RD-180 - RD-180
![]() Zkušební střelba RD-180 na Marshall Space Flight Center | |
Země původu | Rusko |
---|---|
První let | 2000-05-24 |
Návrhář | NPO Energomash |
Výrobce | NPO Energomash |
aplikace | Posilovač |
Předchůdce | RD-170 |
Postavení | Při použití |
Motor na kapalná paliva | |
Pohonná látka | LOX / RP-1 |
Cyklus | Postupné spalování |
Konfigurace | |
Komora | 2 |
Poměr trysek | 36.87 |
Výkon | |
Tah (vakuum) | 4,15 MN (930 000 lbf) |
Tah (SL) | 3,83 MN (860 000 lbf) |
Poměr tahu k hmotnosti | 78.44 |
Tlak v komoře | 26,7 MPa (3 870 psi) |
Jásp (vakuum) | 338 s (3,31 km / s) |
Jásp (SL) | 311 s (3,05 km / s) |
Doba hoření | 270 s |
Rozměry | |
Délka | 3560 mm (140 palců) |
Průměr | 3150 mm (124 palců) |
Suchá hmotnost | 5 480 kg (12080 lb) |

The RD-180 (РД-180, Ракетный Двигатель-180, Rocket Engine-180) je raketový motor navrženo a vyrobeno v Rusku. Je vybaven duálním spalovací komora, duálnítryska design a je poháněn a RP-1 /LOX směs. V současné době se motory RD-180 používají pro první americkou fázi Atlas V nosná raketa.
RD-180 je odvozen z RD-170 / RD-171 řada raketových motorů, které byly použity v sovětský Nosná raketa Energia a stále se používají v ukrajinština Nosné rakety Zenit.
Dějiny
Kořeny raketového motoru RD-180 sahají zpět do Sovětského svazu Energie projekt startu vozidla. Čtyřkomorový motor RD-170 byl vyvinut pro použití s páskovými posilovači pro toto vozidlo, které se nakonec použilo ke zvedání Buranův orbiter. Tento motor byl zmenšen na dvoukomorovou verzi kombinací spalovacích zařízení RD-170 s turbomachulátorem poloviční velikosti. Po úspěšných výkonech v testech motoru na zkušebním stavu a dohodách na vysoké úrovni mezi Vláda USA a Ruská vláda, motory byly dovezeny do USA pro použití na Lockheed Martin Atlas III, s prvním letem v roce 2000. Motor se používá také na United Launch Alliance Atlas V, nástupce Atlasu III.[1]
Motor má podobné konstrukční vlastnosti[je zapotřebí objasnění ] do NK-33, který byl vyvinut jinou kanceláří (Kuznetzov ) téměř o deset let dříve.
Obavy o dostupnost v období 2014–2015
Pochybnosti o spolehlivost dodavatelského řetězce pro RD-180 vznikl po Ruská vojenská intervence na Ukrajině v březnu 2014. Již více než 13 let od prvního použití motoru v nosné raketě Atlas III v roce 2000 nedošlo k žádnému vážnému ohrožení dodávek motoru, a to navzdory nerovnoměrným záznamům americko-ruských vztahů od Studená válka. Ale zhoršující se vztahy mezi Západem a Ruskem po březnu 2014 vedly k několika blokádám, včetně krátkodobého soudního příkazu ze strany amerických soudů, který byl nejasný ohledně rozsahu USA sankce o dovozu ruského motoru.[2]
Dne 13. května 2014 ruský místopředseda vlády Dmitrij Rogozin oznámil, že „Rusko zakáže Spojeným státům používat raketové motory ruské výroby pro vojenské starty“[3]—Časté užitečné zatížení ULA Atlas V nosná raketa, která pohání svůj první stupeň s jediným motorem RD-180, který je vynaloženo po každém letu.[4] V reakci na to Americké letectvo požádal Aerospace Corporation začít hodnotit alternativy pro napájení posilovacího stupně Atlas 5 s motory jiných než RD-180. Podle prvních odhadů by výměna RD-180 na Atlasu V vyžadovala pět nebo více let.[5]
I když ruská vláda nepřeruší dodávky dovážených motorů RD-180 do ULA, Kongres USA, s rozvíjející se podporou z Letectvo, dospěl k názoru, že by to nebylo výhodné pro Vláda USA nastartovat americkou výrobní linku na výrobu RD-180. Kongres USA se však zasazuje o zahájení nového programu raketových motorů pro uhlovodíky v USA, který by do roku 2022 postavil nový motor.[6]
