РД-180: неуловимый Джо или «Скрипач не нужен»
Андрей Шипилов

Стоило мне вчера написать статью о российских космических фейках, как меня тут же завалили «примером» отставания США от России в космической сфере. Дескать, американские ракеты летают на Российских двигателях РД-180, и без этих российских двигателей американская космическая программа сразу же заглохнет. С кучей ссылочек. Так что, дескать, никуда американцы без рассеюшки-матери не денутся.
Переход по ссылкам, присланным мне, показал, что вся информация о российско-американском сотрудничестве в области РД-180, которая имеется на русском языке, представляет собой худшую разновидность лжи — полуправду. Где отдельные, совершенно правдивые факты (производство двигателя полностью сосредоточенно в России) переплетены с утаиванием ключевой информации и скреплены точечной малозаметной ложью.
Начнем с того, что никакого «Российского двигателя РД-180» в природе не существует. Есть двигатель РД-180 созданный в рамках российско-американского сотрудничества, который был разработан в России по заказу США, и который в настоящее время производится американской компанией Pratt & Whitney на российских производственных мощностях. Поэтому сама подача материала в Российских СМИ, которые пишут, что «США закупает двигатели в России» 100% густая ложь. Это все равно как написать, что «Apple закупает свои iPhone в Китае» только на том основании, что всё их производство сосредоточенно там.
Впрочем, давайте я расскажу всё по порядку, потому что история там — очень интересная.
В конце 50-х годов на вооружении США стояло несколько сотен баллистических ракет Atlas. Когда случился карибский кризис, американцы сочли, что эти ракеты — недостаточно эффективны, чтобы противостоять Советской угрозе, их сняли с вооружения, но не выбросили, не утилизировали. Согласно концепции, которая тогда была принята в США, и которая действует до сих пор, все баллистические ракеты военного назначения должны иметь возможность использоваться в качестве ракет-носителей для вывода грузов на орбиту.
Поэтому со списанием Атласов космическое ведомство США получило около сотни готовых космических ракет для запуска спутников и космических кораблей в космос. Причем замечу, — это очень важно, — фактически халявных, бесплатных ракет, поскольку Пентагон за них уже заплатил ранее.
Атласы широко использовались в первые годы освоения космоса в качестве основного носителя (именно на Атласе взлетел первый американский космонавт Джон Гленн), а затем — как «резервная» ракета. Когда, например, взорвался Челледжер, то до выяснения причин катастрофы, программа Шаттлов была приостановлена, и все космические запуски делались на Атласах.
Меж тем в 90-х годах стало ясно, что ракеты «Титан», на которых делались все американские «средние» запуски, надо снимать с производства — негативные последствия от использования ядовитого аэрозина в качестве топлива были слишком сильными.
А на консервации еще оставались сотни халявных Атласов. Было решено оснастить эти Атласы новыми, более мощными двигателями и заменить ими Титаны. Американская компания General Dynamic, в чьем ведении находились Атласы, объявила в 1995 году тендер на разработку нового двигателя, и этот тендер безоговорочно с большим отрывом выиграло российское предприятие «НПО Энергомаш», которое предложило цену в несколько раз более низкую, чем конкуренты.
Времена в России были тяжелые, приходилось демпинговать.
Но главное, у Энергомаша был хороший задел. Для того, чтобы получить двигатель с нужными американцам характеристиками, надо было лишь «уполовинить» уже имеющийся двигатель от ракеты «Энергия», сделать вместо четырех камер только две.
В результате Энергомаш «разработал» нужный двигатель, который получил название РД-180, передал все права и всю документацию на его производство американцам, а те, в соотвествии с условиями тендера, разместили производство двигателя в России на заводах Энергомаша, поскольку там уже была вся необходимая технологическая оснастка.
Надо заметить, что этот контракт потом сильно аукнулся российскому ВПК, потому что, когда России самой потребовался «половинный» двигатель для ракет Русь-М и Ангара, оказалось, что по условиям контракта она не может изготавливать РД-180 для своих целей, а должна закупать его у американской компании Pratt & Whitney.
В итоге для Русь-М пришлось делать «альтернативную» разработку, РД-180В (которая так и не была завершена), а на Ангару ставить не «половинный», а «четвертинный» двигатель РД-191.
