Американцы разрабатывают свои ракетные двигатели

Какие ракетные двигатели есть в США?

На постсоветском пространстве можно отыскать немало людей, которые, как мантры, повторяют что-то вроде: «В США даже не смогли скопировать наш РД-180», «У американцев нет своих ракетных двигателей» или «Почему они продолжают покупать наш если у них есть свои».

У американцев есть ракетные двигатели собственного производства и им не нужно копировать РД-180.

Зачем? Вроде у США не было проблем за относительно небольшую цену приобрести 121 российский двигатель, «переточить» их под собственные нужды и свободно летать. Подробности об этом мы писали ЗДЕСЬ .

Сегодня же поговорим об американских ракетных двигателях, которые существовали, существуют и продолжают создаваться.

Данный жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) был разработан компанией Rocketdyne в конце 1950-х годов и с 1967 по 1973 годы применялся на ракете-носителе Сатурн V. До 2009 года считался самым мощным летавшим однокамерным двигателем.

В качестве топлива выступал керосин, а в качестве окислителя — кислород. Благодаря F-1 была реализована американская программа «Аполлон», так как двигатель устанавливался на первую ступень ракеты-носителя.

Чертежи двигателя никто не терял, как утверждают любители теорий заговора. Наработки стали частью программы сверхтяжелой ракеты-носителя NASA Space Launch System (SLS), которая создается именно для дальних пилотируемых полетов.

На сегодняшний день F-1 не используется по той же причине, почему перевозить килограмм картофеля из одного конца страны в другой, используя грузовик — иррациональность.

В качестве топлива данный двигатель, разработанный Rocketdyne параллельно с F-1, использовал жидкий водород, а в качестве окислителя — кислород. Был неотъемлемой частью программы «Аполлон»: на вторую ступень устанавливалось пять J-2, а на третью — один J-2.

J-2 отличился высокой надежностью и когда в конце 1970 года в NASA строили планы по реализации пилотируемой миссии на Марс, то именно данный ракетный двигатель рассматривался, как лучший кандидат.

По сей день двигатель существует, до 2010 года активно модернизировался, а затем наработки подключили к процессу создания SLS, как и F-1.

Этот ЖРД от Rocketdyne, использующий водород и кислород, был введен в эксплуатацию в 1981 году, став основой программы NASA «Спейс шаттл».

После того, как 8 июля 2011 года программа была закрыта, двигатель RS-25 планировали использовать для грузовых ракет-носителей «Арес-1» и «Арес-5», но вскоре отказались от этой идеи, так как: во-первых, двигатель придется переделывать под новую ракету-носитель, а это — долго. Во-вторых, каждому двигателю будут нужны огневые испытания, что будет дополнительным расходом времени. В-третьих, двигатель очень дорогой и его одноразовое использование все же неуместно.

Так как RS-25 — легендарный двигатель современности, то его и решили использовать в качестве основного двигателя в ракете-носителе NASA SLS, предназначенной для полета на Марс.

Модернизированная версия RS-25 прошла огневые испытания 29 июля 2016 года.

RS-27A

Еще один ЖРД от Rocketdyne, который используют с 1989 года на первых ступенях ракет-носителей «Дельта-2» и «Дельта-3».

Начиная с 1996 года, NASA многократно использовало «Дельта-2» для отправки зондов к Марсу. Например, благодаря RS-27A к Красной планете были отправлены зонд Mars Odyssey в 2001 году, марсоход Spirit в 2003 году, марсоход Opportunity в 2003 году и посадочный модуль Phoenix в 2007 году.

Всего двигатель принял участие в 158 запусках, но прогресс не стоит на месте и использование RS-27A было прекращено 15 сентября 2018 года.

Современный ЖРД от Rocketdyne, нашедший свое применение в ракете-носителе «Дельта-4» в 2002 году. Используется по сей день, выполняя заказы для военных США.

Читайте также:  Что такое регуляторная характеристика в дизельном двигателе

Последний запуск был произведен 16 марта 2019 года и как известно, эксплуатация RS-68 будет продолжаться минимум до 2023 года.

Резерфорд

Данный двигатель был создан в 2017 году частной американо-новозеландской компанией Rocket Lab для сверхлегкой ракеты Electron.

