Orosz RD-180 rakétahajtóművek: műszaki adatok

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Az orosz RD-180 rakétahajtóművek vitatéma a két amerikai vállalat, a United Launch Alliance (ULA) és a rivális Orbital Sciences között. Az előbbi megakadályozza az utóbbit abban, hogy hajtóműveket vásároljon Antares rakétáihoz.

Titánok összecsapása

Az Orbital Sciences állami pályázati beszerzésekben való részvétele volt a hibás. Az ULA illegálisan megakadályozza, hogy a versenytársak RD-180 motorokat vásároljanak két cégtől. Ezek az RD Amross vállalkozó - SNPPO Energomash - és az amerikai közvetítő Pratt & Whitney Rocketdyne. Előbbi gyártja a szükséges RD-180 folyékony hajtóanyagú rakétamotort. A többi alkatrészt szállít az Egyesült Államokba.

Az egyetlen folyékony hajtóanyagú RD-180 motor optimálisan alkalmas az Egyesült Államok kormánya által meghirdetett pályázati beszerzésekre. A szakértők szerint ezeknek az alkatrészeknek a jellemzői ideálisak a nehéz hordozórakétákhoz és a NASA igényeihez.

Mi az RD-180 rakétamotor

Az RD-180 a Zenit által használt négykamrás RD-170 kétkamrás származéka. Folyékony hajtóanyagú rakétamotorokAz RD-180 zárt ciklusú utóégető az RD-170 nagy teljesítményét, kényelmét és újrafelhasználhatóságát az Atlas V Evolved expendable Launch Vehicle motorkövetelményeinek megfelelő méretbe csomagolja.

RD-180 – Hidraulikus motor a vezérlőszelep és az eltérítési tolóerő-vektor működtetésére a kardánban, pneumatikával a szelep és a lefúvatórendszer működtetéséhez: a terheléselosztó tolókeret a motor részeként önellátó. A motor az indításkor LOX ólmot használ, a generátorgáz utóégetésével és a gázturbinás hajtásban gazdag LOX-szal. Tehát állítson be 10 százalékos teljesítménynövekedést az egyesült államokbeli motorok működési növekedéséhez képest, és tiszta, újrafelhasználható működést feltételezve. Csak a fő szerelvényben, a turbószivattyút és a nyomásfokozó szivattyút fejleszteni kellett az RD-120-hoz képest. és RD-170. Az összes többi alkatrész közvetlenül az RD-170-ből származott.

A RD-180-at 42 hónap alatt fejlesztették ki, egy tipikus amerikai új motortervezés költségének töredékéért. A motor egy közbenső Atlas III-on és egy szabványos Atlas V-erősítőn működik.

Az RD-180 két pár égéskamrával és fúvókával van felszerelve. A motort az Energomash orosz kutató- és gyártószövetség fejlesztette és gyártotta. Tüzelőanyagként kerozint használnak, a folyékony oxigén oxidálószer. Az RD-180 rakétamotor ára 2010-ben 9 millió dollár volt.

Az építkezés leírása

1. LOX/Kerozin rakéta-üzemanyag.
2. Két tolókamra (karimbal +8 fok).
3. Egy oxigénben gazdag blokk az égő előtt.
4. THA nagynyomású szerelvény.
5. Kétfokozatú üzemanyag-szivattyú.
6. Egyfokozatú oxigénszivattyú.
7. Egyetlen turbina.
8. Öngyulladó gyújtás.
9. Autonóm hidraulikus rendszerek (szelepek, TVC), amelyek üzemanyag-szivattyúból származó kerozinnal működnek.
10. Egészségügyi megfigyelő és életelőrejelző rendszer.
11. Automatikus repülés-előkészítés (a járműre való felszerelés után minden művelet automatizálódik az indításon keresztül).
12. Az indítóállás és a járművek interfészének minimalizálása (pneumatikus és hidraulikus rendszerek, autonóm, elektromosan integrált panelek, tolókeret a mechanikus interfész egyszerűsítésére).
13. Környezetbarát műveletek gazdag oxidálószer indító előégő gyújtással, valamint oxidáló indítási és leállítási módokkal, amelyek kiküszöbölik a kokszosodást és az el nem égett, potenciálisan szennyezett kerozint.
14. 50-100%-os folyamatos fojtás, amely lehetséges valós idejű pálya- és motoregyeztetési ellenőrzés mellett a javítás elindítása előtt a helyszínen.
15. 80% RD-170 alkatrészek.
16. Albár kamra: 256, 6 bar.
17. Területi tényező: 36, 4.
18. Tolóerő-tömeg arány: 77, 26.
19. Oxidálószer-üzemanyag arány: 2, 72.