Ну а что касается американских Атласов, то ракеты, оснащенные РД-180, сначала получили индекс R (это не «Российский двигатель», как пишут у нас, а просто очередной индекс, так совпало), а затем были полностью модернизированы под РД-180. И получили обозначение Атлас-5.
Так что все американские Атлас 5 сейчас имеют первую ступень, оснащенную двигателем РД-180 компании Pratt & Whitney, который собирается в России.
Поэтому, когда Россия попала под санкции, то под санкции попало и это производство. Поначалу было решено перенести производство РД-180 из России на территорию США.
Но тут нарисовался Илон Маск со своей компанией SpaceX и сказал: «Я могу сделать лучше и дешевле». Прикинули, оказалось и вправду гораздо дешевле и лучше будет отдать подряд Маску.
В России, конечно, обрадовались бы такому раскладу, но в США больше всего на свете боятся монополизации рынка. Все профильные контролирующие органы тут же выдали заключение, что передача подряда SpaceX приведет к образованию недопустимой монополии.
Но в результате этих обсуждений попутно выяснилось, что в переносе производства РД-180 в США уже нет никакого резона. То, что было «дешево» в 95-м, сейчас уже стало «дорого». РД-180 — очень хороший двигатель, но — уже сильно устаревший, для его производства придется возрождать технологии, от которых во всем мире давно отказались. Наука и технологии не стоят на месте, и в самих США есть куча фирм, которые могут сделать то, что требуется, гораздо лучше, гораздо быстрее и главное — уже сильно дешевле по сравнению с Энергомашем.
Короче, выяснилось, что РД-180 больше не нужен.
Поэтому General Dynamic провело новый тендер, который выиграли две американские компании. United Launch Services которая, начиная с 2019 года начнет поставлять двигатель Vulcan BE-4, который заменит РД-180. И Aerojet Rocketdyne, которая разработает следующее поколение принципиально новых двигателей, которое в свою очередь заменит Vulcan BE-4.
Ну и чтобы было понятно, что произошло, упомяну только одну деталь — весь контракт с United Launch Services стоит 46 миллионов долларов — это стоимость всего пяти РД-180.
А конгресс США, чтобы подстраховаться и создать запас на переходный период разрешил Энергомашу выпустить еще 18 штук РД-180. Последних РД-180 в истории.
Вот, собственно, что кроется за заголовками Российских СМИ «Америка не может обойтись без российских двигателей».
Комментарии
"Поэтому сама подача материала в Российских СМИ, которые пишут, что «США закупает двигатели в России» 100% густая ложь" - ... - тоже, в принципе где ложь - совершенно ясно ;)
Какая часть этих денег достаётся Энергомашу неизвестно.
Спасибо за информацию.
По части гибкости, Атлас-5 является бесспорным рекордсменом. У них не только возможная модульность, но и разные твердотопливные ускорители, которые можно ставить в разных конфигурациях. Там вообще линейка вариантов огромная.
Другой подход к гибкости - многоразовые ракеты. Если первая ступень многоразовая, то ракета, способная забросить 20 тонн, может без ценовых проблем забрасывать 2 тонны.
Модульный принцип Ангары был передовым подходом в начале 90-х, когда и появилась концепция Ангары. Но её делали 20 лет... За это время модульность перестала быть передним краем технологии запусков.
Сейчас более важным стали технология производства, обеспечивающая низкую себестоимость и высокую надежность, и, естественно, хотя бы частичная многоразовость.
На сколько я понимаю, Ангара не отвечает этим критериям.
Тут надо хорошо думать и сильно стараться.
При всей гибкости Атласов, они вчистую проиграли конкуренцию Фал...
В старые времена, когда космос был исключительно делом военных и политического престижа страны, главными факторами были "достижения", цена имела второстепенное значение, а главным для ракет были грузоподъёмность и надежность носителей. Сатурн-5 поставил жирную точку.
Когда космос стал более коммерческим, когда запусков стало много, а разнообразие весов ПН и орбит стало огромным, на первое место выдвинулась цена запусков и надежность. Началась гонка за снижение себестоимости.
Гибкость структуры ракетно-космических систем против многоразовости.
Если ступени или ускорители одноразовые, то цена запуска сильно зависит от количества УРМов, каждый из которых стоит миллионы и миллионы баксов. В зависимости от полезной нагрузки и требуемой орбиты, можно использовать носители с разным количеством одноразовых УРМ и/или дополнительных ускорителей.
