Vene RD-180 rakettmootorid: tehnilised andmed

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Vene RD-180 rakettmootorid on tekitanud tüli kahe Ameerika ettevõtte United Launch Alliance (ULA) ja konkureeriva Orbital Sciences vahel. Esimene ei võimalda viimasel osta mootoreid oma Antarese rakettidele.

Titaanide kokkupõrge

Süüdi oli Orbital Sciencesi osalemine valitsuse hangetel. ULA takistab ebaseaduslikult konkurentidel RD-180 mootorite ostmist kahelt ettevõttelt. Need on RD Amrossi töövõtja - SNPPO Energomash - ja Ameerika vahendaja Pratt & Whitney Rocketdyne. Esimene toodab vajalikku vedelkütusega rakettmootorit RD-180. Teised tarnivad komponente Ameerika Ühendriikidesse.

Ainus vedelkütusel töötav mootor RD-180 sobib optimaalselt USA valitsuse väljakuulutatud pakkumisostudeks. Ekspertide sõnul on nende komponentide omadused ideaalsed raskete kanderakettide ja NASA vajaduste jaoks.

Mis on RD-180 rakettmootor

RD-180 on Zeniti kasutatava neljakambrilise RD-170 kahekambriline derivaat. Vedelkütusega rakettmootoridSuletud tsükliga järelpõleti RD-180 koondab RD-170 suure jõudluse, mugavuse ja korduvkasutatavuse suurusesse, mis vastab Atlas V arenenud kulutava kanderaketi mootorinõuetele.

RD-180 – hüdrauliline mootor juhtklapi ja läbipainde tõukejõu vektori käivitamiseks kardaanides, pneumaatikaga klapi ja läbipuhumissüsteemi käivitamiseks: tõukurraam koormuse jaotamiseks on mootori osana iseseisev. Mootor käivitamisel kasutab LOX-pliid koos generaatorigaasi järelpõlemisega ja LOX-i, mis on rikas gaasiturbiiniajamiga. Seega määrake jõudluse kasv 10 protsenti võrreldes USA mootorite töövõimendusega ja eeldades, et töö on puhas ja korduvkasutatav. Ainult põhikoostu puhul vajasid turbopumpa ja võimenduspumpa RD-120-ga võrreldes edasiarendamist. ja RD-170. Kõik muud komponendid võeti otse RD-170-st.

RD-180 töötati välja 42 kuuga ja see oli murdosa USA tüüpilise uue mootori disaini maksumusest. Mootor töötab vahepealse Atlas III ja tavalise Atlas V võimendiga.

RD-180 on varustatud kahe paari põlemiskambrite ja düüsidega. Mootori töötas välja ja tootis Venemaa uurimis- ja tootmisühing Energomash. Kütusena kasutatakse petrooleumi, vedel hapnik on oksüdeerija. RD-180 rakettmootori maksumus oli 2010. aastal 9 miljonit dollarit.

Ehituse kirjeldus

1. LOX/Petrooleum raketikütus.
2. Kaks tõukejõukambrit (kardaanikarbid +8 kraadi).
3. Üks hapnikurikas plokk põleti ees.
4. THA kõrgsurvekomplekt.
5. Kaheastmeline kütusepump.
6. Üheastmeline hapnikupump.
7. Ühe turbiin.
8. Isesüttiv süüde.
9. Autonoomsed hüdrosüsteemid (ventiilid, TVC), mis töötavad kütusepumba petrooleumiga.
10. Tervise jälgimise ja elu ennustamise süsteem.
11. Automatiseeritud lennu ettevalmistamine (pärast sõidukile paigaldamist automatiseeritakse kõik toimingud käivitamise kaudu).
12. Käivitusplatvormi ja sõidukite liidese minimeerimine (pneumaatilised ja hüdrosüsteemid, autonoomsed, elektrilised integreeritud paneelid, tõukurraam mehaanilise liidese lihtsustamiseks).
13. Keskkonnasõbralikud toimingud koos rikkaliku oksüdeerija käivitamise ja põleti eelsüütega, samuti oksüdeerija käivitus- ja väljalülitusrežiimidega, mis välistavad koksimise ja põlemata potentsiaalselt saastunud petrooleumi.
14. 50–100% pidev drossel, mis sõltub potentsiaalsest reaalajas trajektoori ja mootori vastavuse kontrollist kohapeal enne paranduse käivitamist.
15. 80% RD-170 osad.
16. Albaarkamber: 256, 6 baari.
17. Pindala koefitsient: 36, 4.
18. Tõukejõu ja kaalu suhe: 77, 26.
19. Oksüdeerija ja kütuse suhe: 2, 72.

