В момента американските Blue Origin и Aerojet Rocketdyne създават заместител на руския двигател RD-180. Компаниите се конкурират помежду си, като всяка планира да сертифицира своето звено не по-късно от 2019 г. Млад работещ прототип на Blue Origin BE-4 (Blue Engine-4) през март, но тестовете на стенд през май се провалиха. Aerojet Rocketdyne, който създаде двигателите за американската лунна ракета и изпитаната във времето Aerojet Rocketdyne, изглежда изостава: едва през май направи първите огневи изпитания на предкамерите AR1, работещ образец от които е все още липсва. Дали си струва да очакваме предстоящия отказ на САЩ от RD-180 - разбрах.
Днес един двукамерен ракетен двигател с течно гориво РД-180 е монтиран на първата степен на американската тежка ракета Atlas V. Горивото е керосин, окислителят е кислород. Двигателят е разработен през 1994-1999 г. на базата на четирикамерния РД-170, инсталиран на страничните ускорители на съветската свръхтежка ракета Energia (всъщност те са първите степени на руско-украинската ракета-носител) . Договорът за създаване на двигател за Съединените щати между (днес подразделението му Rocketdyne е част от Aerojet Rocketdyne) и е подписано през юни 1996 г. От сключването на споразумението до изстрелването на първата ракета изминаха четири години.
Огнените изпитания на РД-180 започнаха в Енергомаш през ноември 1996 г. Първият сериен двигател е изпратен в Съединените щати през януари 1999 г., където три месеца по-късно е сертифициран за средната ракета Atlas III. Първият път, когато американски самолетоносач с руски двигател лети през май 2001 г., бяха извършени общо шест изстрелвания на Atlas III и всички те бяха успешни. За Atlas V, блокът RD-180 беше сертифициран през август 2001 г., първото изстрелване на новия носител се състоя година по-късно. Към 18 април 2017 г. ракетата Atlas V беше изстреляна 71 пъти, от които един път беше частично успешен (руският двигател нямаше нищо общо с това: имаше изтичане на течен водород от резервоара на горната степен на Кентавър, в резултат на което полезният товар е изведен в извънпроектна орбита).
Днес Atlas V всъщност е основната американска тежка ракета. Изстрелванията на друг тежък американски носител - Delta IV (той няма руски двигатели) - са твърде скъпи, така че поради конкуренцията със средно тежката ракета Falcon 9 реших да ги сведа до минимум. От 2007 г. Boeing и Lockheed Martin, производител на Atlas V, управляват пускането на своите превозни средства чрез съвместното предприятие ULA (United Launch Alliance). Тази компания има големи проблеми в САЩ. Първо, дори по-евтина от ракетата Delta IV Atlas V днес не се конкурира с Falcon 9 в търговски, правителствени и военни изстрелвания; второ, поради влошаването на руско-американските отношения през 2014 г., ULA трябва да се откаже от покупката на РД-180 до 2019 г.
Компанията има няколко начина да запази бизнеса си. Първият е да се изостави ракетата и да се построи нова без руски двигатели. Втората е да опитате да инсталирате нов двигател в Atlas V вместо RD-180. Blue Origin предприема първия подход, Aerojet Rocketdyne предприема втория. Вариантът, според който производството на RD-180 може да бъде разгърнато в Съединените щати, не издържа на критики: той е толкова скъп и толкова дълъг, че е по-лесно да се създаде нова единица. Освен това лицензионното споразумение за трансфер в САЩ на технологията за производство на руски двигатели РД-180 приключва през 2030 г. - няма смисъл да се разширява скъпото производство само за десет години.
„Американците смятаха, че ще започнат да работят с нас и след четири години ще вземат нашите технологии и сами ще ги възпроизвеждат. Веднага им казах: ще похарчите повече от милиард долара и десет години. Минаха четири години, а те казват: да, нужни са шест години. Минаха още години, казват: трябват ни още осем години. Изминаха седемнадесет години, а те не са възпроизвели нито един двигател. Сега те се нуждаят само от милиарди долари за настолно оборудване за това “, каза Борис Каторгин, създателят на двигателя RD-180, в това отношение през 2012 г.