Получается, что меньший груз на более простую/низкую орбиту выводить стоит дешевле, чем больший груз на более сложную/высокую орбиту.
Многоразовость первой ступени - другой подход. Теоретически, цена может снизиться на столько, что разница в стоимости запусков будет больше о...
Что же касается статьи, мысль интересная, но пока не накопилась критическая масса материала не выполнимая. Но тем не менее, подумаю.
Кстати на счет модульности. Тут же идет еще разговор о затратности на вывод кг груза. Кстати мы по-моему уже это обсуждали. Условно, зачем брать ракету способную вывести 100 т. если есть ракета выводящая 20 т, когда нужно вывести 15 т. Из этой серии. С точки зрения экономики видно сразу. Мое мнение такое, когда многоразовость докажет свою надежность в эксплуатации, а стоимость возвращения ступени будет хотя бы в пять раз дешевле то
Было время, когда концепция была, как на олимпиаде - "выше, дальше, сильнее", а экономика, затраты и эффективность были второстепенными факторами. Сколько стоит лунная экспедиция? А хрен с ценой - главное высадиться на Луну первыми. Строили мощнейшие ракеты, невзирая на цену. Тогда это было правильным подходом. Политический престиж дороже всего.
Проехали.
Космос становится коммерческим и разнообразным. Уже неважно "выше, дальше, сильнее". Рынок требует разнообразия услуг и дешевизны. Одним нужно рой микро-нано спутничков забросить на НОО, другим нужно здоровенную бандуру закинуть на орбиту высотой 40 тысяч километров. Третьим надо 20 тонн посадить на орбиту 300 км, четвертые хотят что-то эдакое отправить в пояс астероидов... Это требования рынка. Но главное, все заказчики хотят сделать это дешевле.
Вот вы пишите: "Условно, зачем брать ракету способную вывести 100 т. если есть ракета выводящая 20 т, когда нужно вывести 15 т."
Забрасываемый вес, прежде всего, зависит от первой ступени. Если эта ступень многоразовая, а межполетное обслуживание дешевое, то стоимость, в основном, определяется ценой топлива и величиной амортизации сто...
Конечно, надо добиваться высочайшей надежности и от многоразовых, и от одноразовых ступеней. Но, если вам удалось сделать ступень многоразовой, шансы на аварию значительно уменьшаются по сравнению с одноразовой. Если ступень летала, то нет вариантов, что в ней датчик прикручен охломоном вниз головой, что идиот оставил в трубопроводе гаечный ключ и т.д. Испытанное всегда надежнее неиспытанного.
Отсюда вывод: надо стремиться к многоразовости.
Что касается надежности многоразовых ступеней, то это рабочий момент. Дело времени и, как вы правильно указали, накопления материала, статистики, опыта, конструктивных решений. Это дорога, а дорогу, как известно, осилит идущий.
Если внимательно посмотрите на фото "3 ступени Фальконов в ангаре", то с декабрьской ступени демонтированы 6 двигателей из 9, а с апрельской - все 9.
Они уже знают, что конструктивно апрельская ступень в отличном состоянии. Движки тоже, вроде бы ОК, но надо проверять и проверять. Надо сравнивать с новыми и другими летавшими, надо залезть в каждый клапан, трубку, турбонасос, подшипник, проверить материалы на усталость, дефектоскопировать...
Теперь они заняты другими вопросами.
Например, ступень, которая вернулась после запуска на ГПО, непригодна для повторных стартов. Маск конкретно написал, что это связано с высокой скоростью возвращения в атмосферу. А у них 3/4 контрактов на ГПО! Возвращение ступеней после таких пусков и повторное использование ступеней - важнейшая задача. Значит, надо что-то менять в конструкции, в схеме полета, может и в конструктивных материалах. Может надо интенсивнее тормозить перед входом в атмосферу? Может нужно больше топлива резервировать? Может нужно изменить конструкцию и площадь крылышек аэродинамического управления?
Ступени, при возвращении и посадке покрываются копотью. Что с этим делать? Может, какое-то покрытие применить? Как потом эту копоть счищать? Как при этом не ослабить конструкцию. Ведь не абразивом же тереть корпус ступени!
Другой вопрос - двигатели.
Рассчеты рассчетами, а опыт опытом. Рассчеты и теории проверяются практикой.
Надо изучить детально, как движки пережили возврат ступени и посадку. Хорошо, ...
