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 , производится на территории России в « НПО Энергомаш имени академика В. П. Глушко ». Проект двигателя РД-180 был разработан под руководством Б. И. Каторгина .

История

РД-180 был создан в середине 1990-х годов на основе жидкостного ракетного двигателя РД-170 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 » .

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 II A»; 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 . 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 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 , патентные права на конструкцию двигателя принадлежали НПО «Энергомаш» до октября 2019 года (срок действия патента США — 20 лет ); на конец 2018 года всё производство двигателя сосредоточено в России . Продажа осуществлялась совместным предприятием «Pratt & Whitney» и НПО «Энергомаш», называемым СП « »; 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 .

Конструкция

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

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), миссию по изучению троянских астероидов Юпитера « Люси » (2021).

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» .

Ситуация с американским рынком сбыта

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 .

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 . По словам исполнительного директора НПО «Энергомаш» , 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 .

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 . С инициативой запрета использования двигателя для военных запусков США выступал зам. председателя Правительства РФ Дмитрий Рогозин .

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 .

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

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 .

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 .

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 .

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 .

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 .

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 .

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

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 .

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

Модификация

Русь-М

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 .

См. также

• РД-170
• РД-191

Примечания

Ссылки

• . ракетный двигатель носителя «Атлас» (неопр.) . НПО «Энергомаш» имени академика В. П. Глушко .
• (неопр.) . НПО «Энергомаш» имени академика В. П. Глушко (25 мая 2020).
• Григорий Дубов. (неопр.) . РБК (4 апреля 2019).
• // hi-tech.mail.ru, 23 июля 2020

• (англ.) . Pratt & Whitney . 12 октября 2007 года.
• (неопр.) . LPRE.DE .
• (англ.) . Astronautix.com . 27 января 2019 года.
• . Specifications (англ.) . SpaceAndTech.com . Дата обращения: 1 июня 2019. Архивировано из 15 мая 2013 года.
• (видео на YouTube )