Mesin roket RD-180 Rusia: spesifikasi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Mesin roket RD-180 Rusia telah menjadi rebutan antara dua perusahaan Amerika Serikat, United Launch Alliance (ULA) dan saingannya Orbital Sciences. Yang pertama mencegah yang terakhir dari membeli mesin untuk rudal Antares-nya.

Clash of the Titans

Itu adalah partisipasi Ilmu Orbital dalam pembelian tender pemerintah yang harus disalahkan. ULA secara ilegal mencegah pesaing membeli mesin RD-180 dari dua perusahaan. Ini adalah kontraktor RD Amross - SNPPO Energomash - dan perantara Amerika Pratt & Whitney Rocketdyne. Yang pertama menghasilkan mesin roket propelan cair RD-180 yang dibutuhkan. Yang lain memasok komponen ke Amerika Serikat.

Satu-satunya mesin berbahan bakar cair RD-180 secara optimal cocok untuk pembelian tender yang diumumkan oleh pemerintah AS. Menurut para ahli, karakteristik komponen ini ideal untuk kendaraan peluncuran berat dan kebutuhan NASA.

Apa itu mesin roket RD-180

RD-180 adalah turunan dua ruang dari RD-170 empat ruang yang digunakan oleh Zenit. Mesin roket propelan cairAfterburner siklus tertutup RD-180 mengemas kinerja tinggi, kenyamanan, dan penggunaan kembali RD-170 ke dalam ukuran yang sesuai dengan kebutuhan mesin Atlas V Evolved Expendable Launch Vehicle.

RD-180 – Motor hidrolik untuk menggerakkan katup kontrol dan vektor dorong defleksi di gimbal, dengan pneumatik untuk menggerakkan katup dan sistem blowdown: rangka dorong untuk distribusi beban mandiri sebagai bagian dari mesin. Motor pada awalnya menggunakan timah LOX, dengan afterburning gas generator dan LOX, yang kaya akan penggerak turbin gas. Jadi tetapkan peningkatan kinerja sebesar 10 persen dibandingkan dengan peningkatan operasional mesin AS dan dengan asumsi operasi yang bersih dan dapat digunakan kembali. Hanya di rakitan utama, pompa turbo dan pompa booster memerlukan pengembangan untuk menskala dari RD-120 dan RD-170. Semua komponen lainnya diambil langsung dari RD-170.

RD-180 dikembangkan dalam 42 bulan dengan biaya yang lebih murah dari desain mesin baru khas AS. Motor berjalan pada Atlas III perantara dan booster Atlas V standar.

RD-180 dilengkapi dengan dua pasang ruang bakar dan nozel. Mesin ini dikembangkan dan diproduksi oleh asosiasi penelitian dan produksi Rusia, Energomash. Minyak tanah digunakan sebagai bahan bakar, oksigen cair adalah agen pengoksidasi. Biaya mesin roket RD-180 pada tahun 2010 adalah $9 juta.

Deskripsi konstruksi

1. LOX/Bahan bakar roket minyak tanah.
2. Dua ruang dorong (gimbal +8 derajat).
3. Satu blok kaya oksigen di depan kompor.
4. THA perakitan tekanan tinggi.
5. Pompa bahan bakar dua tahap.
6. Pompa oksigen satu tahap.
7. Turbin tunggal.
8. Pengapian yang dapat menyala sendiri.
9. Sistem hidrolik otonom (katup, TVC) ditenagai oleh minyak tanah dari pompa bahan bakar.
10. Sistem pemantauan kesehatan dan prediksi kehidupan.
11. Persiapan penerbangan otomatis (setelah pemasangan di kendaraan, semua operasi otomatis melalui peluncuran).
12. Meminimalkan antarmuka dari landasan peluncuran dan kendaraan (sistem pneumatik dan hidrolik, otonom, panel listrik terintegrasi, rangka dorong untuk menyederhanakan antarmuka mekanis).
13. Operasi ramah lingkungan dengan oksidator kaya yang memulai pengapian pra-pembakar, serta mode start dan shutdown oksidator yang menghilangkan kokas dan minyak tanah yang berpotensi terkontaminasi yang tidak terbakar.
14. 50-100% pelambatan terus menerus tunduk pada potensi lintasan real-time dan pemeriksaan pencocokan motor di lokasi sebelum meluncurkan perbaikan.
15. 80% RD-170 bagian.
16. Ruang albarik: 256, 6 bar.
17. Faktor luas: 36, 4.
18. Rasio dorong-ke-berat: 77, 26.
19. Rasio oksidator-bahan bakar: 2, 72.

