Американский стартап создал замену российским ракетным двигателям РД-180 и РД-181

Мы закрыли, а они взяли

Эта советская ракета под названием Н-1 должна была в августе 1974 года запустить к Луне орбитальный корабль и посадочный модуль, чтобы они облетели вокруг нашего естественного спутника и вернулись назад. Разумеется, без экипажа. Таков был первый этап лунной программы СССР. Дальше нужно было снова запустить Н-1 с «пустым» кораблём, чтобы уже посадить его на лунной поверхности, и, наконец, следующий шаг — полёт с советским космонавтом. Главной кандидатурой был Алексей Леонов, первый человек в открытом космосе.

Советская ракета Н-1, созданная для полётов к Луне и Марсу. Фото © ТАСС, Wikipedia

На первых четырёх версиях Н-1 стояло три десятка керосин-кислородных двигателей НК-15 от Конструкторского бюро Кузнецова. Все четыре, к сожалению, взорвались во время испытаний, но это нельзя считать свидетельством безнадёжности ракеты: конструкцию просто нужно было упорно дорабатывать — точно так же, как это делал полвека спустя Илон Маск в процессе доведения до ума своего Starship. Сколько бишь у него прототипов взлетело на воздух один за другим? С десяток. В создании ракет для полётов к другим планетам это нормально. Так что Н-1 не полетела не потому, что она плохая, а потому что лунную программу Советского Союза закрыли. А закрыли потому, что не хотели быть вторыми на Луне.

Так вот, на момент закрытия удалось построить пятую Н-1 уже с усовершенствованными двигателями — НК-33. У них тяга такая же точно (полторы сотни тонн), но есть возможность многократных огневых испытаний. НК-15 был, так сказать, «одноразовым». Под руководством самого Николая Кузнецова НК-33 на испытательном стенде успешно отработал подряд 16 пусков, больше четырёх часов. Но это уже оказалось никому не нужно.

Тем не менее двигатель отнюдь не стал просто музейным экспонатом. Оказалось, что он настолько опережал своё время, что даже по теперешним меркам поражает. А когда в 1990-е годы на выставке в Москве НК-33 увидели иностранцы, они пришли в неописуемый восторг. И спустя какое-то время американская компания Aerojet Rocketdyne купила у КБ Кузнецова сохранившиеся у них 37 экземпляров, которым уже на тот момент было лет сорок. Тамошние инженеры сняли с них некоторую оснастку, поставили свою электронику, внесли ещё какие-то изменения и назвали всё это AJ-26. Эти двигатели установили на ракету Antares, на которой запускали (и продолжают пока что запускать) к МКС грузовые корабли Cygnus.

Испытания российских жидкостно-ракетных двигателей НК-33. Фото © ТАСС / Никитин Николай

Тут надо сказать, что эти Cygnus не просто транспорт снабжения. У них есть двигатели, с помощью которых можно корректировать орбиту космической станции, а это для неё жизненно важно: МКС из-за трения об атмосферу (на высоте 400 километров она хоть и крайне разрежённая, но ещё есть) всё время «сползает» вниз, и её нужно регулярно «приподнимать». Много лет это делается с помощью двигателей грузовиков «Прогресс», но в последнее время на фоне известных событий в NASA размышляют, что в случае чего будут делать без российских кораблей. И пока что выходит так, что без российских кораблей остаётся обходиться американскими кораблями, которые запускаются на российских двигателях.

И «Сигнусы» четыре раза подряд на этих проданных и переделанных НК-33 успешно запустили. Но на пятый раз в октябре 2014 года через 15 секунд после старта ракета Antares взорвалась и с высоты полутора сотен метров рухнула вместе с грузовиком и двумя тоннами его содержимого, в котором было в том числе ценное научное оборудование. Разбирательство привело NASA к выводу, что в турбонасосе двигателя, во-первых, хилый подшипник, во-вторых, посторонние предметы (но это не точно) и, в-третьих, он изначально якобы был сделан с дефектом. Забавно, что тогда поступили вопросы на этот счёт к российским специалистам, и они ответили, что, конечно, при переделывании НК-33 помогали американцам как могли, но в некоторых производственных процессах просто физически не участвовали, так что никак не могут досконально знать всего, что делали с двигателем.

Независимость США от «Энергомаша»: миф или реальность?

В общем, американскую копию НК-33 признали неудачной. И теперь Antares летает на других российских двигателях, а именно — на РД-181. Это разработка НПО «Энергомаш», российские инженеры создавали его специально по заказу для «Антаресов» на основе 800-тонного РД-170, построенного ещё для ракеты «Энергия». По сути, РД-181 — это одна четверть от РД-170. То есть иностранцам примерно в одно и то же время понадобились от «Энергомаша» две ракеты, одна с тягой в 200 тонн и ещё одна на 400 тонн. Инженеры «разделили» четырёхкамерный РД-170 пополам и получили двухкамерный РД-180 (о нём чуть ниже), ещё раз пополам — вот вам однокамерный РД-181. Разумеется, всё далеко не так элементарно — и, надо полагать, вряд ли кто-то, кроме энергомашевцев, смог бы всё это грамотно «разделить».

Химкинское НПО «Энергомаш». Ракетный двигатель РД-180. Фото © ТАСС / Борис Кавашкин

В любом случае американцы ещё с 90-х годов закупают у «Энергомаша» РД-180, приобрели уже более сотни. Этот двигатель нужен был для ракеты Atlas 5. В 2014 году Конгресс США по понятным причинам громко заявил, что отныне американским ракетчикам запрещается зависеть от российских двигателей и что надо срочно — к 2019 году — сделать замену РД-180. Что характерно, временная лицензия (до 2030 года) на изготовление собственного аналога российского шедевра у США есть, притом приобретена тоже ещё в 90-е, но одно дело — купить разрешение на то, чтобы построить двигатель, а другое дело — его построить.

В 2014 году это вызвалась сделать Aerojet — та самая, которая, помнится, НК-33 скопировала. И вот они стали создавать двигатель AR1 с тягой на 250 тонн. В 2015 году поняли, что к 2019 году не успеют. Конгресс обратно разрешил покупать двигатели у России. В следующем году США заказали у «Энергомаша» ещё 18 РД-180. Параллельно американские ВВС заключили с Aerojet контракт на избавление от чуда враждебной для них техники.

В итоге от ракет Atlas решили отказаться вообще. Теперь надежды возлагают на носитель Vulcan Centaur, для которого предусмотрен уже приличествующий случаю метановый двигатель от Blue Origin Джеффа Безоса — ВЕ-4.

Но этот носитель пока ещё ни разу не летал, первый пуск намечается в конце 2022 года. А меж тем новый американский пилотируемый корабль Starliner запускается именно на Atlas V, и компания Boeing выразила намерение до последнего пользоваться этим носителем.

Ракета Atlas V. Фото © ТАСС / TNS via ZUMA Wire

По поводу РД-181: контракт на покупку нескольких десятков этих двигателей был благополучно заключён в 2014 году, то есть примерно тогда же, когда Конгресс заявил, что принципиально отвергает российские разработки.

Кстати, недавно в США, наконец, обозначили возможную альтернативу: один частный стартап под названием Ursa Major Technologies разработал метановый двигатель на 90 тонн, назвал его Arroway и заявил, что данное творение разом спасёт Америку и от РД-180, и от РД-181. Ясно, что 90 тонн — это не 400 и даже не 200, но, очевидно, хотят, так сказать, взять количеством.

Очень любопытно, что основателя Ursa Major Technologies зовут Джо Лауриенти и что он в своё время трудился под началом самого Илона Маска: участвовал в создании двигателя Merlin, на котором летает Falcon 9.

И тут мы подходим к той фантастической истории, в которой одному гению удаётся-таки сделать нормальную копию (простите, развить идею) российского ракетного двигателя.

