Russian RD-180 rocket engine: mga pagtutukoy

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang Russian RD-180 rocket engine ay naging buto ng pagtatalo sa pagitan ng dalawang kumpanyang Amerikano na United Launch Alliance (ULA) at magkatunggaling Orbital Sciences. Pinipigilan ng una ang huli na bumili ng mga makina para sa mga misil na Antares nito.

Clash of the Titans

Ang partisipasyon ng Orbital Sciences sa mga tender purchase ng gobyerno ang dapat sisihin. Iligal na pinipigilan ng ULA ang mga kakumpitensya na bumili ng RD-180 engine mula sa dalawang kumpanya. Ito ang kontratista ng RD Amross - SNPPO Energomash - at ang American intermediary na si Pratt & Whitney Rocketdyne. Ang una ay gumagawa ng kinakailangang RD-180 liquid propellant rocket engine. Ang iba pang mga bahagi ng supply sa United States.

Ang nag-iisang liquid-propellant na makina na RD-180 ay angkop na angkop para sa mga tender purchase na inanunsyo ng gobyerno ng US. Ayon sa mga eksperto, ang mga katangian ng mga bahaging ito ay perpekto para sa mga heavy launch na sasakyan at sa mga pangangailangan ng NASA.

Ano ang RD-180 rocket engine

Ang RD-180 ay isang two-chamber derivative ng four-chamber RD-170 na ginagamit ng Zenit. Liquid propellant rocket engineAng RD-180 closed-cycle afterburner ay naglalaman ng mataas na pagganap, kaginhawahan at muling paggamit ng RD-170 sa isang sukat upang tumugma sa mga kinakailangan sa makina ng Atlas V Evolved Expendable Launch Vehicle.

RD-180 – Hydraulic motor para paandarin ang control valve at deflection thrust vector sa mga gimbal, na may mga pneumatics para paandarin ang valve at ang blowdown system: ang thrust frame para sa pamamahagi ng load ay self-sufficient bilang bahagi ng engine. Ang motor sa simula ay gumagamit ng LOX lead, na may afterburning ng generator gas at LOX, na mayaman sa gas turbine drive. Kaya't magtakda ng pagtaas ng performance na 10 porsiyento kumpara sa pagpapalakas ng pagpapatakbo ng mga makina ng US at sa pag-aakalang malinis, magagamit muli ang operasyon. Tanging sa pangunahing pagpupulong, ang turbo pump at booster pump ay nangangailangan ng pag-develop mula sa RD-120 at RD-170. Ang lahat ng iba pang bahagi ay direktang kinuha mula sa RD-170.

Ang RD-180 ay binuo sa loob ng 42 buwan sa isang maliit na bahagi ng halaga ng karaniwang disenyo ng makina sa US. Ang motor ay tumatakbo sa isang intermediate na Atlas III at isang karaniwang Atlas V booster.

Ang RD-180 ay nilagyan ng dalawang pares ng mga combustion chamber at nozzle. Ang makina ay binuo at ginawa ng Russian research at production association na Energomash. Ang kerosene ay ginagamit bilang gasolina, ang likidong oxygen ay isang oxidizing agent. Ang halaga ng RD-180 rocket engine noong 2010 ay $9 milyon.

Paglalarawan ng konstruksyon

1. LOX/Kerosene rocket fuel.
2. Dalawang thrust chamber (mga gimbal +8 degrees).
3. Isang oxygen rich block sa harap ng burner.
4. THA high pressure assembly.
5. Two-stage fuel pump.
6. Single stage oxygen pump.
7. Single turbine.
8. Pag-aapoy sa sarili.
9. Autonomous hydraulic system (valves, TVC) na pinapagana ng kerosene mula sa fuel pump.
10. Pagsubaybay sa kalusugan at sistema ng paghula sa buhay.
11. Awtomatikong paghahanda sa paglipad (pagkatapos ng pag-install sa sasakyan, lahat ng operasyon ay awtomatiko sa pamamagitan ng paglulunsad).
12. Pag-minimize ng interface mula sa launch pad at mga sasakyan (pneumatic at hydraulic system, autonomous, electrical integrated panels, thrust frame para gawing simple ang mechanical interface).
13. Mga pangkalikasan na operasyon na may rich oxidizer na nagsisimula sa pre-burner ignition, pati na rin ang oxidizer start at shutdown mode na nag-aalis ng coking at hindi nasusunog na potensyal na kontaminadong kerosene.
14. 50-100% tuloy-tuloy na pag-throttling napapailalim sa potensyal na real-time na trajectory at pagsusuri sa pagtutugma ng motor sa site bago ilunsad ang pag-aayos.
15. 80% RD-170 parts.
16. Albaric chamber: 256, 6 bar.
17. Area factor: 36, 4.
18. Thrust-to-weight ratio: 77, 26.
19. Oxidizer-fuel ratio: 2, 72.

