РД-180

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 имени академика В. П. Глушко». Проект двигателя РД-180 был разработан под руководством Б. И. Каторгина[2][3].

РД-180
Модель двигателя РД-180
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 гг.
Производилось 1999—2021 гг.
Массогабаритные
характеристики
Полная масса 5950 кг
Сухая масса 5480 кг
Высота 3600 мм
Диаметр 3200 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
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

ИсторияПравить

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 Core Booster) 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 используется 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[en]»; 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].

КонструкцияПравить

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 %.

ИспользованиеПравить

 
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, оснащёнными РД-171, и одним центральным, снабжённым РД-180, был выбран в качестве базового облика новой российской сверхтяжёлой ракеты. Готовность ракеты планируется на 2027 год, а пуск носителя — на 2028 год с космодрома «Восточный»[13].

Ситуация с американским рынком сбытаПравить

Двигатель РД-180 используется на американских двухступенчатых ракетах-носителях Atlas V, используемых с 2002 года для вывода на орбиту спутников военного назначения и исследовательских аппаратов NASA. Эти ракеты позволяли консорциуму ULA удерживать монополию на запуски миссий в интересах национальной безопасности и науки, в том числе марсианских[14].

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[15]. 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[16].

В связи с ухудшением российско-американских отношений (с 2014 года), политики обеих стран выдвигали предложения о прекращении поставок двигателя, используемых американцами. В частности, запрет на закупки двигателя введён поправкой Джона Маккейна[17]. С инициативой запрета использования двигателя для военных запусков США выступал зам. председателя Правительства РФ Дмитрий Рогозин[18].

В качестве замены РД-180, в США рассматривался новый двигатель, на разработку которого Пентагоном выделено[когда?] 160 млн долларов. Ожидалось, что он будет готов к использованию не ранее 2019 или даже 2025 года[17].

Альтернативным вариантом является разворачивание производства РД-180, по имеющейся у США лицензии (до 2030 года), на заводе ULA в Декейтере[19].

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[20].

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[21].

В январе 2018 года Financial Times со ссылкой на представителей НПО «Энергомаш» заявила о том, что китайская компания Great Wall Industry ведёт переговоры о покупке технологии ракетных двигателей; издание отмечало, что РД-180 развивает в три раза бо́льшую тягу, чем самый мощный китайский двигатель YF-100, который создан на основе более раннего двигателя РД-120[22][23].

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[24].

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

Летом 2020 года ULA получила первый тестовый двигатель BE-4 производства «Blue Origin»[28].

По состоянию на 08 апреля 2021 года (более 20 лет с момента первого пуска РН «Атлас» с РД-180) в США поставлено 116 двигателей, состоялось 92 пуска, все они признаны успешными[29][30].

16 апреля 2021 года Роскосмос сообщил об отправке в США последней партии из 6 двигателей РД-180.[31] Глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин в сентябре того же года сообщил, что американцы сформировали запас этих двигателей и временно не нуждаются в новых закупках[14].

МодификацияПравить

Русь-МПравить

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[32].