Илон Маск и двигатель РД-270

Фото © Shutterstock

В вышедшей в 2015 году книге про Илона Маска приводятся воспоминания его друзей, из которых следует, что они частенько заставали его за чтением пожелтевшего советского учебника по ракетостроению. Но вот в НПО «Энергомаш» об этом увлечении главы SpaceX догадались сами, когда увидели двигатель Raptor, созданный для покорения Марса на корабле Starship. Дело в том, что Raptor — не что иное, как новая версия советского двигателя РД-270, созданного в рамках опять-таки несостоявшейся лунной программы СССР. А именно для ещё одной советской лунной ракеты — УР-700. Долгие десятилетия это был мощнейший однокамерный ракетный двигатель державы — тяга 640 тонн.

Среди выдающихся особенностей конструкции можно назвать то, что всё топливо полностью идёт в камеру сгорания. Это называется закрытый цикл. А открытый цикл — это когда часть горючего питает турбонасос, а потом отдельно выбрасывается наружу. Таков, например, тот же масковский Merlin.

Ещё в РД-270 всё топливо перед поступлением в камеру сгорания превращается в газ, то есть это двигатель с полной газификацией. Многие считают, что это самая эффективная схема. Всё это и унаследовал Raptor. Правда, тяга у него всё-таки не та: у первой модели 185 тонн, у Raptor 2 — 235.

Фото © ТАСС / Сергей Бобылев

Удастся ли США создать адекватную замену РД-180 и РД-181?

Неон нужен: Как мировая микроэлектроника попала в зависимость от российских инертных газов

Адель Романенкова

• Статьи
• двигатели
• Космонавтика
• Наука и Технологии

Комментариев: 2

Для комментирования авторизуйтесь!

ОРУЖИЕ ОТЕЧЕСТВА, WEAPONS OF THE FATHERLAND. ИНФОРМАЦИОННЫЙ РЕСУРС ПО ОРУЖИЮ И ВОЕННОЙ ТЕХНИКЕ. INFORMATION RESOURCE ON WEAPONS AND MILITARY EQUIPMENT

Арбузов: У российского ракетного двигателя РД-171МВ нет конкурентов

Игорь Александрович, на «Энергомаше» собран самый мощный ракетный двигатель в мире — РД-171МВ. При весе в 10 тонн — тяга 800 тонн! С каким ближайшим конкурентом можно сравнить?

Игорь Арбузов: Сравнить не с чем. Потому что действительно сегодня в классе жидкостных ракетных двигателей этот — самый мощный в мире. Пока никто из наших партнеров, конкурентов не создал даже близкий по параметрам.

Для чего нужен такой «дюжий» космический мотор? Куда на нем можно долететь?

Игорь Арбузов: Долететь можно хоть куда. Двигатель РД-171МВ разработан для новой российской ракеты-носителя среднего класса «Союз-5» («Иртыш») и в перспективе для сверхтяжелого носителя. Надо понимать: реализация миссии на Луну, к дальним планетам сопряжена с необходимостью выведения серьезных грузов на орбиту. Естественно, мощность двигателя, его энергетические параметры тут определяющие.

Образно говоря, именно на двигателях лежит самая тяжелая работа: они обеспечивают отрыв ракеты-носителя от Земли. Несут всю нагрузку, которая запускается. Помимо этого предъявляются очень серьезные требования по качеству, поскольку выведение — наиболее ответственный участок полета любой ракеты. На котором в том числе обеспечивается и сохранность стартового комплекса.

Когда начнутся испытания? Какие сложности могут быть?

Игорь Арбузов: Пока мы не видим никаких сложностей. Собран первый экземпляр РД-171МВ. Он проходит доработки, необходимые для проведения комплекса стендовых испытаний. И во второй половине года мы их начнем. Все строго по графику, который обеспечит поставку двигателя в 2021 году.

Впервые вся конструкторская документация не в бумаге, а в цифре. При сборке используются новейшие технологии. Где они применяются?

Игорь Арбузов: Новейшие технологии используются для создания целого ряда конструктивных элементов. Кронштейны, часть элементов газогенератора. То есть там, где это целесообразно. И не только с точки зрения конструктивных особенностей, но и снижения трудоемкости изготовления, а, следовательно, и цены.

А что даст переход на создание двигателя в цифровом формате?

Игорь Арбузов: Внедрение процессов цифровой трансформации — это не самоцель, а вопрос нашей конкурентоспособности на российском и международном рынках. Это скорость создания двигателя, вывод его на рынок, обеспечение необходимых стоимостных параметров. Я бы сказал, что для нас цифровая трансформация — это современный и эффективный инструмент для управления бизнесом, который требует изменения самих принципов ведения бизнеса. Что касается РД-171МВ, — да, это первый ракетный двигатель, который в нашей стране вообще будет создан в цифровом формате.

Новый двигатель рождается быстрее, чем прежде?

Игорь Арбузов: Раньше от разработки конструкторской документации и до опытного образца, включая объем испытаний, тратилось примерно 5-7 лет. Иногда — десять. Сегодня рынок не может так долго ждать. Поэтому мы поставили себе цель: максимум от 3 до 5 лет. От начала создания до готового изделия.

В классе жидкостных ракетных двигателей российский РД-171МВ — самый мощный в мире. Пока никто не создал даже близкий по параметрам

Правда, что двигатель — самая дорогая часть ракеты?

Игорь Арбузов: Самая дорогая часть в любом двигателе — это мозги наших конструкторов (смеется).

Уточню вопрос: действительно ли 35-40 процентов стоимости ракеты приходится на двигатель?

Игорь Арбузов: Двигатель — это часть ракеты-носителя, под которую он проектируется по техническому заданию ракетчиков. Без средства выведения он и не особенно-то и нужен. Поэтому, на мой взгляд, рассматривать его стоимость отдельно от ракеты — не совсем корректно. Но, безусловно, с учетом применения современных инструментов управления и технологий, о которых мы с вами только что говорили, стоимость двигателя должна снижаться, быть комфортной для нашего заказчика и обеспечивать конкурентоспособность не только самого двигателя на международном рынке, но и в целом конкурентоспособность ракеты-носителя.

РД-171МВ будет многоразовым?

Игорь Арбузов: Вы наверняка знаете, что базовая версия РД-171МВ — РД-170 была разработана для системы «Энергия-Буран». Уже тогда к двигателю было предъявлено требование, чтобы он был многоразовым. И наши конструкторы во главе с Валентином Петровичем Глушко это сделали: двигатель сертифицирован на 10-кратное использование. Кроме того, двигатель еще сертифицирован на пилотируемые пуски, так как система «Энергия-Буран» предполагалась для пилотируемых миссий. Поэтому если будет задача РД-171МВ обеспечить для многоразового использования, у нас есть все возможности для этого и научно-технический задел.

На конференции по проблемам ракетного двигателестроения один из выступавших заявил: мне нужны двигатели, которые могли бы включаться сто раз. Это достижимо?

Игорь Арбузов: Если будет поставлена такая задача, то будем над ней работать. Но подозреваю, пока такой необходимости нет. Современные исследования подтверждают: использование двигателя в пределах десяти раз имеет максимальный экономический эффект для многоразовой системы. Потому что дальнейшее использование, с учетом применяемых материалов, особенностей конструкции, требует уже значительных доработок, которые существенно снижают экономику многоразовости.

Решен ли вопрос о покупке РД-171 для «Морского старта»?

Игорь Арбузов: Пока такого решения нет. Идет процесс консультаций, переговоров. Но пока нет действующих контрактов, которые бы определили порядок, сроки и количество поставок этих двигателей.

Ведется ли проект по РД-175 с тягой до 1 тысячи тонн для перспективной ракеты «Энергия-К»?

Игорь Арбузов: В свое время мы провели значительный объем работ по возможности создания такого двигателя. Были исследования, создан эскизный проект.

Америка заявила: она прекратит закупать российские ракетные двигатели РД-180 после 2022 года. Что это значит для «Энергомаша»?

Игорь Арбузов: Понятно, что рано или поздно это произойдет. И мы никогда не испытывали тут никаких иллюзий. Предприятие обеспечено контрактами по РД-180 на 2019 и 2020 годы. Сегодня обсуждаются условия поставок на последующие годы. Но кроме США, есть и российский рынок, и рынки других стран, с которыми мы ведем активную переговорную работу.