Blue Origin и Aerojet Rocketdyne са твърде различни, което не може да не се отрази в подходите към ракетното задвижване. Aerojet Rocketdyne е претърпял много реорганизации през 50-те и 60-те години на миналия век F-1 единици, инсталирани на първия етап на супер-тежката ракета Saturn V на лунната мисия Apollo. Неговият AR1, подобно на RD-180, е ракетен двигател с течно гориво с затворен цикъл, като гориво се използва керосин, окислител е
кислород. Това позволява замяната на руската единица с американска, без фундаментална модификация на ракетата-носител Atlas V.
През май 2017 г. Aerojet Rocketdyne проведе първите тестове за запалване на предкамерата (в която горивото частично изгаря и след това влиза в горивната камера) на двигателя AR1. „След като преминахме този важен етап, ние заключаваме, че AR1 ще бъде готов за полети през 2019 г.“, каза Айлийн Дрейк, главен изпълнителен директор и президент на Aerojet Rocketdyne. „При замяната на руските двигатели на настоящите ракети-носители успехът на мисията трябва да бъде национален приоритет номер едно.“
Дрейк отбеляза конкурентните характеристики на AR1. Първо, триизмерният печат се използва за създаване на отделни елементи на американския двигател. Второ, използва се специална сплав на основата на никел, която позволява да се изоставят "екзотичните метални покрития, използвани в момента при производството на RD-180". За разработването на AR1 компанията използва същата методология, използвана преди при създаването на други нейни единици (RS-68, J-2X, RL10 и RS-25). Компанията планира да създаде работещ прототип (и почти веднага да сертифицира) AR1 през 2019 г.
Според оценките на ULA Blue Origin изпреварва Aerojet Rocketdyne с две години в създаването на заместител на RD-180. Компанията започна работа по BE-4 през 2011 г. като част от работата по собствената си тежка ракета New Glenn; Първият работещ прототип на двигателя беше представен през март 2017 г. Blue Origin признава, че RD-180 "работи с максимална производителност", въпреки това двата еднокамерни BE-4, инсталирани на първата степен на носача Vulcan (всъщност Atlas VI), като цяло, ще развият повече тяга от два AR1 и една пътека за рулиране -180 на първия етап на Atlas V. За разлика от AR1 и RD-180, BE-4 използва метан като гориво. Blue Origin нарича BE-4 най-мощният метанов двигател в света.
Първите стендови тестове на BE-4 бяха неуспешни. „Вчера загубихме комплект оборудване за тестване на горивната система на един от нашите тестови стендове BE-4“, каза Blue Origin, като уточни, че процесът на разработка на двигателя няма да бъде засегнат от инцидента. Горивната система включва множество турбо помпи и клапани, които доставят сместа гориво / окислител към инжекторите и горивните камери на ракетния двигател с течно гориво.
Компанията обеща, че скоро ще се върне към тестовете. От съобщението, публикувано от Blue Origin, както отбелязва Ars Technica, мащабът на инцидента е неясен, но „фактът, че Blue Origin е сравнително потайна компания (в сравнение със същата SpaceX - прибл. "Лента.ру") като цяло споделя тази информация, тя е показателна." Най-вероятно всъщност не се е случило нищо ужасно: Blue Origin разполага с поне две тестови стенда, а по-рано компанията обяви, че планира да създаде три работещи прототипа BE-4 наведнъж.
Цената на двигателя BE-4 не е известна. Blue Origin не казва нищо за това, но трябва да се отбележи, че компанията е собственост на американски милиардер, собственик, който се смята за петия най-богат човек в света (в допълнение към членове на кралски семейства и глави на отделни държави) : състоянието му се оценява на 71,8 милиарда долара. Основният актив на завършилия
Blue Origin и ULA имат специална връзка. През 2015 г. Aerojet Rocketdyne искаше да купи ULA за два милиарда долара, като в този случай RD-180 най-вероятно ще бъде заменен с AR1. Ситуацията беше променена от Blue Origin, която подписа споразумение с ULA за сътрудничество при производството на BE-4 и всъщност пое инициативата от изпитания във времето Aerojet Rocketdyne. Днес BE-4 е най-вероятният кандидат за ракетата Vulcan, а AR1 се разглежда като резервен вариант. Във всеки случай AR1 ще намери приложение, може да бъде инсталиран например на първия етап на тежка ракета, разработвана от Orbital ATK.