Mootor RD-180. Funktsioonid

• Erikaal: 5480 kg (12080 naela).
• Kõrgus: 3,6 m (11,67 jalga).
• Läbimõõt: 3,2 m (10,33 jalga).
• Eriimpulss: 337,8 s.
• Eriimpulss merepinnal: 311,3 s
• Salvestusaeg: 270 sek.
• Esmakordne käivitamine: 2000

Ajalugu

1996. aasta novembris viis Energomashi tootmisühing läbi RD-180 esimese katsetuse. Mootor kuulutati võitjaks Ameerika Lockheed Martin Corporationi kanderaketi Atlase paigaldamise hankekonkurssidel. See oli vajalik paljutõotavate mehitatud laevade väljaviimiseks. Sellest ajast alates on RD-180 mootorid muutunud kõige nõutumaks.

Mootor on korduvkasutatav. Keeruline juhtimine võimaldas MTÜ Energomashil peaaegu legendaarselt usaldusväärseid tehinguid Ameerika Ühendriikidega. 2012. aasta detsembris anti üle leping, mis annab ettevõttele garantii mootorite tootmiseks kuni 2019. aastani. Kogu tootmine on koondunud Venemaale.

RD-180 asendus loomine USA-s

Ukraina sündmused viisid sanktsioonideni, mis piiravad Venemaa rakettmootorite kasutamist USA jaoks. RD-180 tuleb asendada Ameerikas toodetud analoogiga. 2014. aasta detsembris võttis täiskogu vastu muudatusettepaneku. See keelas Vene RD-180 kasutamise. Mootori ostmine jätkub Energomashi ja ULA vahel kehtiva tarnelepingu alusel kuni aastani 2019.

Hoolimata jätkuvast koostööst ja RD-180 tarnimisest olemasolevate lepingute alusel andis USA kaitseminister korralduse lõpetada koostöö Venemaaga ja minna üle. Ameerika osade jaoks. Ameerika on kohustatud sõjalis-poliitilises sfääris vabanema Venemaa sõltuvusest.

Sellele vastas Frank Kendall (kaitseminister soetuste eest), et Pentagonil pole millegagi Vene RD-180 mootoreid asendada. Alternatiivina praegusele olukorrale kuulutas Ameerika välja hanke oma territooriumil sarnaste omadustega mootorite tootmiseks.

Venemaa asepeaminister Dmitri Rogozin ütles, et on valmis peatama rakettmootorite RD-180 ja K-33 tarnimise Ameerikasse.

Kui palju maksab RD-180 rakettmootor USA jaoks

Räägime hindadest. SpaceNews teatas, et RD-180 mootor vajas väljavahetamist. USA jaoks läheks selline kapriis maksma 1,5 miljardit dollarit. Pole väike summa.

Kui palju RD-180 mootor maksab? Kogu prototüübi juurutamise projekt kestab vähem alt kuus aastat. Ekspertide sõnul pole USA-l võimalust RD-180 mootorite kasutamisest täielikult loobuda. Probleemi on võimatu lühikese ajaga lahendada, kuna mootorid valmivad alles 2022. aastal.

Vaatamata USA õhujõudude kinnitustele, et RD-180-sid on laos vajalikus koguses, on veel. puudus. Seetõttu tuleb paljud käivitamised edasi lükata. Selle valdkonna kulutused võivad kasvada 5 miljardi dollarini. Kui USA võistleb ja sanktsioone jõustab, on Hiina juba valmis RD-180 tootmiseks.

Perspektiiv

Pentagon on eraldanud Aerojet Rocketdyne'ile ja United Launch Alliance'ile vähem alt 162 miljonit dollarit, et töötadarakettmootorite AR1 ja BE-4 arendusvaldkonnad, kandidaadid praegu kanderaketiga Atlas V lendava Venemaal toodetud mootori asendamiseks.