Мы представлены линейкой двигателей от самых маленьких, нескольких граммов, до 800 тонн. Вся палитра тяговых характеристик. Вся палитра компонентов

Скажите, а как вообще получилось, что американцы решили ставить на свои ракеты российские двигатели?

Игорь Арбузов: В этом году исполнится 23 года с начала сотрудничества между Россией и США в области ракетного двигателестроения. В 1996 году проект двигателя РД-180 стал победителем в конкурсе, проводимом фирмой Lockheed Martin, обойдя проекты таких компаний, как Rocketdyne, Aerojet. В 2000 году состоялся первый пуск американской ракеты-носителя «Атлас-3» с двигателем РД-180 в составе первой ступени. На сегодняшний день состоялось уже 85 пусков ракет семейства «Атлас», укомплектованных РД-180, и все они были успешными. Так что американцы не ошиблись: именно специалистам НПО «Энергомаш» удалось обеспечить этот баланс «цена-качество», но при этом сделать двигатель быстро, эффективно и с нужными техническими характеристиками.

Но аналогичные разработки у них ведутся?

Игорь Арбузов: Да, они создают альтернативу. И в этом нет никакого секрета. Мы с пониманием относимся к этим намерениям. Сегодня компания Blue Origin ведет разработку метанового двигателя BE-4 для ракеты-носителя «Вулкан», которая в перспективе должна заменить «Атлас-5». Но вместе с тем полеты на своем новом пилотируемом корабле Starliner (CST-100), который разработан компанией Boeing под «Атлас-5», американцы предполагают осуществить именно на надежных РД-180. И они уже сертифицированы под пилотируемые пуски.

И когда может состояться этот старт?

Игорь Арбузов: По нашим данным, на август назначен пуск в беспилотном режиме. И есть версия, что до конца нынешнего года будет осуществлен пилотируемый запуск. Экипаж, фамилии астронавтов уже известны. Ведется подготовка. Надеемся, что все эти планы будут реализованы нашими коллегами.

Тем более странно, что наши РД-180 пока не летают на наших ракетах. Ситуация изменится?

Игорь Арбузов: Надеюсь. В соответствии с концепцией, которая объявлена руководством Госкорпорации «Роскосмос», российская ракета-носитель сверхтяжелого класса «Енисей» будет собираться по принципу технологического конструктора, где каждая часть ракеты — самостоятельное летное изделие. На ее первой ступени будет стоять двигатель первой ступени «Союза-5» — РД-171МВ. Вторую ступень сверхтяжелой ракеты предложено сделать на базе РД-180, который, как я уже говорил, имеет уникальную летную статистику. Мы сейчас ведем эту проработку.

Утверждают, что ракетные двигатели на метане перспективнее «керосиновых». И США активно ими занимаются. Не отстаем?

Игорь Арбузов: Мы работаем по метановой тематике. И с точки зрения наших знаний, отработанности отдельных элементов конструкции метанового двигателя, не отстаем от США. Надо понимать: каждый двигатель хорош по-своему в зависимости от поставленной цели. Если это разработка многоразовых систем — да, там есть разумная возможность применения метановых двигателей. Однако с точки зрения энергетики и эффективности кислородно-керосиновые двигатели мало чем уступают метановым. Просто у каждого из топлив есть свои особенности.

За счет чего сегодня можно совершенствовать ракетные двигатели? За счет топлива? Схемных решений?

Игорь Арбузов: Принципы реактивного движения давно открыты. Мы были и остаемся лидерами по созданию жидкостных ракетных двигателей. Нас еще никто не опередил в этом соревновании. Что касается возможности совершенствования? Сегодня, прежде всего, это технологии и материалы, которые позволяют, в частности, повышать давление в камере, увеличивать энергетические характеристики двигателя.

Из материалов вы имеете в виду композиты?

Игорь Арбузов: В том числе и композиты. Например, они могут успешно применяться в камерах сгорания двигателей, которые используются на верхних ступенях ракеты-носителя. Есть возможность применения именно этих материалов в конструкции сопла.

Мы продолжаем исследования детонационного горения. На сегодняшний день оно не применяется нигде. Но это научно-технический задел, который позволит улучшить характеристики как существующих, так и будущих двигателей.

Скажите, какие перспективы в области водородных технологий?

Игорь Арбузов: Да, это одно из наиболее перспективных направлений. Мы уже создали целую линейку двигателей, работающих на компонентах кислород-водород. В частности, есть двигатель, который создавался для разгонного блока «Ангара-А5» — РД0146. Сегодня он прошел полный цикл испытаний. И мы надеемся, что в ближайшее время в проекте, который предполагает запуск РН «Ангара-А5» с космодрома «Восточный», это решение будет применено.

Кроме того, ведем работы по созданию более мощного двигателя, работающего на паре кислород-водород, который, надеемся, найдет применение в ракетоносителе сверхтяжелого класса.

А электрические двигатели, ионные? Когда читаешь, что на таких можно долететь до Марса за две недели, дух захватывает…

Игорь Арбузов: Такие двигатели, я считаю, наше будущее. Если мы говорим о полетах к дальним планетам, то это как раз та возможность, которая позволяет их реализовать.

По некоторым оценкам, только 15 процентов прогрессивных решений превращаются в реальные работающие конструкции. Согласны?

Игорь Арбузов: Это общемировая практика. Исследования — способ создания научно-технического задела, возможность интеллектуально тренировать конструкторов, технологов, специалистов. При этом не обязательно, чтобы все сто процентов результатов научно-исследовательских работ были бы завтра применимы. Да, 15-20 процентов, наверное, сразу будут востребованы. Примерно столько же ложится на полку и ждет своего часа, чтобы использоваться в будущих разработках. 40-50 процентов — это то, что применено не будет, но это неизбежный процесс. Если остановить исследования, прекратить изучение процессов — можно потерять свой научный потенциал. Сегодня в НПО «Энергомаш» создана линейка двигателей, которая является нашим интеллектуальным запасом, и мы готовы к любым вызовам. Но что самое важное, создана уникальная научно-конструкторская школа ракетного двигателестроения, возможно, лучшая в мире, которую мы должны развивать дальше.

И все эти двигатели могут быть завтра предложены в любой ситуации?

Игорь Арбузов: Безусловно. В рамках интегрированной структуры, которая объединит ведущие российские предприятия ракетного двигателестроения во главе с НПО «Энергомаш», получается, что мы представлены линейкой двигателей от самых маленьких, нескольких граммов, до 800 тонн. Это вся палитра тяговых характеристик. И вся палитра различных компонентов: кислород-керосин, гептил-амил, кислород-водород. В перспективе — кислород-метан, электроракетные двигатели.

Вопрос ребром

Есть цифра: примерно 65 процентов космических аварий происходит из-за двигательных установок. Как вы ее прокомментируете?

Игорь Арбузов: Это данные за 2016 год. Сейчас ситуация радикальным образом поменялась. Действительно, в течение последнего десятилетия из-за двигательных установок произошла целая череда аварий. К счастью, там не было проблем с первой ступенью. Сегодня проведена серьезная работа по усовершенствованию системы менеджмента качества, культуры производства, повышению квалификации персонала. И самое главное, на мой взгляд, — проведена серьезная работа по созданию современных технологических процессов, которые в меньшей степени, чем это было ранее, зависимы от человеческого фактора.

Камеры наблюдения у вас в цехах стоят?

Игорь Арбузов: Мое твердое убеждение: надо применять современные технологии, в том числе цифровые, в контроле качества производимой продукции. Сейчас мы двигаемся по пути создания «цифрового двойника» двигателей и производства в целом. Для этого используются различные цифровые решения, новейшие координатно-измерительные машины и датчики для контроля параметров технологических процессов. И, конечно, сбор и анализ всей информации, которую дают эти цифровые средства. Все они направлены на автоматизацию операций, выполняемых службой технического контроля.

В России создается холдинг ракетного двигателестроения. Кто объединяется? Зачем? Чего вы ждете?