V červnu 2014 Aerojet Rocketdyne navrhl, aby Federální vláda USA „financuje zcela nový raketový pohonný systém pocházející z USA“, tahový petrolej třídy 2 200 kilonewtonů (500 000 lbf) /LOX Raketový motor AR-1. Od června 2014[Aktualizace]„Počáteční projekcí Aerojet bylo, že náklady na každý motor budou nižší 25 milionů USD na pár motorů - nezahrnuje až 1 miliarda USD odhadované náklady na vývoj, které budou financovány vládou USA. Aerojet věřil, že AR-1 by mohl nahradit RD-180 v USA Vyvinuté postradatelné nosné vozidlo a že by to bylo dostupnější.[7]
Dne 21. srpna 2014 americké letectvo vydalo úředníka požadavek na informaci (RFI) pro náhradu za RD-180. RFI hledá informace o „materiálních možnostech posilovacího pohonu a / nebo vypuštění systému, které by mohly přinést nákladově efektivní, komerčně životaschopná řešení pro současné a budoucí požadavky na vypuštění Národního bezpečnostního prostoru (NSS). Velitelství vzdušných sil (AFSPC) zvažuje akviziční strategii ke stimulaci komerčního vývoje posilovacích pohonných systémů a / nebo odpalovacích systémů pro Vyvinuté postradatelné nosné vozidlo (EELV) - aplikace vesmírného výtahu. "Den předtím United Launch Alliance převzal dodávku dvou RD-180, prvních od Ruská anexe Krymu. Není jasné, kdy by měla začít výměna RD-180, a RFI požádala o vstup několik možností, včetně podobnosti s ruským motorem, zda by měla přijít v nové konfiguraci a použití „alternativních nosných raket“ pro EELV mise.[8]
V roce 2014 společnost RD-Amross prodávala modely RD-180 (ULA) po 23,4 milionu USD.[9]
V lednu 2015 obdržela společnost Orbital Sciences Corporation od vládních orgánů všechna potřebná povolení k dodávce 60 motorů od společnosti NPO Energomash.[10]
Dne 24. prosince 2015 United Launch Alliance oznámila, že zadala objednávku na použití více motorů RD-180 u nosné rakety Atlas V, kromě 29 motorů, které si společnost objednala před zavedením sankcí USA proti Rusku na Krym, a jen několik dní poté, co americký kongres zrušil zákaz používání ruských motorů k dostání amerických lodí do vesmíru.[11]
Americká výroba RD-180
United Launch Alliance (ULA) oznámila v únoru 2015, že uvažuje o zahájení výroby ruského motoru RD-180 v USA na letišti Decatur, Alabama, závod na výrobu raketových pódií. Motory vyrobené v USA by byly použity pouze pro vládní civilní (NASA) a komerční starty a neměly by být použity pro americké vojenské starty. Tento potenciální projekt je záložním plánem pro vývoj nových motorů, se kterým ULA pracuje Modrý původ na BE-4.[12]
Náhrada za motor RD-180 na nosné raketě amerického Atlasu
V důsledku geopolitické a NÁS politický s ohledem na postup v roce 2014 zahájila United Launch Alliance snahu zvážit možnou výměnu ruského motoru RD-180 použitého v prvním stupni posilovače ULA Atlas V. V červnu 2014 byly vydány formální smlouvy o studiu na řadu Dodavatelé raketových motorů pro USA.[13]
V září 2014 ULA oznámila, že uzavřela partnerství s Modrý původ rozvíjet BE-4 LOX /metan vyměnit RD-180 za nový posilovač první fáze to by bylo následovat Atlas V. V té době byl motor již ve třetím roce vývoje Blue Origin a ULA očekávala, že nová fáze a motor začnou létat nejdříve v roce 2019. Dva z 2400 -kilonewton (550,000 lbf ) - tahový motor BE-4 bude použit na novém posilovači nosných raket.[13]
Dynetics a Aerojet Rocketdyne (AJR) také nabízejí své AR1 uhlovodíkový raketový motor jako náhrada za RD-180.[14][15] Generální ředitel ULA Tory Bruno na začátku roku 2015 uvedl, že jak varianta AR-1, tak americká výroba RD-180 společností ULA na základě licence jsou záložními možnostmi k primární možnosti, kterou ULA sleduje s motorem Blue Origin BE-4.[12]Do března 2016 Americké letectvo podepsal vývojové smlouvy se společnostmi AJR a Blue Origin, aby poskytl financování vývoje motorů pro oba motory.[16]
Od ledna 2020[Aktualizace], nepředpokládá se, že by náhradní letěl do roku 2021.[17]
Design a specifikace

- EHA
- Elektrohydraulický pohon
- MR ovládání EHA
- Směšovací poměr regulace EHA
- PB palivový ventil
- Palivový ventil před hořákem