USA õhujõud on lõpetamas esialgset investeeringut uutesse rakettmootoritesse, kuna sõjavägi püüab loobuda oma sõltuvusest Vene RD-180 mootorist, mida kasutatakse Atlas V-l, mis laseb orbiidile enamiku USA valitsuse satelliite turvalise side tagamiseks., navigeerimine ja teabe kogumine. Õhuvägi sõlmib avaliku ja erasektori partnerluse Aerojet Rocketdyne'i ja ULA-ga, pakkudes ettevõtetele raha mootoriarenduse kaasrahastamiseks.

ULA president ja tegevjuht jätkavad kohtumisi, et saavutada eesmärk pakkuda USA-le kõige töökindlamaid käivitussüsteeme kõige taskukohasema hinnaga, töötades samal ajal välja uut mootorit, mis loob täiesti uued võimalused tühik.

Leping Aerojet Rocketdyne'iga hõlmab rakettmootori AR1 arendamist ja testimist. See on jõuallikas, mis põletab petrooleumi segu ja vedelat hapnikku. Need on samad raketikütuse komponendid, mis Atlas V mootoris RD-180.

Aerojet Rocketdyne'i eesmärk on saada lennukõlbulik mootor 2019. aastaks, kuid esimest käivitamist oodatakse alles 2020. aastal. Õhujõud kulutavad AR1 arendusprogrammile vähem alt 115,3 miljonit dollarit, samal ajal kui Aerojet Rocketdyne ja ULA investeerivad ühiselt 57,7 miljonit dollarit, ütles Aerojet Rocketdyne avalduses.

Enne testimist otsustas valitsuse otsus jätkata AR1 mootoriprogrammi toetamist 804 miljoni dollariga – 536 miljonit dollarit õhujõududelt ning 236 miljonit dollarit Aerojet Rocketdyne’ilt ja ULA-lt.

"AR1 viib USA taas juhtpositsioonile petrooleumi tuumarakettmootorite tootmisel," ütles Drake pressiteates. "Me kasutame uusimaid edusamme nüüdisaegses tootmises, kasutades samal ajal ära oma rikkalikke teadmisi järgmise põlvkonna rakettmootorite kohta. Teeme kõik, et võtta kasutusele mootoreid, mis lõpetavad meie sõltuvuse välismaisest tarnijast, et käivitada meie riigi riikliku julgeoleku varad."

AR1 mootor sisaldab 3D-prinditud osi ja töötab rikastatud hapnikuga koos generaatorigaasi järelpõletusega. See on tõhusam mootoritsükkel kui praegu saadaval muude vedelate süsivesinike puhul USA rakettmootorites.

Õhujõudude fookuses on mootor BE-4. Selle rakendamiseks eraldatakse rahasüstid. Õhujõud on võtnud kohustuse maksta United Launch Alliance'ile Vulcani raketi järgmise põlvkonna eest vähem alt 46,6 miljonit dollarit. ULA nõustus ka valitsuse auhinna tingimuste alusel lisama 40,8 miljonit dollarit.

Lõviosa 45 800 000 dollari suurusest esialgsest rahastamisest läheb BE-4 mootori arendamiseks, mis toodab 550 000 naela tõukejõudu ja tarbib veeldatud maagaasi ja vedeliku krüogeenset kombinatsiooni.hapnik.

Kaks BE-4 mootorit võimendavad Vulcani raketi esimest etappi. Ametnike sõnul rahastab ettevõte BE-4 täielikult United Launch Alliance'i kaudu. Õhujõudude rahastamine toetab ettevõtte edusamme BE-4 mootori integreerimisel kanderaketiga Vulcan.

Aerojet Rocketdyne reklaamib AR1-d kui RD-180 lihtsaimat asendust tänu oma pulbrisegule ja suurusele. Atlas V ühe kahe düüsiga RD-180 mootori jõudluse tagamiseks on vaja kahte AR1 mootorit.

ULA juhid ütlevad, et Amazon.com-i asutatud kosmoseettevõtte Blue Origin mootor BE-4 valmib kiiremini ja seda on lõpuks lihtsam taaskasutada.

Kuigi RD-180 mootori eeliseks oli enam kui 60 edukat käivitamist, oli aeg USA investeerida sarnaste mootorite omamaisesse tootmisse.