Игорь Арбузов: Будут объединены семь предприятий. Головной организацией является НПО «Энергомаш». Список утвержден. Для чего это делается? Прежде всего, чтобы оптимально использовать производственные возможности предприятий. Они сегодня где-то избыточны, где-то недостаточны. Этот перекос — одна из серьезных проблем. На предприятиях будут создаваться центры компетенций, например, по литью, ковке, мехобработке. Необходимо объединять существующий конструкторский потенциал, но при этом очень важным считаю сохранение и дальнейшее развитие конструкторских школ КБХМ, АО «НПО Энергомаш», АО КБХА, АО НИИМаш, ОКБ «Факел». Также на большинстве предприятий требуется активное внедрение современных информационных технологий. И это тоже важная для нас задача.

Ну и, наконец, один из ключевых вопросов — оптимизация и повышение эффективности использования федеральных средств для программ техперевооружения. Чтобы не создавая дублирования мощностей, решать самые актуальные и сложные проблемы.

Смогут ли SpaceX и Blue Origin превзойти старую российскую конструкцию ракетного двигателя?

За час до захода солнца 24 мая 2000 года со стартового комплекса 36 на базе ВВС на мысе Канаверал стартовала необычная ракета. Как и большинство ракет, Атлас 3 унаследовал свою конструкцию от межконтинентальной баллистической ракеты — в данном случае от первой такой ракеты в Америке, предназначенной для того, чтобы угрожать Советскому Союзу ядерным уничтожением. В этом не было ничего необычного. Но у ракеты была новая первая ступень, значительно более мощная, чем те, что она заменила. РД-180, как называется двигатель, был построен НПО Энергомаш на подмосковном заводе. В браке, который был бы невообразим в разгар космической гонки, русский двигатель приводил в движение американскую ракету.

За последние два десятилетия из Флориды взлетело еще 83 таких ракеты.

На «Атлас-3» и его преемнике «Атлас-5» РД-180 вывел на орбиту не менее 16 американских спутников-шпионов, а также 13 военных спутников связи, полдюжины спутников GPS, два военных метеорологических спутника и три ракеты. спутники предупреждения, предназначенные для обнаружения пусков ракет, в том числе из той страны, где она была построена. Он запустил четыре американских миссии на Марс. Запуск НАСА «Новые горизонты» к Плутону в 2006 году и «Юнона» к Юпитеру в 2011 году был осуществлен на задней части РД-180.

РД-180 примечателен не только геополитическими особенностями своего подъема к известности, но и тем, что во многих отношениях он был просто лучше , чем любой другой ракетный двигатель того времени. Когда в феврале 2019 года Илон Маск объявил об успешном испытании двигателя SpaceX Raptor, который предназначен для запуска ракеты Starship следующего поколения, он похвастался высоким давлением, достигаемым в двигательной камере Raptor: более чем в 265 раз превышающим атмосферное давление в море. уровень. Он написал в Твиттере, что «Раптор» побил рекорд, удерживаемый в течение нескольких десятилетий «потрясающим российским РД-180».

После того, как Россия аннексировала Крым в 2014 году, дни РД-180 как основного продукта американской ракетной техники были сочтены. «Ястребам» давно не нравилось такое расположение, но двигатель был очень хорош и, учитывая его возможности, дешев — так он и остался. Но поскольку отношения с Россией испортились, противникам двигателя в Конгрессе во главе с сенатором Джоном Маккейном удалось ввести запрет на использование двигателя в американских ракетах после конца 2022 года. Это вынудило ВВС найти новую ракету, чтобы добиться успеха. Атлас 5.9 с двигателем РД-1800003

Все это поднимает вопрос: как российский двигатель десятилетней давности стал эталоном, по которому мерили себя лучшие американские ученые-ракетчики?

Если вы хотите понять, что сделало РД-180 таким хорошим двигателем, полезно понять, что для его создания требуется много мастерства. Хотя над ракетными двигателями сотрудничают сотни людей, жизненно важно, чтобы кто-то с хорошим дизайном руководил: компромиссы слишком сложны, чтобы их можно было решить грубой силой или комитетом. В случае с РД-180 этим человеком был Валентин Глушко.

После того, как СССР проиграл Америке в гонке на Луну, разработка наилучшего из возможных ракетных двигателей стала «национальным приоритетом», по словам Вадима Лукашевича, аэрокосмического инженера и российского историка космоса. Советские лидеры хотели построить самую мощную в мире ракету «Энергия», чтобы поддерживать свои космические станции на околоземной орбите и поднимать «Буран», будущий российский космический шаттл. Глушко получил ресурсы для создания лучшего двигателя, на который он был способен, и он был хорош в создании двигателей. В результате появился РД-170, старший брат РД-180.

Российский двигатель РД-180 привел в действие десятки запусков Atlas V, некоторые из которых несли спутники, предназначенные, в частности, для слежки за той страной, где он был построен.

Craig F. Walker

РД-170 был одним из первых ракетных двигателей, в которых использовался метод, называемый поэтапным сгоранием. Другим был главный двигатель американского космического корабля «Шаттл», также разработанный в 1970-х годах. Напротив, двигатели F-1 на первой ступени ракеты «Сатурн-5», которая запустила «Аполлон» на Луну, имели более старую и более простую конструкцию, называемую газогенераторным двигателем. Ключевое отличие: двигатели ступенчатого сгорания могут быть более эффективными, но они подвержены большему риску взрыва. Как объясняет Уильям Андерсон, изучающий ракетные двигатели на жидком топливе в Университете Пердью, «скорость выделения энергии просто экстремальна». По словам Андерсона, требуется человек с очень проницательным воображением, чтобы понять, какие сумасшедшие вещи творятся в камерах сгорания ракетных двигателей. В России таким проницательным человеком был Глушко.

«В шаттл было вложено столько средств, что никто в НАСА не хотел говорить о разработке двигателя с многоступенчатым сгоранием, богатого кислородом. .. Кислород сожжет большинство вещей, если дать искру.»

Чтобы понять, почему двигатели Глушко были таким инженерным достижением, нам нужно немного разобраться в технике.

Есть два ключевых показателя эффективности ракеты: тяга, или количество силы, которую ракета оказывает, и удельный импульс, мера того, насколько эффективно она использует свое топливо. Ракета с большой тягой, но малым удельным импульсом не выйдет на орбиту — ей придется нести столько топлива, что вес топлива потребует больше топлива, и так далее. И наоборот, ракета с высоким удельным импульсом, но малой тягой никогда не оторвется от земли. (Однако такие ракеты хорошо работают в космосе, где достаточно постоянного толчка.)

Ракетный двигатель, очень похожий на авиационный реактивный двигатель, сжигает топливо вместе с окислителем — часто кислородом — для создания горячего газа, который расширяется вниз и выходит из сопла двигателя, ускоряя двигатель в обратном направлении. В отличие от реактивных двигателей, которые получают кислород из окружающего воздуха, ракеты должны нести собственный кислород (или другой окислитель), поскольку в космосе его, конечно, нет. Как и реактивным самолетам, ракетам нужен способ нагнетать топливо и кислород в камеру сгорания под высоким давлением; при прочих равных, более высокое давление означает лучшую производительность. Для этого в ракетах используются турбонасосы, которые вращаются со скоростью сотни оборотов в секунду. Турбонасосы приводятся в действие турбинами, а они, в свою очередь, питаются от предкамерных горелок, которые также сжигают топливо и кислород.

Решающее различие между двигателями ступенчатого сгорания, такими как РД-180, и газогенераторными двигателями, такими как F-1 Сатурна, заключается в том, что происходит с выхлопом этих предкамер. В то время как газогенераторные двигатели выбрасывают его за борт, двигатели ступенчатого сгорания повторно впрыскивают его в основную камеру сгорания. Одной из причин этого является то, что выхлоп содержит неиспользованное топливо и кислород — предварительные горелки не могут сжечь все это. Выбрасывать его — это пустая трата, что важно для ракеты, которая также должна поднимать каждый фунт топлива и кислорода, которые она собирается использовать. Но повторный впрыск выхлопных газов влечет за собой деликатную балансировку соответствующих давлений и расходов, чтобы двигатели не взорвались. Для его работы требуется целая серия турбонасосов. Команде экспертов обычно требуется десятилетие или больше моделирования и тестирования, чтобы выяснить, как все сделать правильно.

