Injini za roketi za Kirusi RD-180: vipimo

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Injini za roketi za Urusi RD-180 zimekuwa mzozo kati ya kampuni mbili za Marekani za United Launch Alliance (ULA) na pinzani wa Orbital Sciences. Ya kwanza huzuia injini ya pili kununua injini za makombora yake ya Antares.

Mgongano wa Titans

Ilikuwa ni ushiriki wa Orbital Sciences katika ununuzi wa zabuni za serikali ambao ulikuwa wa lawama. ULA inawazuia kinyume cha sheria washindani kununua injini za RD-180 kutoka kwa makampuni mawili. Hawa ni mkandarasi wa RD Amross - SNPPO Energomash - na mpatanishi wa Marekani Pratt & Whitney Rocketdyne. Ya kwanza hutoa injini ya roketi ya kioevu ya RD-180 inayohitajika. Vipengee vingine vya usambazaji kwa Marekani.

Injini pekee inayoendesha kioevu RD-180 inafaa kabisa kwa ununuzi wa zabuni uliotangazwa na serikali ya Marekani. Kulingana na wataalamu, sifa za vipengele hivi ni bora kwa magari mazito ya uzinduzi na mahitaji ya NASA.

Injini ya roketi ya RD-180 ni nini

RD-180 ni derivative ya vyumba viwili ya vyumba vinne RD-170 inayotumiwa na Zenit. Injini za roketi zinazosukuma majiRD-180 afterburner ya mzunguko wa kufungwa hupakia utendakazi wa hali ya juu, urahisi na utumiaji tena wa RD-170 katika ukubwa ili kuendana na mahitaji ya injini ya Gari la Uzinduzi la Atlas V Evolved Expendable Launch.

RD-180 – Mota ya maji ya kuamilisha vali ya kudhibiti na vekta ya msukumo kwenye gimba, yenye nyumatiki ya kuwasha vali na mfumo wa kupuliza: fremu ya msukumo wa usambazaji wa mzigo inajitosheleza kama sehemu ya injini.. Injini mwanzoni hutumia risasi ya LOX, pamoja na uchomaji wa gesi ya jenereta na LOX, iliyojaa kiendeshi cha turbine ya gesi. Kwa hivyo weka ongezeko la utendakazi la asilimia 10 ikilinganishwa na uimarishwaji wa uendeshaji wa injini za Marekani na kuchukulia utendakazi safi, unaoweza kutumika tena. Katika mkusanyiko mkuu pekee, pampu ya turbo na pampu ya nyongeza ilihitaji maendeleo ili kuongeza ukubwa kutoka RD-120. na RD-170. Vipengele vingine vyote vilichukuliwa moja kwa moja kutoka kwa RD-170.

RD-180 iliundwa katika muda wa miezi 42 kwa sehemu ya gharama ya muundo wa kawaida wa injini mpya ya Marekani. Mota hutumia Atlasi III ya kati na nyongeza ya kawaida ya Atlas V.

RD-180 ina jozi mbili za vyumba vya mwako na nozzles. Injini ilitengenezwa na kuzalishwa na shirika la utafiti na uzalishaji la Urusi Energomash. Mafuta ya taa hutumiwa kama mafuta, oksijeni ya kioevu ni wakala wa oksidi. Gharama ya injini ya roketi ya RD-180 mwaka 2010 ilikuwa dola milioni 9.