RD-180 motor. Jellemzők

• Fajsúly: 5480 kg (12080 font).
• Magasság: 3,6 m (11,67 láb).
• Átmérő: 3,2 m (10,33 láb).
• Speciális impulzus: 337,8 s.
• Speciális impulzus tengerszinten: 311,3 s
• Felvételi idő: 270 mp.
• Első indítás: 2000

Előzmények

1996 novemberében az Energomash gyártószövetség végrehajtotta az RD-180 első tesztjét. A motort nyertesnek nyilvánították az amerikai Lockheed Martin Corporation Atlas hordozórakétájába való beszerelésére kiírt pályázatokon. Erre az ígéretes legénységgel rendelkező hajók visszavonásához volt szükség. Azóta az RD-180 motorok váltak a legkeresettebbé.

A motor újrafelhasználható. A kifinomult menedzsment szinte legendásan megbízható üzleteket kötött az NPO Energomash-nak az Egyesült Államokkal. 2012 decemberében kézbesítették azt a szerződést, amely 2019-ig garanciát vállal a cég számára a motorok gyártására. Az összes termelés Oroszországban összpontosul.

Az RD-180 helyettesítőjének létrehozása az Egyesült Államokban

Az ukrán események olyan szankciókhoz vezettek, amelyek korlátozzák az orosz rakétahajtóművek használatát az Egyesült Államokban. Az RD-180-at amerikai gyártmányú analógra kell cserélni. 2014 decemberében módosítást fogadott el a Ház. Megtiltotta az orosz RD-180-asok használatát. A motort továbbra is az Energomash és az ULA között fennálló szállítási szerződés keretében vásárolják 2019-ig.

Annak ellenére, hogy az RD-180-at a meglévő megállapodások alapján szállították, az Egyesült Államok védelmi minisztere elrendelte az Oroszországgal való együttműködés megszüntetését és az átmenetetamerikai alkatrészekhez. Amerika köteles megszabadulni az orosz függőségtől a katonai-politikai szférában.

Frank Kendall (a felvásárlásokért felelős védelmi miniszter) azt válaszolta, hogy a Pentagonnak semmi sem helyettesítheti az orosz RD-180-as hajtóműveket. A jelenlegi helyzet alternatívájaként Amerika pályázatot hirdetett saját, hasonló jellemzőkkel rendelkező motorok gyártására a területén.

Dmitrij Rogozin orosz miniszterelnök-helyettes kijelentette, hogy kész leállítani az RD-180 és K-33 rakétahajtóművek Amerikába történő szállítását.

Mennyibe kerül egy RD-180 rakétamotor az Egyesült Államokban

Beszéljünk az árakról. A SpaceNews arról számolt be, hogy az RD-180-as hajtóművet cserélni kell. Az Egyesült Államok számára egy ilyen szeszély 1,5 milliárd dollárba kerülne. Nem kis összeg.

Mennyibe kerül az RD-180 motor? A teljes prototípus megvalósítási projekt legalább hat évig fog tartani. A szakértők szerint az Egyesült Államoknak nincs lehetősége teljesen felhagyni az RD-180 motorok használatával. Lehetetlen rövid időn belül megoldani a problémát, hiszen a hajtóművek csak 2022-ben készülnek el.

Annak ellenére, hogy az Egyesült Államok légiereje biztosította, hogy az RD-180-asok a szükséges mennyiségben vannak raktáron, még mindig van hiány. Ezért sok indulást el kell halasztani. A kiadások ezen a területen 5 milliárd dollárra emelkedhetnek. Míg az USA versenyez és szankciókat hajt végre, Kína már készen áll az RD-180 gyártására.

Perspektíva

A Pentagon legalább 162 millió dollárt különített el az Aerojet Rocketdyne és a United Launch Alliance számára, hogyaz AR1 és BE-4 rakétahajtóművek fejlesztési területei, jelöltek a jelenleg az Atlas V hordozórakétát repülõ orosz gyártmányú hajtómû leváltására.

