Venäjän RD-180-rakettimoottorit: tekniset tiedot

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Venäläiset RD-180-rakettimoottorit ovat olleet kiistanalainen kahden amerikkalaisen United Launch Alliancen (ULA) ja kilpailevan Orbital Sciencesin välillä. Edellinen estää jälkimmäistä ostamasta moottoreita Antares-ohjuksiinsa.

Clash of the Titans

Syyllinen oli Orbital Sciencesin osallistuminen v altion tarjouskilpailuihin. ULA estää laittomasti kilpailijoita ostamasta RD-180-moottoreita kahdelta yritykseltä. Nämä ovat RD Amross -urakoitsija - SNPPO Energomash - ja amerikkalainen välittäjä Pratt & Whitney Rocketdyne. Edellinen tuottaa tarvittavan nestemäisen polttoaineen RD-180 rakettimoottorin. Muut toimittavat komponentteja Yhdysv altoihin.

Ainoa nestemäinen polttoainemoottori RD-180 sopii optimaalisesti Yhdysv altain hallituksen ilmoittamiin tarjouskilpailuihin. Asiantuntijoiden mukaan näiden komponenttien ominaisuudet ovat ihanteellisia raskaille kantoraketeille ja NASAn tarpeisiin.

Mikä on RD-180-rakettimoottori

RD-180 on kaksikammioinen johdannainen Zenitin käyttämästä nelikammioisesta RD-170:stä. Nestemäistä polttoainetta käyttävät rakettimoottoritSuljetun kierron jälkipoltin RD-180 pakkaa RD-170:n korkean suorituskyvyn, mukavuuden ja uudelleenkäytettävyyden sellaiseen kokoon, joka vastaa Atlas V Evolved Expendable Launch Vehicle -ajoneuvon moottorivaatimuksia.

RD-180 – Hydraulimoottori ohjaamaan ohjausventtiiliä ja poikkeutustyöntövektoria kardaaneissa, pneumatiikka venttiilin ja puhallusjärjestelmän käynnistämiseksi: kuorman jakamiseen tarkoitettu työntökehys on omavarainen osana moottoria. Käynnistysmoottorissa käytetään LOX-lyijyä, jossa on generaattorikaasun jälkipoltto ja LOX, jossa on runsaasti kaasuturbiinikäyttöä. Aseta siis 10 prosentin suorituskyvyn lisäys verrattuna yhdysv altalaisten moottoreiden tehostukseen ja olettaen puhdas, uudelleenkäytettävä toiminta. Ainoastaan pääkokoonpanossa turbopumppu ja tehostinpumppu vaativat kehitystä RD-120:n mittakaavassa. ja RD-170. Kaikki muut komponentit otettiin suoraan RD-170:stä.

RD-180 kehitettiin 42 kuukaudessa murto-osalla tyypillisen yhdysv altalaisen uuden moottorisuunnittelun kustannuksista. Moottori käy Atlas III:lla ja tavallisella Atlas V -vahvistimella.

RD-180 on varustettu kahdella parilla palokammiota ja suuttimia. Moottorin on kehittänyt ja valmistanut venäläinen tutkimus- ja tuotantoyhdistys Energomash. Polttoaineena käytetään kerosiinia, nestemäinen happi on hapetin. RD-180-rakettimoottorin hinta vuonna 2010 oli 9 miljoonaa dollaria.

Rakennuskuvaus

1. LOX/Kerosene rakettipolttoaine.
2. Kaksi työntökammiota (kiinnikkeet +8 astetta).
3. Yksi happirikas lohko polttimen edessä.
4. THA korkeapainekokoonpano.
5. Kaksivaiheinen polttoainepumppu.
6. Yksivaiheinen happipumppu.
7. Yksi turbiini.
8. Itsesyttyvä sytytys.
9. Autonomiset hydraulijärjestelmät (venttiilit, TVC) toimivat polttoainepumpun kerosiinilla.
10. Terveyden seuranta- ja elämänennustejärjestelmä.
11. Automaattinen lennon valmistelu (ajoneuvoon asennuksen jälkeen kaikki toiminnot automatisoidaan käynnistämisen kautta).
12. Rajapinnan minimointi laukaisualustasta ja ajoneuvoista (pneumaattiset ja hydrauliset järjestelmät, autonomiset, sähköisesti integroidut paneelit, työntökehys mekaanisen käyttöliittymän yksinkertaistamiseksi).
13. Ympäristöystävälliset toiminnot runsaalla hapettimella käynnistyvällä esipolttimen sytytyksellä sekä hapettimen käynnistys- ja sammutustiloilla, jotka eliminoivat koksauksen ja palamattoman mahdollisesti saastuneen kerosiinin.
14. 50-100 % jatkuva kuristus, joka edellyttää mahdollisen reaaliaikaisen liikeradan ja moottorin yhteensopivuuden tarkistusta paikan päällä ennen korjauksen käynnistämistä.
15. 80 % RD-170 osia.
16. Albaarinen kammio: 256, 6 bar.
17. Pinta-alatekijä: 36, 4.
18. Työvoiman ja painon suhde: 77, 26.
19. Hapettimen ja polttoaineen suhde: 2, 72.