Spalovací komory RD-180 sdílejí jedinou turbočerpadlovou jednotku, podobně jako u předchůdce, čtyřkomorového RD-170. RD-180 je poháněn motorem RP-1 /LOX směs a používá extrémně efektivní, vysokotlaký postupný spalovací cyklus. Motor běží s poměrem oxidačního činidla k palivu 2,72 a na rozdíl od typických amerických konstrukcí bohatých na palivo využívá předspalovač bohatý na kyslík. Termodynamika cyklu umožňuje předspalovaču bohatému na kyslík poskytnout větší poměr výkonu k hmotnosti, ale s nevýhodou, že vysokotlaký a vysokoteplotní plynný kyslík musí být transportován celým motorem. Pohyby trysek motoru jsou řízeny čtyřmi hydraulické pohony. Motor lze škrtit od 47% do 100% jmenovitého tahu.[18]
Aplikace
Na počátku 90. let Obecná dynamika Divize vesmírných systémů (později zakoupená společností Lockheed Martin ) získala práva k používání RD-180 v Vyvinuté postradatelné nosné vozidlo (EELV) a Program Atlas. Vzhledem k tomu, že tyto programy byly koncipovány tak, aby podporovaly zahájení vlády Spojených států i komerční zahájení, bylo rovněž dohodnuto, že produkt RD-180 bude koprodukován Pratt & Whitney. Veškerá výroba se však dosud odehrává v Rusku. Motor v současné době prodává společný podnik mezi ruským vývojářem a výrobcem motoru NPO Energomash a zavolali Pratt & Whitney RD Amross.
RD-180 byl poprvé nasazen na vozidle Atlas IIA-R, kterým bylo vozidlo Atlas IIA s ruským (tedy R) motorem, který nahradil předchozí hlavní motor. Toto vozidlo bylo později přejmenováno na Atlas III. Byl proveden další vývojový program k certifikaci motoru pro použití na modulárním Společný základní posilovač primární fáze Atlas V raketa.
Potenciální použití
Bylo navrženo použití RD-180[19] s novou rodinou Rus-M Ruská kosmická nosná raketa, navržená Roskosmos dodavatelé,[20][21] ale program byl zrušen Ruská kosmická agentura v říjnu 2011.[22]
V březnu 2010 Jerry Gray, konzultant organizace Americký institut pro letectví a astronautiku a Asociace pro vesmírný výzkum univerzit a bývalý profesor leteckého inženýrství na Univerzita Princeton, navrhl použít RD-180 pro potenciální nosnou raketu NASA pro těžké výtahy. Pro ty, kteří by se mohli obávat přílišného spoléhání se na Rusko, poukázal na to, že RD Amross byl „velmi blízko k výrobě americké verze RD-180 a za určité infuze financování NASA by mohla tento motor vyrábět (a možná dokonce 1 700 000 lbf nebo 7,6 MN ekvivalent tahu RD-170) za pár let “.[23]
Perspektivní alternativa
V únoru 2010, navzdory dostupnosti potřebné dokumentace a zákonných práv pro výrobu RD-180 ve Spojených státech, NASA uvažuje o vývoji původního jádrového motoru, který by byl „schopen generovat vysoké úrovně tahu přibližně stejné nebo vyšší než výkon ruského motoru“. NASA uvažovala v roce 2010 o výrobě plně funkčního motoru do roku 2020 nebo dříve, v závislosti na partnerství s americkým ministerstvem obrany.[24]
Viz také
- Porovnání orbitálních raketových motorů
- Postupné spalování použitý v motoru
- RD-191 odvozený motor vyvíjený pro Angara raketa
- RD-0124 použitý v Sojuz-2.1b
- RD-107 použitý v R-7 Semyorka rakety a Sojuz FG
- RD-58 horní stupeň RP-1 /LOX motor používaný v N-1 raketa, deriváty používané v Proton a Zenit rakety
Reference
- ^ Motory, které přišly z chladu!. Channel Four Television Corporation. 2000. Citováno 19. května 2014.
- ^ Foust, Jeff (12. května 2014). „Výměna RD-180“. The Space Review. Citováno 13. května 2014.
- ^ „Rusko reaguje na sankce USA vůči Ukrajině“. Zprávy ITV. 13. května 2014. Citováno 13. května 2014.
- ^ Gopal Ratnam a Henry Meyer (13. května 2014). „Rusko zakazuje prodej raketových motorů americké armádě“. Bloomberg. Citováno 28. prosince 2014.
- ^ de Selding, Peter B. (19. května 2014). "Odhady času potřebného k výměně RD-180 se široce mění". Vesmírné novinky. Citováno 16. května 2014.