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  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. Дата обращения: 7 сентября 2020. Архивировано 25 декабря 2019 года.
  3. 1 2 Международная энергетическая премия «Глобальная энергия» 2012 года // Вестник Российской академии наук. — 2012. — № 8. — С. 772.
  4. Atlas V (недоступная ссылка). Reuters (13 марта 2008). Дата обращения: 30 сентября 2017. Архивировано 8 сентября 2012 года.
  5. Андрей Шипилов. Почему «российский двигатель РД-180» в природе не существует. «Аргумент» (7 июня 2016). Дата обращения: 2 августа 2018. Архивировано 2 августа 2018 года.
  6. Алан Петров. Работа над ашипками. «российские двигатели РД-180». Макспарк (19 августа 2016). — Перепечатка shipilov.com. Дата обращения: 7 сентября 2020. Архивировано 7 сентября 2018 года.
  7. Liquid-propellant rocket engine chamber and its casing (англ.). Google. Дата обращения: 2 августа 2018. Архивировано 20 января 2022 года.
  8. Liquid-propellant rocket engine with turbine gas afterburning (англ.). Google. Дата обращения: 2 августа 2018. Архивировано 25 февраля 2021 года.
  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). Дата обращения: 30 мая 2020. Архивировано 14 марта 2022 года.
  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. Архивировано 19 апреля 2018 года.
  12. Суд в США запретил Lockheed и Boeing покупать российские двигатели. Деловая газета «Взгляд» (2 мая 2014). Дата обращения: 7 сентября 2020. Архивировано 2 августа 2018 года.
  13. Российская сверхтяжелая ракета получит РД-180. Lenta.ru. Дата обращения: 25 декабря 2018. Архивировано 25 декабря 2018 года.
  14. 1 2 Павел Котляр. «Не зависеть от России»: США отказались от двигателей РД-180. Газета.Ru (27 августа 2021). Дата обращения: 3 марта 2022. Архивировано 3 марта 2022 года.
  15. Ракетные двигатели РД-180 продавали в США за полцены — Счетная палата. «РИА Новости» (11 мая 2011). Дата обращения: 26 июля 2019. Архивировано 26 июля 2019 года.
  16. Россия поставит в США 29 ракетных двигателей. «Взгляд» (11 сентября 2012). Дата обращения: 5 августа 2019. Архивировано 5 августа 2019 года.
  17. 1 2 Олег Одноколенко. Сенатор Маккейн применил санкции и против США. Независимая газета (4 июня 2015). Дата обращения: 23 июня 2015. Архивировано 30 июня 2015 года., однако он не коснулся уже приобретённых двигателей
  18. Рогозин: Россия может прекратить поставку ракетных двигателей в США. РИА Новости (13 мая 2014). Дата обращения: 23 июня 2015. Архивировано 24 июня 2015 года.
  19. Eric Fleischauer. ULA’s CEO talks challenges, engine plant plans for Decatur (англ.). Decatur Daily (7 февраля 2015). Дата обращения: 9 февраля 2015. Архивировано 12 июня 2017 года.
  20. Котов Михаил. И батуты свои забирайте! США больше не нужны российские ракетные двигатели. Life.ru (8 марта 2017). Дата обращения: 11 марта 2017. Архивировано 16 июня 2021 года.
  21. Глава NASA заявил об «усердной» работе по отказу от российских РД-180. РБК. Дата обращения: 13 августа 2018. Архивировано 13 августа 2018 года.
  22. FT: «ракетные переговоры» России и Китая не понравятся Вашингтону. ИноТВ. RT (19 января 2018). Дата обращения: 26 апреля 2018. Архивировано 27 апреля 2018 года.
  23. США уличили Россию в сливе Китаю технологии РД-180. Lenta.ru (22 января 2018). Дата обращения: 26 апреля 2018. Архивировано 22 января 2018 года.
  24. 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. Архивировано 21 апреля 2019 года.
  25. В «Энергомаше» ответили на заявление Маска о российском двигателе РД-180. РИА Новости (11 февраля 2019). Дата обращения: 12 февраля 2019. Архивировано 13 февраля 2019 года.
  26. Сергей Кузнецов. Корабль Starliner поднял орбиту на 50 километров для подготовки к посадке. N+1 (21 декабря 2019). Дата обращения: 21 декабря 2019. Архивировано 21 декабря 2019 года.
  27. Корабль Starliner впервые стартовал к МКС в беспилотном режиме. ТАСС (20 декабря 2019). Дата обращения: 20 декабря 2019. Архивировано 29 декабря 2019 года.
  28. США получили замену российским ракетным двигателям РД-180. Дата обращения: 4 сентября 2021. Архивировано 4 сентября 2021 года.
  29. 20 лет успеха: РД-180 празднует юбилей. НПО «Энергомаш» имени академика В. П. Глушко (25 мая 2020). Дата обращения: 30 мая 2020. Архивировано 30 мая 2020 года.
  30. Россия в этом году поставит США последние ракетные двигатели РД-180. Дата обращения: 8 апреля 2021. Архивировано 8 апреля 2021 года.
  31. Новости. Шесть двигателей РД-180 отправятся в США. www.roscosmos.ru. Дата обращения: 16 апреля 2021. Архивировано 16 апреля 2021 года.
  32. Разработка двигателя для ракеты «Русь-М» полностью приостановлена. Lenta.ru (19 июня 2013). Дата обращения: 30 мая 2020. Архивировано 25 июня 2021 года.

СсылкиПравить