Motores de cohetes rusos RD-180: especificaciones

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Los motores de cohetes rusos RD-180 han sido la manzana de la discordia entre las dos empresas estadounidenses United Launch Alliance (ULA) y su rival Orbital Sciences. El primero impide que el segundo compre motores para sus misiles Antares.

Choque de titanes

La culpa fue de la participación de Orbital Sciences en las compras del gobierno. ULA impide ilegalmente que los competidores compren motores RD-180 de dos empresas. Se trata del contratista RD Amross -SNPPO Energomash- y el intermediario estadounidense Pratt & Whitney Rocketdyne. El primero produce el motor de cohete de propulsante líquido RD-180 requerido. El otro suministra componentes a los Estados Unidos.

El único motor de propulsor líquido RD-180 se adapta de manera óptima a las licitaciones de compras anunciadas por el gobierno de EE. UU. Según los expertos, las características de estos componentes son ideales para vehículos pesados de lanzamiento y las necesidades de la NASA.

¿Qué es el motor cohete RD-180?

RD-180 es un derivado de dos cámaras del RD-170 de cuatro cámaras utilizado por Zenit. Motores de cohetes de propulsante líquidoEl dispositivo de poscombustión de ciclo cerrado RD-180 reúne el alto rendimiento, la comodidad y la reutilización del RD-170 en un tamaño que se ajusta a los requisitos del motor del vehículo de lanzamiento prescindible evolucionado Atlas V.

RD-180 – Motor hidráulico para accionar la válvula de control y el vector de empuje de deflexión en los cardanes, con neumática para accionar la válvula y el sistema de purga: el marco de empuje para la distribución de carga es autosuficiente como parte del motor. El motor en el arranque utiliza plomo LOX, con poscombustión de gas generador y LOX, rico en accionamiento de turbina de gas. Por lo tanto, establezca un aumento del rendimiento del 10 por ciento en comparación con el impulso operativo de los motores de EE. UU. y asumiendo una operación limpia y reutilizable. y RD-170. Todos los demás componentes se tomaron directamente del RD-170.

El RD-180 se desarrolló en 42 meses a una fracción del costo de un nuevo diseño de motor típico de EE. UU. El motor funciona con un Atlas III intermedio y un refuerzo Atlas V estándar.

RD-180 está equipado con dos pares de cámaras de combustión y boquillas. El motor fue desarrollado y producido por la asociación rusa de investigación y producción Energomash. El queroseno se utiliza como combustible, el oxígeno líquido es un agente oxidante. El costo del motor cohete RD-180 en 2010 fue de $9 millones.

Descripción de la construcción

1. LOX/combustible de queroseno para cohetes.
2. Dos cámaras de empuje (gimbals +8 grados).
3. Un bloque rico en oxígeno frente al quemador.
4. THA conjunto de alta presión.
5. Bomba de combustible de dos etapas.
6. Bomba de oxígeno de una etapa.
7. Turbina simple.
8. Encendido por autoencendido.
9. Sistemas hidráulicos autónomos (válvulas, TVC) alimentados por queroseno de una bomba de combustible.
10. Sistema de monitoreo de salud y predicción de vida.
11. Preparación de vuelo automatizada (después de la instalación en el vehículo, todas las operaciones se automatizan hasta el lanzamiento).
12. Minimización de la interfaz desde la plataforma de lanzamiento y los vehículos (sistemas neumáticos e hidráulicos, paneles eléctricos integrados autónomos, bastidor de empuje para simplificar la interfaz mecánica).
13. Operaciones respetuosas con el medio ambiente con el encendido del prequemador de inicio de oxidante rico, así como modos de encendido y apagado del oxidante que eliminan la coquización y el queroseno potencialmente contaminado sin quemar.
14. 50-100 % de estrangulamiento continuo sujeto a una posible trayectoria en tiempo real y comprobación de coincidencia del motor en el sitio antes de iniciar la corrección.
15. 80 % de piezas de RD-170.
16. Cámara albárica: 256, 6 bar.
17. Factor de área: 36, 4.
18. Relación empuje-peso: 77, 26.
19. Relación oxidante-combustible: 2, 72.

Motor RD-180. Características

• Gravedad específica: 5480 kg (12080 lb).
• Altura: 3,6 m (11,67 pies).
• Diámetro: 3,2 m (10,33 pies).
• Impulso específico: 337,8 s.
• Impulso específico a nivel del mar: 311,3 s
• Tiempo de grabación: 270 seg.
• Primer lanzamiento: 2000

Historia

En noviembre de 1996, la asociación de producción de Energomash realizó la primera prueba del RD-180. El motor fue declarado ganador en las licitaciones para su instalación en el vehículo de lanzamiento Atlas de la estadounidense Lockheed Martin Corporation. Esto fue necesario para la retirada de prometedores barcos tripulados. Desde entonces, los motores RD-180 se han convertido en los más demandados.

