РД-180 (J:-180)
РД-180 | |
---|---|
![]() Модель двигателя РД-180 | |
Тип | жидкостный ракетный двигатель |
Топливо | керосин |
Окислитель | жидкий кислород |
Камер сгорания | 2 |
Страна | Россия |
Использование | |
Время эксплуатации | 2000 год — настоящее время |
Применение | «Атлас III и Атлас V» (первая ступень) |
Производство | |
Конструктор | НПО Энергомаш имени академика В. П. Глушко |
Время создания | 1994—1999 гг. |
Производилось | 1999—2021 гг. |
Массогабаритные характеристики |
|
Полная масса | 5950 кг |
Сухая масса | 5480 кг |
Высота | 3600 мм |
Диаметр | 3200 мм |
Рабочие характеристики | |
Тяга |
вакуум: 423,4 тс уровень моря: 390,2 тс |
Удельный импульс |
вакуум: 338,4 c уровень моря: 311,9 с |
Время работы | 270 c |
Давление в камере сгорания | 261,7 кгс/см² (253,3 атм) |
Степень расширения | 36,87:1 |
Тяговооружённость | 77,3 |
![]() |
РД-180 — российский двухкомпонентный (горючее — керосин, окислитель — жидкий кислород) жидкостный ракетный двигатель закрытого цикла с дожиганием окислительного генераторного газа после турбины, оснащён двумя камерами сгорания и двумя соплами.
Разработан в середине 1990-х годов на основе мощнейшего советского двигателя РД-170[1], производится на территории России в «НПО Энергомаш имени академика В. П. Глушко». Проект двигателя РД-180 был разработан под руководством Б. И. Каторгина[2][3].
История
[править | править код]РД-180 был создан в середине 1990-х годов на основе жидкостного ракетного двигателя РД-170[1] под руководством Бориса Ивановича Каторгина, в 1996 году проект РД-180 выиграл конкурс на создание и продажу двигателей для РН США «Атлас-3» и «Атлас-5»[3].
В 1996 году право на использование двигателя приобрела компания General Dynamics. Ею он был впервые использован 24 мая 2000 года в качестве первой ступени РН «Атлас IIA-R» — модификации ракеты «Атлас IIA»; в дальнейшем ракета была переименована в «Атлас III». После первого запуска была проведена дополнительная работа по сертификации двигателя с целью его использования на универсальном ракетном модуле (англ. Common Core Booster) основной ступени ракеты «Атлас-5». Цена одного двигателя по состоянию на 2010 год составляла 9 млн долл[4]. Таким образом, с начала 1999 года двигатель РД-180 используется в РН «Атлас-3» и «Атлас-5».
РД-180, который использовался на испытательном стенде, был показан на 23-й встрече Большой восьмёрки (июнь 1997 года, Денвер, США).
Так как целью программы использования двигателя являются запуски коммерческих спутников и спутников правительства США, то для соответствия поставок американскому законодательству совместным производителем РД-180 считается Pratt & Whitney. При этом, несмотря на распространяемые в интернет-СМИ и блогах многочисленные слухи[5][6], патентные права на конструкцию двигателя принадлежали НПО «Энергомаш»[7][8][9] до октября 2019 года (срок действия патента США — 20 лет[10]); на конец 2018 года всё производство двигателя сосредоточено в России[11]. Продажа осуществлялась совместным предприятием «Pratt & Whitney» и НПО «Энергомаш», называемым СП «РД-Амрос[англ.]»; приобретение и монтаж производились United Launch Alliance (ULA). C мая 2014 года заключение новых контрактов временно прекращено по постановлению суда, в связи с иском конкурента — компании SpaceX; поставки двигателей по старым контрактам продолжаются[12].
Конструкция
[править | править код]Двигатель состоит из:
- двух камер сгорания,
- турбонасосного агрегата,
- бустерного насосного агрегата горючего,
- бустерного насосного агрегата окислителя,
- газогенератора,
- регулятора расхода горючего в газогенераторе, дросселя окислителя, дросселя горючего, пуско-отсечных клапанов окислителя и горючего,
- блока баллонов, двух ампул с пусковым горючим, пускового бачка.
- системы рулевых приводов, системы приводов автоматики, блока управления автоматикой и датчиков системы аварийной защиты,
- рамы двигателя, донного экрана, теплообменника для подогрева гелия на наддув бака окислителя.