В мире пока нет конкурентов у ракеты Electron, так что рынок небольших коммерческих космических заказов в руках Rocket Lab.

TR-106

Данный ЖРД разрабатывался в 2000 году компанией TRW в рамках программы Space Launch Initiative и прошел успешные испытания, но программу свернули.

В 2002 году TRW купила компания Northrop Grumman, которая начала разработку кислородно-керосинового двигателя ТР-107 по заказу NASA.

Том Мюллер, главный конструктор, работающий над TR-106, рассчитывал на роль вице-президента компании, но после слияния его надежды рухнули. В это время к Мюллеру явился Илон Маск, который взял его в SpaceX, дав пост главы двигательного подразделения. Конструктор переманил других инженеров и опыт работы над TR-106 лег в основу двигателя Merlin.

Merlin

Многоразовый ЖРД от компании SpaceX, использующий пару керосин-кислород. Использовался на ракетах носителях Falcon 1, Falcon 9 и Falcon Heavy.

Имеет множество модификаций: Merlin 1A, Merlin 1В, Merlin 1С, Merlin 1С Vacuum, Merlin 1D, Merlin 1D Vacuum, Merlin 1D+, Merlin 1D Vacuum +.

Можно уверенно сказать, что технология живет и процветает.

Draco

Очередной многоразовый ЖРД от SpaceX, введенный в эксплуатацию в 2010 году. Применяется на космических кораблях Dragon, Dragon 2 и второй ступени ракеты-носителя Falcon 9 v1.0.

SuperDraco

Как можно догадаться, это очередное детище от SpaceX, которое используется с 2015 года.

Восемь двигателей SuperDraco устанавливаются на корабле Dragon 2 и применяются для управляемой посадки корабля, а также в качестве системы аварийного спасения. Да, тоже многоразовый.

В процессе создания:

Raptor

Разрабатываемый ЖРД от SpaceX, работающий на метане и кислороде. По задумке создателей, будет использоваться на ракете-носителе BFR для полетов к Луне и Марсу.

В ходе огневых испытаний 7 февраля 2019 года, Илон Маск подтвердил проектную мощность.

Данный жидкостный ракетный двигатель создает частная космическая компания Blue Origin. Планируется использовать на первой и второй ступенях ракеты-носителя Vulcan (замена Атлас-5), которую разрабатывает United Launch Alliance (ULA).

Первый запуск запланирован на конец 2019 года. Важно отметить, что BE-4 станет официальной заменой для РД-180.

Как можно убедиться, у США действительно нет собственных ракетных двигателей, а РД-180 уникальная технология без аналогов в мире (сарказм).

Задаваясь вопросом о том, почему же американцы покупают РД-180, лучше задумайтесь о том, почему в России все покупают иностранные смартфоны, компьютеры (да и в целом 95% электроники), одежду и если есть капитал, то и автомобили.

Источник

Почему США покупают российские ракетные двигатели

Несколько экспедиций на Луну, многочисленные запуски спутников Земли и огромное число межпланетных зондов — все это позволило США стать лидером в космической отрасли. Многие достижения остались во времена «холодной войны», а сейчас американцы скорее движутся по инерции.

Прорывных технологий не появляется, на Марс так не слетали, а ракетные двигатели покупаются у России. Последний пункт особо беспокоит Конгресс США, который активно ищет замену русским технологиям. Как же так получилось, что американцы начали закупать наши двигатели?

Где наследие «Аполлонов»?

Многие скептики задаются вопросом: «Если американцы летали на Луну, то где все их ракеты и технологии?». Вероятно, такие люди считают, что сложную технику можно собрать как конструктор за пару часов. На деле же строить ракетные двигатель крайне дорого и долго.

Сатурн 5, отправлявший астронавтов на Луну в миссии «Аполлон», уже давно не работает и едва ли включался после окончания 17 экспедиции (1972 год). Те экземпляры, которые были, сейчас растащили по музеям и частным коллекциям . Возможно, инженеры США посчитали Сатурн-5 слишком плохим для будущих космических запусков и отказались от дальнейшего его развития.

Другой причиной можно считать дороговизну Сатурн-5. По тем же причинам были свернуты все «Аполлоны», начиная с 18-го. Держать в строю такую технику — непозволительная расточительность американцев.

