Motori a razzo RD-180 russi: specifiche

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

I motori a razzo RD-180 russi sono stati oggetto di contesa tra le due società americane United Launch Alliance (ULA) e la rivale Orbital Sciences. Il primo impedisce al secondo di acquistare motori per i suoi missili Antares.

Scontro tra Titani

La colpa era della partecipazione di Orbital Sciences agli acquisti di app alti governativi. ULA impedisce illegalmente ai concorrenti di acquistare motori RD-180 da due società. Si tratta dell'app altatore RD Amross - SNPPO Energomash - e dell'intermediario americano Pratt & Whitney Rocketdyne. Il primo produce il motore a razzo a propellente liquido RD-180 richiesto. Gli altri componenti delle forniture agli Stati Uniti.

L'unico motore a propellente liquido RD-180 è adatto in modo ottimale per le gare d'app alto annunciate dal governo degli Stati Uniti. Secondo gli esperti, le caratteristiche di questi componenti sono ideali per i veicoli di lancio pesanti e per le esigenze della NASA.

Cos'è il motore a razzo RD-180

RD-180 è un derivato a due camere dell'RD-170 a quattro camere utilizzato da Zenit. Motori a razzo a propellente liquidoIl postbruciatore a ciclo chiuso RD-180 racchiude le elevate prestazioni, la praticità e la riutilizzabilità dell'RD-170 in una dimensione che soddisfa i requisiti del motore del veicolo di lancio consumabile Atlas V Evolved.

RD-180 – Motore idraulico per l'azionamento della valvola di controllo e del vettore di spinta di deflessione nei gimbal, con pneumatico per l'azionamento della valvola e del sistema di spurgo: il telaio di spinta per la distribuzione del carico è autosufficiente come parte del motore. Il motore alla partenza utilizza piombo LOX, con postcombustione del gas del generatore e LOX, ricco di azionamento della turbina a gas. Quindi imposta un aumento delle prestazioni del 10 percento rispetto alla spinta operativa dei motori statunitensi e supponendo un funzionamento pulito e riutilizzabile. Solo nell'assieme principale, la pompa turbo e la pompa booster hanno richiesto uno sviluppo per scalare dall'RD-120 e RD-170. Tutti gli altri componenti sono stati presi direttamente dall'RD-170.

Il RD-180 è stato sviluppato in 42 mesi a una frazione del costo di un tipico nuovo design del motore statunitense. Il motore funziona con un Atlas III intermedio e un booster Atlas V standard.

RD-180 è dotato di due coppie di camere di combustione e ugelli. Il motore è stato sviluppato e prodotto dall'associazione russa di ricerca e produzione Energomash. Il cherosene è usato come combustibile, l'ossigeno liquido è un agente ossidante. Il costo del motore a razzo RD-180 nel 2010 è stato di $ 9 milioni.

Descrizione della costruzione

1. Carburante per razzi LOX/cherosene.
2. Due camere di spinta (gimbal +8 gradi).
3. Un blocco ricco di ossigeno davanti al bruciatore.
4. Assemblaggio ad alta pressione THA.
5. Pompa del carburante a due stadi.
6. Pompa ossigeno monostadio.
7. Turbina singola.
8. Accensione ad autoaccensione.
9. Sistemi idraulici autonomi (valvole, TVC) alimentati a cherosene da una pompa del carburante.
10. Sistema di monitoraggio della salute e previsione della vita.
11. Preparazione del volo automatizzata (dopo l'installazione sul veicolo, tutte le operazioni vengono automatizzate fino al lancio).
12. Minimizzazione dell'interfaccia dalla rampa di lancio e dai veicoli (sistemi pneumatici e idraulici, autonomi, quadri elettrici integrati, telaio di spinta per semplificare l'interfaccia meccanica).
13. Operazioni rispettose dell'ambiente con ossidante ricco che avvia l'accensione pre-bruciatore, nonché modalità di avvio e spegnimento dell'ossidante che eliminano la cokefazione e il cherosene incombusto potenzialmente contaminato.
14. Limitazione continua del 50-100% soggetta a potenziale controllo in tempo reale della traiettoria e della corrispondenza del motore in loco prima di avviare la correzione.
15. 80% RD-170 parti.
16. Camera albarica: 256, 6 bar.
17. Fattore area: 36, 4.
18. Rapporto spinta/peso: 77, 26.
19. Rapporto comburente-carburante: 2, 72.

