Ruski raketni motori RD-180: specifikacije

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Ruski raketni motori RD-180 bili su okosnica spora između dviju američkih tvrtki United Launch Alliance (ULA) i konkurentske tvrtke Orbital Sciences. Prvi sprječava potonjeg da kupi motore za svoje rakete Antares.

Clash of the Titans

Za to je krivo sudjelovanje Orbital Sciences u državnim natječajima. ULA protuzakonito sprječava konkurente u kupnji motora RD-180 od dvije tvrtke. To su izvođač radova RD Amross - SNPPO Energomash - i američki posrednik Pratt & Whitney Rocketdyne. Prvi proizvodi potrebni raketni motor na tekuće gorivo RD-180. Ostale isporučuju komponente u Sjedinjene Države.

Jedini motor na tekuće gorivo RD-180 optimalno je prikladan za natječajne kupnje koje je objavila američka vlada. Prema riječima stručnjaka, karakteristike ovih komponenti idealne su za teška lansirna vozila i potrebe NASA-e.

Što je raketni motor RD-180

RD-180 je dvokomorni derivat četverokomornog RD-170 koji koristi Zenit. Raketni motori na tekuće gorivoRD-180 zatvorenog ciklusa naknadnog sagorijevanja spaja visoke performanse, praktičnost i ponovnu upotrebu RD-170 u veličinu koja odgovara zahtjevima motora Atlas V Evolved Expendable Launch Vehicle.

RD-180 – Hidraulički motor za aktiviranje kontrolnog ventila i vektora potiska otklona u kardanu, s pneumatikom za pokretanje ventila i sustava za ispuhivanje: okvir potiska za raspodjelu opterećenja je samodostatan kao dio motora. Motor u startu koristi LOX olovo, s naknadnim izgaranjem generatorskog plina i LOX, bogat pogonom plinske turbine. Stoga postavite povećanje performansi od 10 posto u usporedbi s operativnim povećanjem američkih motora i uz pretpostavku čiste operacije za višekratnu upotrebu. Samo u glavnom sklopu, turbo pumpa i pumpa za povišenje tlaka zahtijevale su razvoj kako bi se povećale od RD-120 i RD-170. Sve ostale komponente preuzete su izravno iz RD-170.

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

RD-180 opremljen je s dva para komora za izgaranje i mlaznicama. Motor je razvila i proizvela ruska istraživačko-proizvodna udruga Energomash. Kerozin se koristi kao gorivo, tekući kisik je oksidant. Cijena raketnog motora RD-180 u 2010. bila je 9 milijuna dolara.

Opis izgradnje

1. LOX/kerozin raketno gorivo.
2. Dvije potisne komore (kardan +8 stupnjeva).
3. Jedan blok bogat kisikom ispred plamenika.
4. THA visokotlačni sklop.
5. Dvostupanjska pumpa za gorivo.
6. Jednostupanjska pumpa za kisik.
7. Jedna turbina.
8. Samozapaljivo paljenje.
9. Autonomni hidraulički sustavi (ventili, TVC) pogonjeni kerozinom iz pumpe za gorivo.
10. Sustav praćenja zdravlja i predviđanja života.
11. Automatizirana priprema leta (nakon instalacije na vozilo, sve operacije su automatizirane kroz lansiranje).
12. Minimiziranje sučelja s lansirne rampe i vozila (pneumatski i hidraulički sustavi, autonomni, električni integrirani paneli, potisni okvir za pojednostavljenje mehaničkog sučelja).
13. Ekološki prihvatljivi postupci s bogatim oksidantom koji pokreće paljenje prije plamenika, kao i načini pokretanja i isključivanja oksidatora koji eliminiraju koksiranje i neizgorjeli potencijalno kontaminirani kerozin.
14. 50-100% kontinuirano prigušivanje podložno potencijalnoj putanji u stvarnom 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. Omjer potiska i težine: 77, 26.
19. Omjer oksidatora i goriva: 2, 72.

