Rus RD-180 roket motorları: teknik özellikler

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Rus RD-180 roket motorları, iki Amerikan şirketi United Launch Alliance (ULA) ve rakip Orbital Sciences arasında bir tartışma konusu oldu. İlki, ikincisinin Antares füzeleri için motor satın almasını engelliyor.

Titanların Savaşı

Suçlanacak olan, Orbital Sciences'ın devlet ihale alımlarına katılmasıydı. ULA, rakiplerin iki şirketten RD-180 motor satın almalarını yasadışı olarak engelliyor. Bunlar RD Amross yüklenicisi - SNPPO Energomash - ve Amerikalı aracı Pratt & Whitney Rocketdyne. İlki, gerekli RD-180 sıvı yakıtlı roket motorunu üretir. Diğeri, Amerika Birleşik Devletleri'ne bileşenler sağlar.

Tek sıvı yakıtlı motor RD-180, ABD hükümeti tarafından açıklanan ihale alımları için en uygunudur. Uzmanlara göre bu bileşenlerin özellikleri, ağır fırlatma araçları ve NASA'nın ihtiyaçları için ideal.

RD-180 roket motoru nedir

RD-180, Zenit tarafından kullanılan dört odacıklı RD-170'in iki odacıklı bir türevidir. Sıvı yakıtlı roket motorlarıRD-180 kapalı çevrim art yakıcı, RD-170'in yüksek performansını, rahatlığını ve yeniden kullanılabilirliğini, Atlas V Evolved Expendable Launch Vehicle'ın motor gereksinimlerine uyacak bir boyuta sığdırır.

RD-180 – Salmastralarda kontrol valfini ve sapma itme vektörünü harekete geçirmek için hidrolik motor, valfi ve blöf sistemini harekete geçirmek için pnömatik ile: yük dağıtımı için itme çerçevesi motorun bir parçası olarak kendi kendine yeterlidir. Başlangıçtaki motor, jeneratör gazının yanması ve gaz türbini tahriki açısından zengin LOX ile LOX kurşun kullanır. Bu nedenle, ABD motorlarının operasyonel desteğine kıyasla yüzde 10'luk bir performans artışı ayarlayın ve temiz, yeniden kullanılabilir bir çalışma olduğunu varsayarak. Yalnızca ana montajda, turbo pompa ve takviye pompasının RD-120'den ölçeklendirilebilmesi için geliştirme yapılması gerekiyordu. ve RD- 170. Diğer tüm bileşenler doğrudan RD-170'den alınmıştır.

RD-180, tipik bir ABD yeni motor tasarımının maliyetinin çok altında bir maliyetle 42 ayda geliştirildi. Motor, orta seviye bir Atlas III ve standart bir Atlas V güçlendirici ile çalışır.

RD-180, iki çift yanma odası ve nozul ile donatılmıştır. Motor, Rus araştırma ve üretim birliği Energomash tarafından geliştirildi ve üretildi. Gazyağı yakıt olarak kullanılır, sıvı oksijen oksitleyici bir maddedir. 2010 yılında RD-180 roket motorunun maliyeti 9 milyon dolardı.

Yapı açıklaması

1. LOX/Kerosen roket yakıtı.
2. İki itme odası (yalpalar +8 derece).
3. Brülörün önünde oksijen açısından zengin bir blok.
4. THA yüksek basınç montajı.
5. İki kademeli yakıt pompası.
6. Tek kademeli oksijen pompası.
7. Tek türbin.
8. Kendiliğinden tutuşan ateşleme.
9. Bir yakıt pompasından gelen gazyağı ile çalışan otonom hidrolik sistemler (valfler, TVC).
10. Sağlık izleme ve yaşam tahmin sistemi.
11. Otomatik uçuş hazırlığı (araca kurulduktan sonra, tüm işlemler fırlatma yoluyla otomatikleştirilir).
12. Fırlatma rampasından ve araçlardan arayüzün en aza indirilmesi (pnömatik ve hidrolik sistemler, otonom, elektrikle entegre paneller, mekanik arayüzü basitleştirmek için itme çerçevesi).
13. Zengin oksitleyici ile ön brülör ateşlemesini başlatan çevre dostu işlemler ve ayrıca koklaşmayı ve yanmamış potansiyel olarak kirlenmiş keroseni ortadan kaldıran oksitleyici başlatma ve kapatma modları.
14. %50-100 sürekli kısma, düzeltmeyi başlatmadan önce sitede potansiyel gerçek zamanlı yörünge ve motor eşleştirme kontrolüne tabidir.
15. %80 RD-170 parçaları.
16. Albar odası: 256, 6 bar.
17. Alan faktörü: 36, 4.
18. İtki-ağırlık oranı: 77, 26.
19. Oksitleyici-yakıt oranı: 2, 72.