Maelezo ya ujenzi

1. LOX/mafuta ya taa ya roketi.
2. Vyumba viwili vya kusukuma (gimba + digrii 8).
3. Sehemu moja ya oksijeni iliyojaa oksijeni mbele ya kichomi.
4. THA mkusanyiko wa shinikizo la juu.
5. pampu ya mafuta ya hatua mbili.
6. pampu ya oksijeni ya hatua moja.
7. Turbine moja.
8. Wako wa kujiwasha.
9. Mifumo ya majimaji inayojiendesha (valves, TVC) inayoendeshwa na mafuta ya taa kutoka kwa pampu ya mafuta.
10. Mfumo wa ufuatiliaji wa afya na utabiri wa maisha.
11. Maandalizi ya safari ya kiotomatiki (baada ya kusakinishwa kwenye gari, shughuli zote zinajiendesha kiotomatiki kupitia uzinduzi).
12. Kupunguza kiolesura kutoka kwa pedi ya uzinduzi na magari (mifumo ya nyumatiki na majimaji, inayojiendesha, paneli zilizounganishwa za umeme, fremu ya msukumo ili kurahisisha kiolesura cha mitambo).
13. Operesheni rafiki kwa mazingira kwa kutumia vioksidishaji tajiri vinavyoanza kuwasha vichomaji kabla, pamoja na njia za kuanza na kuzima vioksidishaji ambazo huondoa kuoka na mafuta ya taa ambayo yanaweza kuambukizwa na ambayo hayajachomwa.
14. 50-100% ya kusukuma kwa kasi kwa kutegemea trajectory inayowezekana ya wakati halisi na ukaguzi wa ulinganishaji wa motor kwenye tovuti kabla ya kuzindua kurekebisha.
15. 80% sehemu za RD-170.
16. Chumba cha albaric: 256, paa 6.
17. Kigezo cha eneo: 36, 4.
18. Uwiano wa kutia-kwa-uzito: 77, 26.
19. Uwiano wa mafuta ya kioksidishaji: 2, 72.

Injini RD-180. Vipengele

• Mvuto Maalum: kilo 5480 (lb 12080).
• Urefu: mita 3.6 (futi 11.67).
• Kipenyo: 3.2 m (futi 10.33).
• Msukumo mahususi: 337.8 s.
• Msukumo maalum katika usawa wa bahari: 311.3 s
• Muda wa kurekodi: sekunde 270.
• Uzinduzi wa kwanza: 2000

Historia

Mnamo Novemba 1996, shirika la uzalishaji la Energomash lilifanya jaribio la kwanza la RD-180. Injini ilitangazwa kuwa mshindi katika zabuni za usakinishaji wake katika gari la uzinduzi la Atlas la Shirika la Lockheed Martin la Marekani. Hii ilikuwa muhimu kwa uondoaji wa meli za kuahidi zenye watu. Tangu wakati huo, injini za RD-180 zimekuwa zikihitajika zaidi.

Injini inaweza kutumika tena. Usimamizi wa hali ya juu uliipatia NPO Energomash mikataba takriban maarufu inayotegemewa na Marekani. Mnamo Desemba 2012, mkataba ulitolewa ambao hutoa kampuni dhamana ya utengenezaji wa injini hadi 2019. Uzalishaji wote umejikita nchini Urusi.

Inaunda mbadala wa RD-180 nchini Marekani

Matukio ya Kiukreni yalisababisha vikwazo vinavyopunguza uwezo wa kutumia injini za roketi za Urusi kwa Marekani. RD-180 lazima ibadilishwe na analog iliyotengenezwa na Amerika. Mnamo Desemba 2014, marekebisho yalipitishwa na Bunge. Ilipiga marufuku matumizi ya Kirusi RD-180s. Injini itaendelea kununuliwa chini ya mkataba uliopo wa ugavi hadi 2019 kati ya Energomash na ULA.

Licha ya kuendelea kwa ushirikiano na uwasilishaji wa RD-180 chini ya makubaliano yaliyopo, Waziri wa Ulinzi wa Merika aliamuru kusitishwa kwa ushirikiano na Urusi na kipindi cha mpito.kwa sehemu za Amerika. Marekani inalazimika kuondoa utegemezi wa Warusi katika nyanja za kijeshi na kisiasa.

Kwa hili, Frank Kendall (Katibu wa Ulinzi wa Ununuzi) alijibu kwamba Pentagon haikuwa na chochote cha kuchukua nafasi ya injini za Kirusi za RD-180. Kama mbadala wa hali ya sasa, Amerika ilitangaza zabuni ya utengenezaji wa injini zake zenye sifa zinazofanana kwenye eneo lake.