Массовое соотношение окислителя и горючего — 2,72, дросселирование возможно в диапазоне 40—100 %.
Использование
[править | править код]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/48/RD-180_test_firing.jpg/250px-RD-180_test_firing.jpg)
Космические запуски с использованием РД-180 включают миссию к Плутону «Новые горизонты» (2006), миссию к Луне LRO (2009), аппараты для исследования Солнца «Обсерватория солнечной динамики» (2010) и Solar Orbiter (2020), миссию к Юпитеру «Юнона» (2011), миссии к Марсу MRO (2005), «Марсианская научная лаборатория» (2011), MAVEN (2013), InSight (2018) и «Марс-2020» (2020), миссию за грунтом астероида OSIRIS-REx (2016), миссию по изучению троянских астероидов Юпитера «Люси» (2021).
В конце 2018 года проект носителя с шестью боковыми блоками, оснащёнными РД-171, и одним центральным, снабжённым РД-180, был выбран в качестве базового облика новой российской сверхтяжёлой ракеты. Готовность ракеты планируется на 2027 год, а пуск носителя — на 2028 год с космодрома «Восточный»[13].
Ситуация с американским рынком сбыта
[править | править код]Двигатель РД-180 используется на американских двухступенчатых ракетах-носителях Atlas V, используемых с 2002 года для вывода на орбиту спутников военного назначения и исследовательских аппаратов NASA. Эти ракеты позволяли консорциуму ULA удерживать монополию на запуски миссий в интересах национальной безопасности и науки, в том числе марсианских[14].
В 2008—2009 годах чистый убыток «Энергомаша» от поставок двигателей РД-180 в США составил 880 миллионов рублей или почти 68 % всех убытков компании. Счётная палата России выявила, что двигатели продавались только за половину стоимости затрат на их производство[15]. По словам исполнительного директора НПО «Энергомаш» Владимира Солнцева, до 2010 года ракетные двигатели продавались с убытком, поскольку себестоимость производства росла более высокими темпами, чем цена, по которой удавалось наладить сбыт. В 2010—2011 годах был принят ряд мер, и ситуацию удалось выправить[16].
В связи с ухудшением российско-американских отношений (с 2014 года), политики обеих стран выдвигали предложения о прекращении поставок двигателя, используемых американцами. В частности, запрет на закупки двигателя введён поправкой Джона Маккейна[17]. С инициативой запрета использования двигателя для военных запусков США выступал зам. председателя Правительства РФ Дмитрий Рогозин[18].
В качестве замены РД-180, в США рассматривался новый двигатель, на разработку которого Пентагоном выделено[когда?] 160 млн долларов. Ожидалось, что он будет готов к использованию не ранее 2019 или даже 2025 года[17].
Альтернативным вариантом является разворачивание производства РД-180, по имеющейся у США лицензии (до 2030 года), на заводе ULA в Декейтере[19].
В 2014 году был заключён контракт с частной компанией Blue Origin на создание аналога российского РД-180; их новый двигатель BE-4 (в качестве горючего используется метан) был представлен в начале 2017 года[20].
В августе 2018 директор НАСА Джим Брайденстайн в интервью телеканалу C-Span заявил, что американские разработчики трудятся над тем, чтобы создать альтернативу российским двигателям РД-180[21].
В январе 2018 года Financial Times со ссылкой на представителей НПО «Энергомаш» заявила о том, что китайская компания Great Wall Industry ведёт переговоры о покупке технологии ракетных двигателей; издание отмечало, что РД-180 развивает в три раза бо́льшую тягу, чем самый мощный китайский двигатель YF-100, который создан на основе более раннего двигателя РД-120[22][23].
В декабре 2018 года глава SpaceX Илон Маск заявил о неловкости факта, что Boeing/Lockheed вынуждены использовать российский двигатель на ракете Atlas, а сам двигатель назвал великолепным[24].
12 февраля 2019 года главный конструктор НПО «Энергомаш» Пётр Лёвочкин отметил, что двигатель РД-180 сертифицирован с 10 % запасом, а это значит, что давление в его камере сгорания может быть выше 280 атмосфер[25].
