În prezent, American Blue Origin și Aerojet Rocketdyne creează un înlocuitor pentru motorul rusesc RD-180. Companiile concurează între ele, fiecare intenționând să își certifice unitatea cel târziu în 2019. Un tânăr Blue Origin care funcționează prototip BE-4 (Blue Engine-4) în martie, dar testele pe bancă din mai au eșuat. Aerojet Rocketdyne, care a creat motoare pentru racheta lunară americană și Aerojet Rocketdyne, testat în timp, pare să rămână în urmă: abia în mai a făcut primele teste de foc ale precamerei AR1, care încă nu are o cameră funcțională. probă. Dacă merită să mă aștept la refuzul iminent al Statelor Unite de la RD-180 - am aflat.
Astăzi, un motor de rachetă cu două camere RD-180 cu propulsie lichidă este instalat pe prima treaptă a rachetei grele americane Atlas V. Combustibilul este kerosen, oxidantul este oxigen. Motorul a fost dezvoltat în 1994-1999 pe baza RD-170 cu patru camere, instalat pe boosterele laterale ale rachetei super-grele sovietice Energia (de fapt, acestea sunt primele etape ale vehiculului de lansare ruso-ucrainean) . Contractul pentru crearea unui motor pentru Statele Unite între (azi divizia Rocketdyne face parte din Aerojet Rocketdyne) și a fost semnat în iunie 1996. Între încheierea acordului și lansarea primei rachete au trecut patru ani.
Testele de foc ale RD-180 au început la Energomash în noiembrie 1996. Primul motor de producție a fost expediat în Statele Unite în ianuarie 1999, unde trei luni mai târziu a fost certificat pentru racheta medie Atlas III. Prima dată când un transportator american cu un motor rus a zburat în mai 2001, au fost făcute în total șase lansări Atlas III și toate au avut succes. Pentru Atlas V, unitatea RD-180 a fost certificată în august 2001, prima lansare a noului transportator a avut loc un an mai târziu. Începând cu 18 aprilie 2017, racheta Atlas V a fost lansată de 71 de ori, dintre care o dată a avut succes parțial (motorul rusesc nu a avut nimic de-a face cu asta: a existat o scurgere de hidrogen lichid din rezervorul etapei superioare Centaur, în urma căreia sarcina utilă a fost pusă pe o orbită în afara proiectării).
Astăzi, Atlas V este de fapt principala rachetă grea americană. Lansările unui alt transportator american greu - Delta IV (nu are motoare rusești) - sunt prea scumpe, așa că, din cauza concurenței cu racheta medie-grea Falcon 9, am decis să le minimizez. Din 2007, Boeing și Lockheed Martin, producătorul Atlas V, gestionează lansările vehiculelor lor prin intermediul joint-venture-ului ULA (United Launch Alliance). Această companie are mari probleme în SUA. În primul rând, chiar mai ieftină decât racheta Delta IV Atlas V astăzi nu concurează cu Falcon 9 în lansări comerciale, guvernamentale și militare; în al doilea rând, din cauza deteriorării relațiilor ruso-americane în 2014, ULA ar trebui să renunțe la achiziționarea RD-180 până în 2019.
Compania are mai multe modalități de a-și menține afacerea. Primul este să abandonezi racheta și să construiești una nouă fără motoare rusești. Al doilea este să încerci să instalezi un nou motor în Atlas V în loc de RD-180. Blue Origin ia prima abordare, Aerojet Rocketdyne ia a doua. Opțiunea conform căreia producția RD-180 ar putea fi desfășurată în Statele Unite nu rezistă criticilor: este atât de scumpă și atât de lungă încât este mai ușor să creezi o nouă unitate. În plus, acordul de licență pentru transferul în Statele Unite a tehnologiei pentru producția de motoare rusești RD-180 se încheie în 2030 - nu are sens să extindem producția scumpă pentru doar zece ani.