Naibu Waziri Mkuu wa Urusi Dmitry Rogozin alisema yuko tayari kusitisha usambazaji wa injini za roketi RD-180 na K-33 kwa Amerika.

Injini ya roketi ya RD-180 inagharimu kiasi gani kwa Marekani

Wacha tuzungumze kuhusu bei. SpaceNews iliripoti kwamba injini ya RD-180 ilihitaji kubadilishwa. Kwa Merika, tamaa kama hiyo ingegharimu $ 1.5 bilioni. Si kiasi kidogo.

Injini ya RD-180 inagharimu kiasi gani? Mradi mzima wa utekelezaji wa mfano utadumu kwa angalau miaka sita. Kulingana na wataalamu, Merika haina fursa ya kuachana kabisa na matumizi ya injini za RD-180. Haiwezekani kutatua tatizo kwa muda mfupi, kwa kuwa injini zitakuwa tayari tu mwaka 2022.

Licha ya uhakikisho wa Jeshi la Anga la Marekani kwamba RD-180 ziko kwenye hisa kwa wingi unaohitajika, bado kuna uhaba. Kwa hiyo, uzinduzi mwingi utahitaji kuahirishwa. Matumizi katika eneo hili yanaweza kuongezeka hadi dola bilioni 5. Wakati Marekani inashindana na kutekeleza vikwazo, Uchina tayari iko katika mstari wa kuzalisha RD-180.

Mtazamo

Pentagon imetenga angalau $162 milioni kwa Aerojet Rocketdyne na United Launch Alliance kufanya kazimaeneo ya maendeleo ya injini za roketi za AR1 na BE-4, wagombeaji wa kuchukua nafasi ya injini iliyotengenezwa nchini Urusi ambayo kwa sasa huendesha gari la uzinduzi la Atlas V.

Jeshi la Wanahewa la Merika linakamilisha uwekezaji wa awali katika injini mpya za roketi huku jeshi likijaribu kuacha kutegemea injini ya Urusi ya RD-180 inayotumika kwenye Atlas V, ambayo hurusha satelaiti nyingi za serikali ya Amerika kwa mawasiliano salama., urambazaji na taarifa za kukusanya taarifa za kijasusi. Jeshi la Anga laingia katika ushirikiano wa sekta ya umma na binafsi na Aerojet Rocketdyne na ULA, na kutoa fedha za shirika kufadhili uundaji wa injini.

Rais na Mkurugenzi Mtendaji wa ULA wanaendelea kukutana ili kufikia lengo la kuipatia Marekani mifumo ya kuaminika ya uzinduzi kwa bei nafuu, huku wakitengeneza injini mpya itakayoleta fursa mpya kabisa za matumizi ya nafasi.

Makubaliano na Aerojet Rocketdyne yanahusu uundaji na majaribio ya injini ya roketi ya AR1. Hii ni kitengo cha nguvu kinachochoma mchanganyiko wa mafuta ya taa na oksijeni ya kioevu. Hivi ni viambajengo sawa na katika injini ya RD-180 ya Atlas V.

Aerojet Rocketdyne inalenga kuwa na injini inayoweza kutumika hewani kufikia 2019, lakini uzinduzi wa mara ya kwanza hautarajiwi hadi 2020. Jeshi la Wanahewa limetoa angalau $115.3 milioni kwa mpango wa ukuzaji wa AR1 huku jinsi Aerojet Rocketdyne na ULA kuwekeza kwa pamoja $57.7 milioni, Aerojet Rocketdyne alisema katika taarifa.

Kabla ya majaribio, uamuzi wa serikali wa kuendelea kuunga mkono mpango wa injini ya AR1 uliongezeka hadi $804 milioni - na $536 milioni kutoka kwa Jeshi la Wanahewa na $236 milioni kutoka Aerojet Rocketdyne na ULA.