Читайте также:  Компрессия двигателя плохая какие признаки

На помощь пришли русские

«Новой» России от советского наследия осталось много разной техники, которую надо было как-то использовать. В 90-х годах на основе РД-170 в НПО «Энергомаш» был создан двигатель РД-180. Позже право на применение разработки купила американская компания General Dynamics. В последствии РД-180 использовался для пуска ракет «Атлас-3» и «Атлас-5». По оценке на 2010 год, цена одного российского двигателя составляет $9 миллионов .

Текущий договор на поставку РД-180 истекает в 2020 году. По информации авторитетного издания The Wall Street Journal , соглашение продлят еще на 5 лет. Где же используют российскую разработку? Двигатель имел огромное значение в таких важнейших космических программах, как: «Новые горизонты», InSight, LRO и многие другие.

Поиск альтернатив

Примечательно, что США обладают не только РД-180, но и его технической документацией. Чисто теоретически, Штаты могут построить его у себя, но до сих пор не сделали этого. Некоторые военные эксперты убеждены в том, что для построения аналога РД-180 требуются не только чертежи, но еще особые тонкости и специалисты.

Впрочем, поиск альтернатив российскому двигателю Штаты начали активно искать лишь в 2014 году из-за геополитического кризиса между странами. Сначала Джон Маккейн запретил закупку РД-180 , но позже поставки возобновились. Сделано это было отчасти из-за провальных испытаний ракеты Antares, которая, кстати, базировалась на старом советском двигателе HK-33.

Срок лицензионного соглашения с Россией истекает в 2030 году и к тому времени США захотят сделать аналог. Лидером в разработке нового двигателя является компания Джеффа Безоса. Их детище BE-4 показывает значительные успехи и, что важно, работает на метане.

Не остался в стороне и Илон Маск, предложивший в 2020 году запустить военный спутник AFSPC-52. Предприниматель сделает это при помощи своей фирменной ракеты Falcon Heavy, которая уже совершила успешный вылет. В ней используются собственные двигатели под названием Merlin. Они хоть и хороши, но уступают РД-180.

Несмотря на активное введение санкций против России, США предусмотрительно обходят космическую отрасль. По этому поводу уже родилось много шуток про запуск ракет в космос на батутах. Действительно, Штаты пока сильно зависят от российских поставок, поэтому вынуждены сотрудничать. Но в скором времени все может измениться и NASA с Пентагоном смогут работать автономно от России.

Источник

Почему американцы покупают российские двигатели РД-180?

Вновь отвечаем на вопросы читателей. Впервые в истории канала это не вопрос какого-то конкретного читателя присланный нам, а собирательный вопрос по мотивам большого количества комментариев к различным статьям на нашем канале.

Когда в комментариях начинается дискуссия по поводу американской космической программы рано или поздно появляется комментатор заявляющий что-то вроде « Да они даже двигатели делать не умеют, до сих пор наши покупают. ».

Как так получилось?

Как вообще так получилось, что на американской ракете был установлен российский двигатель? C 80-х годов основными ракетами для выведения спутников на орбиту в США были ракеты семейства Atlas, в частности Atlas-Centaur, а с начала 90-х — Atlas-I и Atlas-II. Эти ракеты основывались на межконтинентальной баллистической ракете SM-65 Atlas разработки еще 1957-го года.

В этих ракетах использовались устаревшие технические решения, которые хоть и обеспечивали превосходное соотношение массы и производительности, создавали много головной боли при эксплуатации. Поэтому в NASA хотели отправить эти ракеты на свалку и разработать новую, современную ракету «с нуля» избавившись от накопившегося «технического долга».

Разработку новой ракеты поручили компании General Dynamics (разработчику Atals I и Atlas II). Но GD сами не занимаются разработкой двигателей и эту задачу делегировали другой компании — Rocketdyne. Те запросили за разработку нового двигателя непомерные деньги и в GD начали искать альтернативу.

И тут подвернулись российские двигатели РД-180, которые как раз были разработаны в НПО Энергомаш и использовать их было намного дешевле, чем разрабатывать свои. Дело, напомню, было в первой половине 90-х. Отношения между Россией и США в пору правления Ельцина были теплыми, поэтому идея использовать российские двигатели в новой ракете большого сопротивления в НАСА и Пентагоне не вызвала.