Motor RD-180. Značajke

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

Povijest

U studenom 1996. godine, proizvodna udruga Energomash provela je prvo testiranje RD-180. Motor je proglašen pobjednikom na natječajima za njegovu ugradnju u lansirno vozilo Atlas američke Lockheed Martin Corporation. To je bilo potrebno 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 prosincu 2012. godine isporučen je ugovor koji tvrtki daje jamstvo za proizvodnju motora do 2019. godine. Sva proizvodnja koncentrirana je u Rusiji.

Izrada zamjene za RD-180 u SAD

Ukrajinski događaji doveli su do sankcija koje ograničavaju mogućnost korištenja ruskih raketnih motora za Sjedinjene Države. RD-180 mora se zamijeniti analogom američke proizvodnje. U prosincu 2014. godine Dom je donio amandman. Zabranila je upotrebu ruskih RD-180. Motor će se i dalje kupovati prema postojećem ugovoru o nabavi do 2019. između Energomasha i ULA-a.

Unatoč kontinuiranoj suradnji i isporukama RD-180 prema postojećim sporazumima, američki ministar obrane naredio je prekid suradnje s Rusijom i tranzicijuza američke dijelove. Amerika je dužna osloboditi se ruske ovisnosti u vojno-političkim sferama.

Na to je Frank Kendall (tajnik obrane za nabave) odgovorio da Pentagon nema čime zamijeniti ruske motore RD-180. Kao alternativu trenutnoj situaciji, Amerika je raspisala natječaj za proizvodnju vlastitih motora sličnih karakteristika na svom teritoriju.

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

Koliko košta raketni motor RD-180 za SAD

Razgovarajmo o cijenama. SpaceNews je izvijestio 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 projekt implementacije prototipa trajat će najmanje šest godina. Prema mišljenju stručnjaka, Sjedinjene Države nemaju priliku potpuno odustati od uporabe motora RD-180. Problem je nemoguće riješiti u kratkom vremenu, jer će motori biti spremni tek 2022.

Unatoč uvjeravanjima američkog ratnog zrakoplovstva da su RD-180 na zalihama u potrebnoj količini, još uvijek ima nedostatak. Stoga će mnoga lansiranja morati biti odgođena. Potrošnja u ovom području mogla bi porasti na 5 milijardi dolara. Dok se SAD natječu i provode sankcije, Kina je već u redu za proizvodnju RD-180.

Perspektiva

Pentagon je dodijelio najmanje 162 milijuna dolara Aerojet Rocketdyneu i United Launch Allianceu za rad upodručja razvoja raketnih motora AR1 i BE-4, kandidata za zamjenu motora ruske proizvodnje koji trenutno upravlja lansirnim vozilom Atlas V.

Zračne snage SAD-a dovršavaju početno ulaganje u nove raketne motore dok se vojska nastoji odmaknuti 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 ulaze u javno-privatno partnerstvo s Aerojet Rocketdyneom i ULA-om, osiguravajući korporativna sredstva za sufinanciranje razvoja motora.

Predsjednik i izvršni direktor ULA-e nastavljaju se sastajati kako bi postigli cilj pružanja Sjedinjenim Državama najpouzdanijih sustava lansiranja po najpristupačnijim cijenama, uz razvoj novog motora koji će uvesti potpuno nove mogućnosti za korištenje prostor.

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

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

Prije testiranja, vladina odluka da nastavi podršku programu AR1 motora iznosi 804 milijuna dolara - s 536 milijuna dolara od Zračnih snaga i 236 milijuna dolara od Aerojet Rocketdynea i ULA-a.

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

AR1 motor uključivat će 3D ispisane dijelove i raditi na obogaćenom kisiku s naknadnim izgaranjem generatorskog plina. Ovo je učinkovitiji ciklus motora nego što je trenutno dostupan za druge tekuće ugljikovodike u američkim raketnim motorima.

Motor BE-4 u fokusu je zračnih snaga. Za njegovu provedbu dodjeljuju se novčane injekcije. Zračne snage su se obvezale platiti najmanje 46,6 milijuna dolara United Launch Allianceu za sljedeću generaciju rakete Vulcan. ULA je također pristala dodati 40,8 milijuna dolara prema uvjetima vladine nagrade.

