Ruské raketové motory RD-180: specifikace

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Ruské raketové motory RD-180 byly jablkem sváru mezi dvěma americkými společnostmi United Launch Alliance (ULA) a konkurenční Orbital Sciences. První brání druhému v nákupu motorů pro jeho střely Antares.

Souboj titánů

Na vině byla účast Orbital Sciences na vládních tendrových nákupech. ULA nezákonně brání konkurentům v nákupu motorů RD-180 od dvou společností. Jedná se o dodavatele RD Amross - SNPPO Energomash - a amerického zprostředkovatele Pratt & Whitney Rocketdyne. První jmenovaný vyrábí požadovaný raketový motor na kapalné palivo RD-180. Ostatní dodává komponenty do Spojených států.

Jediný motor na kapalné pohonné hmoty RD-180 se optimálně hodí pro nabídkové řízení vyhlášené vládou USA. Podle odborníků jsou vlastnosti těchto komponent ideální pro těžké nosné rakety a potřeby NASA.

Co je raketový motor RD-180

RD-180 je dvoukomorový derivát čtyřkomorového RD-170 používaného firmou Zenit. Raketové motory na kapalná palivaPřídavné spalování s uzavřeným cyklem RD-180 nabízí vysoký výkon, pohodlí a znovupoužitelnost RD-170 do velikosti, která odpovídá požadavkům motoru Atlas V Evolved Expendable Launch Vehicle.

RD-180 – Hydraulický motor k ovládání řídicího ventilu a vektoru tahu vychýlení v kardanovém závěsu, s pneumatikou k ovládání ventilu a systému odfuku: přítlačný rám pro rozložení zátěže je jako součást motoru soběstačný. Motor při startu využívá olovo LOX s dopalováním generátorového plynu a LOX, bohatý na pohon plynové turbíny. Nastavte tedy zvýšení výkonu o 10 procent ve srovnání s provozním zvýšením amerických motorů a za předpokladu čistého, opakovaně použitelného provozu. Pouze v hlavní sestavě vyžadovalo turbo čerpadlo a posilovací čerpadlo vývoj tak, aby se přizpůsobilo RD-120 a RD-170. Všechny ostatní komponenty byly převzaty přímo z RD-170.

RD-180 byl vyvinut za 42 měsíců za zlomek nákladů na typickou novou konstrukci motoru v USA. Motor běží na středním Atlas III a standardním zesilovači Atlas V.

RD-180 je vybaven dvěma páry spalovacích komor a trysek. Motor byl vyvinut a vyroben ruským výzkumným a výrobním sdružením Energomash. Jako palivo se používá petrolej, oxidační činidlo je kapalný kyslík. Náklady na raketový motor RD-180 v roce 2010 byly 9 milionů $.

Popis konstrukce

1. LOX/petrolejové raketové palivo.
2. Dvě tlakové komory (gimbal +8 stupňů).
3. Jeden blok bohatý na kyslík před hořákem.
4. THA vysokotlaká sestava.
5. Dvoustupňové palivové čerpadlo.
6. Jednostupňová kyslíková pumpa.
7. Jedna turbína.
8. Samovznícení.
9. Autonomní hydraulické systémy (ventily, TVC) poháněné petrolejem z palivového čerpadla.
10. Systém monitorování zdraví a predikce života.
11. Automatická příprava na let (po instalaci na vozidlo jsou všechny operace automatizovány spuštěním).
12. Minimalizace rozhraní od startovací rampy a vozidel (pneumatické a hydraulické systémy, autonomní, elektrické integrované panely, přítlačný rám pro zjednodušení mechanického rozhraní).
13. Provoz šetrný k životnímu prostředí s bohatým okysličovadlem spouštějícím zapalování předhořáku a také režimy spouštění a vypínání okysličovadla, které eliminují koksování a nespálený potenciálně kontaminovaný petrolej.
14. 50–100% nepřetržité škrcení s výhradou potenciální trajektorie v reálném čase a kontroly přizpůsobení motoru na místě před spuštěním opravy.
15. 80 % dílů RD-170.
16. Albarická komora: 256, 6 barů.
17. Faktor plochy: 36, 4.
18. Poměr tahu a hmotnosti: 77, 26.
19. Poměr okysličovadla a paliva: 2, 72.