Motor RD-180. Özellikler

• Özgül Ağırlık: 5480 kg (12080 lb).
• Yükseklik: 3,6 m (11,67 ft).
• Çap: 3,2 m (10,33 ft).
• Özgül dürtü: 337,8 sn.
• Deniz seviyesindeki belirli dürtü: 311.3 s
• Kayıt süresi: 270 sn.
• İlk lansman: 2000

Tarih

Kasım 1996'da Energomash üretim birliği RD-180'in ilk testini gerçekleştirdi. Motor, Amerikan Lockheed Martin Corporation'ın Atlas fırlatma aracına montajı için yapılan ihalelerde kazanan ilan edildi. Bu, gelecek vaat eden insanlı gemilerin geri çekilmesi için gerekliydi. O zamandan beri, RD-180 motorları en çok talep gören motorlar haline geldi.

Motor yeniden kullanılabilir. Gelişmiş yönetim, NPO Energomash'a Amerika Birleşik Devletleri ile neredeyse efsanevi güvenilir anlaşmalar sağladı. Aralık 2012'de, şirkete 2019 yılına kadar motor üretimi için garanti sağlayan bir sözleşme teslim edildi. Tüm üretim Rusya'da yoğunlaşmıştır.

ABD'de RD-180 için bir yedek oluşturuluyor

Ukrayna olayları, ABD için Rus roket motorlarını kullanma yeteneğini sınırlayan yaptırımlara yol açtı. RD-180, Amerikan yapımı bir analogla değiştirilmelidir. Aralık 2014'te Meclis tarafından bir değişiklik kabul edildi. Rus RD-180'lerin kullanımını yasakladı. Motor, Energomash ve ULA arasındaki mevcut tedarik sözleşmesi kapsamında 2019 yılına kadar satın alınmaya devam edecek.

Mevcut anlaşmalar kapsamında RD-180'in devam eden işbirliğine ve teslimatlarına rağmen, ABD Savunma Bakanı Rusya ile işbirliğinin sona erdirilmesi ve geçişin durdurulması emrini verdi. Amerikan parçaları için. Amerika, askeri-politik alanlarda Rus bağımlılığından kurtulmak zorundadır.

Buna, Frank Kendall (Satın Alımlardan Sorumlu Savunma Bakanı), Pentagon'un Rus RD-180 motorlarının yerini alacak hiçbir şeyi olmadığı yanıtını verdi. Mevcut duruma alternatif olarak Amerika, kendi topraklarında benzer özelliklerde kendi motorlarının üretimi için bir ihale ilan etti.

Rusya Başbakan Yardımcısı Dmitry Rogozin, Amerika'ya RD-180 ve K-33 roket motorlarının tedarikini durdurmaya hazır olduğunu söyledi.

ABD için bir RD-180 roket motorunun maliyeti ne kadardır

Fiyatlardan bahsedelim. SpaceNews, RD-180 motorunun değiştirilmesi gerektiğini bildirdi. Amerika Birleşik Devletleri için böyle bir heves 1,5 milyar dolara mal olacak. Az bir miktar değil.

RD-180 motorunun maliyeti nedir? Prototip uygulama projesinin tamamı en az altı yıl sürecektir. Uzmanlara göre, Amerika Birleşik Devletleri RD-180 motorlarının kullanımını tamamen terk etme fırsatına sahip değil. Motorlar ancak 2022'de hazır olacağı için sorunu kısa sürede çözmek mümkün değil. bir eksiklik. Bu nedenle, birçok lansmanın ertelenmesi gerekecek. Bu alandaki harcamalar 5 milyar dolara yükselebilir.

ABD rekabet edip yaptırımları uygularken, Çin zaten RD-180 üretimi için sıraya girmiş durumda.

Perspektif

Pentagon, çalışmaları için Aerojet Rocketdyne ve United Launch Alliance'a en az 162 milyon dolar tahsis etti. AR1 ve BE-4 roket motorlarının geliştirme alanları, şu anda Atlas V fırlatma aracında uçan Rus yapımı motorun yerini almaya adaylar.