Mesin RD-180. Fitur

• Gravitasi Spesifik: 5480 kg (12080 lb).
• Tinggi: 3,6 m (11,67 kaki).
• Diameter: 3,2 m (10,33 kaki).
• Impuls spesifik: 337,8 s.
• Impuls spesifik di permukaan laut: 311,3 s
• Waktu perekaman: 270 detik.
• Peluncuran pertama: 2000

Sejarah

Pada bulan November 1996, asosiasi produksi Energomash melakukan tes pertama RD-180. Mesin tersebut dinyatakan sebagai pemenang dalam tender untuk pemasangannya di kendaraan peluncuran Atlas milik American Lockheed Martin Corporation. Ini diperlukan untuk penarikan kapal-kapal berawak yang menjanjikan. Sejak itu, mesin RD-180 menjadi yang paling laris.

Mesin dapat digunakan kembali. Manajemen yang canggih memberi NPO Energomash dengan kesepakatan andal yang hampir legendaris dengan Amerika Serikat. Pada Desember 2012, sebuah kontrak diserahkan yang memberikan jaminan kepada perusahaan untuk produksi mesin hingga 2019. Semua produksi terkonsentrasi di Rusia.

Membuat pengganti RD-180 di AS

Peristiwa Ukraina menyebabkan sanksi yang membatasi kemampuan menggunakan mesin roket Rusia untuk Amerika Serikat. RD-180 harus diganti dengan analog buatan Amerika. Pada Desember 2014, amandemen disahkan oleh DPR. Ini melarang penggunaan RD-180 Rusia. Mesin akan terus dibeli berdasarkan kontrak pasokan yang ada hingga 2019 antara Energomash dan ULA.

Meskipun melanjutkan kerja sama dan pengiriman RD-180 berdasarkan perjanjian yang ada, Menteri Pertahanan AS memerintahkan penghentian kerja sama dengan Rusia dan transisiuntuk suku cadang Amerika. Amerika wajib melepaskan ketergantungan Rusia di bidang militer-politik.

Untuk ini, Frank Kendall (Sekretaris Pertahanan untuk Akuisisi) menjawab bahwa Pentagon tidak memiliki apa pun untuk menggantikan mesin RD-180 Rusia. Sebagai alternatif dari situasi saat ini, Amerika mengumumkan tender untuk produksi mesinnya sendiri dengan karakteristik serupa di wilayahnya.

Wakil Perdana Menteri Rusia Dmitry Rogozin menyatakan siap menghentikan pasokan mesin roket RD-180 dan K-33 ke Amerika.

Berapa harga mesin roket RD-180 untuk AS

Mari kita bicara tentang harga. SpaceNews melaporkan bahwa mesin RD-180 perlu diganti. Untuk Amerika Serikat, keinginan seperti itu akan menelan biaya $ 1,5 miliar. Bukan jumlah yang sedikit.

Berapa harga mesin RD-180? Seluruh proyek implementasi prototipe akan berlangsung setidaknya enam tahun. Menurut para ahli, Amerika Serikat tidak memiliki kesempatan untuk sepenuhnya meninggalkan penggunaan mesin RD-180. Tidak mungkin menyelesaikan masalah dalam waktu singkat, karena mesin hanya akan siap pada tahun 2022.

Meskipun Angkatan Udara AS telah memastikan bahwa RD-180 tersedia dalam jumlah yang dibutuhkan, masih ada kekurangan. Oleh karena itu, banyak peluncuran yang perlu ditunda. Pengeluaran di bidang ini bisa meningkat menjadi $5 miliar. Sementara AS bersaing dan memberlakukan sanksi, China sudah siap untuk produksi RD-180.

Perspektif

Pentagon telah mengalokasikan setidaknya $162 juta untuk Aerojet Rocketdyne dan United Launch Alliance untuk bekerjabidang pengembangan mesin roket AR1 dan BE-4, calon pengganti mesin buatan Rusia yang saat ini menerbangkan kendaraan peluncuran Atlas V.