Motor RD-180. Funkce

• Specifická hmotnost: 5480 kg (12080 lb).
• Výška: 3,6 m (11,67 stop).
• Průměr: 3,2 m (10,33 ft).
• Specifický impuls: 337,8 s.
• Specifický impuls na hladině moře: 311,3 s
• Doba záznamu: 270 s.
• První spuštění: 2000

Historie

V listopadu 1996 provedlo výrobní sdružení Energomash první test RD-180. Motor byl vyhlášen vítězem ve výběrových řízeních na jeho instalaci do nosné rakety Atlas americké Lockheed Martin Corporation. To bylo nutné pro stažení slibných pilotovaných lodí. Od té doby se motory RD-180 staly nejžádanějšími.

Motor je opakovaně použitelný. Sofistikovaný management poskytl NPO Energomash téměř legendární spolehlivé obchody se Spojenými státy. V prosinci 2012 byla doručena smlouva, která poskytuje společnosti záruku na výrobu motorů do roku 2019. Veškerá výroba je soustředěna v Rusku.

Vytvoření náhrady za RD-180 v USA

Ukrajinské události vedly k sankcím, které omezují možnost používat ruské raketové motory pro Spojené státy. RD-180 musí být nahrazen analogem americké výroby. V prosinci 2014 prošla sněmovnou novela. Ta zakázala používání ruských RD-180. Motor bude i nadále nakupován na základě stávající smlouvy o dodávkách do roku 2019 mezi Energomash a ULA.

Navzdory pokračující spolupráci a dodávkám RD-180 podle stávajících dohod nařídil ministr obrany USA ukončení spolupráce s Ruskem a přechodpro americké díly. Amerika je povinna zbavit se ruské závislosti ve vojensko-politické oblasti.

Na to Frank Kendall (sekretář obrany pro akvizice) odpověděl, že Pentagon nemá čím nahradit ruské motory RD-180. Jako alternativu k současné situaci Amerika vyhlásila výběrové řízení na výrobu vlastních motorů podobných vlastností na svém území.

Náměstek předsedy vlády Ruska Dmitrij Rogozin řekl, že je připraven zastavit dodávky raketových motorů RD-180 a K-33 do Ameriky.

Kolik stojí raketový motor RD-180 pro USA

Promluvme si o cenách. SpaceNews oznámilo, že je potřeba vyměnit motor RD-180. Pro Spojené státy by takový rozmar stál 1,5 miliardy dolarů. Není to malé množství.

Kolik stojí motor RD-180? Celý projekt implementace prototypu bude trvat minimálně šest let. Podle odborníků nemají Spojené státy možnost zcela opustit používání motorů RD-180. Problém není možné vyřešit v krátké době, protože motory budou připraveny až v roce 2022.

Navzdory ujištění amerického letectva, že RD-180 jsou na skladě v požadovaném množství, stále existuje nedostatek. Proto bude nutné mnoho startů odložit. Výdaje v této oblasti by mohly vzrůst až na 5 miliard dolarů. Zatímco USA soutěží a prosazují sankce, Čína je již ve frontě na výrobu RD-180.

Perspektiva

Pentagon vyčlenil nejméně 162 milionů dolarů společnostem Aerojet Rocketdyne a United Launch Alliance na práci voblasti vývoje raketových motorů AR1 a BE-4, kandidátů na nahrazení motoru ruské výroby, který v současnosti létá s nosnou raketou Atlas V.