20 декабря 2019 года ракета-носитель «Атлас V» с российскими двигателями РД-180 запустила с авиабазы на мысе Канаверал на орбиту космический корабль CST-100 Starliner компании Boeing[26][27].
Летом 2020 года ULA получила первый тестовый двигатель BE-4 производства «Blue Origin»[28].
По состоянию на 08 апреля 2021 года (более 20 лет с момента первого пуска РН «Атлас» с РД-180) в США поставлено 116 двигателей, состоялось 92 пуска, все они признаны успешными[29][30].
16 апреля 2021 года Роскосмос сообщил об отправке в США последней партии из 6 двигателей РД-180.[31] Глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин в сентябре того же года сообщил, что американцы сформировали запас этих двигателей и временно не нуждаются в новых закупках[14].
Модификация
[править | править код]Русь-М
[править | править код]РД-180В для первой ступени планировалось использовать в новой разработке — серии российских ракет-носителей «Русь-М»; в различных модификациях ракеты могло использоваться от 1 до 5 двигателей. Но в 2013 году НПО «Энергомаш» прекратило работу над этим двигателем, так как ранее «Роскосмос» отказался от самой ракеты[32].
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 Каторгин Б. И., Стернин Л. Е. Главный конструктор ракетных двигателей и систем // Вестник Российской академии наук. — 2008. — № 8. — С. 738.
- ↑ Каторгин Борис Иванович . МГТУ имени Баумана. Дата обращения: 7 сентября 2020. Архивировано 25 декабря 2019 года.
- ↑ 1 2 Международная энергетическая премия «Глобальная энергия» 2012 года // Вестник Российской академии наук. — 2012. — № 8. — С. 772.
- ↑ Atlas V . Reuters (13 марта 2008). Дата обращения: 30 сентября 2017. Архивировано из оригинала 8 сентября 2012 года.
- ↑ Андрей Шипилов. Почему «российский двигатель РД-180» в природе не существует . «Аргумент» (7 июня 2016). Дата обращения: 2 августа 2018. Архивировано 2 августа 2018 года.
- ↑ Алан Петров. Работа над ашипками. «российские двигатели РД-180» . Макспарк (19 августа 2016). — Перепечатка shipilov.com. Дата обращения: 7 сентября 2020. Архивировано 7 сентября 2018 года.
- ↑ Liquid-propellant rocket engine chamber and its casing (англ.). Google. Дата обращения: 2 августа 2018. Архивировано 20 января 2022 года.
- ↑ Liquid-propellant rocket engine with turbine gas afterburning (англ.). Google. Дата обращения: 2 августа 2018. Архивировано 25 февраля 2021 года.
- ↑ Combustion chamber casing of a liquid-fuel rocket engine (англ.). Google. Дата обращения: 2 августа 2018.
- ↑ Мария Першонкова. Особенности патентования технических решений в США . Издательская группа «Закон» (15 февраля 2019). Дата обращения: 30 мая 2020. Архивировано 14 марта 2022 года.
- ↑ В Совфеде не исключили прекращения поставок США двигателей РД-180 в качестве ответных мер . «РИА Новости» (13 апреля 2018). Дата обращения: 18 апреля 2018. Архивировано 19 апреля 2018 года.
- ↑ Суд в США запретил Lockheed и Boeing покупать российские двигатели . Деловая газета «Взгляд» (2 мая 2014). Дата обращения: 7 сентября 2020. Архивировано 2 августа 2018 года.
- ↑ Российская сверхтяжелая ракета получит РД-180 . Lenta.ru. Дата обращения: 25 декабря 2018. Архивировано 25 декабря 2018 года.
- ↑ 1 2 Павел Котляр. «Не зависеть от России»: США отказались от двигателей РД-180 . Газета.Ru (27 августа 2021). Дата обращения: 3 марта 2022. Архивировано 3 марта 2022 года.
- ↑ Ракетные двигатели РД-180 продавали в США за полцены — Счетная палата . «РИА Новости» (11 мая 2011). Дата обращения: 26 июля 2019. Архивировано 26 июля 2019 года.
- ↑ Россия поставит в США 29 ракетных двигателей . «Взгляд» (11 сентября 2012). Дата обращения: 5 августа 2019. Архивировано 5 августа 2019 года.