У РД-170 и РД-180 есть еще одно преимущество. Они богаты кислородом, что означает именно то, на что это похоже: они вводят дополнительный кислород в систему. (Главный двигатель космического челнока, напротив, является двигателем с высоким содержанием топлива.) Двигатели с высоким содержанием кислорода, как правило, сгорают чище и легче воспламеняются. Они также обеспечивают более высокое давление в камере сгорания и, следовательно, лучшую производительность, но они более склонны к взрыву, поэтому в течение десятилетий в США не предпринималось никаких серьезных усилий, чтобы заставить их работать. «В шаттл было вложено так много денег, что никто в НАСА не хотел говорить о разработке двигателя с многоступенчатым сгоранием, богатого кислородом», — говорит Андерсон. «Кислород сожжет большинство вещей, если вы дадите искру». Это требует большой осторожности в отношении материалов, используемых для изготовления двигателя, и еще большей осторожности в том, чтобы в него не попали посторонние материалы, такие как частички металлического мусора. «Чем больше мы узнаем о физике того, что происходит внутри камеры сгорания, тем больше мы понимаем, насколько она нестабильна на самом деле», — говорит Андерсон.

Если РД-170 был, возможно, лучшим ракетным двигателем своего поколения, то главный двигатель космического челнока был, возможно, вторым лучшим (и был значительно дороже в производстве). Ни один из них не реализовал свой потенциал. Двигатель космического челнока был застрял в лимоне транспортного средства, которое оказалось гораздо более громоздким, чем надеялись его разработчики. С другой стороны, РД-170 летал только дважды: один раз в 1987 году и один раз в 1988 году. Хотя его разработка была национальным приоритетом, к тому времени, когда Глушко доказал, что он работает, Советский Союз был на грани распада.

1990-е были неспокойным временем в России, особенно для космической программы. Чтобы выжить без государственного финансирования, недавно приватизированные аэрокосмические компании обратились к коммерческому рынку.

Именно тогда в Москву переехал Джим Сакетт, инженер, работавший на Lockheed в Космическом центре имени Джонсона НАСА в Хьюстоне. Lockheed заинтересовалась использованием ступенчатого сжигания с высоким содержанием кислорода для питания ракет Atlas следующего поколения, с которыми она планировала конкурировать за контракты ВВС и НАСА.

Сакетту, который был назначен руководителем московского офиса Lockheed, удалось связаться с Энергомашем, постсоветской компанией космической промышленности, которая стала владельцем РД-170 и связанных с ним технологий двигателей. Энергомаш с энтузиазмом воспринял интерес Lockheed. Но РД-170 был слишком мощным: ракеты «Атлас», которые «Локхид» собиралась отправить в космос, были значительно меньше «Энергии», для которой был разработан РД-170. Поэтому «Энергомаш» фактически урезал двигатель пополам — фирма подготовила предложение о двухкамерной модификации четырехкамерного РД-170, которую можно было бы использовать в «Атласе». Это было рождение РД-180.

Отношения требовали значительной интеграции между российскими и американскими военно-промышленными подрядчиками. Lockheed открыла офис на Энергомаше в Подмосковье. Это была грандиозная операция, вспоминает Сакетт. «У них там металлургический завод, поэтому они сами куют металлы, — говорит он. «У них есть все свои собственные механические мастерские, все свои собственные испытательные лаборатории. Много всего, и все под одной крышей. И в конце концов все это превращается в ракетный двигатель».

Потребовалось около года ежедневных обстоятельных технических совещаний между командой Сакетта и руководителями и инженерами Энергомаша, чтобы понять, будут ли работать предложенные закупки двигателей РД-180. Lockheed хотела заключить небольшую сделку без каких-либо обязательств. Энергомаш настаивал на долгосрочной договоренности. Контракт был подписан по итогам марафонской шестичасовой сессии в 1996, — говорит Сакетт. Результат: сделка на 101 двигатель на миллиард долларов.

ВВС США, основной заказчик Lockheed, потребовали доступа к 10 ключевым технологиям, необходимым для производства РД-180, на случай, если отношения с Россией когда-либо рухнут и Америке придется самой производить двигатели. Это была большая просьба. США охотились за жемчужиной советских космических технологий, и российское правительство не было в восторге. «Но они не видели альтернативы, — говорит Сакетт, — потому что страна не просто изменила свое мнение, они разорились. Они просто разорились. Так они спасли компанию».

Хотя больше внимания уделялось американо-российскому сотрудничеству на Международной космической станции, во многих отношениях сотрудничество по РД-180 стало более глубоким. Ведь космическая станция не имеет решающего значения для национальной безопасности ни той, ни другой страны, в отличие от спутников разведки и связи.

Теперь, когда отношения между двумя странами испортились, утверждает Сакетт, США могут просто производить РД-180 внутри страны. Критики двигателя говорят, что это было бы астрономически дорого. Но стоимость «не должна быть астрономической!» — говорит Сакет. «У нас здесь есть умные люди, и у нас есть рецепт! Именно поэтому мы определили и согласовали эти 10 ключевых производственных технологий, чтобы мы могли взять чертежи и заметки, а затем приступить к их созданию».

Этого маловероятно, отчасти потому, что после десятилетий застоя американские компании наконец-то работают над двигателями, которые могут быть лучше РД-180.

Характеристики двигателя сильно влияют на конструкцию ракеты над ним. Поэтому, когда Конгресс потребовал от ВВС прекратить использование РД-180, это спровоцировало конкуренцию не только за новый двигатель, но и за совершенно новую ракету. Такая конкуренция была неизбежна — в конце концов, дизайн не вечен. Но поскольку разработка новых двигателей и ракет требует больших затрат времени и денег, выбор времени для перехода всегда является политически спорным вопросом. Запрет РД-180, введенный Конгрессом, усугубил проблему.

Есть четыре серьезных претендента на создание этой новой ракеты: SpaceX, Blue Origin, United Launch Alliance (совместное предприятие Boeing и Lockheed Martin, известное под инициалами ULA) и Northrop Grumman. Будут выбраны двое из них, исходя из теории, что наличие двух победителей создает постоянную конкуренцию, а выбор одного приведет к монополии, которая затем может развернуться и нанести ущерб ВВС. На карту поставлены тысячи рабочих мест: если ULA проиграет, она может выйти из бизнеса.

Первые испытания двигателя BE-4 компании Blue Origin в октябре 2017 г. В начале 2019 г., Blue Origin заложила основу для завода в Алабаме, где она планирует производить сотни двигателей.

Courtesy image

Новый Glenn, участник конкурса Blue Origin, использует BE-4, новейший и самый мощный двигатель Blue Origin. (Как и ракета ULA — эти две фирмы одновременно являются конкурентами и деловыми партнерами.) Проекты как BE-4, так и SpaceX Raptor в решающей степени зависят от RD-180. БЕ-4 — это двигатель ступенчатого сгорания, обогащенный кислородом, такой же, как РД-170 и РД-180. Тем временем Raptor похож на РД-180 тем, что он подает выхлопные газы предкамеры сгорания в камеру сгорания, благодаря чему почти все топливо и окислитель, хранящиеся в баках ракеты, используются для создания тяги. Тем не менее, Raptor полагается на корректировку подхода Глушко: его турбонасосы питаются потоками как с высоким содержанием топлива, так и с высоким содержанием окислителя, что теоретически приводит к максимальной эффективности.

Первый испытательный запуск двигателя SpaceX Raptor в 2016 году. Ранее в этом году Илон Маск похвастался в Твиттере, когда Raptor впервые превзошел давление в камере РД-180.