Engine RD-180. Mga Tampok

• Specific Gravity: 5480 kg (12080 lb).
• Taas: 3.6 m (11.67 piye).
• Diameter: 3.2 m (10.33 ft).
• Specific impulse: 337.8 s.
• Partikular na salpok sa antas ng dagat: 311.3 s
• Oras ng pag-record: 270 seg.
• Unang paglulunsad: 2000

Kasaysayan

Noong Nobyembre 1996, ang Energomash production association ay nagsagawa ng unang pagsubok ng RD-180. Ang makina ay idineklara ang nagwagi sa mga tender para sa pag-install nito sa sasakyang paglulunsad ng Atlas ng American Lockheed Martin Corporation. Ito ay kinakailangan para sa pag-alis ng mga promising manned ships. Simula noon, ang RD-180 engine ay naging pinaka-in demand.

Ang makina ay magagamit muli. Ang sopistikadong pamamahala ay nagbigay sa NPO Energomash ng halos maalamat na mapagkakatiwalaang deal sa United States. Noong Disyembre 2012, isang kontrata ang naihatid na nagbibigay sa kumpanya ng garantiya para sa paggawa ng mga makina hanggang 2019. Lahat ng produksyon ay puro sa Russia.

Paggawa ng kapalit para sa RD-180 sa US

Ang Ukrainian event ay humantong sa mga parusa na naglilimita sa kakayahang gumamit ng mga Russian rocket engine para sa United States. Ang RD-180 ay dapat mapalitan ng isang analogue na gawa sa Amerika. Noong Disyembre 2014, isang susog ang ipinasa ng Kamara. Ipinagbawal nito ang paggamit ng Russian RD-180s. Patuloy na bibilhin ang makina sa ilalim ng kasalukuyang kontrata ng supply hanggang 2019 sa pagitan ng Energomash at ULA.

Sa kabila ng patuloy na pakikipagtulungan at paghahatid ng RD-180 sa ilalim ng mga umiiral na kasunduan, iniutos ng Kalihim ng Depensa ng US na wakasan ang pakikipagtulungan sa Russia at ang paglipatpara sa mga bahaging Amerikano. Obligado ang Amerika na alisin ang pag-asa sa Russia sa larangan ng militar-pampulitika.

To this, Frank Kendall (Secretary of Defense for Acquisitions) ay tumugon na ang Pentagon ay walang papalit sa Russian RD-180 engine. Bilang kahalili sa kasalukuyang sitwasyon, inanunsyo ng Amerika ang isang tender para sa paggawa ng sarili nitong mga makina na may katulad na katangian sa teritoryo nito.

Sinabi ng Deputy Prime Minister ng Russia na si Dmitry Rogozin na handa siyang ihinto ang supply ng mga rocket engine na RD-180 at K-33 sa Amerika.

Magkano ang isang RD-180 rocket engine para sa US

Pag-usapan natin ang tungkol sa mga presyo. Iniulat ng SpaceNews na ang RD-180 engine ay kailangang palitan. Para sa Estados Unidos, ang gayong kapritso ay nagkakahalaga ng $1.5 bilyon. Hindi maliit na halaga.

Magkano ang RD-180 engine? Ang buong proyekto ng pagpapatupad ng prototype ay tatagal ng hindi bababa sa anim na taon. Ayon sa mga eksperto, ang Estados Unidos ay walang pagkakataon na ganap na iwanan ang paggamit ng RD-180 engine. Imposibleng malutas ang problema sa maikling panahon, dahil ang mga makina ay magiging handa lamang sa 2022.

Sa kabila ng mga katiyakan ng US Air Force na ang mga RD-180 ay nasa stock sa kinakailangang dami, mayroon pa ring isang kakulangan. Samakatuwid, maraming paglulunsad ang kailangang ipagpaliban. Ang paggastos sa lugar na ito ay maaaring tumaas sa $5 bilyon. Habang ang US ay nakikipagkumpitensya at nagpapatupad ng mga parusa, ang China ay nasa linya na para sa RD-180 production.

Perspektibo

Ang Pentagon ay naglaan ng hindi bababa sa $162 milyon sa Aerojet Rocketdyne at United Launch Alliance para magtrabaho samga lugar ng pag-unlad ng AR1 at BE-4 rocket engine, mga kandidato para sa pagpapalit ng Russian-made na makina na kasalukuyang nagpapalipad sa sasakyang panglunsad ng Atlas V.

