Az Oroszországgal szembeni szankciók csúcsán az amerikaiak tökéletesen megértették, hogy bizonyos helyeken nem tudnak orosz behozatal nélkül megbirkózni. Például, az RD-180 rakétamotor nélkül - a szovjet RD-170 motor kisebb példányát, amelyen az Egyesült Államok továbbra is az Atlas rakétáit az űrbe dobja.
Körülbelül 40 év telt el az RD-170 rakétamotor létrehozása óta, de ehhez nem hoztak létre méltó versenytársat. A nyugati tervezőirodák szerint az RD-170 a folyékony hajtóanyagú rakétamotorok műszaki fejlődésének felső határa, és a külföldi újságírók ezt "a rakétamotorok ezer éves története koronajának" hívták.
Tsiolkovskynak igaza volt
A kozmonautika alapítója, Konstantin Tsiolkovsky már 1903-ban javasolta a folyékony tüzelőanyaggal működő motor használatát rakétákban. Az első világháború után azonban megkezdődött a nitrocellulóz alapú rakétaüzemanyagok fejlesztése.
Bár senki sem gondolta, hogy feladja a folyékony üzemanyagú motorokat. 1926-ban az amerikai Robert Goddard folyadéküzemű Nell-rakétát indított. 2,5 másodpercen belül felmászott 12 méterre. 1933-ban Friedrich Zander létrehozott egy hasonló OP-2 rakétát, folyékony oxigént és benzint használva a Szovjetunióban.
A szilárd tüzelőanyaggal ellentétben a folyékony motor nagyon szeszélyes volt. Ezért sok tervező nem látott benne potenciált. Amíg Wernher von Braun és Walter Thiel együtt 1944-ben Londonba nem küldték a V-2-eiket. Ezeknek a rakétáknak folyadékhajtómotor (LRE) volt. Igaz, maga Brown azt hitte, hogy mindent megszabadít a motor kialakításától.
Folyékony hajtómotor esetén az égéskamra fúvókáját kolosszális hőmérsékleteknek teszik ki. A teljesítmény további növelése egyszerűen megolvasztja a fúvóka fémét. A fúvóka belsejéből történő hűtése nehéz volt, mivel a falakat vékonyabbá kellett tenni a hő eltávolításához. De ha a fém vékony, akkor nem fog ellenállni a nyomásnak, és összeomlik is.
Promóciós videó:
A problémára a XX. Század 50-es éveiben a Szovjetunióban és az Egyesült Államokban szinte egyidejűleg találtak megoldást. A fúvókát két testből készítették, amelyek egymásba helyezkedtek, amelyek között a hűtőfolyadék kering. Ideális esetben maga az üzemanyag. Végül is a folyékony oxigén -183 ° C-on forr. Ebben az esetben a belső vékony falot tüzelőanyaggal hűtötték, és a külső vastag fal nem engedte, hogy a kamra nyomás alatt felrobbanjon.
1960-ban a Szovjetunióban, Szergej Koroljev és Valentin Glushko tervezők vezetésével létrehozták az R-7 interkontinentális ballisztikus rakétát, amelyre a "folyékony oxigén - kerozin" alkotóelemeken motor épült. 1961. április 12-én ez a rakéta dobta a Vostok-1 űrhajót, amelyet az 1. számú űrhajós Juri Gagarin pilóta vezetött a Föld körüli pályára.
Dash a Holdra
Az első űrrepülés után a két nagyhatalom csatlakozott egy másik versenyhez - a holdfutamhoz. Ennek eredményeként az amerikaiak voltak az elsők, akik elérték a Holdot, de a Szovjetuniónak is megvan a maga alapja. Noha a holdra való repülésnek Moszkva szempontjából releváns szerepe nem volt, úgy döntöttek, hogy az első, aki a Marsot vagy a Vénust uralja.
Ehhez nehéz bolygóközi hajóra volt szükség, erős és megbízható motorral. Az 1960-as évek elején az OKB-1 Szergej Koroljev vezetése alatt elindította az N-1 folyadékhajtóműves motorok létrehozására irányuló programot. De mind a négy N-1 indítás fiaskót szenvedett, és 1974-ben az N-1 programot bezárták.
Az Energia - Buran újrahasznosítható űrrendszer létrehozásának programja ígéretesebbé vált. Valentin Glushko akadémiát nevezték ki az NPO Energia általános tervezőjévé. Úgy vélte, hogy a Buran űrhajó körüli pályára állításának legjobb eszköze az Energia hordozóeszköz (PH), amely a két szilárd hajtógáz-erősítő helyett, amelyről korábban feltételezték, négy RD-170 motorral rendelkező indítógyorsítót tartalmaz.