Очаква се Vulcan да може да извършва до десет изстрелвания годишно през 2020-те години. Ракетата-носител трябва да бъде сглобена на модулен принцип и ще включва 12 средни и тежки ракети с различни възможности за извеждане на полезния товар в орбита. Двигателите от първа степен (BE-4 или AR1) могат да бъдат използвани повторно след кацане с помощта на защитни щитове (за предотвратяване на прегряване от триене при падане в атмосферата) и парашути. ULA възнамерява да използва обектите на Кейп Канаверал във Флорида или военновъздушната база Ванденберг в Калифорния като космодрум за Вулкан. Първото изстрелване на ракетата Vulcan, която ще замени Atlas V с руската РД-180, е насрочено за края на 2019 г.
Изпитанията на ракетния двигател Бе-4, произведен от американската компания Blue Origin, завършиха с неуспех. Той трябва да замени руския РД-180, който е оборудван с американски ракети носители Atlas-V. Двата Be-4 искат да бъдат задвижвани от тежкотоварната ракета Vulcan, която се разработва от United Launch Alliance като част от публично-частно партньорство с правителството на САЩ.
Загубен е цял комплект оборудване за тестване на горивната система на един от щандовете, съобщи Blue Origin Twitter... В същото време от компанията увериха: няма нищо необичайно в това по време на тестовете. Времето обаче изтича. Първият старт на Vulcan е планиран за 2019 г. И в бъдеще Бе-4 ще бъде инсталиран на тежкия New Glenn, който ще взима космически туристи на борда. Но има глобални планове, а САЩ нямаха и нямат ракетен двигател за първия етап.
През 2014 г., поради влошаването на американско-руските отношения, Конгресът на САЩ реши да се откаже от руския РД-180 и да ускори разработването на собствени аналози. Но процесът открито спря и от средата на 2016 г. Вашингтон купува още 18 РД-180 от Москва.
Експортна опция
Руският двигател е създаден в средата на 90-те години. базиран на известния RD-170 - най-мощният основен двигател в света (20 милиона к.с. или 800 тона). РД-180 имаше тяга от 400 тона, което беше достатъчно, за да изведе американската ракета Atlas в орбита. Енергомаш уверено спечели търга.
За разлика от своя предшественик, новият двигател имаше не четири горивни камери, а две. Следователно той изразходва не 2,5 тона гориво в секунда, а по-малко от един и половина. RD-180 се оказа по-икономичен и в същото време доста мощен. Неслучайно американците го избраха за най-дългите си полети – до Плутон („Нови хоризонти“), до Юпитер („Юнона“), Марс („Mars Reconnaisance Orbiter“).
Снимка: Wikipedia
РД-180 все още се произвежда в Енергомаш, особено за ракети Atlas. Между другото, горивната камера на този двигател е същата като на RD-170. И за да го направят, на съветските инженери са били необходими десетилетия. Според академика на Руската академия на науките Борис Каторгин, който е работил по двигателя, дизайнът е уникален. С диаметър само 38 сантиметра, камерата изгаря 0,6 тона гориво в секунда (!). Освен това камерата е оборудвана със защита срещу мощни топлинни потоци. Освен това охлаждащият механизъм е внимателно обмислен. В Бе-4 този проблем все още не е решен. В противен случай тестовото оборудване нямаше да изгори.
Синя светлина
И това въпреки факта, че американците трябва да харчат милиони долари за тестови стендове. Отдавна стоят на Енергомаш. Освен това в барокамера можете да тествате два пъти по-мощен двигател - същият RD-170.
Усложняване на задачата на Blue Origin и новия начин на работа на двигателя. BE-4 няма да работи на керосин като RD-180, а на втечнен природен газ. Според разработчика, поради използването на газообразни горива, няма да са необходими скъпи и сложни уплътнителни системи. Освен това при изгаряне на газа не остават сажди.
И все пак, като се вземе предвид цялото ноу-хау, BE-4 ще се окаже около два пъти по-малко мощен от RD-180. Така че се планира да се поставят до седем двигателя на ракетата New Glenn. Но когато? В момента се тестват турбо помпите и главните клапани на BE-4. Експлозия се случи преди две години при тестване, когато беше направен опит да се доведе двигателят до пълна мощност и това сериозно промени плановете за пускането му в експлоатация. Компанията заяви, че ще продължи тестовете през 2017 г. Има само две години до първия полет, но Blue Origin все още дори не е обявил къде ще се произвежда BE-4. Но в прессъобщението се казва, че това ще бъде най-евтиният от всички налични опции.