"AR1 itaiweka Marekani nyuma katika uongozi katika kuzalisha injini za roketi za nyuklia za mafuta ya taa," Drake alisema katika taarifa yake kwa vyombo vya habari. "Tunajumuisha maendeleo ya hivi karibuni katika utengenezaji wa hali ya juu huku tukitumia maarifa yetu tajiri ya kizazi kijacho cha injini za roketi, kila kitu kinafanywa ili kuanzisha injini ambazo zitamaliza utegemezi wetu kwa muuzaji wa kigeni kuzindua taifa letu. mali za usalama wa taifa."

Injini ya AR1 itajumuisha sehemu zilizochapishwa za 3D na itatumia oksijeni iliyoimarishwa kwa kuwaka kwa gesi ya jenereta. Huu ni mzunguko wa injini unaofaa zaidi kuliko unaopatikana sasa katika hidrokaboni nyingine kioevu katika injini za roketi za Marekani.

Injini ya BE-4 ndiyo inayolengwa na Jeshi la Anga. Kwa utekelezaji wake, sindano za fedha zinatengwa. Jeshi la Wanahewa limejitolea kulipa angalau $46.6 milioni kwa Muungano wa Uzinduzi wa Umoja kwa kizazi kijacho cha roketi ya Vulcan. ULA pia ilikubali kuongeza dola milioni 40.8 chini ya masharti ya tuzo ya serikali.

Sehemu kubwa ya ufadhili wa awali wa $45,800,000 itaenda katika kutengeneza injini ya BE-4, ambayo itazalisha pauni 550,000 za msukumo na kutumia mchanganyiko wa gesi asilia iliyoyeyuka na kimiminika.oksijeni.

Injini mbili za BE-4 zitaboresha hatua ya kwanza ya roketi ya Vulcan. Maafisa wanasema BE-4 inafadhiliwa kikamilifu na kampuni hiyo kupitia Muungano wa Uzinduzi wa United. Ufadhili wa Jeshi la Wanahewa utasaidia maendeleo ya kampuni katika kuunganisha injini ya BE-4 na gari la uzinduzi la Vulcan.

Aerojet Rocketdyne inatangaza AR1 kama mbadala rahisi zaidi ya RD-180 kutokana na mchanganyiko na ukubwa wake wa poda. Injini mbili za AR1 zinahitajika ili kukidhi utendakazi wa injini moja ya pua mbili ya RD-180 kwenye Atlas V.

Wasimamizi wa ULA wanasema injini ya BE-4 kutoka Blue Origin, kampuni ya anga ya ujasiriamali iliyoanzishwa na Amazon.com, itakuwa tayari kwa haraka na hatimaye itakuwa rahisi kurejesha kwa matumizi tena.

Ijapokuwa injini ya RD-180 ilikuwa na manufaa ya kuzinduliwa kwa mafanikio zaidi ya 60, ulikuwa wakati wa uwekezaji wa Marekani katika uzalishaji wa ndani wa injini kama hizo.

BE-4 inatazamiwa kukamilisha uthibitishaji wake mwaka wa 2017, na ULA inalenga kufanya safari ya kwanza ya roketi ya Vulcan kufikia mwisho wa 2019.

Jeshi la Anga pia linafadhili ujenzi katika anga ya juu kwa ajili ya makao ya wanaanga katika uchunguzi wa kina wa anga na huduma za setilaiti.

ULA inaendelea kufanya kazi na Blue Origin na Aerojet Rocketdyne. Inaambatana na lahaja mbili za kizazi kijacho cha injini za Kimarekani, ndiyo maana kampuni inashirikiana na kampuni mbili kuu za anga za juu duniani.

ULA huweka injini ya Aerojet Rocketdyne AR1 kama nakala rudufuchaguo. Uchaguzi wa mwisho unatarajiwa mwishoni mwa 2016.