Moottori RD-180. Ominaisuudet

• Ominaispaino: 5480 kg (12080 lb).
• Korkeus: 3,6 m (11,67 jalkaa).
• Halkaisija: 3,2 m (10,33 jalkaa).
• Erityinen impulssi: 337,8 s.
• Erityinen impulssi merenpinnan tasolla: 311,3 s
• Tallennusaika: 270 s.
• Ensimmäinen julkaisu: 2000

Historia

Marraskuussa 1996 Energomashin tuotantoyhdistys suoritti ensimmäisen testin RD-180:lle. Moottori julistettiin voittajaksi tarjouskilpailuissa sen asentamisesta amerikkalaisen Lockheed Martin Corporationin Atlas-kantorakettiin. Tämä oli tarpeen lupaavien miehitettyjen alusten poistamiseksi. Sen jälkeen RD-180-moottoreista on tullut eniten kysyttyjä.

Moottori on uudelleenkäytettävä. Hienostunut hallinta tarjosi NPO Energomashille lähes legendaarisen luotettavat sopimukset Yhdysv altojen kanssa. Joulukuussa 2012 toimitettiin sopimus, joka takaa yritykselle moottoreiden valmistuksen vuoteen 2019 asti. Kaikki tuotanto on keskittynyt Venäjälle.

Korvaavan luominen RD-180:lle USA:ssa

Ukrainan tapahtumat johtivat sanktioihin, jotka rajoittavat mahdollisuuksia käyttää venäläisiä rakettimoottoreita Yhdysvalloissa. RD-180 on korvattava amerikkalaisella analogilla. Joulukuussa 2014 parlamentti hyväksyi muutoksen. Se kielsi venäläisten RD-180-koneiden käytön. Moottoria ostetaan edelleen voimassa olevan toimitussopimuksen mukaisesti vuoteen 2019 asti Energomashin ja ULA:n välillä.

Huolimatta jatkuvasta yhteistyöstä ja RD-180:n toimituksista olemassa olevien sopimusten mukaisesti, Yhdysv altain puolustusministeri määräsi yhteistyön lopettamisesta Venäjän kanssa ja siirtymäkaudenamerikkalaisille osille. Amerikka on velvollinen pääsemään eroon Venäjän riippuvuudesta sotilaspoliittisella alalla.

Tähän Frank Kendall (puolustusministeri hankinnoista) vastasi, että Pentagonilla ei ollut mitään, mikä korvaisi venäläisiä RD-180-moottoreita. Vaihtoehtona nykyiselle tilanteelle Amerikka julkaisi tarjouskilpailun omien, ominaisuuksiltaan vastaavien moottoreiden tuotannosta alueellaan.

Venäjän varapääministeri Dmitri Rogozin sanoi olevansa valmis pysäyttämään rakettimoottorien RD-180 ja K-33 toimitukset Amerikkaan.

Kuinka paljon RD-180-rakettimoottori maksaa USA:lle

Puhutaanpa hinnoista. SpaceNews raportoi, että RD-180-moottori oli vaihdettava. Yhdysvalloille tällainen päähänpisto maksaisi 1,5 miljardia dollaria. Ei pieni summa.

Kuinka paljon RD-180-moottori maksaa? Koko prototyypin toteutusprojekti kestää vähintään kuusi vuotta. Asiantuntijoiden mukaan Yhdysvalloilla ei ole mahdollisuutta luopua kokonaan RD-180-moottoreiden käytöstä. Ongelmaa on mahdotonta ratkaista lyhyessä ajassa, koska moottorit valmistuvat vasta vuonna 2022.

Huolimatta Yhdysv altain ilmavoimien vakuutuksista, että RD-180-koneita on varastossa tarvittava määrä, on vielä jäljellä. pulaa. Siksi monia laukaisuja on lykättävä. Tämän alan menot voivat nousta 5 miljardiin dollariin. Samalla kun Yhdysvallat kilpailee ja panee täytäntöön pakotteita, Kiina on jo valmis RD-180:n tuotantoon.

Perspektiivi

Pentagon on osoittanut vähintään 162 miljoonaa dollaria Aerojet Rocketdynelle ja United Launch Alliancelle työskentelemäänAR1- ja BE-4-rakettimoottorien kehitysalueet, jotka ovat ehdokkaita korvaamaan venäläisvalmisteisen moottorin, joka tällä hetkellä lentää Atlas V -kantorakettia.

