Actualmente, American Blue Origin y Aerojet Rocketdyne están creando un reemplazo para el motor ruso RD-180. Las empresas compiten entre sí, cada una tiene previsto certificar su unidad a más tardar en 2019. Un joven prototipo funcional de Blue Origin del BE-4 (Blue Engine-4) en marzo, pero las pruebas de banco realizadas en mayo fallaron. Aerojet Rocketdyne, que ha creado motores para el cohete lunar estadounidense y ha probado el tiempo, parece estar rezagado: solo en mayo disparó las primeras pruebas de fuego de la precámara de la unidad AR1, cuya muestra de trabajo aún no está disponible. ¿Deberíamos esperar que EE. UU. abandone pronto el RD-180? Descubierto.
Hoy, un motor de cohete de propulsor líquido de dos cámaras RD-180 está instalado en la primera etapa del cohete pesado American Atlas V. El combustible es queroseno, el oxidante es oxígeno. El motor se desarrolló en 1994-1999 sobre la base del RD-170 de cuatro cámaras montado en los propulsores laterales del cohete superpesado soviético Energia (de hecho, representan las primeras etapas del portaaviones ruso-ucraniano). El contrato para la creación de un motor para Estados Unidos entre (hoy su división Rocketdyne forma parte de Aerojet Rocketdyne) y fue adjudicado en junio de 1996. Pasaron cuatro años entre la conclusión del acuerdo y el lanzamiento del primer cohete.
Las pruebas de fuego del RD-180 comenzaron en Energomash en noviembre de 1996. En los EE. UU., el primer motor de producción se envió en enero de 1999, donde se certificó para el cohete mediano Atlas III tres meses después. La primera vez que un portaaviones estadounidense con un motor ruso voló en mayo de 2001, hubo seis lanzamientos de Atlas III en total, y todos fueron exitosos. Para Atlas V, la unidad RD-180 fue certificada en agosto de 2001, el primer lanzamiento del nuevo portaaviones tuvo lugar un año después. Hasta el 18 de abril de 2017, el cohete Atlas V fue lanzado 71 veces, de las cuales una fue parcialmente exitosa (el motor ruso no tuvo nada que ver: se filtró hidrógeno líquido del tanque de la etapa superior Centaur, por lo que la carga útil se lanzó a una órbita fuera de diseño).
Hoy, Atlas V es en realidad el principal cohete pesado estadounidense. Los lanzamientos de otro portaaviones estadounidense pesado, Delta IV (no tiene motores rusos), son demasiado costosos, por lo que, debido a la competencia con el cohete mediano-pesado Falcon 9, decidí minimizarlos. Desde 2007, Boeing y Lockheed Martin, el fabricante del Atlas V, gestionan los lanzamientos de sus portaaviones a través de una empresa conjunta denominada ULA (United Launch Alliance). En los Estados Unidos, esta empresa está en un gran problema. En primer lugar, incluso el cohete Atlas V más económico en comparación con el Delta IV actual no puede competir con el Falcon 9 en lanzamientos comerciales, gubernamentales y militares; en segundo lugar, debido al deterioro de las relaciones ruso-estadounidenses en 2014, ULA debería negarse a comprar RD-180 para 2019.
La compañía tiene varias formas de mantener el negocio en marcha. La primera es abandonar el cohete y construir uno nuevo, sin motores rusos. La segunda es intentar instalar un nuevo motor en el Atlas V en lugar del RD-180. Blue Origin implementa el primer enfoque, Aerojet Rocketdyne, el segundo. La opción según la cual la producción del RD-180 podría desplegarse en Estados Unidos no resiste las críticas: es tan costosa y lenta que es más fácil crear una nueva unidad. Además, el acuerdo de licencia para la transferencia a los Estados Unidos de tecnología para la producción de motores rusos RD-180 finaliza en 2030: no tiene sentido implementar una producción costosa durante solo diez años.
“Los estadounidenses pensaron que comenzarían a trabajar con nosotros y en cuatro años tomarían nuestras tecnologías y las reproducirían ellos mismos. Inmediatamente les dije: gastarán más de mil millones de dólares y diez años. Han pasado cuatro años y dicen: sí, se necesitan seis años. Han pasado más años, dicen: se necesitan ocho años más. Han pasado diecisiete años y no han reproducido ni un solo motor. Ahora necesitan miles de millones de dólares solo para equipos de banco ”, dijo el creador del motor RD-180, el académico Boris Katorgin, en 2012.