Ang US Air Force ay kumukumpleto ng isang paunang pamumuhunan sa mga bagong rocket na motor habang ang militar ay naghahangad na lumayo sa pag-asa nito sa Russian RD-180 engine na ginamit sa Atlas V, na naglulunsad ng karamihan sa mga satellite ng gobyerno ng US para sa ligtas na komunikasyon, nabigasyon at impormasyon sa pangangalap ng katalinuhan. Ang Air Force ay pumasok sa isang pampublikong-pribadong pakikipagtulungan sa Aerojet Rocketdyne at ULA, na nagbibigay ng mga pondo ng korporasyon sa co-finance engine development.

Ang Pangulo at CEO ng ULA ay patuloy na nagpupulong upang makamit ang layuning mabigyan ang Estados Unidos ng mga pinaka-maaasahang sistema ng paglulunsad sa pinaka-abot-kayang presyo, habang gumagawa ng bagong makina na magpapakilala ng ganap na mga bagong pagkakataon para sa paggamit ng space.

Ang Kasunduan sa Aerojet Rocketdyne ay sumasaklaw sa pagbuo at pagsubok ng AR1 rocket engine. Isa itong power unit na nagsusunog ng kerosene mixture at liquid oxygen. Ito ang mga parehong propellant na bahagi tulad ng sa RD-180 engine para sa Atlas V.

Layunin ng Aerojet Rocketdyne na magkaroon ng airworthy engine pagsapit ng 2019, ngunit ang unang paglulunsad ay hindi inaasahan hanggang 2020. Ang Air Force ay nagbibigay ng hindi bababa sa $115.3 milyon sa AR1 development program habang ang Aerojet Rocketdyne at ULA sama-samang namumuhunan ng $57.7 milyon, sinabi ng Aerojet Rocketdyne sa isang pahayag.

Bago ang pagsubok, ang desisyon ng gobyerno na ipagpatuloy ang suporta para sa AR1 engine program ay nangunguna sa $804 milyon - na may $536 milyon mula sa Air Force at $236 milyon mula sa Aerojet Rocketdyne at ULA.

"Ibabalik ng AR1 ang US sa pangunguna sa paggawa ng kerosene nuclear rocket engine," sabi ni Drake sa isang press release. "Isinasama namin ang pinakabagong mga pag-unlad sa makabagong pagmamanupaktura habang ginagamit ang aming mayamang kaalaman sa susunod na henerasyon ng mga rocket na motor, ang lahat ay ginagawa upang ipakilala ang mga motor na magwawakas sa aming pag-asa sa isang dayuhang supplier upang ilunsad ang aming bansa. mga asset ng pambansang seguridad."

Ang AR1 engine ay magsasama ng 3D printed parts at tatakbo sa enriched oxygen na may generator gas afterburning. Ito ay isang mas mahusay na ikot ng makina kaysa sa kasalukuyang magagamit sa iba pang mga likidong hydrocarbon sa mga rocket engine ng US.

Ang BE-4 engine ay ang focus ng Air Force. Para sa pagpapatupad nito, inilalaan ang mga cash injection. Ang Air Force ay nakatuon sa pagbabayad ng hindi bababa sa $46.6 milyon sa United Launch Alliance para sa susunod na henerasyon ng Vulcan rocket. Sumang-ayon din ang ULA na magdagdag ng $40.8 milyon sa ilalim ng mga tuntunin ng award ng gobyerno.

Ang malaking bahagi ng $45,800,000 na paunang pondo ay mapupunta sa pagbuo ng BE-4 engine, na bubuo ng 550,000 pounds ng thrust at kumonsumo ng cryogenic na kumbinasyon ng liquefied natural gas at liquidoxygen.

Dalawang BE-4 na makina ang magpapalakas sa unang yugto ng Vulcan rocket. Sinabi ng mga opisyal na ang BE-4 ay ganap na pinondohan ng kumpanya sa pamamagitan ng United Launch Alliance. Susuportahan ng pagpopondo ng Air Force ang pag-unlad ng kumpanya sa pagsasama ng BE-4 engine sa Vulcan launch vehicle.

Aerojet Rocketdyne ina-advertise ang AR1 bilang ang pinakamadaling palitan para sa RD-180 dahil sa pinaghalong powder at laki nito. Dalawang AR1 engine ang kinakailangan upang matugunan ang pagganap ng isang dual nozzle RD-180 engine sa isang Atlas V.

Sinasabi ng mga executive ng ULA na ang BE-4 engine mula sa Blue Origin, isang entrepreneurial space firm na itinatag ng Amazon.com, ay magiging mas mabilis at sa huli ay magiging mas madaling mabawi para magamit muli.

Habang ang RD-180 engine ay may kalamangan sa higit sa 60 matagumpay na paglulunsad, oras na para sa pamumuhunan ng US sa domestic production ng mga katulad na makina.

Ang BE-4 ay dapat kumpletuhin ang pagpapatunay nito sa 2017, at layunin ng ULA na ang unang paglipad ng Vulcan rocket sa pagtatapos ng 2019.