Angkatan Udara AS sedang menyelesaikan investasi awal dalam motor roket baru karena militer berusaha untuk menjauh dari ketergantungannya pada mesin RD-180 Rusia yang digunakan pada Atlas V, yang meluncurkan sebagian besar satelit pemerintah AS untuk komunikasi yang aman, navigasi dan informasi pengumpulan intelijen. Angkatan Udara menjalin kemitraan publik-swasta dengan Aerojet Rocketdyne dan ULA, menyediakan dana perusahaan untuk membiayai pengembangan mesin bersama.

Presiden dan CEO ULA terus bertemu untuk mencapai tujuan menyediakan Amerika Serikat dengan sistem peluncuran paling andal dengan harga paling terjangkau, sambil mengembangkan mesin baru yang akan memperkenalkan peluang yang sama sekali baru untuk penggunaan spasi.

Perjanjian dengan Aerojet Rocketdyne mencakup pengembangan dan pengujian mesin roket AR1. Ini adalah unit daya yang membakar campuran minyak tanah dan oksigen cair. Ini adalah komponen propelan yang sama seperti pada mesin RD-180 untuk Atlas V.

Aerojet Rocketdyne bertujuan untuk memiliki mesin yang layak terbang pada tahun 2019, tetapi peluncuran pertama tidak diharapkan hingga tahun 2020. Angkatan Udara berkomitmen setidaknya $115,3 juta untuk program pengembangan AR1 sementara bagaimana Aerojet Rocketdyne dan ULA bersama-sama menginvestasikan $57,7 juta, kata Aerojet Rocketdyne dalam sebuah pernyataan.

Sebelum pengujian, keputusan pemerintah untuk melanjutkan dukungan untuk program mesin AR1 mencapai $804 juta - dengan $536 juta dari Angkatan Udara dan $236 juta dari Aerojet Rocketdyne dan ULA.

"AR1 akan menempatkan AS kembali memimpin dalam memproduksi mesin roket nuklir minyak tanah," kata Drake dalam siaran pers. "Kami menggabungkan kemajuan terbaru dalam manufaktur canggih sambil memanfaatkan pengetahuan kami yang kaya tentang generasi berikutnya dari motor roket, semuanya sedang dilakukan untuk memperkenalkan motor yang akan mengakhiri ketergantungan kita pada pemasok asing untuk meluncurkan negara kita. aset keamanan nasional."

Mesin AR1 akan menyertakan komponen cetak 3D dan bekerja dengan oksigen yang diperkaya dengan afterburning gas generator. Ini adalah siklus mesin yang lebih efisien daripada yang saat ini tersedia di hidrokarbon cair lainnya di mesin roket AS.

Mesin BE-4 adalah fokus Angkatan Udara. Untuk implementasinya, suntikan dana dialokasikan. Angkatan Udara berkomitmen untuk membayar setidaknya $46,6 juta kepada United Launch Alliance untuk roket Vulcan generasi berikutnya. ULA juga setuju untuk menambah $40,8 juta di bawah ketentuan penghargaan pemerintah.

Bagian terbesar dari pendanaan awal $45.800.000 akan digunakan untuk pengembangan mesin BE-4, yang akan menghasilkan daya dorong 550.000 pon dan mengkonsumsi kombinasi kriogenik dari gas alam cair dan cairanoksigen.

Dua mesin BE-4 akan meningkatkan tahap pertama roket Vulcan. Para pejabat mengatakan BE-4 didanai sepenuhnya oleh perusahaan melalui United Launch Alliance. Pendanaan Angkatan Udara akan mendukung kemajuan perusahaan dalam mengintegrasikan mesin BE-4 dengan kendaraan peluncuran Vulcan.

Aerojet Rocketdyne mengiklankan AR1 sebagai pengganti termudah untuk RD-180 karena campuran bubuk dan ukurannya. Diperlukan dua mesin AR1 untuk memenuhi kinerja satu mesin RD-180 nosel ganda pada Atlas V.

ULA eksekutif mengatakan mesin BE-4 dari Blue Origin, sebuah perusahaan antariksa wirausaha yang didirikan oleh Amazon.com, akan siap lebih cepat dan pada akhirnya akan lebih mudah dipulihkan untuk digunakan kembali.

Sementara mesin RD-180 memiliki keunggulan lebih dari 60 peluncuran yang sukses, sudah waktunya bagi investasi AS dalam produksi domestik mesin serupa.

BE-4 akan menyelesaikan validasinya pada tahun 2017, dan ULA menargetkan penerbangan pertama roket Vulcan pada akhir tahun 2019.