Ordu, güvenli iletişim için çoğu ABD hükümet uydusunu fırlatan Atlas V'de kullanılan Rus RD-180 motoruna olan bağımlılığından uzaklaşmaya çalışırken, ABD Hava Kuvvetleri yeni roket motorlarına yönelik ilk yatırımını tamamlıyor., navigasyon ve istihbarat toplama bilgileri. Hava Kuvvetleri, Aerojet Rocketdyne ve ULA ile bir kamu-özel ortaklığına girerek motor geliştirme ortak finansmanı için kurumsal fonlar sağlıyor.

ULA Başkanı ve CEO'su, Amerika Birleşik Devletleri'ne en güvenilir fırlatma sistemlerini en uygun fiyata sağlama hedefine ulaşmak için bir araya gelmeye devam ederken, kullanımı için tamamen yeni fırsatlar sunacak yeni bir motor geliştiriyor. boşluk.

Aerojet Rocketdyne ile yapılan anlaşma AR1 roket motorunun geliştirilmesini ve test edilmesini kapsar. Gazyağı karışımını ve sıvı oksijeni yakan bir güç ünitesidir. Bunlar, Atlas V. için RD-180 motorundaki ile aynı itici bileşenlerdir.

Aerojet Rocketdyne, 2019 yılına kadar uçuşa elverişli bir motora sahip olmayı hedefliyor, ancak ilk lansman 2020'ye kadar beklenmiyor. Hava Kuvvetleri, AR1 geliştirme programına en az 115,3 milyon dolar taahhüt ederken Aerojet Rocketdyne ve ULA, Aerojet Rocketdyne yaptığı açıklamada, ortaklaşa 57,7 milyon dolar yatırım yaptığını söyledi.

Testten önce, hükümetin AR1 motor programına desteği sürdürme kararı 804 milyon doları aştı - 536 milyon doları Hava Kuvvetleri'nden ve 236 milyon doları Aerojet Rocketdyne ve ULA'dan olmak üzere.

Drake bir basın açıklamasında, "AR1, gazyağı nükleer roket motorları üretiminde ABD'yi tekrar liderliğe taşıyacak" dedi. "Gelecek nesil roket motorları hakkındaki zengin bilgimizden yararlanırken, son teknoloji üretimdeki en son gelişmeleri birleştiriyoruz, ulusumuzun piyasaya sürülmesi için yabancı bir tedarikçiye bağımlılığımızı sona erdirecek motorları tanıtmak için her şey yapılıyor. ulusal güvenlik varlıkları."

AR1 motoru 3D baskılı parçalar içerecek ve jeneratör gazı art yakma ile zenginleştirilmiş oksijenle çalışacak. Bu, şu anda ABD roket motorlarında bulunan diğer sıvı hidrokarbonlarda mevcut olandan daha verimli bir motor çevrimidir.

BE-4 motoru Hava Kuvvetlerinin odak noktasıdır. Uygulanması için nakit enjeksiyonlar tahsis edilir. Hava Kuvvetleri, yeni nesil Vulcan roketi için United Launch Alliance'a en az 46,6 milyon dolar ödemeyi taahhüt ediyor. ULA ayrıca hükümet ödülü şartlarına göre 40,8 milyon dolar eklemeyi kabul etti.

45.800.000 $'lık başlangıç finansmanından aslan payı, 550.000 pound itiş gücü üretecek ve sıvılaştırılmış doğal gaz ve sıvının kriyojenik bir kombinasyonunu tüketecek BE-4 motorunun geliştirilmesine harcanacak.oksijen.

İki BE-4 motoru, Vulcan roketinin ilk aşamasını güçlendirecek. Yetkililer, BE-4'ün tamamen şirket tarafından United Launch Alliance aracılığıyla finanse edildiğini söylüyor. Hava Kuvvetleri finansmanı, şirketin BE-4 motorunu Vulcan fırlatma aracıyla entegre etmedeki ilerlemesini destekleyecek.

Aerojet Rocketdyne, toz karışımı ve boyutu nedeniyle AR1'i RD-180'in en kolay yedeği olarak tanıtıyor. Atlas V'de bir çift nozullu RD-180 motorunun performansını karşılamak için iki AR1 motoru gereklidir.

ULA yöneticileri, Amazon.com tarafından kurulan girişimci bir uzay firması olan Blue Origin'in BE-4 motorunun daha hızlı hazır olacağını ve nihayetinde yeniden kullanım için kurtarılmasının daha kolay olacağını söylüyor.

RD-180 motoru 60'tan fazla başarılı lansman avantajına sahipken, benzer motorların yerli üretimine ABD yatırımının zamanı gelmişti.

BE-4, doğrulamasını 2017'de tamamlayacak ve ULA, Vulcan roketinin ilk uçuşunu 2019'un sonuna kadar hedefliyor.