Pinapondohan din ng Air Force ang konstruksyon sa outer space para sa tirahan ng mga astronaut sa deep space exploration at satellite services.

Ang ULA ay patuloy na gumagana sa parehong Blue Origin at Aerojet Rocketdyne. Kasama nito ang dalawang variant ng susunod na henerasyon ng mga American engine, kaya naman ang kumpanya ay nakikipagtulungan sa dalawa sa mga nangungunang kumpanya sa kalawakan sa mundo.

Pinapanatili ng ULA ang AR1 engine ng Aerojet Rocketdyne bilang backupopsyon. Inaasahan ang huling pagpili sa katapusan ng 2016.

Air Force financial commitments sa Aerojet Rocketdyne at ULA ay bukas pagkatapos ng Pebrero 29, 2016 pagkatapos ng mga katulad na kasunduan sa SpaceX at Orbital ATK. Bagong solid rocket booster project na ginawa ng Orbital ATK para sa Vulcan rocket ng ULA at para sa sarili nitong launcher, makakatanggap din ng pagpopondo ng Orbital ATK.

Anino sa kalawakan mula sa "ulap" ng mundo

Russian RD-180 engine ay walang alternatibo sa States. Naniniwala si Jim Meiser, vice president ng Aerojet Rocketdyne, na hindi binibigyang pansin ng United States ang pagbuo ng sarili nitong oxygen-kerosene prototype.

Sinabi niya na ang Amerika ay talagang nasa likod ng mga Ruso at Tsino sa paglikha ng mga naturang propulsion system. Binanggit din niya na ang Estados Unidos ay nakabuo na ng isang oxygen-kerosene engine, na nasa operasyon ng Merlin 1D. Ito ay ginawa ng SpaceX. Ngayon lang, sa mga tuntunin ng mga katangian nito, hindi ito kulang sa RD-180.

Siyempre, ito ay ganap na kalokohan, dahil ang mga terrestrial na ulap ay hindi maaaring maglagay ng anumang anino sa kalawakan. Ngunit sa pampulitikang kahulugan - sayang, itinapon sila.

US: Kalmado ang mga industriyalista, nag-aalala ang mga pulitiko

Sabi ng isang matataas na opisyal ng air force ng US na ititigil niya ang paglulunsad ng mga national security satellite sakay ng Atlas V rocket ng United Launch Alliance kung naniniwala ang Treasury Department na ang mga import ng makina ng Russia ay hindi lumalabag sa mga parusa ng US.

Kanina, nagtanong si Senator John McCain sa Air Forceupang patunayan na ang kamakailang reorganisasyon sa Russia ng rocket at space industry nito ay hindi ginagawa ang pagbili ng RD-180 engine na isang paglabag sa mga parusa ng US na ipinataw laban sa mga opisyal ng Russia noong 2014.

Ang mga ahensya ng gobyerno ng US, na pinamumunuan ng Treasury Department, ay tumitingin sa mga paghahatid ng RD-180. At handa kaming hindi sumunod sa mga parusa. Ang pag-ground sa Atlas V ay lilikha ng mas malaking hadlang para sa Pentagon kaysa sa pakikipaglaban.

McCain ay nagsagawa ng military spaceport hearing kung saan hinimok niya ang Air Force na kumuha ng bagong legal na opinyon na ang pag-import ng RD-18O ay lumalabag sa mga parusa ng US na ipinataw sa mga opisyal ng Russia kasunod ng pagsasanib ng Crimean peninsula ng Ukraine.

Binili ng McCain ang dalawang matataas na opisyal ng Russia: Russian Deputy Prime Minister Dmitry Rogozin at Sergei Chemezov, adviser ni Russian President Vladimir Putin. Hanggang kamakailan lamang, sila ay mga tagamasid sa sektor ng kalawakan. Bagama't hindi sila nakikinabang sa pananalapi mula sa pagbebenta ng RD-180, sila ay pinahintulutan.

Disyembre 28, sa utos ni Putin, muling inaayos ang sektor ng kalawakan ng Russia. Ang muling pagsasaayos na ito ay gumagawa ng mga pagsasaayos sa industriya ng kalawakan ng Russia at sa ahensya ng kalawakan ng Roscosmos sa ilalim ng isang bagong korporasyon ng estado, na tinatawag ding Roskosmos.

McCain nabanggit na ang organisasyong ito ay kasalukuyang pinamumunuan ni Rogozin; May kinalaman din dito si Chemezov. Sina Rogozin at Chemezov ay kabilang sa mga unang opisyal ng Russia na tumanggap ng mga parusa sa panahon ng krisis sa Ukrainian. Wala ni isa oang isa ay hindi makapasok sa US. Ang mga asset na pagmamay-ari nila ay na-freeze.