Angkatan Udara juga membiayai pembangunan di luar angkasa untuk tempat tinggal para astronot dalam eksplorasi luar angkasa dan layanan satelit.

ULA terus bekerja dengan Blue Origin dan Aerojet Rocketdyne. Ini menyertai dua varian mesin Amerika generasi berikutnya, itulah sebabnya perusahaan ini bekerja sama dengan dua perusahaan luar angkasa terkemuka di dunia.

ULA menyimpan mesin AR1 Aerojet Rocketdyne sebagai cadanganpilihan. Seleksi final diharapkan pada akhir 2016.

Komitmen keuangan Angkatan Udara untuk Aerojet Rocketdyne dan ULA dibuka setelah 29 Februari 2016 setelah perjanjian serupa dibuat dengan SpaceX dan Orbital ATK. Proyek pendorong roket padat baru yang dibuat oleh Orbital ATK untuk roket Vulcan dan ULA untuk peluncurnya sendiri, juga akan menerima pendanaan Orbital ATK.

Bayangan di luar angkasa dari "awan" bumi

Mesin RD-180 Rusia tidak memiliki alternatif di Amerika Serikat. Jim Meiser, wakil presiden Aerojet Rocketdyne, percaya bahwa Amerika Serikat tidak cukup memperhatikan pengembangan prototipe oksigen-minyak tanahnya sendiri.

Dia mengatakan bahwa Amerika jelas berada di belakang Rusia dan Cina dalam menciptakan sistem propulsi seperti itu. Dia juga menyebutkan bahwa Amerika Serikat telah mengembangkan mesin oksigen-minyak tanah, yang dioperasikan Merlin 1D. Itu diproduksi oleh SpaceX. Hanya saja, dari segi karakteristiknya tidak kalah dengan RD-180.

Tentu saja, ini benar-benar omong kosong, karena awan terestrial tidak dapat mengeluarkan bayangan apa pun ke luar angkasa. Tapi dalam arti politik - sayangnya, mereka dibuang.

AS: Industrialis tenang, politisi khawatir

Seorang pejabat senior angkatan udara AS mengatakan dia akan berhenti meluncurkan satelit keamanan nasional di atas roket Atlas V United Launch Alliance jika Departemen Keuangan yakin bahwa impor mesin Rusia tidak melanggar sanksi AS.

Sebelumnya, Senator John McCain bertanya kepada Angkatan Udarauntuk membuktikan bahwa reorganisasi baru-baru ini di Rusia dalam industri roket dan luar angkasanya tidak menjadikan pembelian mesin RD-180 sebagai pelanggaran terhadap sanksi AS yang dijatuhkan terhadap pejabat Rusia pada tahun 2014.

Lembaga pemerintah AS, yang dipimpin oleh Departemen Keuangan, sedang meninjau pengiriman RD-180. Dan kami siap untuk tidak mematuhi sanksi. Mengardekan Atlas V akan menciptakan hambatan yang lebih besar bagi Pentagon daripada bertarung.

McCain mengadakan sidang pelabuhan ruang angkasa militer di mana ia mendesak Angkatan Udara untuk mendapatkan pendapat hukum baru bahwa impor RD-18O melanggar sanksi AS yang dikenakan pada pejabat Rusia setelah pencaplokan semenanjung Krimea Ukraina.

McCain memilih dua pejabat tinggi Rusia: Wakil Perdana Menteri Rusia Dmitry Rogozin dan Sergei Chemezov, penasihat Presiden Rusia Vladimir Putin. Sampai saat ini, mereka adalah pengamat di bidang luar angkasa. Meskipun mereka tidak mendapatkan keuntungan finansial dari penjualan RD-180, mereka telah diberi sanksi.

28 Desember, atas perintah Putin, sektor luar angkasa Rusia sedang ditata ulang. Restrukturisasi ini membuat penyesuaian pada industri luar angkasa Rusia dan badan antariksa Roscosmos di bawah perusahaan negara baru, juga disebut Roskosmos.

McCain mencatat bahwa organisasi ini saat ini dipimpin oleh Rogozin; Chemezov juga ada hubungannya dengan ini. Rogozin dan Chemezov termasuk di antara pejabat Rusia pertama yang menerima sanksi selama krisis Ukraina. Tidak satu punyang lain tidak bisa masuk ke AS. Aset yang mereka miliki telah dibekukan.