Az RD-170 oxigén-petróleummotor ötlete szintén a Glushko tulajdonában van, de 1976-ban az Energomash Design Bureau csapata, Vitaly Radovsky vezetésével, finomította. A tervezés legfontosabb eleme az volt, hogy a maximális hőmérsékleti tartomány az égési kamra tengelye mentén futott, és a "széleken" sokkal "hidegebb" volt. Ez lehetővé tette a teljesítmény növelését a fúvóka megsemmisülésének veszélye nélkül. De még azelőtt, hogy az üzemanyag bejutott volna a kamrába, az öngyulladó alkatrészeket közvetlenül a csővezetékben keverték össze. Maga a fúvóka egyedi nikkel ötvözetből készült, amely képes ellenállni egy agresszív keveréknek, amelynek nyomása 270-300 atmoszféra. Ennek eredményeként létrejött a világ legerősebb motorja, 20 millió lóerővel!
Az RD-170 5,5% -kal hatalmasabbnak bizonyult, mint az amerikai egykamrás F-1 motor, míg csaknem másfélszer kisebb méretű. Ugyanakkor az RD-170 gazdaságosabb, mivel a zárt ciklusrendszer szerint készül, míg az F-1 egy egyszerűbb, de kevésbé hatékony nyílt ciklust valósít meg. Noha a jellemző "gazdaságos" meglehetősen önkényes: egy csak 380 mm átmérőjű RD-170 kamrában másodpercenként 600 kg üzemanyag ég.
1980. augusztus 25-én megtörtént az RD-171 motor első tesztje (a Zenit rakéta RD-170 verziója), amely után 1987. május 15-ig több tucat tesztet végeztek, és az Energia hordozórakéta első sikeres indítását RD motorokkal hajtották végre. 170 az első szakaszban. És 1988. november 15-én elvégezték a „Buran” űrhajó első és sajnos az utolsó űrrepülését, amelyet az „Energia” hordozórakétája pályára bocsátott. Ez volt a szovjet kozmonautika hattyúdala.
A maszk soha nem álmodott
Az RD-170 kialakítása jellemzői miatt még az amerikaiak körében is csodálatot keltett. Nem tudták megérteni: hogy ez lehetséges ?! A szovjet időkben a motor kivitelét osztályozták, ám a Szovjetunió összeomlása után az Egyesült Államok ugyanolyan erőteljes motort akarta szerezni.
Az 1990-es években az NPO Energomash, amely elkészítette az RD-170-et, nehéz gazdasági helyzetbe került. Az amerikai javaslat lehetővé tette a vállalkozás megőrzését. Az Egyesült Államokban azonban volt egy törvény, amely megtiltotta az importált termékek stratégiai iparágakba történő szállítását. Aztán az Pratt & Whitney amerikai cég megrendelésével állítólag az Energomash kifejlesztett egy új motort - RD-180. Bár valójában félmotoros RD-170 volt - az amerikaiak számára az RD-170 teljesítménye túlzott volt. Az RD-180 az Egyesült Államokban az RD-Amros (RD-AMROSS) útján került értékesítésre, amely a Pratt & Whitney és az NPO Energomash közös vállalkozása. Az Amros birtokolta a motor szabadalmi jogait. Kiderült, hogy a jogi fejlődés félig amerikai, félig orosz. Valójában az RD-180 a szovjet űrkorszak öröksége.
Noha a szerződés feltételei szerint az amerikaiak megkaptak minden műszaki dokumentációt és a motor otthon történő gyártásának jogát, a Yankees soha nem tudta összeállítani az RD-180-at. Kiderült, hogy a dokumentáció nem minden. És bár a liberálisok azt állítják, hogy az Egyesült Államoknak egyszerűen nincs rá szüksége, azt mondják, olcsóbb Oroszországban megvásárolni, nem az. Talán a burgonya vagy az olaj esetében a mondás igaz, de az Egyesült Államok inkább az űrhajósításhoz szükséges stratégiai eszközöket gyűjt otthon. Csak nem tudták.
Bár 2019 februárjában Elon Musk elmondta, hogy a SpaceX társaságában gyártott Raptor motor meghaladta az RD-180-at az égési kamra nyomása szempontjából, naiv lenne ezt ismételt tesztek nélkül hinni. Ezért az amerikai United Launch Alliance (ULA) vállalat ismét szerződést írt alá az orosz NPO Energomash-val az RD-180 motorok szállítására 2020-ig. És Musk, bár próbálkozik, 40 évvel ezelőtt nem bizonyította versenyképességét a szovjet kozmonautikával.
Prokhor EZHOV