- ^ „Roste podpora pro nový raketový motor v USA“. Letecký týden. 26. května 2014. Citováno 27. května 2014.
- ^ Butler, Amy (3. června 2014). „Aerojet Rocketdyne cílí na motory AR-1 25 milionů na pár“. Letecký týden. Citováno 16. června 2014.
Aerojet Rocketdyne se zaměřuje na náklady ve výši 20–25 milionů USD na každou dvojici nových motorů AR-1, protože společnost nadále lobuje u vlády, aby financovala zcela nový raketový pohonný systém získaný z USA ... Snaha postavit nový , 500 000 liber tahový pohonný systém kapalný kyslík / petrolej by trval od zadání zakázky asi čtyři roky a stál by zhruba 800 až 1 miliardu dolarů. Takový motor je zaměřen na raketu Atlas V společnosti United Launch Alliance (ULA) a také na Orbital's Antares. … [My] věříme [že AR-1 bude] na stejné úrovni - ne-li lepší - než výkon RD-180. Věříme také, že to bude dostupnější, “
- ^ http://www.airforcetimes.com/article/20140821/NEWS04/308210050/Air-Force-issues-RFI-new-rocket-engine-replace-Russian-made-model[mrtvý odkaz ]
- ^ Reuters V Pentagonu s Rusy velký zisk pro malou floridskou firmu listopadu 2014.
- ^ „USA koupí 60 ruských raketových motorů v hodnotě 1 miliardy USD - společnost“. itar-tass.com. Citováno 10. dubna 2018.
- ^ „McCain vidí červenou, protože USA dávají zelenou pro objednávku ruských raketových motorů RD-180“. Rusko dnes. RT. 24. prosince 2015. Citováno 24. prosince 2015.
- ^ A b Fleischauer, Eric (7. února 2015). „Generální ředitel ULA hovoří o výzvách, plány motorů Decatur“. Decatur denně. Citováno 9. února 2015.
- ^ A b Ferster, Warren (17. září 2014). „ULA investovat do Blue Origin Engine jako náhrada RD-180“. Vesmírné novinky. Citováno 19. září 2014.
- ^ http://aviationweek.com/defense/aerojet-rocketdyne-targets-25-million-pair-ar-1-engines
- ^ „Spaceflight Now - Breaking News - Aerojet Rocketdyne říká, že motor AR1 je nejvhodnější pro Atlas 5“. spaceflightnow.com. Citováno 10. dubna 2018.
- ^ http://spaceflightnow.com/2016/03/07/ulas-candidates-to-replace-rd-180-engine-win-air-force-funding/
- ^ [1] Archivováno 2018-10-18 na Wayback Machine, Alan Boyle, 10. října 2018.
- ^ Uživatelská příručka služby Atlas V Launch Services (PDF) (Rev. 11 ed.). Centennial, CO: United Launch Alliance. Březen 2010. str. A8-9. Citováno 7. února 2016.
- ^ http://survincity.com/2013/08/roscosmos-designing-a-ne-space-rocket-complex-rus/
- ^ „РИА Наука - РИА Новости“. Rian.ru. Archivovány od originál dne 8. září 2012. Citováno 28. prosince 2014.
- ^ „Rus M: RD-180“. Russianspaceweb.com. Citováno 28. prosince 2014.
- ^ „Náhrada za raketu Sojuz konzervovanou Ruskem“. Vesmírný let teď. 7. října 2011. Citováno 8. října 2011.
- ^ „Položení základny pro průzkum lidského vesmíru - SpaceNews.com“. spacenews.com. 29. března 2010. Citováno 10. dubna 2018.
- ^ „Plány pohonu NASA rezonují s některými v raketovém průmyslu“. SpaceNews.com. Citováno 28. prosince 2014.
externí odkazy
- Stránka Astronautix.com na RD-180
- Stránka RD-180 (v ruštině) v NPO Energomash
- Specifikace a design RD-180 (v ruštině)
- Motory, které přišly z chladu!, Rovnodennost, Channel Four Television Corporation, 2000. Dokumentární video o vývoji ruského raketového motoru u NK-33 a jeho předchůdcích pro raketu N1, vývoji postupného spalovacího cyklu a případném oživení 90. let, které vedlo k prodeji motoru RD-180 americkému poskytovateli vypouštění Lockheed Martin pro Atlas III. (Příběh NK-33 začíná ve 24: 15–26: 00 (program byl ukončen v roce 1974); oživení 90. let a případný prodej zbývajících motorů ze skladu začíná ve 27:25; první použití jako RD-180 na americké raketě spuštěno v květnu 2000.)