Motore RD-180. Caratteristiche

• Gravità specifica: 5480 kg (12080 lb).
• Altezza: 3,6 m (11,67 piedi).
• Diametro: 3,2 m (10,33 piedi).
• Impulso specifico: 337,8 s.
• Impulso specifico al livello del mare: 311,3 s
• Tempo di registrazione: 270 sec.
• Primo lancio: 2000

Cronologia

Nel novembre 1996, l'associazione di produzione Energomash ha condotto il primo test dell'RD-180. Il motore è stato dichiarato vincitore nelle gare d'app alto per la sua installazione nel veicolo di lancio Atlas dell'americana Lockheed Martin Corporation. Ciò era necessario per il ritiro di promettenti navi con equipaggio. Da allora, i motori RD-180 sono diventati i più richiesti.

Il motore è riutilizzabile. Una gestione sofisticata ha fornito a NPO Energomash accordi affidabili quasi leggendari con gli Stati Uniti. A dicembre 2012 è stato consegnato un contratto che prevede per l'azienda una garanzia per la produzione di motori fino al 2019. Tutta la produzione è concentrata in Russia.

Creazione di un sostituto per l'RD-180 negli Stati Uniti

Gli eventi ucraini hanno portato a sanzioni che limitano la possibilità di utilizzare motori a razzo russi per gli Stati Uniti. RD-180 deve essere sostituito con un analogo di fabbricazione americana. Nel dicembre 2014 la Camera ha approvato un emendamento. Ha vietato l'uso di RD-180 russi. Il motore continuerà ad essere acquistato in base al contratto di fornitura esistente fino al 2019 tra Energomash e ULA.

Nonostante la continua cooperazione e le consegne dell'RD-180 in base agli accordi esistenti, il Segretario alla Difesa degli Stati Uniti ha ordinato la cessazione della cooperazione con la Russia e la transizioneper parti americane. L'America è obbligata a liberarsi della dipendenza russa nelle sfere politico-militari.

A questo, Frank Kendall (Segretario alla Difesa per le Acquisizioni) ha risposto che il Pentagono non aveva nulla per sostituire i motori russi RD-180. In alternativa alla situazione attuale, l'America ha bandito una gara per la produzione di propri motori di caratteristiche simili sul proprio territorio.

Il vice primo ministro russo Dmitry Rogozin si è detto pronto a interrompere la fornitura di motori a razzo RD-180 e K-33 all'America.

Quanto costa un motore a razzo RD-180 per gli Stati Uniti

Parliamo di prezzi. SpaceNews ha riferito che il motore RD-180 doveva essere sostituito. Per gli Stati Uniti, un tale capriccio costerebbe 1,5 miliardi di dollari. Non una piccola quantità.

Quanto costa il motore RD-180? L'intero progetto di implementazione del prototipo durerà almeno sei anni. Secondo gli esperti, gli Stati Uniti non hanno l'opportunità di abbandonare completamente l'uso dei motori RD-180. Impossibile risolvere il problema in breve tempo, dato che i motori saranno pronti solo nel 2022.

Nonostante le assicurazioni dell'US Air Force che gli RD-180 siano in stock nella quantità richiesta, c'è ancora una carenza. Pertanto, molti lanci dovranno essere posticipati. La spesa in quest'area potrebbe salire a 5 miliardi di dollari. Mentre gli Stati Uniti competono e applicano sanzioni, la Cina è già in linea per la produzione di RD-180.

Prospettiva

Il Pentagono ha stanziato almeno 162 milioni di dollari ad Aerojet Rocketdyne e United Launch Alliance per lavorare inaree di sviluppo dei motori a razzo AR1 e BE-4, candidati a sostituire il motore di fabbricazione russa che attualmente pilota il veicolo di lancio Atlas V.