Americké letectvo dokončuje počáteční investici do nových raketových motorů, protože armáda se snaží přestat spoléhat na ruský motor RD-180 používaný na Atlasu V, který vypouští většinu amerických vládních satelitů pro zabezpečenou komunikaci, navigace a shromažďování informací. Vzdušné síly vstoupily do partnerství veřejného a soukromého sektoru s Aerojet Rocketdyne a ULA, které poskytuje korporátní finanční prostředky na spolufinancování vývoje motoru.

Prezident a generální ředitel společnosti ULA se nadále setkávají, aby dosáhli cíle poskytnout Spojeným státům nejspolehlivější odpalovací systémy za nejdostupnější cenu a zároveň vyvíjejí nový motor, který představí zcela nové příležitosti pro použití prostor.

Smlouva s Aerojet Rocketdyne zahrnuje vývoj a testování raketového motoru AR1. Jedná se o pohonnou jednotku spalující petrolejovou směs a kapalný kyslík. Jedná se o stejné komponenty pohonné hmoty jako v motoru RD-180 pro Atlas V.

Aerojet Rocketdyne si klade za cíl mít do roku 2019 letuschopný motor, ale první start se očekává až v roce 2020. Vzdušné síly investují nejméně 115,3 milionů dolarů do vývojového programu AR1, zatímco Aerojet Rocketdyne a ULA společně investovat 57,7 milionů dolarů, uvedl Aerojet Rocketdyne v prohlášení.

Před testováním je rozhodnutí vlády pokračovat v podpoře programu motorů AR1 na vrcholu 804 milionů $ – s 536 miliony $ od letectva a 236 miliony $ od Aerojet Rocketdyne a ULA.

„AR1 vrátí USA do čela ve výrobě petrolejových jaderných raketových motorů,“uvedl Drake v tiskové zprávě. „Začleňujeme nejnovější pokroky v nejmodernější výrobě a zároveň těžíme z našich bohatých znalostí o příští generaci raketových motorů, děláme vše pro to, abychom představili motory, které ukončí naši závislost na zahraničním dodavateli při spuštění našeho národního pohonu. aktiva národní bezpečnosti."

Motor AR1 bude obsahovat 3D tištěné díly a bude fungovat na obohaceném kyslíku s dodatečným spalováním generátorového plynu. Jedná se o účinnější motorový cyklus, než jaký je v současnosti dostupný u jiných kapalných uhlovodíků v amerických raketových motorech.

Na motor BE-4 se zaměřuje letectvo. Pro jeho realizaci jsou přiděleny peněžní injekce. Letectvo se zavázalo zaplatit společnosti United Launch Alliance nejméně 46,6 milionů dolarů za další generaci rakety Vulcan. ULA také souhlasila s přidáním 40,8 milionu dolarů podle podmínek vládní ceny.

Lví podíl z počátečního financování ve výši 45 800 000 USD půjde na vývoj motoru BE-4, který bude generovat tah 550 000 liber a spotřebuje kryogenní kombinaci zkapalněného zemního plynu a kapalinykyslík.

Dva motory BE-4 posílí první stupeň rakety Vulcan. Úředníci říkají, že BE-4 je plně financován společností prostřednictvím United Launch Alliance. Financování letectva podpoří pokrok společnosti při integraci motoru BE-4 s nosnou raketou Vulcan.

Aerojet Rocketdyne inzeruje AR1 jako nejjednodušší náhradu za RD-180 díky jeho práškové směsi a velikosti. Ke splnění výkonu jednoho motoru RD-180 s dvojitou tryskou na Atlasu V jsou zapotřebí dva motory AR1.

Vedení pracovníci ULA říkají, že motor BE-4 od Blue Origin, podnikatelské vesmírné firmy založené Amazon.com, bude připraven rychleji a nakonec bude snazší jej obnovit pro opětovné použití.

I když měl motor RD-180 výhodu více než 60 úspěšných startů, nastal čas na americké investice do domácí výroby podobných motorů.