Az amerikai légierő befejezi az új rakétamotorokba való kezdeti beruházást, miközben a hadsereg igyekszik megszabadulni az Atlas V-ben használt orosz RD-180 hajtóműtől, amely a legtöbb amerikai kormányműholdat indítja fel a biztonságos kommunikáció érdekében., navigáció és hírszerzési információgyűjtés. A légierő köz- és magánszféra közötti partnerségre lép az Aerojet Rocketdyne-nel és az ULA-val, vállalati forrásokat biztosítva a hajtóművek fejlesztésének társfinanszírozásához.

Az ULA elnök-vezérigazgatója továbbra is azon dolgozik, hogy elérje azt a célt, hogy a legmegbízhatóbb indítórendszereket biztosítsa az Egyesült Államoknak a legmegfizethetőbb áron, miközben új motort fejleszt, amely teljesen új lehetőségeket kínál szóköz.

Az Aerojet Rocketdyne-nel kötött megállapodás kiterjed az AR1 rakétahajtómű fejlesztésére és tesztelésére. Ez egy olyan tápegység, amely kerozin keveréket és folyékony oxigént éget. Ezek ugyanazok a hajtóanyag-alkatrészek, mint az Atlas V RD-180 motorjában.

Az Aerojet Rocketdyne célja, hogy 2019-re légialkalmas hajtóműve legyen, de az első üzembe helyezés csak 2020-ban várható. A légierő legalább 115,3 millió dollárt fordít az AR1 fejlesztési programjára, miközben az Aerojet Rocketdyne és az ULA közösen fektetnek be 57,7 millió dollárt, mondta az Aerojet Rocketdyne közleményében.

A tesztelést megelőzően a kormány döntése az AR1 hajtóműprogram támogatásának folytatásáról 804 millió dollárra tehető – 536 millió dollárt a légierő és 236 millió dollárt az Aerojet Rocketdyne és az ULA.

"Az AR1 visszahelyezi az Egyesült Államokat az élre a kerozin nukleáris rakétahajtóművek gyártásában" - mondta Drake egy sajtóközleményben. "Beépítjük a legkorszerűbb gyártás legújabb vívmányait, miközben kihasználjuk a rakétamotorok következő generációjával kapcsolatos gazdag tudásunkat, és mindent megteszünk annak érdekében, hogy olyan motorokat vezessünk be, amelyek megszüntetik függőségünket egy külföldi beszállítótól, hogy elindíthassák nemzetünket. nemzetbiztonsági eszközök."

Az AR1 motor 3D nyomtatott alkatrészeket tartalmaz majd, és dúsított oxigénnel, generátorgáz utóégetéssel működik. Ez egy hatékonyabb motorciklus, mint ami jelenleg elérhető más folyékony szénhidrogéneknél az amerikai rakétahajtóművekben.

A BE-4 hajtómű áll a légierő középpontjában. Ennek megvalósítására készpénz-injekciókat különítenek el. A légierő váll alta, hogy legalább 46,6 millió dollárt fizet a United Launch Alliance-nak a Vulcan rakéta következő generációjáért. Az ULA abba is beleegyezett, hogy 40,8 millió dollárt ad hozzá a kormánydíjhoz.

A 45 800 000 dolláros kezdeti finanszírozás oroszlánrészét a BE-4 motor fejlesztésére fordítják, amely 550 000 font tolóerőt termel, és cseppfolyósított földgáz és folyadék kriogén kombinációját fogyasztja.oxigén.

Két BE-4 hajtómű fellendíti a Vulcan rakéta első fokozatát. A tisztviselők szerint a BE-4-et teljes mértékben a vállalat finanszírozza a United Launch Alliance-en keresztül. A légierő finanszírozása támogatja a vállalat előrehaladását a BE-4 hajtómű és a Vulcan hordozórakéta integrálása terén.

Az Aerojet Rocketdyne porkeveréke és mérete miatt az AR1-et az RD-180 legegyszerűbb helyettesítőjeként hirdeti. Két AR1 motor szükséges ahhoz, hogy megfeleljen egy kétfúvókás RD-180 motor teljesítményének egy Atlas V-n.

ULA vezetői szerint a Blue Origin, az Amazon.com által alapított vállalkozói űrcég BE-4 motorja gyorsabban elkészül, és végső soron könnyebb lesz újrafelhasználni.

Míg az RD-180 motor előnye több mint 60 sikeres elindítása volt, eljött az ideje, hogy az Egyesült Államok befektesse a hasonló motorok hazai gyártásába.