BE-4 valideerimine peaks lõpule jõudma 2017. aastal ja ULA eesmärk on teha Vulcani raketi esimene lend 2019. aasta lõpuks.

Õhuvägi rahastab ka ehitust avakosmoses astronautide elamiseks süvakosmose uurimise ja satelliitteenuste jaoks.

ULA jätkab koostööd nii Blue Origini kui ka Aerojet Rocketdyne'iga. See on kaasas Ameerika järgmise põlvkonna mootorite kahe variandiga, mistõttu teeb ettevõte koostööd kahe maailma juhtiva kosmoseettevõttega.

ULA hoiab Aerojet Rocketdyne'i AR1 mootorit tagavaranavalik. Lõplik valik on oodata 2016. aasta lõpus.

Õhujõudude rahalised kohustused Aerojet Rocketdyne'i ja ULA ees avanevad pärast 29. veebruari 2016 pärast sarnaste lepingute sõlmimist SpaceX-i ja Orbital ATK-ga. Orbital ATK tegi uue tahke raketivõimendi projekti ULA Vulcani raketi ja oma kanderaketi jaoks, saab ka Orbital ATK rahastuse.

Vari kosmoses maa "pilvedest"

Vene RD-180 mootoritel pole osariikides alternatiivi. Aerojet Rocketdyne'i asepresident Jim Meiser usub, et USA ei pööra piisav alt tähelepanu oma hapniku-petrooleumi prototüüpide väljatöötamisele.

Ta ütles, et Ameerika on selliste tõukejõusüsteemide loomisel kindlasti venelaste ja hiinlaste taga. Ta mainis ka, et USA on juba välja töötanud hapniku-petrooleumi mootori, mis on töös Merlin 1D. Seda toodab SpaceX. Alles nüüd ei jää see oma omaduste poolest alla RD-180-le.

See on muidugi täielik jama, sest maapealsed pilved ei suuda kosmosesse varju heita. Aga poliitilises mõttes – paraku heidetakse need kõrvale.

USA: töösturid rahulikud, poliitikud mures

USA õhujõudude kõrge ametnik ütles, et lõpetab riikliku julgeoleku satelliitide saatmise United Launch Alliance'i raketi Atlas V pardal, kui rahandusministeerium usub, et Venemaa mootorite import ei riku USA sanktsioone.

Varem küsis senaator John McCain õhujõududelttõestada, et hiljutine ümberkorraldus Venemaal raketi- ja kosmosetööstuses ei muuda RD-180 mootorite ostmist USA sanktsioonide rikkumiseks, mis kehtestati Venemaa ametnike vastu 2014. aastal.

USA valitsusasutused eesotsas rahandusministeeriumiga vaatavad RD-180 tarnetele uue pilgu. Ja me oleme valmis sanktsioonidest mitte kinni pidama. Atlas V maandamine tekitaks Pentagonile suurema takistuse kui võitlus.

McCain korraldas sõjaväelise kosmoseväljaku kuulamise, kus ta õhutas õhuvägesid hankima värsket õiguslikku seisukohta, et RD-18O import rikub USA sanktsioone, mis kehtestati Venemaa ametnikele pärast Ukrainale kuuluva Krimmi poolsaare annekteerimist.

McCain tõstis esile kaks kõrget Venemaa ametnikku: Venemaa asepeaminister Dmitri Rogozini ja Venemaa presidendi Vladimir Putini nõuniku Sergei Tšemezovi. Kuni viimase ajani olid nad kosmosesektoris vaatlejad. Kuigi nad ei saa RD-180 müügist rahalist kasu, on neid karistatud.

28. detsember Putini korraldusel korraldatakse Venemaa kosmosesektorit ümber. See ümberstruktureerimine muudab Venemaa kosmosetööstust ja kosmoseagentuuri Roscosmos uue riikliku korporatsiooni, mida nimetatakse ka Roskosmoseks, alla.

McCain märkis, et seda organisatsiooni juhib praegu Rogozin; Ka Tšemezovil on sellega pistmist. Rogozin ja Tšemezov olid ühed esimestest Venemaa ametnikest, kes said Ukraina kriisi ajal sanktsioonid. Ei üks egateine ei saa USA-sse siseneda. Neile kuuluvad varad on külmutatud.