Blue Origin y Aerojet Rocketdyne son demasiado diferentes, lo que no puede dejar de reflejarse en sus enfoques para la construcción de motores de cohetes. Detrás de Aerojet Rocketdyne, que ha sufrido muchas reorganizaciones, la creación en las décadas de 1950 y 1960 de las unidades F-1 instaladas en la primera etapa del cohete superpesado del cohete Saturno V de la misión lunar Apolo. Su AR1, al igual que el RD-180, es un motor cohete de combustible líquido de ciclo cerrado, se utiliza queroseno como combustible, un comburente -
oxígeno. Esto le permite reemplazar la unidad rusa por una estadounidense sin modificar fundamentalmente el portaaviones Atlas V.
En mayo de 2017, Aerojet Rocketdyne realizó las primeras pruebas de fuego de la precámara (donde el combustible se quema parcialmente y luego ingresa a la cámara de combustión) del motor AR1. “Después de superar este importante hito, podemos concluir que el AR1 estará listo para volar en 2019”, dijo la directora ejecutiva y presidenta de Aerojet Rocketdyne, Eileen Drake. "En el asunto de reemplazar los motores de fabricación rusa en los vehículos de lanzamiento actuales, el éxito de la misión debe ser la prioridad nacional número uno".
Drake notó las características competitivas del AR1. En primer lugar, al crear elementos individuales del motor estadounidense, se utiliza la impresión tridimensional. En segundo lugar, se utiliza una aleación especial a base de níquel, que permite abandonar los "recubrimientos de metales exóticos que se utilizan actualmente en la producción de RD-180". Para el desarrollo del AR1, la empresa utiliza una metodología utilizada anteriormente para crear sus otras unidades (RS-68, J-2X, RL10 y RS-25). La compañía planea construir un prototipo funcional (y certificar casi de inmediato) del AR1 a partir de 2019.
Blue Origin está dos años por delante de Aerojet Rocketdyne en la creación de un reemplazo para el RD-180, según estimaciones de ULA. La compañía comenzó a trabajar en el BE-4 en 2011 como parte del trabajo en su propio cohete pesado New Glenn; la primera muestra funcional del motor se presentó en marzo de 2017. Blue Origin reconoce que el RD-180 está "operando al máximo rendimiento", sin embargo, dos BE-4 de cámara única montados en la primera etapa del lanzador Vulcan (en realidad, un Atlas VI) juntos desarrollarán más empuje que dos AR1 y uno RD-180 en la primera etapa del Atlas V. A diferencia del AR1 y RD-180, el BE-4 utiliza metano como combustible. Blue Origin llama al BE-4 el motor de metano más poderoso del mundo.
Las primeras pruebas de banco del BE-4 no tuvieron éxito. “Ayer perdimos un conjunto de equipos de prueba para el sistema de combustible en uno de nuestros bancos de prueba BE-4”, dice Blue Origin, y especifica que el incidente no afectará el proceso de desarrollo del motor. El sistema de combustible incluye una pluralidad de turbobombas y válvulas que proporcionan una mezcla de combustible y oxidante a los inyectores y cámaras de combustión de un motor de cohete líquido.
La compañía prometió que pronto volverían a realizar pruebas. Del mensaje publicado por Blue Origin, según Ars Technica, no queda clara la magnitud del accidente, sin embargo, “el hecho de que Blue Origin, una empresa relativamente reservada (en comparación con la misma SpaceX - aprox. "Tapes.ru") generalmente compartió esta información, es indicativo.” De hecho, lo más probable es que no haya sucedido nada terrible: Blue Origin tiene al menos dos bancos de prueba, y la compañía ha declarado anteriormente que planea crear tres muestras funcionales del BE-4 a la vez.
Se desconoce el costo del motor BE-4. Blue Origin no dice nada al respecto, pero cabe señalar que la empresa es propiedad de un multimillonario estadounidense, cuyo dueño es considerado la quinta persona más rica del mundo (además de miembros de familias reales y jefes de estado individuales). ): su fortuna se estima en 71.800 millones de dólares. El principal activo del egresado.
Blue Origin y ULA tienen una relación especial. En 2015, Aerojet Rocketdyne quería comprar ULA por 2 mil millones de dólares, en cuyo caso lo más probable es que el RD-180 fuera reemplazado por el AR1. La situación fue cambiada por Blue Origin, que firmó un acuerdo con ULA sobre cooperación en la producción de BE-4 y, de hecho, tomó la iniciativa del probado Aerojet Rocketdyne. Hoy en día, el BE-4 es el candidato más probable para un misil Vulcan, y el AR1 se considera una alternativa. En cualquier caso, AR1 encontrará uso, por ejemplo, se puede instalar en la primera etapa de un cohete pesado que está desarrollando Orbital ATK.