A BE-4 validálása 2017-ben fejeződik be, és az ULA célja a Vulcan rakéta első repülése 2019 végére.

A légierő finanszírozza a világűrben való építkezést is, hogy űrhajósokat helyezzenek el a mélyűrkutatásban és a műholdas szolgáltatásokban.

ULA továbbra is együttműködik a Blue Originnel és az Aerojet Rocketdyne-nel. Az amerikai motorok következő generációjának két változatát kíséri, ezért a vállalat a világ két vezető űrvállalatával dolgozik együtt.

Az ULA tartalékként tartja az Aerojet Rocketdyne AR1 motorjátválasztási lehetőség. A végső kiválasztás 2016 végén várható.

A légierő pénzügyi kötelezettségvállalásai az Aerojet Rocketdyne és az ULA felé 2016. február 29-e után nyitottak, miután hasonló megállapodások kötöttek a SpaceX-szel és az Orbital ATK-val. Az Orbital ATK új szilárd rakétaerősítő projektet készített az ULA Vulcan rakétájához és saját indítójára, Orbital ATK támogatást is kap.

Árnyék az űrben a Föld „felhőiből”

Az orosz RD-180 motoroknak nincs alternatívája az Államokban. Jim Meiser, az Aerojet Rocketdyne alelnöke úgy véli, hogy az Egyesült Államok nem fordít elég figyelmet saját oxigén-kerozin prototípusainak fejlesztésére.

Azt mondta, hogy Amerika határozottan az oroszok és a kínaiak mögött áll az ilyen meghajtórendszerek létrehozásában. Azt is megemlítette, hogy az Egyesült Államokban már kifejlesztettek egy oxigén-kerozin motort, amely a Merlin 1D-ben működik. A SpaceX gyártja. Csak most a jellemzőit tekintve nem marad el az RD-180-tól.

Természetesen ez teljes nonszensz, mert a földi felhők nem vethetnek árnyékot az űrbe. De politikai értelemben - sajnos, elvetik.

USA: Az iparosok nyugodtak, a politikusok aggódnak

Az amerikai légierõ egyik magas rangú tisztviselõje azt mondta, hogy leállítja a nemzetbiztonsági mûholdak fellövését a United Launch Alliance Atlas V rakétáján, ha a Pénzügyminisztérium úgy véli, hogy az orosz motorimport nem sérti az Egyesült Államok szankcióit.

Korábban John McCain szenátor megkérdezte a légierőtannak bizonyítására, hogy az oroszországi rakéta- és űripar közelmúltbeli átszervezése nem teszi az RD-180-as hajtóművek vásárlását az orosz tisztviselők ellen 2014-ben kiszabott amerikai szankciók megsértésének.

Az Amerikai Egyesült Államok kormányhivatalai, élükön a Pénzügyminisztériummal, új pillantást vetnek az RD-180-as szállításokra. És készek vagyunk nem ragaszkodni a szankciókhoz. Az Atlas V földelése nagyobb akadályt jelentene a Pentagon számára, mint a harc.

McCain katonai űrkikötői meghallgatást tartott, ahol sürgette a légierőt, hogy szerezzen új jogi véleményt arról, hogy az RD-18O behozatala sérti az Egyesült Államok szankcióit, amelyeket az ukrán Krím-félsziget annektálása után szabtak ki orosz tisztviselőkre.

McCain két magas rangú orosz tisztviselőt emelt ki: Dmitrij Rogozin orosz miniszterelnök-helyettest és Szergej Csemezovot, Vlagyimir Putyin orosz elnök tanácsadóját. Egészen a közelmúltig megfigyelők voltak az űrszektorban. Bár anyagi hasznuk nem származik az RD-180 eladásából, szankcionálták őket.

December 28-án Putyin parancsára átszervezik az orosz űrszektort. Ez a szerkezetátalakítás kiigazítja az orosz űripart és a Roszkozmosz űrügynökséget egy új állami vállalat, más néven Roszkoszmosz alatt.

McCain megjegyezte, hogy ezt a szervezetet jelenleg Rogozin vezeti; Csemezovnak is köze van ehhez. Rogozin és Csemezov az első orosz tisztviselők között volt, akiket szankciókkal sújtottak az ukrán válság idején. Sem egyik sema másik nem léphet be az USA-ba. A tulajdonukban lévő eszközöket befagyasztották.