Космический рестарт

Двигатель РД-180 на заводе «Энергомаш». Фото: Максим Мармур / AP

Крупнейшие американские авиакосмические корпорации создают новый ракетный двигатель и намерены вытеснить с рынка российские разработки, эксперты сомневаются в успехе проекта

Андрей Лебедев

17 июня, 2014 21:51

10 мин

Компания United Launch Alliance, принадлежащая Boeing и Lockheed Martin и занимающаяся производством ракет-носителей, собирается к 2019 году подготовить к «первому запуску» новый ракетный двигатель, который заменит поставляемый из России РД-180.

Разговоры о создании собственной двигательной установки начались в США после введения санкций в отношении России на волне украинского кризиса. Вице-премьер Дмитрий Рогозин пообещал, что РФ в ответ на санкции может приостановить поставку ракетных двигателей РД-180 и К-33 в Штаты.

Как следует из доклада специальной комиссии Пентагона под руководством генерал-майора ВВС Говарда Митчелла, без РД-180 космические запуски военных спутников США после 2016 года будут сорваны. Перенос запусков с ракет Atlas V, использующих российские двигатели, на ракеты Delta IV (на них установлены двигатели RS-68) все равно приведет к значительным задержкам и возможным потерям, которые могут составить до пяти миллиардов долларов.

После отказа от программы шаттлов американские астронавты летают на МКС только на ракетах российского производства. Сейчас сразу несколько компаний пытаются заключить с властями США контракты на производство ракет, способных решать аналогичные задачи, наиболее известная из которых — SpaceX миллиардера Элона Маска.

По иску предпринимателя суд в начале года наложил запрет на покупку новых российских ракетных двигателей. Это решение не касается предыдущих контрактов и закупок. SpaceX протестовала против того, что ВВС США без проведения тендера передали контракт компаниям, закупающим ракетные двигатели в России.

В НПО «Энергомаш», где производят РД-180, не стали комментировать сроки и стоимость разработок, которыми занимаются американцы. По действующему договору предприятие должно изготовить и поставить в США 101 двигатель РД-180. Пока нет никаких предпосылок менять условия этого договора, утверждают представители «Энергомаша».

Согласно договору, подписанному в середине девяностых, Россия будет поставлять двигатели РД-180 до 2018 года. Двигатели РД-180 устанавливают на ракеты-носители «Атлас III» и «Атлас V». С момента начала поставок и по апрель 2014 года США закупили более 70 двигателей, выполнен 51 запуск. Лишь один из них завершился выводом спутников на нерасчетную орбиту.

Ракета-носитель Atlas V. Фото: Terry Renna / AP

«Как и любой договор, контракт постоянно уточняется и дополняется, но это не меняет его сути, а связано с уточнениями сроков и объемов поставок двигателей в каждом конкретном году», — отметили в пресс-службе завода.

Российские эксперты сомневаются в том, что в ближайшие десять лет США удастся без российской техники запустить в космос живой организм, который был бы крупнее лабораторной мыши, а затраты на разработку двигателя они оценивают в два-три миллиарда долларов. Этих денег достаточно, чтобы закупать российские двигатели на протяжении еще минимум 30 лет, считают аналитики.

Близкий к ракетно-космической отрасли источник рассказал «Русской планете», почему США вряд ли в ближайшее время сможет отказаться от российской техники. По данным собеседника «РП», у американских производителей нет опыта создания мощных жидкостных маршевых ракетных двигателей на компонентах кислород-керосин. Вся их инфраструктура создана под двигатели на компонентах кислород-водород и твердое топливо, которые имеют массу недостатков, в том числе относительно малую величину удельной тяги. По этому показателю ракетные двигатели, спроектированные еще в СССР, до сих пор превосходят современные американские образцы.

«Сейчас американские компании не заинтересованы в прекращении поставок РД-180 из России, так как контракты на пуски ракетоносителей на несколько лет вперед уже оплачены. Более того компании Boeing и Sierra Nevada в своих проектах по созданию пилотируемого корабля в качестве носителя для него рассматривают ракетоноситель Atlas с двигателем РД-180, а это значит, что имеются все предпосылки к дальнейшему сотрудничеству», — рассказал источник.

Действительный академический советник Академии инженерных наук РФ Юрий Зайцев рассказал «Русской планете», что американцы имеют запасы российских двигателей примерно на два года запусков. Но если поставки прекратятся, то вся космическая программа США окажется под угрозой — чтобы приспособить под ракетоноситель Atlas имеющиеся у США двигатель RS-68 нужно будет потратить не менее трех лет. США имеют всю техническую документацию на двигатели РД-180 и могли бы давно наладить их производство на своих предприятиях, однако уже трижды переносили сроки реализации этого проекта, говорит эксперт.

