítlačný rám na zjednodušenie mechanického rozhrania).
13. Operácie šetrné k životnému prostrediu s bohatým okysličovadlom na spustenie zapaľovania pred horákom, ako aj režimy spustenia a vypnutia oxidačného činidla, ktoré eliminujú koksovanie a nespálený potenciálne kontaminovaný petrolej.
14. 50 – 100 % nepretržité škrtenie s výhradou potenciálnej trajektórie v reálnom čase a kontroly zhody motora na mieste pred spustením opravy.
15. 80 % RD-170 dielov.
16. Albarická komora: 256, 6 barov.
17. Faktor plochy: 36, 4.
18. Pomer ťahu a hmotnosti: 77, 26.
19. Pomer okysličovadla a paliva: 2, 72.

Motor RD-180. Vlastnosti

• Špecifická hmotnosť: 5480 kg (12080 lb).
• Výška: 3,6 m (11,67 stôp).
• Priemer: 3,2 m (10,33 ft).
• Špecifický impulz: 337,8 s.
• Špecifický impulz na hladine mora: 311,3 s
• Čas záznamu: 270 s.
• Prvé spustenie: 2000

História

V novembri 1996 výrobné združenie Energomash vykonalo prvý test RD-180. Motor bol vyhlásený za víťaza v tendroch na jeho inštaláciu do nosnej rakety Atlas americkej Lockheed Martin Corporation. To bolo nevyhnutné pre stiahnutie sľubných lodí s posádkou. Odvtedy sa motory RD-180 stali najžiadanejšími.

Motor je opätovne použiteľný. Sofistikovaný manažment poskytol NPO Energomash takmer legendárne spoľahlivé obchody so Spojenými štátmi. V decembri 2012 bola doručená zmluva, ktorá poskytuje spoločnosti záruku na výrobu motorov do roku 2019. Celá výroba je sústredená v Rusku.

Vytvorenie náhrady za RD-180 v USA

Udalosti na Ukrajine viedli k sankciám, ktoré obmedzujú možnosť používať ruské raketové motory pre Spojené štáty. RD-180 musí byť nahradený analógom vyrobeným v Amerike. V decembri 2014 prešla snemovňou novela. Zakázalo používanie ruských RD-180. Motor sa bude aj naďalej nakupovať podľa existujúcej zmluvy o dodávke do roku 2019 medzi Energomash a ULA.

Napriek pokračujúcej spolupráci a dodávkam RD-180 podľa existujúcich dohôd, minister obrany USA nariadil ukončenie spolupráce s Ruskom a prechodpre americké diely. Amerika je povinná zbaviť sa ruskej závislosti vo vojensko-politických sférach.

Na to Frank Kendall (sekretár obrany pre akvizície) odpovedal, že Pentagon nemá čím nahradiť ruské motory RD-180. Ako alternatívu k súčasnej situácii Amerika vyhlásila tender na výrobu vlastných motorov podobných vlastností na svojom území.

Podpredseda vlády Ruska Dmitrij Rogozin povedal, že je pripravený zastaviť dodávky raketových motorov RD-180 a K-33 do Ameriky.

Koľko stojí raketový motor RD-180 pre USA

Poďme sa rozprávať o cenách. SpaceNews informovalo, že je potrebné vymeniť motor RD-180. Pre Spojené štáty by takýto rozmar stál 1,5 miliardy dolárov. Nie je to malé množstvo.

Koľko stojí motor RD-180? Celý projekt implementácie prototypu bude trvať minimálne šesť rokov. Podľa odborníkov Spojené štáty nemajú možnosť úplne opustiť používanie motorov RD-180. Problém nie je možné vyriešiť v krátkom čase, keďže motory budú pripravené až v roku 2022.

Napriek ubezpečeniam amerického letectva, že RD-180 sú na sklade v požadovanom množstve, stále existuje nedostatok. Preto bude potrebné mnohé spustenia odložiť. Výdavky v tejto oblasti by mohli stúpnuť na 5 miliárd dolárov. Zatiaľ čo USA súťažia a presadzujú sankcie, Čína už čaká na výrobu RD-180.

Perspektíva

Pentagon pridelil najmenej 162 miliónov dolárov spoločnostiam Aerojet Rocketdyne a United Launch Alliance na prácu voblasti vývoja raketových motorov AR1 a BE-4, kandidátov na nahradenie ruského motora, ktorý v súčasnosti lieta na nosnej rakete Atlas V.

