РД-180

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
РД-180
RD-180 model.jpg
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 19941999
Производилось 19992014
Массогабаритные
характеристики
Полная масса 5950 кг
Сухая масса 5480 кг
Высота 3 600 мм
Диаметр 3 200 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
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

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 им. 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 Booster Core) 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 используются 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. RD AMROSS); 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]

Двигатель РД-180 на испытательном стенде в Космическом Центре Маршалла (США)

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).

В конце 2018 года проект носителя с шестью боковыми блоками, оснащенными РД-171, и одним центральным, снабженным РД-180, был выбран в качестве базового облика новой российской сверхтяжелой 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]

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[14]. 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[15].

В связи с ухудшением российско-американских отношений (с 2014) политики обеих стран выдвигали предложения о прекращении поставок двигателя, используемых американцами. В частности, запрет на закупки двигателя введён поправкой Джона Маккейна[16]. С инициативой запрета использования двигателя для военных запусков США выступал зам. председателя Правительства РФ Дмитрий Рогозин[17].

В качестве замены РД-180 в США рассматривался новый двигатель, на разработку которого Пентагоном выделено[когда?] 160 млн долларов. Однако, ожидается, что он будет готов к использованию не ранее 2019 (или 2025) года[16]. Альтернативным вариантом является разворачивание производства РД-180, по имеющейся у США лицензии (до 2030 года), на заводе ULA в Декейтере[18].

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[19]; сообщается об успешном продвижении работ.

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[20].

В январе 2018 года Financial Times со ссылкой на представителей НПО «Энергомаш» заявило о том, что китайская компания Great Wall Industry ведет переговоры о покупке технологии ракетных двигателей; издание отмечало, что РД-180 развивает в три раза большую тягу, чем самый мощный китайский двигатель YF-100, который создан на основе более раннего двигателя РД-120[21][22].

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[23].

11 февраля 2019 года Илон Маск сообщил в своём микроблоге в Twitter об удачном испытании двигателя Raptor, сконструированного компанией SpaceX. На испытаниях двигатель показал давление в 268,9 бар, что превышает номинал аналогичной характеристики российского РД-180[24].

12 февраля 2019 года главный конструктор НПО «Энергомаш» Пётр Левочкин 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 Atlas V с российскими двигателями РД-180 запустила с авиабазы на мысе Канаверал на орбиту космический корабль CST-100 Starliner компании Boeing[26][27].

По состоянию на 25 мая 2020 года (20 лет с момента первого пуска РН «Атлас» с РД-180) в США поставлено 116 двигателей, состоялось 90 пусков, все они признаны успешными[28].

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[29].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 Каторгин Б. И., Стернин Л. Е. Главный конструктор ракетных двигателей и систем // Вестник Российской академии наук. — 2008. — № 8. — С. 738.
  2. Каторгин Борис Иванович. МГТУ имени Баумана.
  3. 1 2 Международная энергетическая премия «Глобальная энергия» 2012 года // Вестник Российской академии наук. — 2012. — № 8. — С. 772.
  4. Atlas V (недоступная ссылка — история ). Reuters (13 марта 2008).
  5. Андрей Шипилов. Почему «российский двигатель РД-180» в природе не существует. «Аргумент» (7 июня 2016).
  6. Алан Петров. Работа над ашипками. «российские двигатели РД-180». Макспарк (19 августа 2016). — Перепечатка shipilov.com.
  7. Liquid-propellant rocket engine chamber and its casing (англ.). Google. Дата обращения 2 августа 2018.
  8. Liquid-propellant rocket engine with turbine gas afterburning (англ.). Google. Дата обращения 2 августа 2018.
  9. Combustion chamber casing of a liquid-fuel rocket engine (англ.). Google. Дата обращения 2 августа 2018.
  10. Мария Першонкова. Особенности патентования технических решений в США. Издательская группа «Закон» (15 февраля 2019).
  11. В Совфеде не исключили прекращения поставок США двигателей РД-180 в качестве ответных мер‍. «РИА Новости» (13 апреля 2018). Дата обращения 18 апреля 2018.
  12. Суд в США запретил Lockheed и Boeing покупать российские двигатели. Деловая газета «Взгляд» (2 мая 2014).
  13. Российская сверхтяжелая ракета получит РД-180. Lenta.ru. Дата обращения 25 декабря 2018.
  14. Ракетные двигатели РД-180 продавали в США за полцены — Счетная палата. «РИА Новости» (11 мая 2011).
  15. Россия поставит в США 29 ракетных двигателей. «Взгляд» (11 сентября 2012).
  16. 1 2 Олег Одноколенко. Сенатор Маккейн применил санкции и против США. Независимая газета (4 июня 2015). Дата обращения 23 июня 2015., однако он не коснулся уже приобретённых двигателей
  17. Рогозин: Россия может прекратить поставку ракетных двигателей в США. РИА Новости (13 мая 2014). Дата обращения 23 июня 2015.
  18. Eric Fleischauer. ULA’s CEO talks challenges, engine plant plans for Decatur (англ.). Decatur Daily (7 February 2015). Дата обращения 9 февраля 2015.
  19. Котов Михаил. И батуты свои забирайте! США больше не нужны российские ракетные двигатели. Life.ru (8 марта 2017). Дата обращения 11 марта 2017.
  20. Глава NASA заявил об «усердной» работе по отказу от российских РД-180. РБК. Дата обращения 13 августа 2018.
  21. FT: «ракетные переговоры» России и Китая не понравятся Вашингтону. ИноТВ. RT (19 января 2018). Дата обращения 26 апреля 2018.
  22. США уличили Россию в сливе Китаю технологии РД-180. Lenta.ru (22 января 2018). Дата обращения 26 апреля 2018.
  23. 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.
  24. Маск заявил, что двигатель Raptor побил рекорд РД-180. «Аргументы и факты» (11 февраля 2019).
  25. В «Энергомаше» ответили на заявление Маска о российском двигателе РД-180. РИА Новости (11 февраля 2019).
  26. Сергей Кузнецов. Корабль Starliner поднял орбиту на 50 километров для подготовки к посадке. N+1 (21 декабря 2019).
  27. Корабль Starliner впервые стартовал к МКС в беспилотном режиме. ТАСС (20 декабря 2019). Дата обращения 20 декабря 2019.
  28. 20 лет успеха: РД-180 празднует юбилей. НПО «Энергомаш» имени академика В. П. Глушко (25 мая 2020).
  29. Разработка двигателя для ракеты «Русь-М» полностью приостановлена. Lenta.ru (19 июня 2013).

Ссылки[править | править код]