BE-4 má dokončit svou validaci v roce 2017 a ULA se zaměřuje na první let rakety Vulcan do konce roku 2019.

Vzdušné síly také financují výstavbu ve vesmíru pro bydlení astronautů při průzkumu hlubokého vesmíru a satelitních službách.

ULA nadále spolupracuje s Blue Origin a Aerojet Rocketdyne. Doprovází dvě varianty příští generace amerických motorů, a proto se společnost spojuje se dvěma předními světovými vesmírnými společnostmi.

ULA si ponechává motor AR1 od Aerojet Rocketdyne jako zálohuvolba. Konečný výběr se očekává na konci roku 2016.

Finanční závazky letectva vůči Aerojet Rocketdyne a ULA se otevírají po 29. únoru 2016 poté, co byly uzavřeny podobné dohody se SpaceX a Orbital ATK. Nový projekt posilovače raket na tuhé palivo od Orbital ATK pro raketu Vulcan ULA a pro svůj vlastní nosný raketoplán také obdrží finanční prostředky Orbital ATK.

Stín ve vesmíru ze zemských „mraků“

Ruské motory RD-180 nemají ve Státech žádnou alternativu. Jim Meiser, viceprezident Aerojet Rocketdyne, se domnívá, že Spojené státy nevěnují dostatečnou pozornost vývoji vlastních prototypů kyslíku a petroleje.

Řekl, že Amerika rozhodně stojí za Rusy a Číňany ve vytváření takových pohonných systémů. Zmínil také, že Spojené státy již vyvinuly kyslíkovo-petrolejový motor, který je v provozu Merlin 1D. Vyrábí ho SpaceX. Teprve nyní svými vlastnostmi nezaostává za RD-180.

To je samozřejmě úplný nesmysl, protože pozemské mraky nemohou vrhat žádný stín do vesmíru. Ale v politickém smyslu - bohužel, jsou vyřazeni.

USA: Průmyslníci klidní, politici znepokojení

Vysoký představitel amerického letectva říká, že přestane vypouštět národní bezpečnostní satelity na palubu rakety Atlas V United Launch Alliance, pokud se ministerstvo financí domnívá, že dovoz ruských motorů neporušuje americké sankce.

Předtím se senátor John McCain zeptal letectvadokázat, že nedávná reorganizace jeho raketového a kosmického průmyslu v Rusku nečiní nákup motorů RD-180 porušením amerických sankcí, které byly uvaleny na ruské představitele v roce 2014.

Americké vládní agentury v čele s ministerstvem financí se nově dívají na dodávky RD-180. A jsme připraveni nedodržovat sankce. Uzemnění Atlasu V by pro Pentagon vytvořilo větší překážku než boj.

McCain uspořádal slyšení na vojenském kosmodromu, kde naléhal na letectvo, aby získalo nové právní stanovisko, že dovoz RD-18O porušuje americké sankce uvalené na ruské představitele po anexi ukrajinského Krymského poloostrova.

McCain vybral dva vysoce postavené ruské úředníky: ruského vicepremiéra Dmitrije Rogozina a Sergeje Čemezova, poradce ruského prezidenta Vladimira Putina. Donedávna byli pozorovateli ve vesmírném sektoru. Přestože nemají z prodeje RD-180 finanční prospěch, byly sankcionovány.

28. prosince na příkaz Putina probíhá reorganizace ruského vesmírného sektoru. Tato restrukturalizace provádí úpravy ruského vesmírného průmyslu a kosmické agentury Roskosmos pod novou státní korporací, také nazývanou Roskosmos.

McCain poznamenal, že tuto organizaci v současnosti vede Rogozin; S tím má něco společného i Chemezov. Rogozin a Čemezov byli mezi prvními ruskými představiteli, kteří přijali sankce během ukrajinské krize. Ani jedno anidruhý nemůže vstoupit do USA. Majetek, který vlastní, byl zmrazen.