Americké letectvo dokončuje počiatočnú investíciu do nových raketových motorov, keďže armáda sa snaží prestať spoliehať na ruský motor RD-180 používaný na Atlase V, ktorý spúšťa väčšinu amerických vládnych satelitov na zabezpečenú komunikáciu, navigácia a zhromažďovanie informácií spravodajských informácií. Vzdušné sily vstupujú do verejno-súkromného partnerstva s Aerojet Rocketdyne a ULA, čím poskytujú korporátne prostriedky na spolufinancovanie vývoja motora.

Prezident a generálny riaditeľ spoločnosti ULA sa naďalej stretávajú, aby dosiahli cieľ poskytnúť Spojeným štátom najspoľahlivejšie štartovacie systémy za najdostupnejšiu cenu a zároveň vyvinúť nový motor, ktorý predstaví úplne nové možnosti využitia priestor.

Dohoda so spoločnosťou Aerojet Rocketdyne zahŕňa vývoj a testovanie raketového motora AR1. Ide o pohonnú jednotku, ktorá spaľuje petrolejovú zmes a tekutý kyslík. Ide o rovnaké komponenty pohonnej hmoty ako v motore RD-180 pre Atlas V.

Aerojet Rocketdyne si kladie za cieľ mať do roku 2019 letuschopný motor, ale prvé spustenie sa očakáva až v roku 2020. Vzdušné sily vynakladajú najmenej 115,3 milióna dolárov na vývojový program AR1, zatiaľ čo Aerojet Rocketdyne a ULA spoločne investovať 57,7 milióna dolárov, uviedol Aerojet Rocketdyne vo vyhlásení.

Pred testovaním je rozhodnutie vlády pokračovať v podpore programu motorov AR1 na úrovni 804 miliónov dolárov – s 536 miliónmi dolárov od letectva a 236 miliónov dolárov od Aerojet Rocketdyne a ULA.

„AR1 vráti USA do vedenia vo výrobe petrolejových jadrových raketových motorov,“uviedol Drake v tlačovej správe. „Začleňujeme najnovšie pokroky v najmodernejšej výrobe, pričom využívame naše bohaté znalosti o ďalšej generácii raketových motorov, robíme všetko preto, aby sme predstavili motory, ktoré ukončia našu závislosť od zahraničného dodávateľa pri spustení nášho národného pohonu. aktíva národnej bezpečnosti."

Motor AR1 bude obsahovať 3D tlačené časti a bude fungovať na obohatenom kyslíku s dodatočným spaľovaním generátorového plynu. Ide o efektívnejší cyklus motora, než aký je v súčasnosti dostupný v prípade iných kvapalných uhľovodíkov v amerických raketových motoroch.

Motor BE-4 je stredobodom vzdušných síl. Na jeho realizáciu sa prideľujú peňažné injekcie. Letectvo sa zaviazalo zaplatiť aspoň 46,6 milióna dolárov United Launch Alliance za ďalšiu generáciu rakety Vulcan. ULA tiež súhlasila s pridaním 40,8 milióna dolárov v súlade s podmienkami vládnej ceny.

Leví podiel z počiatočného financovania vo výške 45 800 000 USD pôjde na vývoj motora BE-4, ktorý vytvorí ťah 550 000 libier a spotrebuje kryogénnu kombináciu skvapalneného zemného plynu a kvapalinykyslík.

Dva motory BE-4 posilnia prvý stupeň rakety Vulcan. Predstavitelia tvrdia, že BE-4 je plne financovaný spoločnosťou prostredníctvom United Launch Alliance. Financovanie vzdušných síl podporí pokrok spoločnosti pri integrácii motora BE-4 s nosnou raketou Vulcan.

Aerojet Rocketdyne propaguje AR1 ako najjednoduchšiu náhradu za RD-180 kvôli jeho práškovej zmesi a veľkosti. Na dosiahnutie výkonu jedného motora RD-180 s dvojitou tryskou na stroji Atlas V sú potrebné dva motory AR1.

Vedúci pracovníci ULA tvrdia, že motor BE-4 od Blue Origin, podnikateľskej vesmírnej firmy založenej Amazon.com, bude pripravený rýchlejšie a v konečnom dôsledku sa bude dať ľahšie obnoviť na opätovné použitie.