- ↑ 1 2 Олег Одноколенко. Сенатор Маккейн применил санкции и против США . Независимая газета (4 июня 2015). Дата обращения: 23 июня 2015. Архивировано 30 июня 2015 года., однако он не коснулся уже приобретённых двигателей
- ↑ Рогозин: Россия может прекратить поставку ракетных двигателей в США . РИА Новости (13 мая 2014). Дата обращения: 23 июня 2015. Архивировано 24 июня 2015 года.
- ↑ Eric Fleischauer. ULA’s CEO talks challenges, engine plant plans for Decatur (англ.). Decatur Daily (7 февраля 2015). Дата обращения: 9 февраля 2015. Архивировано 12 июня 2017 года.
- ↑ Котов Михаил. И батуты свои забирайте! США больше не нужны российские ракетные двигатели . Life.ru (8 марта 2017). Дата обращения: 11 марта 2017. Архивировано 16 июня 2021 года.
- ↑ Глава NASA заявил об «усердной» работе по отказу от российских РД-180 . РБК. Дата обращения: 13 августа 2018. Архивировано 13 августа 2018 года.
- ↑ FT: «ракетные переговоры» России и Китая не понравятся Вашингтону . ИноТВ. RT (19 января 2018). Дата обращения: 26 апреля 2018. Архивировано 27 апреля 2018 года.
- ↑ США уличили Россию в сливе Китаю технологии РД-180 . Lenta.ru (22 января 2018). Дата обращения: 26 апреля 2018. Архивировано 22 января 2018 года.
- ↑ It’s embarrassing that Boeing/Lockheed need to use a Russian engine on Atlas, but that engine design is brilliant . Дата обращения: 19 февраля 2019. Архивировано 21 апреля 2019 года.
- ↑ В «Энергомаше» ответили на заявление Маска о российском двигателе РД-180 . РИА Новости (11 февраля 2019). Дата обращения: 12 февраля 2019. Архивировано 13 февраля 2019 года.
- ↑ Сергей Кузнецов. Корабль Starliner поднял орбиту на 50 километров для подготовки к посадке . N+1 (21 декабря 2019). Дата обращения: 21 декабря 2019. Архивировано 21 декабря 2019 года.
- ↑ Корабль Starliner впервые стартовал к МКС в беспилотном режиме . ТАСС (20 декабря 2019). Дата обращения: 20 декабря 2019. Архивировано 29 декабря 2019 года.
- ↑ США получили замену российским ракетным двигателям РД-180 . Дата обращения: 4 сентября 2021. Архивировано 4 сентября 2021 года.
- ↑ 20 лет успеха: РД-180 празднует юбилей . НПО «Энергомаш» имени академика В. П. Глушко (25 мая 2020). Дата обращения: 30 мая 2020. Архивировано 30 мая 2020 года.
- ↑ Россия в этом году поставит США последние ракетные двигатели РД-180 . Дата обращения: 8 апреля 2021. Архивировано 8 апреля 2021 года.
- ↑ Новости. Шесть двигателей РД-180 отправятся в США . www.roscosmos.ru. Дата обращения: 16 апреля 2021. Архивировано 16 апреля 2021 года.
- ↑ Разработка двигателя для ракеты «Русь-М» полностью приостановлена . Lenta.ru (19 июня 2013). Дата обращения: 30 мая 2020. Архивировано 25 июня 2021 года.
Ссылки
[править | править код]- РД-180. ракетный двигатель носителя «Атлас» . НПО «Энергомаш» имени академика В. П. Глушко.
- 20 лет успеха: РД-180 празднует юбилей . НПО «Энергомаш» имени академика В. П. Глушко (25 мая 2020).
- Григорий Дубов. В США назвали срок отказа от российских ракетных двигателей . РБК (4 апреля 2019).
- Затухающая песня. США «убили» производство двигателя РД-180 в России // hi-tech.mail.ru, 23 июля 2020
- RD-180 (англ.). Pratt & Whitney. Архивировано 12 октября 2007 года.
- ЖРД РД-180 . LPRE.DE.
- RD-180 (англ.). Astronautix.com. Архивировано 27 января 2019 года.
- RD-180. Specifications (англ.). SpaceAndTech.com. Дата обращения: 1 июня 2019. Архивировано из оригинала 15 мая 2013 года.
- Жидкостный РД-180: стендовые испытания (видео на YouTube)