Yhdysv altain ilmavoimat ovat saattamassa päätökseen alkuinvestointia uusiin rakettimoottoreihin, kun armeija pyrkii luopumaan venäläisestä RD-180-moottorista, jota käytetään Atlas V:ssä, joka laukaisee useimmat Yhdysv altain hallituksen satelliitit turvallista viestintää varten., navigointi ja tiedustelutietojen kerääminen. Ilmavoimat tekee julkisen ja yksityisen sektorin kumppanuuden Aerojet Rocketdynen ja ULA:n kanssa ja tarjoaa yritysten varoja moottorikehityksen yhteisrahoitukseen.

ULAn pääjohtaja jatkaa tapaamistaan saavuttaakseen tavoitteen tarjota Yhdysvalloille luotettavimmat laukaisujärjestelmät edullisimpaan hintaan ja samalla kehittää uutta moottoria, joka tuo täysin uusia mahdollisuuksia välilyönti.

Sopimus Aerojet Rocketdynen kanssa kattaa AR1-rakettimoottorin kehittämisen ja testauksen. Tämä on voimayksikkö, joka polttaa kerosiiniseosta ja nestemäistä happea. Nämä ovat samoja ponneainekomponentteja kuin Atlas V:n RD-180-moottorissa.

Aerojet Rocketdyne pyrkii saamaan lentokelpoisen moottorin vuoteen 2019 mennessä, mutta ensimmäistä käynnistystä odotetaan vasta vuonna 2020. Ilmavoimat sitoutuvat vähintään 115,3 miljoonaa dollaria AR1-kehitysohjelmaan samalla kun Aerojet Rocketdyne ja ULA sijoittaa yhdessä 57,7 miljoonaa dollaria, Aerojet Rocketdyne sanoi lausunnossaan.

Ennen testausta hallituksen päätös jatkaa tukea AR1-moottoriohjelmalle on 804 miljoonaa dollaria – ilmavoimien 536 miljoonaa dollaria ja Aerojet Rocketdyne ja ULA 236 miljoonaa.

"AR1 asettaa Yhdysvallat takaisin johtoasemaan kerosiinin ydinrakettimoottoreiden valmistuksessa", Drake sanoi lehdistötiedotteessa. "Otamme käyttöön viimeisimmät edistysaskeleet huipputekniikan valmistuksessa ja hyödynnämme rikasta tietämystään seuraavan sukupolven rakettimoottoreista. Teemme kaikkemme esitelläksemme moottoreita, jotka lopettavat riippuvuutemme ulkomaisesta toimittajasta, joka käynnistää maamme kansallisen turvallisuuden omaisuus."

AR1-moottori sisältää 3D-tulostettuja osia, ja se toimii rikastetulla hapella generaattorikaasun jälkipoltolla. Tämä on tehokkaampi moottorisykli kuin tällä hetkellä saatavilla muissa nestemäisissä hiilivedyissä Yhdysv altain rakettimoottoreissa.

BE-4-moottori on ilmavoimien painopiste. Sen toteuttamiseen kohdistetaan käteisavustuksia. Ilmavoimat ovat sitoutuneet maksamaan vähintään 46,6 miljoonaa dollaria United Launch Alliancelle seuraavan sukupolven Vulcan-raketista. ULA suostui myös lisäämään 40,8 miljoonaa dollaria hallituksen palkinnon ehtojen mukaisesti.

Leijonanosa 45 800 000 dollarin alkuperäisestä rahoituksesta käytetään BE-4-moottorin kehittämiseen, joka tuottaa 550 000 puntaa työntövoimaa ja kuluttaa nesteytetyn maakaasun ja nesteen kryogeenisen yhdistelmän.happea.

Kaksi BE-4-moottoria tehostavat Vulcan-raketin ensimmäistä vaihetta. Viranomaisten mukaan yhtiö rahoittaa täysin BE-4:n United Launch Alliancen kautta. Ilmavoimien rahoitus tukee yhtiön edistymistä BE-4-moottorin integroinnissa Vulcan-kantoraketin kanssa.

Aerojet Rocketdyne mainostaa AR1:tä helpoimpana korvaavana RD-180:n jauheseoksen ja koon vuoksi. Kaksi AR1-moottoria vaaditaan täyttämään yhden kaksosuuttimen RD-180-moottorin suorituskyky Atlas V:ssä.

ULA:n johtajat sanovat, että Amazon.comin perustaman avaruusyrityksen Blue Originin BE-4-moottori valmistuu nopeammin ja on lopulta helpompi ottaa t alteen uudelleenkäyttöä varten.

Vaikka RD-180-moottorin etuna oli yli 60 onnistunutta lanseerausta, USA:n oli aika investoida vastaavien moottoreiden kotimaiseen tuotantoon.

BE-4:n validoinnin on määrä valmistua vuonna 2017, ja ULA:n tavoitteena on Vulcan-raketin ensimmäinen lento vuoden 2019 loppuun mennessä.