„Americanii s-au gândit că vor începe să lucreze cu noi și în patru ani ne vor lua tehnologiile și le vor reproduce ei înșiși. Le-am spus imediat: veți cheltui mai mult de un miliard de dolari și zece ani. Au trecut patru ani și ei spun: da, e nevoie de șase ani. Au trecut mai mulți ani, spun ei: avem nevoie de încă opt ani. Au trecut șaptesprezece ani și nu au reprodus niciun motor. Acum au nevoie doar de miliarde de dolari pentru echipamente de banc pentru asta ”, a spus Boris Katorgin, creatorul motorului RD-180, în acest sens, în 2012.
Blue Origin și Aerojet Rocketdyne sunt prea diferite, ceea ce nu poate decât să se reflecte în abordarea propulsiei rachetelor. Aerojet Rocketdyne a suferit multe reorganizări în anii 1950 și 1960 unități F-1 instalate pe prima treaptă a rachetei super-grele Saturn V a misiunii lunare Apollo. AR1-ul său, ca și RD-180, este un motor rachetă cu propulsie lichidă cu ciclu închis, kerosenul este folosit ca combustibil, un oxidant este
oxigen. Acest lucru permite înlocuirea unității rusești cu una americană fără a modifica fundamental vehiculul de lansare Atlas V.
În mai 2017, Aerojet Rocketdyne a efectuat primele teste de ardere ale precamerei (în care combustibilul arde parțial și apoi intră în camera de ardere) a motorului AR1. „După ce a depășit această etapă importantă, am ajuns la concluzia că AR1 va fi gata să zboare în 2019”, a declarat Eileen Drake, CEO și președinte Aerojet Rocketdyne. „În înlocuirea motoarelor de fabricație rusă pe actualele vehicule de lansare, succesul misiunii ar trebui să fie prioritatea națională numărul unu”.
Drake a remarcat caracteristicile competitive ale AR1. În primul rând, imprimarea tridimensională este utilizată pentru a crea elemente individuale ale motorului american. În al doilea rând, este utilizat un aliaj special pe bază de nichel, care face posibilă abandonarea „acoperirilor metalice exotice utilizate în prezent în producția RD-180”. Pentru dezvoltarea AR1, compania folosește aceeași metodologie folosită anterior în crearea celorlalte unități ale sale (RS-68, J-2X, RL10 și RS-25). Compania intenționează să creeze un prototip funcțional (și să certifice aproape imediat) AR1 în 2019.
Potrivit estimărilor ULA, Blue Origin este înaintea Aerojet Rocketdyne cu doi ani în crearea unui înlocuitor pentru RD-180. Compania a început lucrările la BE-4 încă din 2011, ca parte a lucrărilor la propria sa rachetă grea, New Glenn; Primul prototip funcțional al motorului a fost prezentat în martie 2017. Blue Origin admite că RD-180 „funcționează la performanță maximă”, cu toate acestea, cele două BE-4 cu o singură cameră instalate pe prima treaptă a transportorului Vulcan (de fapt Atlas VI), în total, vor dezvolta mai multă tracțiune decât două AR1. și o cale de rulare -180 la prima etapă a Atlas V. Spre deosebire de AR1 și RD-180, BE-4 folosește metanul ca combustibil. Blue Origin numește BE-4 cel mai puternic motor cu metan din lume.
Primele teste pe banc ale BE-4 au fost nereușite. „Ieri am pierdut un set de echipamente de testare pentru sistemul de combustibil la unul dintre bancurile noastre de testare BE-4”, a spus Blue Origin, clarificând că procesul de dezvoltare a motorului nu va fi afectat de incident. Sistemul de combustibil include o multitudine de pompe și supape turbo care furnizează amestecul de combustibil/oxidant către injectoarele și camerele de ardere ale motorului rachetă cu combustibil lichid.