Двигатель RS-68 в ходе испытаний на стенде NASA. Фото: NASA

«Ранее они сообщали, что смогут наладить производство за два-три года, при этом имея всю документацию на руках. Потом говорили, что им потребуется лет пять, потом уже сроки назвали в девять-десять лет. И даже эти сроки вызывают у меня сомнение, потому что сделать проектный двигатель — это только меньшая часть дела. Его нужно испытать. Затем собрать серийный двигатель и тоже его испытывать, что займет не менее пяти лет», — сказал Зайцев.

По мнению ученого, разработка и внедрение собственного американского двигателя обойдется США около двух-трех миллиардов долларов и затянется минимум на 10 лет.

«При этом у него будет стоимость в два-три раза больше, чем мы продаем. Поэтому они по-прежнему будут покупать наш двигатель», — уверен эксперт.

В истории американских космических программ было создано пять жидкостных ракетных двигателей, которые прошли все этапы от проектирования до полета в космос. Самый крупный из них — F-1 — разработали в 1955 году в компании Rocketdyne и использовали в ракетоносителе Saturn V. До создания двигателя РД-170 (на базе которого потом был разработан РД-180) он был самым мощным летавшим ракетным двигателем. Однако испытания двигателей F-1 выявили серьезные проблемы с нестабильностью процесса горения, которые иногда приводили к катастрофам. Сейчас этот двигатель не используется, но в 2013 году в NASA проводили его испытания в рамках разработки тяжелого американского ракетоносителя SLS для пилотируемых экспедиций за пределы околоземной орбиты и выведения сверхтяжелых грузов на орбиту. Первый пробный полет ракеты-носителя намечен на конец 2017 года.

В начале шестидесятых в США был создан двигатель J-2, предназначенный для работы в вакууме, он использовался на верхних ступенях ракет-носителей, в том числе в американской лунной программе. В 2009 году NASA вновь вернулось к модификации этого двигателя, его планировалось использовать на ракетах Ares-1 и Ares-5 программы «Созвездие» и для второй ступени SLS. Однако после 2007 года нет никакой информации о работе над этим двигателем.

В середине семидесятых в США был разработан двигатель RS-25, он применялся в космической транспортной системе «Спейс шаттл». На каждом корабле использовалось по три таких двигателя в дополнение к твердотопливными ускорителями. Двигатели снимались после каждого полета и пересобирались в центре проверки. Позже ускоритель планировали использовать на одноразовых ракетоносителях, однако он оказался слишком дорог в производстве. Кроме того, возникли сложности со стартом турбины в воздухе, а не на земле.

В 2002 году в США завершилась разработка нового двигателя RS-68 — одноразовой и более дешевой версией двигателя RS-25. В нем на 80% меньше деталей по сравнению с двигателем многократного использования. Однако простота и дешевизна двигателя отразилась на показателях эффективности: соотношение тяги к массе RS-68 значительно ниже, чем у RS-25, удельный импульс меньше на 10%. Но стоит он более чем в три раза дешевле ($14 миллионов). Сейчас американцы планируют использовать модификацию этого двигателя в качестве основного ускорителя в программе SLS.

В США активно использовались твердотопливные двигатели для ракет, которые никогда не применялись в советской и российской космонавтике. Они гораздо проще жидкостных в производстве и могут храниться долгое время в заправленном состоянии, но имеют невысокий удельный импульс и сложности с управлением тягой. Их нельзя остановить до полной выработки топлива, а так же запустить заново, как это возможно с жидкостным двигателем.

Еще один американский многоразовый жидкостный ракетный двигатель «Мерлин» был разработан частной компанией SpaceX и предназначен для использования на ракетах семейства Falcon. Разработанная им двухступенчатая «легкая» ракета-носитель Falcon 9 доставила на МКС 2,5 тонны груза, после этого ступень удалось приводнить у побережья Атлантического океана.

В конце мая создатель компании Элон Маск написал в своем твиттере, что следующий рейс его ракета проделает с 40 «маусстронавтами» на борту, то есть доставит на борт МКС лабораторных мышей.

Сейчас компания тестирует прототип одноступенчатой ракеты Grasshopper, умеющей зависать в воздухе, перемещаться в стороны и приземляться обратно на космодром. Новые реактивные двигатели для этой ракеты под названием SuperDraco позволят совершить посадку даже в том случае, если три основных двигателя выйдут из строя. Камера сгорания этой разработки создана на основе 3D-печати с использованием метода прямого лазерного спекания металла, где сложные металлические структуры создаются при использовании специальной лазерной установки, которая из металлической пыли в буквальном смысле выпекает слой за слоем готовую деталь.

В США по лицензии были поставлены 37 советских двигателей НК-33, выпущенных более сорока лет назад. После переработки им присвоили индекс AJ-26. Американские разработчики сняли с этих двигателей часть оснастки и добавили свою систему управления. Первый полет ракеты Antares с двумя двигателями AJ-26 состоялся в марте 2013 года.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе