Motorët e raketave ruse RD-180: specifikimet

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Motorët e raketave ruse RD-180 kanë qenë një mollë sherri midis dy kompanive amerikane United Launch Alliance (ULA) dhe rivalit Orbital Sciences. E para e pengon këtë të fundit të blejë motorë për raketat e saj Antares.

Përplasja e Titanëve

Faj ishte pjesëmarrja e Orbital Sciences në blerjet e tenderëve të qeverisë. ULA parandalon në mënyrë të paligjshme konkurrentët që të blejnë motorë RD-180 nga dy kompani. Këta janë kontraktori i RD Amross - SNPPO Energomash - dhe ndërmjetësi amerikan Pratt & Whitney Rocketdyne. E para prodhon motorin e kërkuar të raketave të lëngshme RD-180. Pjesa tjetër furnizon komponentë në Shtetet e Bashkuara.

I vetmi motor me shtytje të lëngët RD-180 është i përshtatshëm në mënyrë optimale për blerjet me tender të shpallur nga qeveria e SHBA. Sipas ekspertëve, karakteristikat e këtyre komponentëve janë ideale për mjetet e rënda lëshuese dhe nevojat e NASA-s.

Cili është motori i raketës RD-180

RD-180 është një derivat me dy dhoma i RD-170 me katër dhoma të përdorur nga Zenit. Motorë raketash me lëndë të lëngshmeDjegia pas djegies me cikël të mbyllur RD-180 paketon performancën e lartë, komoditetin dhe ripërdorimin e RD-170 në një madhësi që të përputhet me kërkesat e motorit të Automjetit të Nisjes së Shpenzueshme Atlas V Evolved.

RD-180 - Motori hidraulik për të aktivizuar valvulën e kontrollit dhe vektorin e shtytjes së devijimit në gjimbale, me pneumatikë për të aktivizuar valvulën dhe sistemin e fryrjes: korniza e shtytjes për shpërndarjen e ngarkesës është e vetë-mjaftueshme si pjesë e motorit. Motori në fillim përdor plumb LOX, me djegie të pasme të gazit të gjeneratorit dhe LOX, i pasur me turbina me gaz. Kështu, vendosni një rritje të performancës prej 10 për qind në krahasim me rritjen operacionale të motorëve amerikanë dhe duke supozuar një funksionim të pastër dhe të ripërdorshëm. Vetëm në montimin kryesor, pompa turbo dhe pompa përforcuese kërkonin zhvillim në shkallë nga RD-120 dhe RD- 170. Të gjithë komponentët e tjerë janë marrë direkt nga RD-170.

RD-180 u zhvillua në 42 muaj me një fraksion të kostos së një modeli tipik motori të ri në SHBA. Motori punon me një Atlas III të ndërmjetëm dhe një përforcues standard Atlas V.

RD-180 është i pajisur me dy palë dhoma djegieje dhe grykë. Motori është zhvilluar dhe prodhuar nga shoqata ruse e kërkimit dhe prodhimit Energomash. Vajguri përdoret si lëndë djegëse, oksigjeni i lëngshëm është një agjent oksidues. Kostoja e motorit të raketës RD-180 në 2010 ishte 9 milionë dollarë.

Përshkrimi i ndërtimit

1. LOX/karburant për raketa vajguri.
2. Dy dhoma me shtytje (gjimbale +8 gradë).
3. Një bllok i pasur me oksigjen përpara djegësit.
4. THA montim me presion të lartë.
5. Pompë karburanti me dy faza.
6. Pompë oksigjeni me një fazë.
7. Turbinë e vetme.
8. Ndezja vetëndezëse.
9. Sisteme hidraulike autonome (valvola, TVC) të mundësuar nga vajguri nga një pompë karburanti.
10. Sistemi i monitorimit të shëndetit dhe parashikimit të jetës.
11. Përgatitja e automatizuar e fluturimit (pas instalimit në automjet, të gjitha operacionet automatizohen gjatë nisjes).
12. Minimizimi i ndërfaqes nga platforma e lëshimit dhe automjetet (sistemet pneumatike dhe hidraulike, panele autonome, të integruara elektrike, korniza shtytëse për të thjeshtuar ndërfaqen mekanike).
13. Operacione miqësore me mjedisin me oksidues të pasur që nis ndezjen para djegies, si dhe mënyrat e fillimit dhe mbylljes së oksiduesit që eliminojnë koksimin dhe vajgurin e padjegur potencialisht të kontaminuar.
14. 50-100% mbytje e vazhdueshme që i nënshtrohet kontrollit të mundshëm të trajektores në kohë reale dhe përputhjes së motorit në vend përpara nisjes së rregullimit.
15. 80% pjesë RD-170.
16. Dhoma albarike: 256, 6 bar.
17. Faktori i zonës: 36, 4.
18. Raporti i shtytjes ndaj peshës: 77, 26.
19. Raporti oksidues-karburant: 2, 72.

Motori RD-180. Veçoritë

• Graviteti specifik: 5480 kg (12080 lb).
• Lartësia: 3,6 m (11,67 ft).
• Diametri: 3,2 m (10,33 ft).
• Impuls specifik: 337,8 s.
• Impuls specifik në nivelin e detit: 311,3 s
• Koha e regjistrimit: 270 sek.
• Lansimi i parë: 2000

Histori

Në nëntor 1996, shoqata e prodhimit Energomash kreu testin e parë të RD-180. Motori u shpall fitues në tenderat për instalimin e tij në mjetin lëshues Atlas të Korporatës Amerikane Lockheed Martin. Kjo ishte e nevojshme për tërheqjen e anijeve premtuese me njerëz. Që atëherë, motorët RD-180 janë bërë më të kërkuarit.

Motori është i ripërdorshëm. Menaxhimi i sofistikuar i dha NPO Energomash marrëveshje të besueshme pothuajse legjendare me Shtetet e Bashkuara. Në dhjetor të vitit 2012 u dorëzua një kontratë që i siguron kompanisë një garanci për prodhimin e motorëve deri në vitin 2019. I gjithë prodhimi është i përqendruar në Rusi.

Krijimi i një zëvendësimi për RD-180 në SHBA

Ngjarjet në Ukrainë çuan në sanksione që kufizojnë aftësinë për të përdorur motorët e raketave ruse për Shtetet e Bashkuara. RD-180 duhet të zëvendësohet me një analog të prodhuar nga Amerika. Në dhjetor 2014, një amendament u miratua nga Dhoma. Ai ndaloi përdorimin e RD-180 ruse. Motori do të vazhdojë të blihet sipas kontratës ekzistuese të furnizimit deri në vitin 2019 ndërmjet Energomash dhe ULA.

Megjithë bashkëpunimin e vazhdueshëm dhe dërgesat e RD-180 sipas marrëveshjeve ekzistuese, Sekretari amerikan i Mbrojtjes urdhëroi ndërprerjen e bashkëpunimit me Rusinë dhe tranzicioninpër pjesët amerikane. Amerika është e detyruar të heqë qafe varësinë ruse në sferën ushtarako-politike.

Për këtë, Frank Kendall (Sekretari i Mbrojtjes për Blerjet) u përgjigj se Pentagoni nuk kishte asgjë për të zëvendësuar motorët rusë RD-180. Si një alternativë ndaj situatës aktuale, Amerika shpalli një tender për prodhimin e motorëve të saj me karakteristika të ngjashme në territorin e saj.

Zëvendëskryeministri i Rusisë Dmitry Rogozin tha se ishte gati të ndalonte furnizimin e motorëve të raketave RD-180 dhe K-33 në Amerikë.

Sa kushton një motor rakete RD-180 për SHBA

Le të flasim për çmimet. SpaceNews raportoi se motori RD-180 duhej të zëvendësohej. Për Shtetet e Bashkuara, një trill i tillë do të kushtonte 1.5 miliardë dollarë. Një sasi jo e vogël.

Sa kushton motori RD-180? I gjithë projekti i zbatimit të prototipit do të zgjasë të paktën gjashtë vjet. Sipas ekspertëve, Shtetet e Bashkuara nuk kanë mundësinë të braktisin plotësisht përdorimin e motorëve RD-180. Është e pamundur të zgjidhet problemi në një kohë të shkurtër, pasi motorët do të jenë gati vetëm në vitin 2022.

Pavarësisht garancive të Forcave Ajrore të SHBA se RD-180 janë në magazinë në sasinë e kërkuar, ka ende një mungesë. Prandaj, shumë lëshime do të duhet të shtyhen. Shpenzimet në këtë fushë mund të rriten në 5 miliardë dollarë. Ndërsa SHBA konkurron dhe zbaton sanksionet, Kina është tashmë në linjë për prodhimin e RD-180.

Perspektiva

Pentagoni ka ndarë të paktën 162 milionë dollarë për Aerojet Rocketdyne dhe United Launch Alliance për të punuar nëfushat e zhvillimit të motorëve të raketave AR1 dhe BE-4, kandidatë për zëvendësimin e motorit të prodhimit rus që aktualisht fluturon me mjetin lëshues Atlas V.

Forcat Ajrore të SHBA po përfundon një investim fillestar në motorët e rinj të raketave ndërsa ushtria kërkon të largohet nga mbështetja e saj në motorin rus RD-180 të përdorur në Atlas V, i cili lëshon shumicën e satelitëve të qeverisë amerikane për komunikime të sigurta, navigacion dhe informacion për mbledhjen e inteligjencës. Forca Ajrore hyn në një partneritet publik-privat me Aerojet Rocketdyne dhe ULA, duke ofruar fonde korporative për të bashkëfinancuar zhvillimin e motorit.

Presidenti dhe CEO i ULA vazhdojnë të takohen për të arritur qëllimin për t'i ofruar Shteteve të Bashkuara sistemet më të besueshme të lëshimit me çmimin më të përballueshëm, duke zhvilluar një motor të ri që do të prezantojë mundësi krejtësisht të reja për përdorimin e hapësirë.

Marrëveshja me Aerojet Rocketdyne mbulon zhvillimin dhe testimin e motorit të raketës AR1. Kjo është një njësi energjie që djeg përzierjen e vajgurit dhe oksigjenin e lëngshëm. Këta janë të njëjtët komponentë shtytës si në motorin RD-180 për Atlas V.

Aerojet Rocketdyne synon të ketë një motor të përshtatshëm për fluturim deri në vitin 2019, por lëshimi i parë nuk pritet deri në vitin 2020. Forcat Ajrore po angazhojnë të paktën 115.3 milionë dollarë për programin e zhvillimit AR1, ndërsa si Aerojet Rocketdyne dhe ULA investojmë së bashku 57.7 milionë dollarë, tha Aerojet Rocketdyne në një deklaratë.

Para testimit, vendimi i qeverisë për të vazhduar mbështetjen për programin e motorit AR1 arrin në 804 milionë dollarë - me 536 milionë dollarë nga Forcat Ajrore dhe 236 milionë dollarë nga Aerojet Rocketdyne dhe ULA.

"AR1 do ta rikthejë SHBA-në në drejtimin e prodhimit të motorëve të raketave bërthamore me vajguri," tha Drake në një deklaratë për shtyp. "Ne jemi duke inkorporuar përparimet më të fundit në prodhimin më të avancuar duke përfituar nga njohuritë tona të pasura për gjeneratën e ardhshme të motorëve të raketave, po bëhet gjithçka për të prezantuar motorë që do t'i japin fund varësisë sonë nga një furnizues i huaj për të nisur prodhimin e kombit tonë. asetet e sigurisë kombëtare."

Motori AR1 do të përfshijë pjesë të printuara 3D dhe do të funksionojë me oksigjen të pasuruar me djegie pas gazit të gjeneratorit. Ky është një cikël motori më efikas sesa i disponueshëm aktualisht në hidrokarburet e tjera të lëngshme në motorët e raketave në SHBA.

Motori BE-4 është fokusi i Forcave Ajrore. Për zbatimin e tij, ndahen injeksione në para. Forcat Ajrore janë të përkushtuara të paguajnë të paktën 46.6 milionë dollarë për United Launch Alliance për gjeneratën e ardhshme të raketës Vulcan. ULA gjithashtu ra dakord të shtonte 40.8 milionë dollarë sipas kushteve të çmimit të qeverisë.

Pjesa e luanit të financimit fillestar prej 45,800,000 dollarësh do të shkojë në zhvillimin e motorit BE-4, i cili do të gjenerojë 550,000 paund shtytje dhe do të konsumojë një kombinim kriogjenik të gazit natyror të lëngshëm dhe lëngutoksigjen.

Dy motorë BE-4 do të nxisin fazën e parë të raketës Vulcan. Zyrtarët thonë se BE-4 po financohet plotësisht nga kompania përmes Aleancës së Lancimit të Bashkuar. Financimi i Forcave Ajrore do të mbështesë përparimin e kompanisë në integrimin e motorit BE-4 me mjetin lëshues Vulcan.

Aerojet Rocketdyne reklamon AR1 si zëvendësimin më të lehtë për RD-180 për shkak të përzierjes dhe madhësisë së pluhurit. Kërkohen dy motorë AR1 për të përmbushur performancën e një motori RD-180 me grykë të dyfishtë në një Atlas V.

Drejtuesit e ULA thonë se motori BE-4 nga Blue Origin, një firmë sipërmarrëse hapësinore e themeluar nga Amazon.com, do të jetë gati më shpejt dhe në fund do të jetë më e lehtë për t'u rikuperuar për ripërdorim.

Ndërsa motori RD-180 kishte avantazhin e më shumë se 60 lëshimeve të suksesshme, ishte koha për investimet e SHBA në prodhimin vendas të motorëve të ngjashëm.

BE-4 do të përfundojë vërtetimin e tij në 2017 dhe ULA synon fluturimin e parë të raketës Vulcan deri në fund të 2019.

Forcat Ajrore financojnë gjithashtu ndërtimin në hapësirën e jashtme për banimin e astronautëve në eksplorimin e thellë të hapësirës dhe shërbimet satelitore.

ULA vazhdon të punojë me Blue Origin dhe Aerojet Rocketdyne. Ai shoqëron dy variante të gjeneratës së ardhshme të motorëve amerikanë, kjo është arsyeja pse kompania po bashkohet me dy nga kompanitë kryesore hapësinore në botë.

ULA mban motorin AR1 të Aerojet Rocketdyne si rezervëopsion. Përzgjedhja përfundimtare pritet në fund të vitit 2016.

Angazhimet financiare të Forcave Ajrore ndaj Aerojet Rocketdyne dhe ULA hapen pas 29 shkurtit 2016 pasi marrëveshje të ngjashme erdhën me SpaceX dhe Orbital ATK. Projekti i ri përforcues i raketave solide i bërë nga Orbital ATK për raketën Vulcan të ULA dhe për lëshuesin e vet, do të marrë gjithashtu fonde nga Orbital ATK.

Hije në hapësirë nga "retë" e tokës

Motorët rusë RD-180 nuk kanë alternativë në Shtetet e Bashkuara. Jim Meiser, nënkryetar i Aerojet Rocketdyne, beson se Shtetet e Bashkuara nuk po i kushtojnë vëmendje të mjaftueshme zhvillimit të prototipeve të veta të oksigjenit dhe vajgurit.

Ai tha se Amerika është padyshim prapa rusëve dhe kinezëve në krijimin e sistemeve të tilla shtytëse. Ai gjithashtu përmendi se Shtetet e Bashkuara kanë zhvilluar tashmë një motor oksigjen-vajguri, i cili është në funksion Merlin 1D. Është prodhuar nga SpaceX. Vetëm tani, për nga karakteristikat e tij, nuk i bie RD-180.

Sigurisht, kjo është absurditet i plotë, sepse retë tokësore nuk mund të bëjnë asnjë hije në hapësirë. Por në kuptimin politik - mjerisht, ato janë hedhur poshtë.

SHBA: Industrialistët të qetë, politikanët të shqetësuar

Një zyrtar i lartë i Forcave Ajrore të SHBA thotë se ai do të ndalojë lëshimin e satelitëve të sigurisë kombëtare në bordin e raketës Atlas V të Aleancës së Lançimit të Bashkuara nëse Departamenti i Thesarit beson se importet ruse të motorëve nuk shkelin sanksionet e SHBA.

Më parë, senatori John McCain pyeti Forcat Ajrorepër të vërtetuar se riorganizimi i fundit në Rusi i industrisë së saj të raketave dhe hapësirës nuk e bën blerjen e motorëve RD-180 shkelje të sanksioneve të SHBA-së që u vendosën kundër zyrtarëve rusë në 2014.

Agjencitë qeveritare të SHBA-së, të udhëhequra nga Departamenti i Thesarit, po hedhin një vështrim të ri në dërgesat e RD-180. Dhe ne jemi gati të mos respektojmë sanksionet. Tokëzimi i Atlas V do të krijonte një pengesë më të madhe për Pentagonin sesa luftimi.

McCain mbajti një seancë ushtarake në portin hapësinor ku ai i kërkoi Forcave Ajrore të merrte një opinion të ri ligjor se importi i RD-18O shkel sanksionet e SHBA-së të vendosura ndaj zyrtarëve rusë pas aneksimit të gadishullit të Krimesë të Ukrainës.

McCain veçoi dy zyrtarë të rangut të lartë rusë: Zëvendëskryeministri rus Dmitry Rogozin dhe Sergei Chemezov, këshilltar i presidentit rus Vladimir Putin. Deri vonë, ata ishin vëzhgues në sektorin e hapësirës. Edhe pse nuk përfitojnë financiarisht nga shitja e RD-180, ata janë sanksionuar.

28 Dhjetor, me urdhër të Putinit, sektori rus i hapësirës po riorganizohet. Ky ristrukturim po bën rregullime në industrinë ruse hapësinore dhe agjencinë hapësinore Roscosmos nën një korporatë të re shtetërore, të quajtur gjithashtu Roskosmos.

McCain vuri në dukje se kjo organizatë aktualisht drejtohet nga Rogozin; Chemezov gjithashtu ka të bëjë me këtë. Rogozin dhe Chemezov ishin ndër zyrtarët e parë rusë që morën sanksione gjatë krizës ukrainase. As një e astjetri nuk mund të hyjë në SHBA. Asetet që ata zotërojnë janë ngrirë.