Courtesy image

В некотором смысле BE-4 и Raptor подобны попытке создать лучшую скрипку, чем Страдивари, используя современные методы. У Blue Origin и SpaceX есть доступ к более качественной диагностике и более сложным методам моделирования, чем у Глушко. У них также есть еще одна конструктивная особенность, важная для американских ВВС: они сделаны в США.

Возможно, самым большим техническим преимуществом этих новых двигателей по сравнению с РД-180 является то, что они используют в качестве топлива метан, а не керосин, как РД-180. Керосин может испортить работу двигателя после многократного использования. Метан имеет более высокий удельный импульс и сгорает чище. Также намного проще (в принципе) синтезировать на Марсе, что Маск и стремится сделать.

Ни один новый двигатель еще не вышел на орбиту. Этим летом SpaceX планирует испытательные полеты своей ракеты Starhopper, которая в конечном итоге будет оснащена тремя Raptor. Эти полеты будут короткими, на высоте нескольких тысяч футов над испытательным полигоном SpaceX в Техасе. Blue Origin также тестирует BE-4 в Техасе и начала строительство завода в Алабаме, где будет производить двигатели. Он арендовал у ВВС стартовый комплекс 36, где РД-180 впервые поднялся в воздух, и планирует запустить там New Glenn в 2021 году9.0003

Энергомаш тем временем отчаянно надеется, что российская космонавтика снова начнет использовать его двигатели. По словам аналитика российской космической отрасли Павла Лузина, в последние годы около 90% ее производства приходится на США. Как и его американские коллеги, «Энергомаш» теперь рискует быть устаревшим из-за Маска и Безоса, которые благодаря своей свободе от устаревших конструктивных ограничений и готовности тратить деньги и рисковать наконец вырвали разработку ракетного двигателя из десятилетия застоя.

Мэтью Боднер — московский журналист, пишущий об аэрокосмической и военной сферах.

Россия передает США последние ракетные двигатели РД-180 по действующей сделке — Science & Space

Ракетные двигатели РД-180

© AP Photo/Maxim Marmur

МОСКВА, 16 апреля. /ТАСС/. Российское научно-производственное объединение «Энергомаш» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») передало американской стороне шесть двигателей РД-180, сообщил Роскосмос в пятницу.

Читайте также

«В среду, 14 апреля 2021 года, в Объединении «Энергомаш» имени академика Глушко состоялась церемония передачи шести двигателей РД-180 заказчикам из США. Представители Pratt & Whitney, United Launch Alliance и RD Amross подписала учетные документы на двигатели», — говорится в сообщении Роскосмоса.

Это будет последняя отгрузка по действующему контракту, уточнили в Роскосмосе.

Жидкостный ракетный двигатель РД-180 разработки и производства ОАО «Энергомаш» предназначен для использования в ракетах-носителях семейства «Атлас» США. Всего за более чем 20 лет сотрудничества «Энергомаш» поставил в США 122 ракетных двигателя РД-180, говорится в сообщении.

SpaceX Crew-5 поднимается на борт МКС – НАСА

Crew Dragon автоматически состыковался

Читать далее

Минобороны России сообщает о потерях среди российских военнослужащих в ходе спецоперации

Конашенков также сообщил, что несколько российских военнослужащих попали в плен

Читать далее

Украинский кризис спровоцировало игнорирование Западом преступлений неонацистов — спецпредставитель в ООН

Василий Небензя подчеркнул, что западные страны, участвовавшие в воскресном заседании Совбеза ООН, «не сказали ни слова сочувствия жителям Донбасса»

Подробнее

Запад прикрывал преступления киевского режима, приведшие к украинской трагедии, говорит Лавров

«В течение всего этого периода население ДНР и ЛНР подвергалось издевательствам, многолетним обстрелам со стороны киевского режима которые открыто взяли курс на русофобию и геноцид», — отметил высокопоставленный российский дипломат

Подробнее

Россия способна принять меры по смягчению ущерба от санкций — Кремль

Дмитрий Песков подчеркнул, что Россия «имеет для этого все возможности и потенциал»

Подробнее

За сутки украинские военные обстреляли девять населенных пунктов — миссия ЛНР

В результате обстрелов разрушен жилой дом в городе Первомайск, добавлена ​​миссия

Подробнее

Контакты Россия-ЕС официально не прерваны — дипломат

В пятницу Комитет министров Совета Европы принял решение о лишении России права представительства в Комитете министров и в ПАСЕ. посланник

По словам главы российской делегации Владимира Мединского, украинская делегация опоздала из-за сложной логистики. , — подчеркнула Мария Захарова

Подробнее

ООН не в состоянии создать условия для приезда российской делегации на мероприятие в Женеве — дипломат

Это ответ генерального секретаря ООН, сообщила Мария Захарова

Подробнее

Делегация Киева прибыла на границу Беларуси для переговоров с Россией — Офис президента

«Ключевой вопрос переговоров — немедленное прекращение огня и вывод войск с территории Украины», — говорится в сообщении

Подробнее

Украинский гарнизон на Змеином острове сдается ВС РФ — Минобороны

82 Украинские военнослужащие сложили оружие и добровольно сдались ВС РФ

Подробнее

Пекин заявил, что Россия не нуждается в военной поддержке Китая в операции на Украине

Китайский дипломат отметил, что позиция Пекина в этом вопросе отличается от взглядов американского руководства

Подробнее

Лукашенко заявил, что Путин обещает, что он расценивать нападение на Беларусь как нападение на Россию

Белорусский лидер указал, что НАТО быстро наращивает силы на границе с Беларусью в Польше и в странах Балтии

Подробнее

Иметь ядерное оружие в Украине было бы «золотой мечтой» США — дипломат

Мария Захарова напомнила, что Италия и многие другие страны обладают ядерным оружием США, но не имеют к нему доступа

Подробнее

Российская авиация завоевала господство в воздухе над всей Украиной — Минобороны

Официальный представитель Минобороны России генерал-майор Игорь Конашенков подчеркнул, что «с начала операции Вооруженные силы России нанесли удар по 1114 объектам военной инфраструктуры Украины

Подробнее

Премьер-министр Израиля предлагает Путину посредничество в Украине — Кремль

Телефонный разговор состоялся по инициативе Израиля

Подробнее

Россия может национализировать имущество граждан США, ЕС в ответ на санкции — Медведев

Он отметил, что России угрожают арестами активов российских граждан и компаний за рубежом — «просто так, без всяких санкций», «коврово», «назло»

Подробнее

85% сербов всегда будут поддерживать Россию, что бы ни случилось — Президент Вучич

Сербия всегда поддерживала целостность Украины, сказал Президент Сербии

Подробнее

Российская делегация прибывает в Беларусь для переговоров с украинцами

Российская делегация готова начать переговоры с Украиной в Гомеле, заявил пресс-секретарь Кремля Дмитрий Песков

Подробнее

Российско-украинские переговоры начнутся в понедельник утром — источник

Причина — материально-техническое обеспечение украинской делегации, сообщил источник

Подробнее

Франция увеличит военную помощь Украине, ужесточит антироссийские санкции

Президент Франции Эммануэль Макрон намерен принять «меры по замораживанию финансовых активов» Российские общественные деятели на национальном уровне

Читать далее

Российских военных встречают с флагами в Мелитополе Украины

В Минобороны РФ заверили, что российские войска не нацелены на украинские города, а ограничиваются точечными ударами и выводом из строя украинской военной инфраструктуры

Подробнее

Мэр Киева заявил, что украинская столица окружена

Виталий Кличко признал, что столичные власти не полностью контролировали добровольческие батальоны территориальной обороны, которые были обеспечены вооружением

Подробнее

Зеленский принимает предложение Путина , готов к мирным переговорам

По словам его пресс-секретаря Сергея Никофорова, ведутся консультации о месте и времени переговоров

Подробнее

Президент Лукашенко исключает ядерное оружие в Беларуси

Согласно сообщению БЕЛТА, Лукашенко назвал подобные домыслы «фейками»

Подробнее

Обзор прессы: Почему Путин привел ядерные силы в состояние повышенной боевой готовности, а освобождение Донбасса продолжается