L'aeronautica americana sta completando un investimento iniziale in nuovi motori a razzo mentre l'esercito cerca di abbandonare la sua dipendenza dal motore russo RD-180 utilizzato sull'Atlas V, che lancia la maggior parte dei satelliti del governo statunitense per comunicazioni sicure, navigazione e raccolta di informazioni. L'Air Force stringe una partnership pubblico-privata con Aerojet Rocketdyne e ULA, fornendo fondi aziendali per cofinanziare lo sviluppo dei motori.

Il Presidente e CEO di ULA continuano a incontrarsi per raggiungere l'obiettivo di fornire agli Stati Uniti i sistemi di lancio più affidabili al prezzo più conveniente, sviluppando al contempo un nuovo motore che introdurrà opportunità completamente nuove per l'uso di spazio.

L'accordo con Aerojet Rocketdyne copre lo sviluppo e il test del motore a razzo AR1. Questa è un'unità di potenza che brucia una miscela di cherosene e ossigeno liquido. Questi sono gli stessi componenti del propellente del motore RD-180 per Atlas V.

L'Aerojet Rocketdyne punta ad avere un motore idoneo al volo entro il 2019, ma il primo lancio non è previsto fino al 2020. L'Air Force sta impegnando almeno $ 115,3 milioni per il programma di sviluppo AR1, mentre come Aerojet Rocketdyne e ULA investire congiuntamente $ 57,7 milioni, ha affermato Aerojet Rocketdyne in una dichiarazione.

Prima dei test, la decisione del governo di continuare a supportare il programma del motore AR1 supera gli 804 milioni di dollari, con 536 milioni di dollari dall'Air Force e 236 milioni di dollari da Aerojet Rocketdyne e ULA.

"AR1 riporterà gli Stati Uniti in testa alla produzione di motori a razzo nucleare a cherosene", ha affermato Drake in un comunicato stampa. "Stiamo incorporando gli ultimi progressi nella produzione all'avanguardia, capitalizzando al contempo la nostra ricca conoscenza della prossima generazione di motori a razzo, tutto viene fatto per introdurre motori che porranno fine alla nostra dipendenza da un fornitore straniero per lanciare la nostra nazione risorse di sicurezza nazionale."

Il motore AR1 includerà parti stampate in 3D e funzionerà con ossigeno arricchito con postcombustione del gas del generatore. Questo è un ciclo motore più efficiente di quello attualmente disponibile in altri idrocarburi liquidi nei motori a razzo statunitensi.

Il motore BE-4 è il fulcro dell'Air Force. Per la sua attuazione, vengono stanziati iniezioni di denaro. L'Air Force si impegna a pagare almeno 46,6 milioni di dollari alla United Launch Alliance per la prossima generazione del razzo Vulcan. L'ULA ha anche accettato di aggiungere $ 40,8 milioni secondo i termini del premio del governo.

La parte del leone del finanziamento iniziale di $ 45.800.000 andrà allo sviluppo del motore BE-4, che genererà 550.000 libbre di spinta e consumerà una combinazione criogenica di gas naturale liquefatto e liquidoossigeno.

Due motori BE-4 aumenteranno il primo stadio del razzo Vulcan. I funzionari affermano che il BE-4 è interamente finanziato dalla società attraverso la United Launch Alliance. I finanziamenti dell'Air Force sosterranno i progressi dell'azienda nell'integrazione del motore BE-4 con il veicolo di lancio Vulcan.

Aerojet Rocketdyne pubblicizza l'AR1 come il sostituto più semplice dell'RD-180 grazie alla sua miscela di polvere e alle dimensioni. Sono necessari due motori AR1 per soddisfare le prestazioni di un motore RD-180 a doppio ugello su un Atlas V.

I dirigenti di ULA affermano che il motore BE-4 di Blue Origin, un'azienda spaziale imprenditoriale fondata da Amazon.com, sarà pronto più velocemente e alla fine sarà più facile recuperarlo per il riutilizzo.

Sebbene il motore RD-180 avesse il vantaggio di oltre 60 lanci di successo, era giunto il momento per gli investimenti statunitensi nella produzione nazionale di motori simili.