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

Dva motora BE-4 potaknut će prvi stupanj rakete Vulcan. Dužnosnici kažu da BE-4 u potpunosti financira tvrtka kroz United Launch Alliance. Financiranje zračnih snaga podržat će napredak tvrtke u integraciji motora BE-4 s 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 zadovoljili performanse jednog motora RD-180 s dvije mlaznice na Atlas V.

Rukovoditelji ULA kažu da će motor BE-4 iz Blue Origin-a, poduzetničke svemirske tvrtke koju je osnovao Amazon.com, biti spreman brže i da će ga u konačnici lakše oporaviti za ponovnu upotrebu.

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

BE-4 bi trebao završiti svoju validaciju 2017., a ULA ima za cilj prvi let rakete Vulcan do kraja 2019.

Zračne snage također financiraju izgradnju u svemiru za stanovanje astronauta u istraživanju dubokog svemira i satelitskih usluga.

ULA nastavlja surađivati s Blue Originom i Aerojet Rocketdyneom. Prati dvije varijante sljedeće generacije američkih motora, zbog čega se tvrtka udružuje s dvije vodeće svjetske svemirske kompanije.

ULA drži Aerojet Rocketdyneov AR1 motor kao rezervnu kopijuopcija. Konačni odabir se očekuje krajem 2016.

Financijske obveze Zračnih snaga za Aerojet Rocketdyne i ULA otvaraju se nakon 29. veljače 2016. nakon što su slični sporazumi sklopljeni sa SpaceX-om i Orbital ATK-om. Novi projekt raketnog pojačanja na čvrstom pogonu koji je napravio Orbital ATK za ULA-inu raketu Vulcan i za vlastiti lanser, također će dobiti sredstva za Orbital ATK.

Sjena u svemiru iz zemaljskih "oblaka"

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

Rekao je da Amerika definitivno stoji iza Rusa i Kineza u stvaranju takvih pogonskih sustava. Također je spomenuo da su Sjedinjene Američke Države već razvile kisik-kerozinski motor, koji je u pogonu Merlin 1D. Proizvodi ga SpaceX. Tek sada po svojim karakteristikama ne zaostaje za RD-180.

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

SAD: Industrijalci mirni, političari zabrinuti

Viši dužnosnik američkih zračnih snaga kaže da će prestati lansirati satelite nacionalne sigurnosti na raketu Atlas V United Launch Alliancea ako Ministarstvo financija vjeruje da ruski uvoz motora ne krši američke sankcije.

Ranije je senator John McCain pitao zračne snagedokazati da nedavna reorganizacija njezine raketne i svemirske industrije u Rusiji ne čini kupnju motora RD-180 kršenjem američkih sankcija koje su nametnute ruskim dužnosnicima 2014.

Američke vladine agencije, na čelu s Ministarstvom financija, iznova gledaju na isporuke RD-180. I spremni smo ne pridržavati se sankcija. Prizemljenje Atlasa V stvorilo bi veću prepreku za Pentagon od borbe.

McCain je održao saslušanje u vojnoj svemirskoj luci gdje je pozvao Zračne snage da dobiju novo pravno mišljenje da uvoz RD-18O krši američke sankcije uvedene ruskim dužnosnicima nakon aneksije ukrajinskog poluotoka Krima.

McCain je izdvojio dva visoka ruska dužnosnika: potpredsjednika ruske vlade Dmitrija Rogozina i Sergeja Čemezova, savjetnika ruskog predsjednika Vladimira Putina. Donedavno su bili promatrači u svemirskom sektoru. Iako nemaju financijsku korist od prodaje RD-180, sankcionirani su.

28. prosinca, po nalogu Putina, reorganizira se ruski svemirski sektor. Ovo restrukturiranje donosi prilagodbe ruskoj svemirskoj industriji i svemirskoj agenciji Roscosmos pod novom državnom korporacijom, koja se također naziva Roskosmos.

McCain je napomenuo da ovu organizaciju trenutno vodi Rogozin; Čemezov također ima neke veze s tim. Rogozin i Čemezov bili su među prvim ruskim dužnosnicima koji su primili sankcije tijekom ukrajinske krize. Ni jedno nidrugi ne može ući u SAD. Imovina koju posjeduju je zamrznuta.