Hava Kuvvetleri ayrıca, derin uzay araştırmalarında ve uydu hizmetlerinde astronotların barınması için uzayda inşaatı finanse ediyor.

ULA, hem Blue Origin hem de Aerojet Rocketdyne ile çalışmaya devam ediyor. Yeni nesil Amerikan motorlarının iki çeşidine eşlik ediyor, bu yüzden şirket dünyanın önde gelen iki uzay şirketiyle birlikte çalışıyor.

ULA, Aerojet Rocketdyne'nin AR1 motorunu yedek olarak tutuyorseçenek. Nihai seçimin 2016'nın sonunda yapılması bekleniyor.

Air Force'un Aerojet Rocketdyne ve ULA'ya yönelik mali taahhütleri, SpaceX ve Orbital ATK ile benzer anlaşmalar yapıldıktan sonra 29 Şubat 2016'dan sonra başlıyor. ULA'nın Vulcan roketi için Orbital ATK tarafından yapılan yeni katı roket güçlendirici projesi ve kendi başlatıcısı için ayrıca Orbital ATK finansmanı alacak.

Dünyanın "bulutlarından" uzaydaki gölge

Rus RD-180 motorlarının Amerika'da alternatifi yok. Aerojet Rocketdyne başkan yardımcısı Jim Meiser, Amerika Birleşik Devletleri'nin kendi oksijen-gazyağı prototiplerinin geliştirilmesine yeterince dikkat etmediğine inanıyor.

Amerika'nın bu tür tahrik sistemleri yaratmada kesinlikle Rusların ve Çinlilerin arkasında olduğunu söyledi. Ayrıca, Amerika Birleşik Devletleri'nin halihazırda Merlin 1D işletiminde olan bir oksijen-gazyağı motoru geliştirdiğini belirtti. SpaceX tarafından üretilmiştir. Ancak şimdi, özellikleri açısından RD-180'in gerisinde kalmıyor.

Tabii ki bu tamamen saçmalık çünkü karasal bulutlar uzaya gölge düşüremez. Ama politik anlamda - ne yazık ki atılıyorlar.

ABD: Sanayiciler sakin, politikacılar endişeli

Üst düzey bir ABD hava kuvvetleri yetkilisi, Hazine Bakanlığı Rus motor ithalatının ABD yaptırımlarını ihlal etmediğine inanırsa United Launch Alliance'ın Atlas V roketine ulusal güvenlik uydularını fırlatmayı bırakacağını söyledi.

Daha önce, Senatör John McCain Hava Kuvvetleri'ne sorduRusya'da roket ve uzay endüstrisindeki son yeniden yapılanmanın, RD-180 motorlarının satın alınmasını, 2014 yılında Rus yetkililere uygulanan ABD yaptırımlarını ihlal etmediğini kanıtlamak.

Hazine Bakanlığı tarafından yönetilen ABD devlet kurumları, RD-180 teslimatlarına yeni bir bakış atıyor. Ve yaptırımlara uymamaya hazırız. Atlas V'i topraklamak Pentagon için savaşmaktan daha büyük bir engel oluşturur.

McCain askeri bir uzay limanı duruşması düzenledi ve Hava Kuvvetlerini RD-18O ithalatının Ukrayna'nın Kırım yarımadasının ilhakının ardından Rus yetkililere uygulanan ABD yaptırımlarını ihlal ettiğine dair yeni bir yasal görüş almaya çağırdı.

McCain iki üst düzey Rus yetkiliyi seçti: Rusya Başbakan Yardımcısı Dmitry Rogozin ve Rusya Devlet Başkanı Vladimir Putin'in danışmanı Sergei Chemezov. Yakın zamana kadar uzay sektöründe gözlemcilerdi. RD-180'in satışından maddi olarak faydalanmasalar da yaptırıma uğradılar.

28 Aralık, Putin'in emriyle Rus uzay sektörü yeniden düzenleniyor. Bu yeniden yapılanma, Roskosmos olarak da adlandırılan yeni bir devlet şirketi altında Rus uzay endüstrisi ve Roscosmos uzay ajansında ayarlamalar yapıyor.

McCain, bu organizasyonun şu anda Rogozin tarafından yönetildiğini kaydetti; Chemezov'un da bununla bir ilgisi var. Rogozin ve Chemezov, Ukrayna krizi sırasında yaptırım alan ilk Rus yetkililer arasındaydı. ne biri ne dediğeri ABD'ye giremez. Sahip oldukları varlıklar donduruldu.