Читайте также:  Лада гранта какой двигатель 21127

Помимо политических реверансов, двигатель РД-180 действительно впечатлил американцев, так как по производительности на 10-15% превосходил любые аналоги использующие тот же тип топлива.

Американцы получили полную техническую документацию и право на использование и производство двигателей, но производство двигателей РД-180 в США так и не было начато. Оказалось, что покупать готовые движки у Энергомаша дешевле, чем налаживать производство у себя.

Первый запуск ракеты с РД-180 состоялся в 2000-м году, когда ракета Atlas-III вывела коммуникационный спутник Eutelsat W4 на геостационарную орбиту. Всего с 2000-го года по сегодняшний день американцами было запущено 90 ракет с РД-180, т.е. около 20% всех запусков совершенных в США с тех пор.

Со временем отношения между нашими странами испортились и в NASA вновь заговорили о том, чтобы либо отказаться от РД-180, либо начать производить их на территории США.

И действительно — доля запусков ракет с РД-180 начала стремительно сокращаться. Правда это не столько следствие ухудшения отношений между странами, сколько совпадение — Atlas V проигрывает конкуренцию Falcon-ам производства SpaceX, запуски которых просто дешевле. Так за пошлый год из 27 запусков ракет в США только на 2-х использовались российские двигатели.

В настоящее время ракеты Falcon полностью вытеснили ракету Atlas V с коммерческих запусков спутников на низкую околоземную орбиту и сильно потеснили в других сегментах. Сейчас Atlas V используется для:

  • запуска спутников ВВС США на геостационарную орбиту из-за действующего до 2021-го года контракта с ULA;
  • отправки аппаратов за пределы орбиты Земли, так с помощью Atlas V совсем недавно на Марс был отправлен марсоход Perseverance;
  • прямыми конкурентами SpaceX, которым пользоваться услугами конкурентов не с руки, так Atlas V используется компанией Boeing для запуска космического корабля Starliner.

Помимо проигрывания конкурентной борьбы Atlas V устаревает и чисто в техническом плане и ей уже готовят замену. На смену Atlas V должна прийти ракета Vulcan-Centaur использующая новый американский двигатель BE-4, разработанный компанией Blue Origin. Первый запуск намечен на апрель 2021-го года. Она должна будет вывести на орбиту новый многоразовый космический корабль Dream Chaser.

Так могут ли американцы создать свой двигатель?

Возвращаясь к исходному посылу, который звучит во многих комментариях, говорить о том, что американцы не могут создать свой двигатель не приходится. В конце концов параллельно с ракетами на РД-180 они запускали много ракет со своими двигателями.

При этом на американских двигателях летают ракеты равных которым по грузоподъемности у нас, на данный момент, нет, к примеру: Falcon Heavy (63 тонны на НОО) и Delta IV Heavy (29 тонн на НОО), плюс не сегодня-завтра полетят находящиеся на финальных стадиях разработки SLS (130 тонн на НОО) и Starship (100 тонн на НОО).

Для сравнения у нас сейчас на ходу из аналогов только «Протон-М», который может забросить на НОО 24 тонны полезной нагрузки и «Ангара», с массой полезной нагрузки на НОО 24.5 тонны. Разумеется не только двигатель определяет грузоподъемность ракеты, но и он тоже.

Заключение

Причиной по которой американцы покупают двигатели РД-180 является то, что под них спроектирована ракета Atlas V. Это решение было обусловлено тем, что:

  • РД-180 это отличный двигатель, который на тот момент существенно превосходил все существующие аналоги;
  • Двигатель был уже готов и под него можно было спокойно делать ракету. Лицензировать готовый двигатель гораздо дешевле, чем заказывать разработку с нуля;
  • Само производство двигателей в России было также гораздо дешевле;
  • Кроме того использование готового двигателя существенно экономит время, благодаря чему разработка ракет Atlas III и Atlas V была закончена в очень короткие сроки;
  • Улучшение взаимоотношений между странами после распада СССР и политические реверансы в сторону Ельцина, который очень хотел дружить с США

Источник

Adblock
detector