Blue Origin проведе първите изпитания на двигателя BE-4. Американската компания ULA планира да го постави на новите си ракети Vulcan, които САЩ ще заменят ракетите Atlas V, оборудвани с руски РД-180.
Компанията Blue Origin на основателя на Amazon Джеф Безос проведе първите тестове за изстрелване на ракетния двигател BE-4, който работи с течен кислород и течен метан като окислител и гориво. Популярни механики съобщава. Списанието отбелязва, че BE-4 може да се превърне в най-мощния американски ракетен двигател за десетилетия напред.
Blue Origin планира да използва силовата установка на новата си тежка ракета New Glenn. Но двигателят може да се използва и от съвместно предприятие между Boeing и Lockheed Martin United Launch Alliance, което произвежда ракети Altlas V и планира да произвежда Vulcan.
По време на изпитанията на стрелба двигателят BE-4 набра 50% от мощността си за три секунди. Blue Origin започна да го разработва още през 2011 г., но публично го обяви едва през 2014 г.
Според премиера BE-4 е първият голям ракетен двигател, разработен от нулата от частна компания. Тягата му при работа на морско ниво трябва да достигне 2400 kN: BE-4 е по-слаб от главния двигател на космическата совалка и двигателя Raptor, разработен от SpaceX, който компанията на Илон Мъск ще постави на тежките ракети Big Falcon. BE-4 е за многократна употреба.
Blue Origin преди това се фокусира върху разработването на New Shepard, малки суборбитални ракети за многократна употреба, способни да доставят туристи на височина на орбита за няколко минути. Задвижвани от двигателя BE-4, дву- и тристепенните ракети на New Glen ще могат поне да доставят товари и екипажи до ниска земна орбита. BE-4 ще се използва за ускоряване както на първия, така и на втория етап. Blue Origin планира да изстреля нова ракета за първи път през 2020 г.
СП United Launch Alliance обяви плановете си да постави BE-4 на новите си ракети Vulcan още през април 2015 г. Засега ULA разполага с две ракети-носители: Atlas V (с руския двигател RD-180) и Delta IV (с двигателя RS-68 на американския Rocketdyne). Министерството на отбраната на САЩ извършва почти всички свои изстрелвания на ракети ULA. Според премиера, Vulcan с двигател BE-4 е „възможност за ULA да построи ракета-носител, която ще бъде по-евтина не само от скъпата Delta IV, но и от Atlas V“.
Руски ракетен двигател РД-180 (Снимка: Алексей Филипов / ТАСС)
Въпреки това, през май 2017 г. BE-4 се провали: по време на тестването силовият блок на двигателя избухна. И Rocketdyne се опитва чрез Конгреса да принуди ULA да инсталира нови двигатели на Rocketdyne AR1 на своите ракети, но засега остава отдадена на развитието на Bezos.
Двигателят BE-4 също трябва да премине полетни изпитания като част от ракетата, за да се потвърдят параметрите му, каза за RBC Игор Арбузов, генерален директор на НПО Енергомаш АД. „Следователно нашите колеги имат още много работа, преди да започне работа с двигателя“, каза той. „Имаме голямо уважение към това, което прави Blue Origin. Това ни насърчава да развиваме и подобряваме нашите продукти “, добави Арбузов.
Москва и Вашингтон подписаха споразумение за доставка на РД-180 през 90-те години. Оттогава двигателите се използват за ракети Atlas III и Atlas V. През 2014 г. РД-180 попаднаха под санкции на САЩ, но няколко дни по-късно забраната за доставки беше премахната, тъй като във Вашингтон покупката на двигатели от Енергомаш прави не противоречи на антируските санкции...
Оттогава редовно се появяват съобщения, че САЩ се опитват да ускорят процеса на подмяна на руските РД-180. Например Конгресът инструктира Пентагона да се откаже от изстрелванията на военни спътници на руски двигатели до 2019 г., но военното ведомство прецени повече потенциални ползи от подобна мярка. Вестник "Комерсант" дори съобщи, че United Launch Alliance планира да закупи нова партида РД-180.
РД-180 не е единственият изнесен руски двигател. Има и RD-181, който е поставен на първата степен на ракетата Antares от Orbital Sciences Corporation.
RBC изпрати запитване до пресслужбата на Роскосмос за американското развитие.
С участието на: Любов Алтухова