Главные новости российской прессы за понедельник, 28 февраля

Подробнее

Турция раскрывает перспективы прохода российских военных кораблей через Босфор и Дарданеллы

Министр иностранных дел Турции Мевлют Чавушоглу подчеркнул, что Турция безоговорочно соблюдает Конвенцию Монтрё до этого день

Подробнее

Жилой дом в Киеве поражен ракетой ПВО — источник в Минобороны России

По словам источника, после потери взлетно-посадочной полосы в Гостомеле украинские военные передислоцировали три пусковые установки «Бук-М1» для усиления обороны аэропорта Жуляны

Подробнее

Сдавшиеся украинские военные подтверждают планы Киева о массированном наступлении на Донбасс — ДНР

Российская спецоперация была очень своевременной, отметил заместитель начальника Народной милиции ДНР Эдуард Басурин

Подробнее

Основные боестолкновения российской армии в Украине происходят с неонацистами — Путин

Президент России подчеркнул, что украинские националисты играют роль блокирующих отрядов армии

Подробнее

Западные страны согласны на разъединение Российские банки из SWIFT

Великобритания, Германия, Италия, Канада, США, Франция и Еврокомиссия договорились о введении новых «жестких финансовых санкций» в отношении России

Подробнее

Зеленский спешно бежал из Киева, Россия Спикер Госдумы утверждает

«Сбежал во Львов со своим окружением, где ему и его содействию было предоставлено жилье», — сказал спикер

Подробнее

Южные Курилы оккупированы Россия, официальные заявления МИД Японии

В последние годы японские власти воздерживаются от термина «оккупация», вместо этого предпочитая говорить, что «эти острова находятся под суверенитетом Японии»

Подробнее

Лидеры киевского режима понесут неотвратимое наказание — Минобороны России

Мирному населению ничего не угрожает, заявили в Минобороны

Подробнее

Россия взяла под контроль Запорожскую АЭС, заявили в Минобороны

Работники электростанции продолжают обслуживать объекты

Подробнее

Обзор прессы: Путин начинает операцию по денацизации Украины и ее экономические последствия

Главные новости российской прессы за пятницу, 25 февраля

Подробнее

Украинские войска обстреляли из комплексов «Град» населенный пункт в ЛНР

Выпущено 20 ракет

Подробнее

Россия готова показать, что такое настоящая декоммунизация средство для Украины — Путин

Нынешняя Украина полностью создана коммунистической Россией, сказал Путин

Подробнее

Украина предложила Гомель в качестве площадки для переговоров с Россией, говорит Кремль

Россия не будет приостанавливать военную операцию на Украине во время переговоров с украинской стороной, заявил официальный представитель Кремля Дмитрий Песков

Читать далее

Путин вводит «режим спецслужб» в силах сдерживания России

Президент России подчеркнул, что страны Запада также предпринимали недружественные действия против России в экономической сфере

Подробнее

Лавров заявил Чавушоглу Москва готова к урегулированию украинского кризиса — МИД

Министр иностранных дел России проинформировал высокопоставленного дипломата Турции об операции России на Донбассе

Подробнее

Санкционная политика Запада ведет к «третьей мировой войне» — Лукашенко

Он подчеркнул, что белорусские высокотехнологичные предприятия могут помочь России получить заменители западных и азиатские микрочипы

Подробнее

Украинские катера атакуют корабли, эвакуирующие украинских военнослужащих, сдавшихся на острове Змеиный

Официальный представитель Минобороны России Игорь Конашенков добавил, что катера могли наводиться американскими дронами

Подробнее

Россия и Украина должны разработать дорожную карту и прийти к единой позиции — официальный представитель России

По словам помощника президента РФ Владимира Мединского, российская делегация выехала в Гомельскую область для проведения переговоров с украинской стороной

Читать подробнее

Войска России нанесли высокоточный ракетный удар по военной инфраструктуре Украины

Вооруженные силы России уничтожили более 800 объектов военной инфраструктуры Украины

Подробнее

Байден говорит, что альтернативой санкциям против России будет Третья мировая война

«Россия заплатит серьезную цену за эту краткосрочную и долгосрочную перспективу, особенно долгосрочную», — подчеркнул лидер США

Подробнее

ФСБ предотвратила теракт в Калужской области России

Спланирована по заказу террористической организации «Исламское государство»

Подробнее

У России остались друзья в мире — российский дипломат

Об этом Мария Захарова рассказала в интервью программе «Вечер» с Владимиром Соловьевым на канале Россия-1

Подробнее

Евросоюз закрывает воздушное пространство для России — документ

Однако компетентные органы могут разрешить посадку самолета

Подробнее

Банк России повышает ключевую ставку на 10,5 п. п. до 20%

Внешние условия для российской экономики резко изменились, отметил регулятор

Читать дальше

США вытесняют российские ракетные двигатели

Атлас V стартует для миссии Космических сил США-12.

United Launch Alliance photo

Соединенные Штаты, с начала 2000-х годов полагавшиеся на ракетные двигатели российского производства для запусков в целях национальной безопасности, готовятся к запуску двигателей нового поколения, произведенных в их пределах.

United Launch Alliance — совместное предприятие Lockheed Martin и Boeing — и SpaceX Илона Маска готовятся к первой партии запусков в целях национальной безопасности, предоставленных компаниям в 2020 году. Будет проведено более 30 запусков между Vulcan Centaur ULA и Falcon 9 и Falcon Heavy от SpaceX с 2022 по 2027 финансовый год в рамках второго этапа программы запуска космических аппаратов национальной безопасности или NSSL.

Предстоящие запуски позволят Соединенным Штатам отказаться от РД-180 российского производства — двигателя первой ступени, используемого для запуска ракеты ULA Atlas V.

Двигатель РД-180 — двухкамерный двухсопловой двигатель, разработанный и изготовленный российской компанией Энергомаш. По словам Криса Стоуна, старшего научного сотрудника по космическим исследованиям в Институте аэрокосмических исследований Митчелла, двигатель работает на смеси керосина и жидкого кислорода, чтобы обеспечить достаточную тягу для начальной фазы полета.

С помощью РД-180 ракета-носитель Atlas V осуществила десятки запусков космических аппаратов национальной безопасности США, включая военные, шпионские спутники и спутники GPS, а также коммерческие запуски. Atlas V был предпочтительным транспортным средством для Министерства обороны в течение почти двух десятилетий, наряду с семейством ракет ULA Delta IV.

Обе ракеты дали Соединенным Штатам «гарантированный доступ в космос», политика, которая обеспечивает возможности, необходимые для запуска и вывода на орбиту полезных грузов национальной безопасности США, сказал президент и главный исполнительный директор ULA Тори Бруно.

«Изначально мы были настроены так, чтобы иметь две резервные системы, по крайней мере, для правительства, потому что мы были единственной отечественной пусковой компанией», — сказал Бруно в интервью National Defense. «Что, если ваша площадка выйдет из строя или в одной из ракет есть изъян? У тебя всегда должно быть два пути».

Несмотря на почти идеальную скорость запуска Atlas V, вторжение России в Украину в 2014 году и аннексия Крыма вызвали призывы американских законодателей прекратить зависимость от РД-180, создав новый двигатель для Atlas V на территории США — задача «Легче сказать, чем сделать», — сказал Стоун.

«Идея была такова: «Давайте просто разработаем новый двигатель, который будет втыкаться в заднюю часть Atlas V», но это не так, — сказал Стоун. «Это не самолет, из которого можно вытащить двигатель и вставить новый. Вы в основном строите двигатель и проектируете все вокруг него».

Кроме того, РД-180 имеет конструкцию, которую американские производители ракетных двигателей не смогли воспроизвести, добавил он. По его словам, это включает в себя уникальную металлическую смесь для стенок его камеры сгорания, которая предотвращает растрескивание во время запуска.

Осознавая потребность в новых ракетах-носителях и двигателях, Центр космических и ракетных систем при Национальном разведывательном управлении в 2019 году опубликовал запрос предложений на получение двух внутренних контрактов на пусковые услуги в рамках новой программы запуска космических объектов национальной безопасности, согласно Отчет Исследовательской службы Конгресса под названием «Учебник по обороне: космический запуск национальной безопасности».