Se espera que Vulcan pueda realizar hasta diez lanzamientos por año en la década de 2020. El portaaviones debe ensamblarse de acuerdo con un principio modular e incluirá 12 cohetes de clase media y pesada con diversas capacidades para poner en órbita una carga útil. Los motores de la primera etapa (BE-4 o AR1) se pueden reutilizar después de aterrizar con la ayuda de escudos protectores (para evitar el sobrecalentamiento por fricción al caer en la atmósfera) y paracaídas. ULA planea usar sitios en Cabo Cañaveral en Florida o la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en California como puertos espaciales para Vulcan. El primer lanzamiento del cohete Vulcan, que sustituirá al Atlas V por el RD-180 ruso, está previsto para finales de 2019.
Las pruebas del motor cohete Be-4 producido por la compañía estadounidense Blue Origin terminaron en fracaso. Debería venir a reemplazar al RD-180 ruso, que está equipado con vehículos de lanzamiento estadounidenses Atlas-V. Dos Be-4 quieren ser puestos en el cohete de carga pesada Vulcan, que está siendo desarrollado por United Launch Alliance en una asociación público-privada con el gobierno de EE. UU.
Un conjunto completo de equipos de prueba para el sistema de combustible se perdió en uno de los puestos, informó Blue Origin en Gorjeo. Al mismo tiempo, la empresa aseguró: esto no es inusual durante las pruebas. Sin embargo, el tiempo pasa. El primer lanzamiento de Vulcan está previsto para 2019. Y en el futuro, el Be-4 también se instalará en el pesado New Glenn, que llevará a bordo a los turistas espaciales. Pero hay planes globales, pero Estados Unidos no tenía un motor cohete para la primera etapa, y todavía no lo tiene.
En 2014, debido al deterioro de las relaciones entre Estados Unidos y Rusia, el Congreso de los Estados Unidos decidió abandonar el RD-180 ruso y acelerar el desarrollo de sus propios análogos. Pero, francamente, el proceso se estancó y, según datos de mediados de 2016, Washington está comprando otros 18 RD-180 a Moscú.
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El motor ruso fue creado a mediados de los 90. basado en el famoso RD-170, el motor de propulsión más potente del mundo (20 millones de hp o 800 toneladas). El RD-180 tenía un empuje de 400 toneladas, suficiente para poner en órbita el cohete estadounidense Atlas. Energomash ganó con confianza la licitación.
A diferencia de su antecesor, el nuevo motor no tenía cuatro cámaras de combustión, sino dos. Por tanto, no consumía 2,5 toneladas de combustible por segundo, sino menos de una y media. El RD-180 resultó ser más económico y al mismo tiempo bastante potente. No es casualidad que los estadounidenses lo eligieran para sus vuelos más lejanos: a Plutón ("New Horizons"), a Júpiter ("Juno"), Marte ("Mars Reconnaisance Orbiter").
Foto: Wikipedia
El RD-180 todavía se produce en Energomash, específicamente para misiles Atlas. Por cierto, la cámara de combustión de este motor es la misma que la del RD-170. Y a los ingenieros soviéticos les tomó décadas hacerlo. Según el académico de la academia rusa de ciencias boris katorgin, que trabajó en el motor, el diseño es único. Con un diámetro de solo 38 centímetros, 0,6 toneladas de combustible por segundo (!) se queman en la cámara. Además, la cámara tiene protección contra potentes flujos de calor. Y también el mecanismo de enfriamiento está cuidadosamente pensado. En Be-4 este problema aún no ha sido resuelto. De lo contrario, el equipo de prueba no se habría quemado.
luz azul
Y esto a pesar de que los estadounidenses tienen que gastar millones de dólares en bancos de pruebas. Es en Energomash donde han estado de pie durante mucho tiempo. Además, en la cámara de presión puede probar el motor dos veces más potente: el mismo RD-170.
Complica la tarea de Blue Origin y el nuevo principio del motor. BE-4 no funcionará con queroseno, como RD-180, sino con gas natural licuado. Según el desarrollador, debido al uso de combustible gaseoso, no se necesitarán sistemas de sellado costosos y complejos. Además, la combustión de gas no deja hollín.
Y aún así, dado todo el conocimiento, el BE-4 resultará ser aproximadamente la mitad de poderoso que el RD-180. Por lo tanto, está previsto poner hasta siete motores en el cohete New Glenn. ¿Pero cuando? Actualmente se están probando turbobombas y válvulas principales BE-4. Hace dos años, hubo una explosión durante las pruebas cuando intentaban poner el motor a plena potencia, y esto cambió seriamente los planes para ponerlo en funcionamiento. La compañía dijo que continuaría con las pruebas a lo largo de 2017. El primer vuelo está a solo dos años de distancia, pero Blue Origin aún no ha anunciado dónde se producirá el BE-4. Pero el comunicado de prensa dice que será la más barata de todas las opciones disponibles.