Ahadi za kifedha za Air Force kwa Aerojet Rocketdyne na ULA zilifunguliwa baada ya Februari 29, 2016 baada ya makubaliano sawa na SpaceX na Orbital ATK. Mradi mpya wa kuimarisha roketi imara uliotengenezwa na Orbital ATK kwa roketi ya Vulcan ya ULA na kwa kizindua chake, pia kitapokea ufadhili wa Orbital ATK.

Kivuli angani kutoka "mawingu" ya dunia

Injini za Kirusi RD-180 hazina mbadala nchini Marekani. Jim Meiser, makamu wa rais wa Aerojet Rocketdyne, anaamini kuwa Marekani haizingatii vya kutosha katika uundaji wa mifano yake ya mafuta ya taa ya oksijeni.

Alisema kwamba Marekani kwa hakika iko nyuma ya Warusi na Wachina katika kuunda mifumo kama hiyo ya upanuzi. Pia alieleza kuwa Marekani tayari imetengeneza injini ya mafuta ya taa ya oksijeni, ambayo inafanya kazi Merlin 1D. Inatengenezwa na SpaceX. Ni sasa tu, kwa mujibu wa sifa zake, haipungukiwi na RD-180.

Bila shaka, huu ni upuuzi mtupu, kwa sababu mawingu ya nchi kavu hayawezi kutupa kivuli chochote angani. Lakini kwa maana ya kisiasa - ole wao, wametupwa.

Marekani: Wenye viwanda wametulia, wanasiasa wana wasiwasi

Afisa mkuu wa jeshi la anga la Marekani anasema kuwa ataacha kurusha satelaiti za usalama wa taifa ndani ya roketi ya Atlas V ya United Launch Alliance iwapo Wizara ya Hazina itaamini kuwa uagizaji wa injini za Urusi haukiuki vikwazo vya Marekani.

Hapo awali, Seneta John McCain aliuliza Jeshi la Wanahewaili kuthibitisha kwamba upangaji upya wa hivi majuzi nchini Urusi wa tasnia yake ya roketi na anga haufanyi ununuzi wa injini za RD-180 kuwa ukiukaji wa vikwazo vya Marekani ambavyo viliwekwa dhidi ya maafisa wa Urusi mwaka wa 2014.

Mashirika ya serikali ya Marekani, yakiongozwa na Idara ya Hazina, yanaangalia upya utoaji wa RD-180. Na tuko tayari kutozingatia vikwazo. Kutuliza Atlas V kutaleta kikwazo kikubwa kwa Pentagon kuliko kupigana.

McCain alishikilia kikao cha kijeshi cha anga za juu ambapo alilitaka Jeshi la Wanahewa kupata maoni mapya ya kisheria kwamba uagizaji wa RD-18O unakiuka vikwazo vya Marekani vilivyowekwa kwa maafisa wa Urusi kufuatia kunyakuliwa kwa rasi ya Crimea ya Ukraine.

McCain aliwateua maafisa wawili wa ngazi za juu wa Urusi: Naibu Waziri Mkuu wa Urusi Dmitry Rogozin na Sergei Chemezov, mshauri wa Rais wa Urusi Vladimir Putin. Hadi hivi majuzi, walikuwa waangalizi katika sekta ya anga. Ingawa hawanufaiki kifedha kutokana na mauzo ya RD-180, wameidhinishwa.

Desemba 28, kwa agizo la Putin, sekta ya anga ya juu ya Urusi inapangwa upya. Marekebisho haya yanafanya marekebisho katika tasnia ya anga ya juu ya Urusi na wakala wa anga za juu wa Roscosmos chini ya shirika jipya la serikali, pia linaitwa Roskosmos.

McCain alibainisha kuwa shirika hili kwa sasa linaongozwa na Rogozin; Chemezov pia ina kitu cha kufanya na hii. Rogozin na Chemezov walikuwa miongoni mwa maafisa wa kwanza wa Urusi kupokea vikwazo wakati wa mzozo wa Ukraine. Wala mmoja walamwingine hawezi kuingia Marekani. Mali wanayomiliki yamezuiwa.