Год спустя ULA и SpaceX были объявлены победителями двух контрактов, опередив Northrop Grumman и Blue Origin, говорится в отчете. ULA покроет 60 процентов миссий, заказанных Командованием космических систем, а SpaceX возьмет на себя остальные.

Решение о разработке новой ракеты и двигателя было подтверждено после полномасштабного вторжения России в Украину в феврале, когда Москва официально объявила о прекращении всех продаж и поддержки РД-180 в США в ответ на введенные санкции на страну.

«Мы смогли сказать: „Ну и что? Нам больше не нужны ваши вонючие двигатели», — сказал Стоун.

Поэтапный отказ от оставшихся ракет Atlas V и уже закупленных РД-180, ULA будет использовать свою новую тяжелую ракету-носитель Vulcan Centaur для предстоящих заданий. По словам Бруно, разработка ракеты ведется с 2014 года, и смещение акцента компании с двух ракет на одну позволило ей снизить затраты.

«Вулкан» имеет такую ​​же одноядерную структуру, что и «Атлас-5», с возможностью добавления до шести твердотопливных ракетных ускорителей, но он намного крупнее, так что его грузоподъемность выше, чем у «Дельты-4», сказал он. Твердотопливные ракетные ускорители используются для обеспечения тяги от начального взлета до первого подъема.

«Тот факт, что это одноядерная тяжелая [ракета], делает эту тяжелую миссию — которую сегодня выполняет только Delta IV Heavy — действительно недорогой. Это примерно треть, даже ближе к четверти стоимости», — сказал Бруно. Delta IV Heavy — самая мощная ракета в парке ULA, она доставила на орбиту ряд крупных полезных грузов Национального разведывательного управления.

Старт первой ступени Vulcan будет оснащен парой двигателей BE-4 производства Blue Origin. ULA заключила партнерское соглашение с Blue Origin в 2014 году для совместного финансирования разработки двигателя, который также будет использоваться в ракете Blue Origin New Glenn, которую компания представила для участия во втором этапе конкурса.

В качестве основного двигателя ракеты-носителя в качестве топлива используется жидкий метан — еще одно отличие от РД-180, работающего на керосине, отметил Бруно.

Но прежде чем Vulcan сможет начать запуск полезной нагрузки национальной безопасности, он должен выполнить две успешные коммерческие миссии, чтобы получить сертификат — процесс, который был отложен из-за задержек с двигателем BE-4.

Бруно сказал, что некоторые задержки ожидались, учитывая как меньший штат сотрудников Blue Origin, когда ULA впервые решила использовать BE-4, так и сложный процесс создания ракетного двигателя с нуля.

ULA тесно сотрудничает с Blue Origin, а также перестраивает разработку Vulcan для размещения BE-4, сказал он.

«Вещи, которые мы могли бы сделать шаг за шагом… мы делаем это параллельно», — объяснил он. «Вы можете пойти на небольшой дополнительный риск в отношении нашей разработки, если нам придется вернуться назад и что-то изменить, потому что движок получился немного другим, но это управляемый риск».

Почти готовы первые два лётных двигателя БЕ-4. По его словам, после завершения они пройдут сертификационные испытания. Из того, что он видел до сих пор в конфигурациях производительности BE-4, Бруно сказал, что он «очень доволен двигателем».

«Вулкан» будет сразу же переходить к сертификационным запускам, минуя любые испытательные полеты, — отметил он. Первый полет ракеты будет нести полезную нагрузку лунного посадочного модуля Peregrine компании Astrobotic Technology для программы NASA Commercial Lunar Payload Services, и в настоящее время она готовится к запуску «к концу этого года», сказал он.

В мае Командование космических систем поручило ULA и Vulcan провести первые пять миссий по обеспечению национальной безопасности в рамках второй фазы запуска космических аппаратов национальной безопасности. Хотя конкретных сроков запусков не было объявлено, ожидается, что они состоятся в течение следующих двух лет. Согласно пресс-релизу Командования космических систем.

SpaceX получила от Командования космических систем три миссии в качестве первой части контракта. Компания планирует использовать свои ракеты Falcon 9 и Falcon Heavy, обе из которых оснащены собственным семейством двигателей Merlin на керосине и жидком кислороде на первом этапе запуска.

Одной из причин, по которой семейство Falcon выделяется, является способность SpaceX восстановить первую ступень ракеты, включая двигатели Merlin, для повторного использования, отметил Стоун. Он добавил, что двигатели РД-180 не могут быть использованы во втором пуске.

SpaceX не ответила на запросы Национальной обороны об интервью.

Хотя миссии, заключенные по контракту в рамках фазы 2 Национальной программы космических запусков, еще не начались, как Космические силы, так и космическая промышленность уже готовятся к следующей фазе контрактов на средние и тяжелые запуски.

Самое большое изменение в индустрии запусков связано с тем, как Космические силы реагируют и готовятся к мелкомасштабным и крупномасштабным атакам противников в космосе, сказал Дуг Ловерро, президент компании Loverro Consulting, которая специализируется на национальной безопасности и космическом наведении. Ранее Ловерро занимал руководящие должности как в НАСА, так и в Пентагоне.

В результате требования для фазы 3, скорее всего, будут касаться необходимости одновременного запуска нескольких небольших спутников на низкую околоземную орбиту, таких как те, которые развернуты Агентством космического развития, сказал он.

«У вас по-прежнему будут большие ракеты-носители для первоначального заполнения созвездий, но у вас будут маленькие ракеты-носители, чтобы идти вперед и ремонтировать их или пополнять их, когда эти спутники на орбите выходят из строя», — сказал Ловерро.

Из-за ожидаемой потребности в меньшей полезной нагрузке компании, которые специализируются на технологии запуска небольших ракет, такие как Relativity Space, Rocket Lab, Virgin Orbit и Firefly Aerospace, имеют шанс побороться за будущие военные контракты, сказал он.

Еще одна тенденция, наблюдаемая в отрасли, заключается в большем развитии многоразовых двигателей с метановым топливом вместо традиционного керосина, используемого в РД-180, сказал Джо Лауриенти, основатель и генеральный директор производителя двигателей и ракет Ursa Major. Он отметил, что возможность повторного использования ракетного двигателя не только снижает затраты, но и лучше для окружающей среды.

«[Метан] сгорает более чисто, поэтому, если вы разбираете или проверяете двигатель, это, как правило, лучшее решение», — сказал он. «Повторное использование двигателя даже один раз снижает углеродный след, который вы создаете для создания этих деталей, и вы не сбрасываете детали в океан».

В июне Большая Медведица представила собственный многоразовый ракетный двигатель на метане под названием Arroway. По словам Лауриенти, компания разработала двигатель таким образом, чтобы его можно было в основном распечатать на 3D-принтере, что позволяет масштабировать его во время производства и легко ремонтировать перед повторным использованием.

Arroway пройдет испытания в 2023 году, а первая поставка запланирована на 2025 год. Лауриенти сказал, что Ursa Major предложит свой двигатель в качестве замены РД-180, а также в качестве потенциального двигателя верхней ступени.

Заглядывая вперед, Бруно отметил, что, поскольку противники США, такие как Китай, продолжают размещать противоспутниковое оружие и заявлять о своем присутствии в космосе, «это просто ставит Америку в гораздо более выгодное положение, поскольку эти технологии и промышленные мощности для производства продуктов здесь, на берегу». ».

ULA будет стремиться продолжить программу запуска космических аппаратов национальной безопасности, как только «Вулкан» завершит свои контрактные миссии в рамках фазы 2, сказал он.

В целом, решение прекратить использование РД-180 и иметь более разнообразные ракеты-носители создало более прочную ракетную производственную базу, сказал Ловерро.

«Мы видим, что индустрия разработки двигателей гораздо более распространена по всей стране и имеет гораздо больше форм и размеров, чем мы видели в конце 80-х, 90-х и начале 2000-х», — добавил Ловерро.