Ilmavoimat rahoittaa myös rakentamista ulkoavaruudessa astronautien asumista varten syväavaruuden tutkimiseen ja satelliittipalveluihin.

ULA jatkaa yhteistyötä sekä Blue Originin että Aerojet Rocketdynen kanssa. Se sisältää kaksi muunnelmaa seuraavan sukupolven amerikkalaisista moottoreista, minkä vuoksi yritys tekee yhteistyötä kahden maailman johtavan avaruusyrityksen kanssa.

ULA pitää Aerojet Rocketdynen AR1-moottorin varavaranavaihtoehto. Lopullinen valinta on odotettavissa vuoden 2016 lopussa.

Ilmavoimien taloudelliset sitoumukset Aerojet Rocketdynelle ja ULA:lle avautuvat 29. helmikuuta 2016 jälkeen, kun vastaavat sopimukset tehtiin SpaceX:n ja Orbital ATK:n kanssa. Orbital ATK:n uusi kiinteän raketin tehostinprojekti ULA:n Vulcan-raketille ja omalle kantoraketille, saa myös Orbital ATK -rahoituksen.

Varjo avaruudessa maan "pilvistä"

Venäläisillä RD-180-moottoreilla ei ole vaihtoehtoa Yhdysvalloissa. Jim Meiser, Aerojet Rocketdynen varapuheenjohtaja, uskoo, että Yhdysvallat ei kiinnitä tarpeeksi huomiota omien happikerosiiniprototyyppiensä kehittämiseen.

Hän sanoi, että Amerikka on ehdottomasti venäläisten ja kiinalaisten takana tällaisten propulsiojärjestelmien luomisessa. Hän mainitsi myös, että Yhdysvallat on jo kehittänyt happikerosiinimoottorin, joka on toiminnassa Merlin 1D:ssä. Sen valmistaa SpaceX. Vasta nyt se ei ominaisuuksiltaan jää RD-180:n alle.

Tietenkin tämä on täyttä hölynpölyä, koska maanpäälliset pilvet eivät voi heittää varjoa avaruuteen. Mutta poliittisessa mielessä - valitettavasti ne hylätään.

USA: Teollisuustyöntekijät ovat rauhallisia, poliitikot huolissaan

Yhdysv altain ilmavoimien korkea virkamies sanoo lopettavansa kansallisen turvallisuuden satelliittien laukaisemisen United Launch Alliancen Atlas V -raketilla, jos v altiovarainministeriö uskoo, että venäläisten moottorien tuonti ei riko Yhdysv altain pakotteita.

Aiemmin senaattori John McCain kysyi ilmavoimistatodistaa, että Venäjällä äskettäinen uudelleenjärjestely sen raketti- ja avaruusteollisuudessa ei tee RD-180-moottoreiden ostamisesta Venäjän vuonna 2014 määrättyjen Yhdysv altain pakotteiden rikkomista.

Yhdysv altain v altion virastot v altiovarainministeriön johdolla tarkastelevat RD-180-toimituksia uudella tavalla. Ja olemme valmiita olemaan noudattamatta pakotteita. Atlas V:n maadoittaminen loisi Pentagonille suuremman esteen kuin taistelu.

McCain järjesti sotilaallisen avaruussataman kuulemistilaisuuden, jossa hän kehotti ilmavoimia saamaan uuden oikeudellisen lausunnon, jonka mukaan RD-18O:n tuonti rikkoo Yhdysv altojen Venäjän viranomaisille asettamia pakotteita Ukrainan Krimin niemimaan liittämisen jälkeen.

McCain nosti esiin kaksi korkea-arvoista venäläistä virkamiestä: Venäjän varapääministeri Dmitri Rogozin ja Venäjän presidentin Vladimir Putinin neuvonantaja Sergei Chemezovin. Viime aikoihin asti he olivat tarkkailijoita avaruusalalla. Vaikka he eivät hyödy taloudellisesti RD-180:n myynnistä, heille on määrätty sanktioita.

28. joulukuuta Putinin määräyksestä Venäjän avaruussektoria organisoidaan uudelleen. Tämä rakennemuutos muuttaa Venäjän avaruusteollisuutta ja Roskosmos-avaruusvirastoa uuden v altionyhtiön, jota kutsutaan myös Roskosmosiksi, alaisuudessa.

McCain huomautti, että tätä organisaatiota johtaa tällä hetkellä Rogozin; Chemezovilla on myös jotain tekemistä tämän kanssa. Rogozin ja Chemezov olivat ensimmäisiä Venäjän virkamiehiä, jotka saivat pakotteita Ukrainan kriisin aikana. Ei yksi eikätoinen ei voi päästä Yhdysv altoihin. Heidän omistamansa varat on jäädytetty.