Compania a promis că va reveni în curând la testare. Din mesajul publicat de Blue Origin, după cum remarcă Ars Technica, amploarea accidentului este neclară, dar „faptul că Blue Origin este o companie relativ secretă (comparativ cu aceeași SpaceX - aproximativ "Lenta.ru") a împărtășit în general această informație, este orientativă.” Cel mai probabil, de fapt, nu s-a întâmplat nimic groaznic: Blue Origin are la dispoziție cel puțin două bancuri de testare, iar mai devreme compania a anunțat că intenționează să creeze trei prototipuri BE-4 funcționale simultan.
Costul motorului BE-4 este necunoscut. Blue Origin nu spune nimic despre asta, dar trebuie menționat că compania este deținută de un miliardar american, proprietarul căruia este considerat al cincilea cel mai bogat om din lume (pe lângă membrii familiilor regale și șefii de state individuale): averea lui este estimată la 71,8 miliarde de dolari. Principalul atu al absolventului
Blue Origin și ULA au o relație specială. În 2015, Aerojet Rocketdyne a vrut să cumpere ULA pentru două miliarde de dolari, caz în care RD-180 ar fi cel mai probabil înlocuit cu un AR1. Situația a fost schimbată de Blue Origin, care a semnat un acord cu ULA privind cooperarea în producția de BE-4 și de fapt a preluat inițiativa de la Aerojet Rocketdyne, testat în timp. Astăzi, BE-4 este cel mai probabil candidat pentru racheta Vulcan, iar AR1 este considerat ca o alternativă. În orice caz, AR1 își va găsi folosință, poate fi instalat, de exemplu, pe prima treaptă a unei rachete grele dezvoltată de Orbital ATK.
Se așteaptă ca Vulcan să poată efectua până la zece lansări pe an în anii 2020. Vehiculul de lansare ar trebui să fie asamblat pe o bază modulară și va include 12 rachete medii și grele cu capacități diferite pentru a plasa sarcina utilă pe orbită. Motoarele din prima etapă (BE-4 sau AR1) pot fi refolosite după aterizare folosind scuturi de protecție (pentru a preveni supraîncălzirea de la frecare atunci când sunt aruncate în atmosferă) și parașute. ULA intenționează să folosească site-urile de la Cape Canaveral din Florida sau Baza Forțelor Aeriene Vandenberg din California ca porturi spațiale pentru Vulcan. Prima lansare a rachetei Vulcan, care va înlocui Atlas V cu RD-180 rusesc, este programată pentru sfârșitul anului 2019.
Testele motorului rachetă Be-4 produs de compania americană Blue Origin s-au încheiat cu eșec. Ar trebui să înlocuiască RD-180 rusesc, care este echipat cu vehicule de lansare americane Atlas-V. Cele două Be-4 vor să fie propulsate de racheta de transport greu Vulcan, care este dezvoltată de United Launch Alliance ca parte a unui parteneriat public-privat cu guvernul SUA.
Am pierdut un set întreg de echipamente de testare pentru sistemul de alimentare la unul dintre standuri, a raportat Blue Origin Stare de nervozitate... În același timp, compania a liniștit: nu este nimic neobișnuit în asta în timpul testelor. Cu toate acestea, timpul se scurge. Prima pornire a Vulcan este planificată pentru 2019. Și în viitor, Be-4 va fi instalat pe greul New Glenn, care va lua la bord turiștii spațiali. Dar există planuri globale, iar Statele Unite nu au avut și nu au un motor de rachetă pentru prima etapă.
În 2014, din cauza deteriorării relațiilor dintre SUA și Rusia, Congresul SUA a decis să abandoneze RD-180 rusesc și să accelereze dezvoltarea propriilor analogi. Dar procesul a blocat în mod deschis și, de la jumătatea anului 2016, Washingtonul cumpără alte 18 RD-180 de la Moscova.
Opțiunea de export
Motorul rusesc a fost creat la mijlocul anilor '90. bazat pe faimosul RD-170 - cel mai puternic motor principal din lume (20 milioane CP sau 800 tone). RD-180 avea o tracțiune de 400 de tone, care a fost suficientă pentru a lansa pe orbită racheta americană Atlas. Energomash a câștigat cu încredere licitația.