Zatiaľ čo motor RD-180 mal výhodu viac ako 60 úspešných uvedení na trh, nastal čas na americké investície do domácej výroby podobných motorov.

BE-4 má dokončiť svoju validáciu v roku 2017 a ULA sa zameriava na prvý let rakety Vulcan do konca roka 2019.

Vzdušné sily financujú aj výstavbu vo vesmíre pre bývanie astronautov pri prieskume hlbokého vesmíru a satelitných službách.

ULA naďalej spolupracuje s Blue Origin a Aerojet Rocketdyne. Sprevádza dva varianty novej generácie amerických motorov, a preto sa spoločnosť spája s dvomi poprednými svetovými vesmírnymi spoločnosťami.

ULA si ponecháva motor AR1 od Aerojet Rocketdyne ako zálohumožnosť. Konečný výber sa očakáva na konci roka 2016.

Finančné záväzky letectva voči Aerojet Rocketdyne a ULA sa otvárajú po 29. februári 2016 po tom, čo prišli podobné dohody so SpaceX a Orbital ATK. Nový projekt posilňovača rakiet na tuhé palivo, ktorý vytvorila Orbital ATK pre raketu Vulcan ULA a pre svoj vlastný odpaľovací systém dostane aj financovanie Orbital ATK.

Tieň vo vesmíre zo zemských „oblakov“

Ruské motory RD-180 nemajú v štátoch alternatívu. Jim Meiser, viceprezident Aerojet Rocketdyne, je presvedčený, že Spojené štáty nevenujú dostatočnú pozornosť vývoju vlastných kyslíkovo-kerozénových prototypov.

Povedal, že Amerika rozhodne zaostáva za Rusmi a Číňanmi pri vytváraní takýchto pohonných systémov. Spomenul tiež, že Spojené štáty už vyvinuli kyslíkovo-kerozínový motor, ktorý je v prevádzke Merlin 1D. Vyrába ho SpaceX. Až teraz, pokiaľ ide o jeho vlastnosti, nezaostáva za RD-180.

Samozrejme, je to úplný nezmysel, pretože pozemské oblaky nedokážu vrhnúť do vesmíru žiadny tieň. Ale v politickom zmysle - bohužiaľ, sú vyradené.

USA: Priemyselníci sú pokojní, politici sa obávajú

Vysoký predstaviteľ amerického letectva povedal, že zastaví vypúšťanie satelitov národnej bezpečnosti na palubu rakety Atlas V od United Launch Alliance, ak sa ministerstvo financií domnieva, že dovoz ruských motorov neporušuje americké sankcie.

Predtým sa senátor John McCain spýtal letectvadokázať, že nedávna reorganizácia jeho raketového a vesmírneho priemyslu v Rusku nerobí nákup motorov RD-180 porušením amerických sankcií, ktoré boli uvalené na ruských predstaviteľov v roku 2014.

Americké vládne agentúry na čele s ministerstvom financií sa po novom pozerajú na dodávky RD-180. A sme pripravení nedodržiavať sankcie. Uzemnenie Atlasu V by vytvorilo väčšiu prekážku pre Pentagon ako boj.

McCain usporiadal vypočutie vo vojenskom vesmírnom prístave, kde naliehal na letectvo, aby získalo nové právne stanovisko, že dovoz RD-18O porušuje americké sankcie uvalené na ruských predstaviteľov po anexii ukrajinského Krymského polostrova.

McCain vybral dvoch vysokopostavených ruských predstaviteľov: ruského vicepremiéra Dmitrija Rogozina a Sergeja Čemezova, poradcu ruského prezidenta Vladimira Putina. Donedávna boli pozorovateľmi vo vesmírnom sektore. Hoci nemajú finančný prospech z predaja RD-180, boli sankcionovaní.

28. decembra na príkaz Putina prebieha reorganizácia ruského vesmírneho sektora. Táto reštrukturalizácia prispôsobuje ruský vesmírny priemysel a vesmírnu agentúru Roskosmos v rámci novej štátnej korporácie, nazývanej tiež Roskosmos.

McCain poznamenal, že túto organizáciu v súčasnosti vedie Rogozin; Niečo do toho má aj Chemezov. Rogozin a Čemezov boli medzi prvými ruskými predstaviteľmi, ktorí dostali sankcie počas ukrajinskej krízy. Ani jeden anidruhý nemôže vstúpiť do USA. Majetok, ktorý vlastnia, bol zmrazený.