Blue Origin realizó las primeras pruebas de encendido del motor BE-4. La empresa estadounidense ULA planea ponérselo a sus nuevos misiles Vulcan, con los que Estados Unidos sustituirá a los misiles Atlas V equipados con RD-180 rusos
La compañía del fundador de Amazon, Jeff Bezos, Blue Origin, realizó las primeras pruebas de fuego del motor cohete BE-4, que funciona con oxígeno líquido y metano líquido como oxidante y combustible. Lo informa Popular Mechanics. La revista señala que el BE-4 podría convertirse en el motor de cohete estadounidense más poderoso en las próximas décadas.
Blue Origin planea usar el sistema de propulsión en su nuevo cohete pesado New Glenn. Pero el motor también podría ser utilizado por Boeing y la empresa conjunta United Launch Alliance de Lockheed Martin, que fabrica los cohetes Altlas V y planea fabricar el Vulcan.
Durante las pruebas de encendido, el motor BE-4 ganó el 50% de su potencia en tres segundos. Blue Origin comenzó a desarrollarlo en 2011, pero no lo anunció públicamente hasta 2014.
Como señala PM, el BE-4 es el primer motor de cohete importante desarrollado desde cero por una empresa privada. Su empuje cuando opera al nivel del mar debería alcanzar los 2400 kN: BE-4 es más débil que el motor principal del transbordador espacial y que el motor Raptor que está desarrollando SpaceX, que la compañía de Elon Musk instalará en los pesados cohetes Big Falcon. BE-4 es reutilizable.
Blue Origin se ha centrado anteriormente en el desarrollo de pequeños cohetes suborbitales New Shepard reutilizables capaces de llevar a los turistas a la altitud orbital durante varios minutos. Impulsados por el motor BE-4, los cohetes New Glen de dos y tres etapas serán capaces de al menos llevar cargas útiles y tripulaciones a la órbita terrestre baja. El BE-4 se utilizará para impulsar tanto la primera como la segunda etapa. Blue Origin planea lanzar el nuevo cohete por primera vez en 2020.
La empresa conjunta United Launch Alliance anunció planes para poner el BE-4 en sus nuevos cohetes Vulcan en abril de 2015. Hasta el momento, ULA tiene a su disposición dos vehículos de lanzamiento: Atlas V (con el motor ruso RD-180) y Delta IV (con el motor RS-68 del estadounidense Rocketdyne). El Departamento de Defensa de EE. UU. realiza casi todos sus lanzamientos con misiles ULA. Como señala PM, el Vulcan con motor BE-4 es "una oportunidad para que ULA construya un vehículo de lanzamiento que será más barato no solo que el costoso Delta IV, sino también el Atlas V".
Motor cohete ruso RD-180 (Foto: Alexei Filippov / TASS)
Sin embargo, en mayo de 2017, el BE-4 falló: la unidad de potencia del motor explotó durante la prueba. Y Rocketdyne está intentando a través del Congreso obligar a ULA a instalar nuevos motores Rocketdyne AR1 en sus cohetes, pero hasta ahora sigue comprometida con el desarrollo de Bezos.
El motor BE-4 también debe someterse a pruebas de vuelo como parte de un cohete para confirmar sus parámetros, dijo a RBC Igor Arbuzov, director general de JSC NPO Energomash. “Por lo tanto, nuestros colegas todavía tienen mucho trabajo por delante hasta que se pueda operar el motor”, dijo. “Tenemos un gran respeto por lo que hace Blue Origin. Esto nos anima a desarrollar y mejorar nuestros productos”, añadió Arbuzov.
Un acuerdo sobre el suministro de RD-180 Moscú y Washington firmado en la década de 1990. Desde entonces, los motores se han utilizado en cohetes Atlas III y Atlas V. En 2014, el RD-180 fue objeto de sanciones estadounidenses, pero unos días después se levantó la prohibición de suministro, porque en Washington, que la compra de motores de Energomash no contradice las sanciones contra Rusia.
Desde entonces, ha habido informes periódicos de que EE. UU. está tratando de acelerar el proceso de sustitución de los RD-180 rusos. Por ejemplo, el Congreso ordenó al Pentágono que dejara de lanzar satélites militares con motores rusos para 2019, pero el departamento militar consideró que tal medida era más que un beneficio potencial. El periódico "Kommersant" incluso que United Launch Alliance planea comprar un nuevo lote de RD-180.
El RD-180 no es el único motor ruso exportado. También está el RD-181, que se coloca en la primera etapa del cohete Antares de Orbital Sciences Corporation.
RBC envió una solicitud al servicio de prensa de Roscosmos sobre el desarrollo estadounidense.
Con la participación de: Lyubov Altukhova