Spre deosebire de predecesorul său, noul motor nu avea patru camere de ardere, ci două. Prin urmare, a consumat nu 2,5 tone de combustibil pe secundă, ci mai puțin de una și jumătate. RD-180 s-a dovedit a fi mai economic și, în același timp, destul de puternic. Nu este o coincidență că americanii l-au ales pentru cele mai lungi zboruri - către Pluto ("New Horizons"), către Jupiter ("Juno"), Marte ("Mars Reconnaisance Orbiter).
Foto: Wikipedia
RD-180 este încă produs la Energomash, în special pentru rachetele Atlas. Apropo, camera de ardere a acestui motor este aceeași cu cea a RD-170. Și pentru a o face, inginerii sovietici au avut nevoie de zeci de ani. Potrivit academicianului Academiei Ruse de Științe Boris Katorgin, care a lucrat la motor, designul este unic. Cu un diametru de doar 38 de centimetri, camera arde 0,6 tone de combustibil pe secundă (!). În plus, camera este echipată cu protecție împotriva fluxurilor puternice de căldură. Și, de asemenea, mecanismul de răcire este atent gândit. În Be-4, această problemă nu a fost încă rezolvată. Altfel echipamentul de testare nu s-ar fi ars.
Lumină albastră
Și asta în ciuda faptului că americanii trebuie să cheltuiască milioane de dolari pe bancuri de testare. Ei au stat pe Energomash de mult timp. Mai mult, într-o cameră de presiune, puteți testa un motor de două ori mai puternic - același RD-170.
Complicarea sarcinii Blue Origin și noul mod de funcționare a motorului. BE-4 nu va funcționa cu kerosen precum RD-180, ci cu gaz natural lichefiat. Potrivit dezvoltatorului, din cauza utilizării combustibililor gazoși, nu vor fi necesare sisteme de etanșare costisitoare și complexe. În plus, nu rămâne funingine atunci când gazul este ars.
Și totuși, ținând cont de toate cunoștințele, BE-4 se va dovedi a fi de aproximativ două ori mai puțin puternic decât RD-180. Deci, se plănuiește să pună până la șapte motoare pe racheta New Glenn. Dar cand? În acest moment, pompele turbo și supapele principale ale BE-4 sunt în curs de testare. O explozie a avut loc acum doi ani în timpul testelor, când s-a încercat aducerea motorului la putere maximă, iar acest lucru a schimbat serios planurile de a-l pune în funcțiune. Compania a spus că va continua testarea pe tot parcursul anului 2017. Mai sunt doar doi ani până la primul zbor, dar Blue Origin nici măcar nu a anunțat unde va fi produs BE-4. Dar comunicatul de presă spune că va fi cea mai ieftină dintre toate opțiunile disponibile.
Blue Origin a efectuat primele teste de aprindere ale motorului BE-4. Compania americană ULA plănuiește să o pună pe noile sale rachete Vulcan, pe care Statele Unite le vor înlocui rachetele Atlas V echipate cu RD-180 rusești.
Compania Blue Origin a fondatorului Amazon, Jeff Bezos, a efectuat primele teste de ardere ale motorului rachetă BE-4, care funcționează cu oxigen lichid și metan lichid ca oxidant și combustibil. Rapoarte populare Mechanics. Revista notează că BE-4 ar putea deveni cel mai puternic motor de rachetă american în deceniile următoare.
Blue Origin plănuiește să folosească motorul pe noua sa rachetă grea New Glenn. Însă motorul ar putea fi folosit și de un joint venture între Boeing și Lockheed Martin United Launch Alliance, care produce rachete Altlas V și intenționează să producă Vulcan.