Мы знаем, что метановые двигатели разрабатывают СпейсХ (Раптор) и Блю Ориджин (ВЕ-4). Будет ли там "изменяемое сопло", я не знаю.
Есть другой способ добиться "равномерности в эффективности двигателя на разных высотах". Это называется "клино-воздушные двигатели". Их разработали для систем типа SSTO (Single Stage To Orbit). Таким SSTO должен был быть Венчур Стар, для него создали XRS-2200.
https://www.youtube.com/watch?v=FcW9kUUTfxY
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C
Будет ли это иметь продолжение - узнаем. Для многоступенчатых ракет это не имеет смысла, а коль станут делать SSTO - возможно
Тот же пример: Юнайтед Альянс и ВВС под расследованием коммиссии Конгресса за незаконные преференции при заключении контрактов.
В принципе, можно сделать очень совершенное изделие, но его цена сделает это изделие неприменимым.
Когда мои заказчики спрашивают, можно ли сделать то-то и то-то, я всегда отвечаю, что могу сделать всё, даже отправить английскую королеву на Луну, но вопрос в цене.
Всегда надо искать баланс. РД-180 имеет больший удельный импульс, чем Мерлин, но стоит 9 млн, а Мерлин - 450 тысяч. 9 Мерлинов стоят чуть больше 4 мил - более, чем вдвое дешевле РД-180. При этом, Мерлин-Д+ имеет тяговооруженность 199,5, а РД-180 -78,5.
Техническое совершенство? Цена? Многоразовость?
Это всё на весах.
В одном, важнейшем, Шипилов прав - РД-180 устарели и морально, и технологически. Мерлин тоже устаревает прямо на глазах. Технологическая революция сейчас меняет всё в корне.
На первой ступени важнее всего тяговооруженность, чемы выше, тем важнее удельный импульс. Выдвижные сопла или аэроспайк (клиновоздушный ЖРД) - компромис, выравни...
С Т-50, он же ПАК ФА, ситуация всё менее понятная. Неизвестно, дойдет ли он до закупок ВВС вообще. На сколько мне известно, там проявились ключевые проблемы, которые не позволяют ему подняться до 5-го поколения, но цена как раз именно такая, как у истребителей 5 поколения.
Недвно датчане провели сравнительный анализ F-35. Его сравнивали со всеми известными новейшими европейскими и российскими истребителями. Вывод датчан, вы удивитесь, "абсолютное превосходство F-35 во всех компонентах воздушного боя и поддержки наземных сил". Англичане получили первые F-35B и, после испытаний, обратились к США с просьбой увеличить заказ втрое. В этом году свой первый F-35 получит Израиль.
На сегодня, это самый передовой многофункциональный истребитель в мире.
Что касается РД-180, мы уже обсуждали это. Его "техническое совершенство" под очччччень большим вопросом. Кроме того, что он очень дорог, его тяговооруженность, ключевой показатель для ЖРД первой ступени, очень и очень низкая. А как ЖРД второй ступени, лучше использовать водо...
Чувак, которого называют "главный технолог НАСА", написал, что минимум 5 принципиально разных вариантов. Все они срабатывали лучше или хуже, а выбрали один, который показал максимальную стабильность и эффективность. Он же написал, что Безос выбрал один из отвергнутых Маском вариантов, а они там, в НАСА, просто в отпаде от всего этого калейдоскопа прорывов. Сами они ни один не смогли даже опробовать, только математические модели строили.
Есть много, друг Горацио...
И на счет ракет фалькона я тут разместил весьма жесткую статью, возможно она вам не понравится, но как говорится мнение есть мнение. И в конце там есть ссылочка на не возможность повторного запуска. У меня с английским не ахти как, так что вам сподручнее.
Датчане не одиноки. У англичан ещё более всокая оценка. Израильтяне тоже считают F-35 вершиной современных технологий многофункционального истребителя.
Вы всё пытаетесь оценивать автомат по сравнению с трехлинейкой по характеристике штыкового боя... Глупо.
Як-141 вообще нельзя сравнивать с F-35. Это вообще несравнимо. Полулетающий гробик сравнивать с истребителем 5-го поколения как-то не получается.
Я прочел эту статью. Она не жесткая, а дебильная.
А на счет статьи. Самое важное там в конце по ссылке (официальное признание не возможности повторного запуска ). меня собственно комментарии к этой информации интересует. Все остальное там лирика, которая сама по себе требует просто проверки.