BE-4 dovrebbe completare la sua convalida nel 2017 e ULA punta al primo volo del razzo Vulcan entro la fine del 2019.

L'Air Force finanzia anche la costruzione nello spazio esterno per l'abitazione degli astronauti nell'esplorazione dello spazio profondo e nei servizi satellitari.

ULA continua a lavorare sia con Blue Origin che con Aerojet Rocketdyne. Accompagna due varianti della prossima generazione di motori americani, motivo per cui l'azienda sta collaborando con due delle principali compagnie spaziali del mondo.

ULA mantiene il motore AR1 di Aerojet Rocketdyne come backupopzione. La selezione finale è prevista per la fine del 2016.

Gli impegni finanziari dell'Air Force per Aerojet Rocketdyne e ULA si sono aperti dopo il 29 febbraio 2016 dopo che sono entrati accordi simili con SpaceX e Orbital ATK. Nuovo progetto di booster a razzo solido realizzato da Orbital ATK per il razzo Vulcan di ULA e per il proprio lanciatore, riceverà anche il finanziamento Orbital ATK.

Ombra nello spazio dalle "nuvole" della terra

I motori russi RD-180 non hanno alternative negli Stati Uniti. Jim Meiser, vicepresidente di Aerojet Rocketdyne, ritiene che gli Stati Uniti non stiano prestando sufficiente attenzione allo sviluppo dei propri prototipi ossigeno-cherosene.

Ha detto che l'America è decisamente dietro a russi e cinesi nella creazione di tali sistemi di propulsione. Ha anche detto che gli Stati Uniti hanno già sviluppato un motore ossigeno-cherosene, che è in funzione Merlin 1D. È prodotto da SpaceX. Solo ora, in termini di caratteristiche, non è inferiore all'RD-180.

Ovviamente, questa è una completa sciocchezza, perché le nuvole terrestri non possono proiettare alcuna ombra nello spazio. Ma in senso politico - ahimè, vengono scartati.

USA: industriali calmi, politici preoccupati

Un alto funzionario dell'aeronautica statunitense afferma che smetterà di lanciare satelliti per la sicurezza nazionale a bordo del razzo Atlas V della United Launch Alliance se il Dipartimento del Tesoro ritiene che le importazioni di motori russi non violino le sanzioni statunitensi.

In precedenza, il senatore John McCain ha chiesto all'Air Forceper dimostrare che la recente riorganizzazione in Russia della sua industria spaziale e missilistica non rende l'acquisto di motori RD-180 una violazione delle sanzioni statunitensi imposte contro funzionari russi nel 2014.

Le agenzie governative statunitensi, guidate dal Dipartimento del Tesoro, stanno dando una nuova occhiata alle consegne di RD-180. E siamo pronti a non aderire alle sanzioni. Mettere a terra l'Atlante V creerebbe un ostacolo più grande per il Pentagono che combattere.

McCain ha tenuto un'audizione nello spazioporto militare in cui ha esortato l'Air Force a ottenere una nuova opinione legale che l'importazione di RD-18O viola le sanzioni statunitensi imposte ai funzionari russi in seguito all'annessione della penisola di Crimea in Ucraina.

McCain ha individuato due alti funzionari russi: il vice primo ministro russo Dmitry Rogozin e Sergei Chemezov, consigliere del presidente russo Vladimir Putin. Fino a poco tempo fa erano osservatori nel settore spaziale. Sebbene non beneficino finanziariamente della vendita dell'RD-180, sono stati sanzionati.

28 dicembre, per ordine di Putin, il settore spaziale russo viene riorganizzato. Questa ristrutturazione sta apportando modifiche all'industria spaziale russa e all'agenzia spaziale Roscosmos sotto una nuova società statale, chiamata anche Roskosmos.

McCain ha notato che questa organizzazione è attualmente guidata da Rogozin; Anche Chemezov ha qualcosa a che fare con questo. Rogozin e Chemezov sono stati tra i primi funzionari russi a ricevere sanzioni durante la crisi ucraina. Né uno nél' altro non può entrare negli Stati Uniti. I beni di loro proprietà sono stati congelati.