În timpul testelor de ardere, motorul BE-4 a câștigat 50% din puterea sa în trei secunde. Blue Origin a început să-l dezvolte încă din 2011, dar a anunțat-o public abia în 2014.
Potrivit PM, BE-4 este primul motor de rachetă mare care a fost dezvoltat de la zero de o companie privată. Forța sa atunci când funcționează la nivelul mării ar trebui să atingă 2.400 kN: BE-4 este mai slab decât motorul principal al navetei spațiale și motorul Raptor dezvoltat de SpaceX, pe care compania lui Elon Musk le va pune pe rachetele grele Big Falcon. BE-4 este reutilizabil.
Blue Origin s-a concentrat anterior pe dezvoltarea lui New Shepard, mici rachete suborbitale reutilizabile, capabile să aducă turiștii la altitudinea orbitei pentru câteva minute. Alimentate de motorul BE-4, rachetele cu două și trei trepte ale lui New Glen vor fi capabile cel puțin să livreze mărfuri și echipaje pe orbita joasă a pământului. BE-4 va fi folosit pentru a accelera atât prima cât și a doua etapă. Blue Origin plănuiește să lanseze o nouă rachetă pentru prima dată în 2020.
United Launch Alliance JV a anunțat planuri de a pune BE-4 pe noile sale rachete Vulcan încă din aprilie 2015. Până acum, ULA are la dispoziție două vehicule de lansare: Atlas V (cu motorul rusesc RD-180) și Delta IV (cu motorul RS-68 al americanului Rocketdyne). Departamentul de Apărare al SUA își desfășoară aproape toate lansările pe rachete ULA. Potrivit PM, un Vulcan cu motor BE-4 este „o oportunitate pentru ULA de a construi un vehicul de lansare care va fi mai ieftin nu numai decât scumpul Delta IV, ci și Atlas V”.
Motor de rachetă rusesc RD-180 (Foto: Alexey Filippov / TASS)
Cu toate acestea, în mai 2017, BE-4 a eșuat: în timpul testării, blocul de putere al motorului a explodat. Și Rocketdyne încearcă prin Congres să forțeze ULA să instaleze noi motoare Rocketdyne AR1 pe rachetele sale, dar până acum rămâne angajată în dezvoltarea Bezos.
Motorul BE-4 trebuie să fie supus și testelor de zbor ca parte a rachetei pentru a-și confirma parametrii, a declarat Igor Arbuzov, director general al NPO Energomash JSC, pentru RBC. „Prin urmare, colegii noștri au încă multă muncă de făcut înainte ca motorul să poată fi pus în funcțiune”, a spus el. „Avem un mare respect pentru ceea ce face Blue Origin. Acest lucru ne încurajează să dezvoltăm și să îmbunătățim produsele noastre ”, a adăugat Arbuzov.
Moscova și Washington au semnat un acord privind furnizarea de RD-180 în anii 1990. De atunci, motoarele au fost folosite pe rachetele Atlas III și Atlas V. În 2014, RD-180-urile au intrat sub sancțiunile SUA, dar câteva zile mai târziu interdicția de aprovizionare a fost ridicată, deoarece la Washington achiziția de motoare de la Energomash nu face. nu contrazice sancțiunile anti-ruse...
De atunci, au existat rapoarte regulate conform cărora Statele Unite încearcă să accelereze procesul de înlocuire a RD-180 rusești. De exemplu, Congresul a instruit Pentagonul să abandoneze lansările de sateliți militari pe motoare rusești până în 2019, dar departamentul militar a considerat mai multe beneficii potențiale ale unei astfel de măsuri. Ziarul Kommersant a spus chiar că United Launch Alliance plănuiește să cumpere un nou lot de RD-180.
RD-180 nu este singurul motor rusesc exportat. Există și RD-181, care este plasat pe prima treaptă a rachetei Antares de către Orbital Sciences Corporation.
RBC a trimis o solicitare serviciului de presă al Roscosmos despre dezvoltarea americană.
Cu: Lyubov Altukhova