El motor es reutilizable. La gestión sofisticada proporcionó a NPO Energomash acuerdos confiables casi legendarios con los Estados Unidos. En diciembre de 2012 se entregó un contrato que otorga a la empresa garantía para la producción de motores hasta 2019. Toda la producción se concentra en Rusia.

Creando un reemplazo para el RD-180 en EE. UU

Los acontecimientos ucranianos dieron lugar a sanciones que limitan la capacidad de utilizar motores de cohetes rusos para los Estados Unidos. RD-180 debe ser reemplazado por un análogo de fabricación estadounidense. En diciembre de 2014, la Cámara aprobó una enmienda. Prohibió el uso de los RD-180 rusos. El motor se seguirá comprando bajo el contrato de suministro existente hasta 2019 entre Energomash y ULA.

A pesar de la cooperación continua y las entregas del RD-180 en virtud de los acuerdos existentes, el Secretario de Defensa de EE. UU. ordenó la finalización de la cooperación con Rusia y la transiciónpara piezas americanas. Estados Unidos está obligado a deshacerse de la dependencia rusa en las esferas político-militares.

A esto, Frank Kendall (Secretario de Defensa para Adquisiciones) respondió que el Pentágono no tenía nada para reemplazar los motores rusos RD-180. Como alternativa a la situación actual, América anunció una licitación para la producción de sus propios motores de similares características en su territorio.

El viceprimer ministro de Rusia, Dmitry Rogozin, dijo que estaba listo para detener el suministro de motores de cohetes RD-180 y K-33 a Estados Unidos.

¿Cuánto cuesta un motor cohete RD-180 para los EE. UU.?

Hablemos de precios. SpaceNews informó que el motor RD-180 necesitaba ser reemplazado. Para Estados Unidos, tal capricho costaría 1.500 millones de dólares. No es una cantidad pequeña.

¿Cuánto cuesta el motor RD-180? Todo el proyecto de implementación del prototipo tendrá una duración mínima de seis años. Según los expertos, Estados Unidos no tiene la oportunidad de abandonar por completo el uso de motores RD-180. Es imposible resolver el problema en poco tiempo, ya que los motores estarán listos solo en 2022.

A pesar de las garantías de la Fuerza Aérea de los EE. UU. de que los RD-180 están en stock en la cantidad requerida, todavía hay una escasez. Por lo tanto, muchos lanzamientos deberán posponerse. El gasto en esta área podría ascender a $5 mil millones. Mientras EE. UU. compite y aplica sanciones, China ya está en línea para la producción de RD-180.

Perspectiva

El Pentágono ha asignado al menos $162 millones a Aerojet Rocketdyne y United Launch Alliance para trabajar enáreas de desarrollo de los motores de cohetes AR1 y BE-4, candidatos para reemplazar el motor de fabricación rusa que actualmente vuela el vehículo de lanzamiento Atlas V.

La Fuerza Aérea de los EE. UU. está completando una inversión inicial en nuevos motores de cohetes a medida que el ejército busca alejarse de su dependencia del motor ruso RD-180 utilizado en el Atlas V, que lanza la mayoría de los satélites del gobierno de los EE. UU. para comunicaciones seguras, navegación e información de recopilación de inteligencia. La Fuerza Aérea establece una asociación público-privada con Aerojet Rocketdyne y ULA, proporcionando fondos corporativos para cofinanciar el desarrollo del motor.

El presidente y director ejecutivo de ULA continúan reuniéndose para lograr el objetivo de proporcionar a los Estados Unidos los sistemas de lanzamiento más confiables al precio más asequible, mientras se desarrolla un nuevo motor que presentará oportunidades completamente nuevas para el uso de espacio.

El acuerdo con Aerojet Rocketdyne cubre el desarrollo y las pruebas del motor cohete AR1. Esta es una unidad de potencia que quema una mezcla de queroseno y oxígeno líquido. Estos son los mismos componentes propulsores que en el motor RD-180 para Atlas V.

Aerojet Rocketdyne tiene como objetivo tener un motor en condiciones de aeronavegabilidad para 2019, pero el primer lanzamiento no se espera hasta 2020. La Fuerza Aérea está destinando al menos $115,3 millones al programa de desarrollo AR1, mientras que Aerojet Rocketdyne y ULA invertirán conjuntamente 57,7 millones de dólares, dijo Aerojet Rocketdyne en un comunicado.

Antes de las pruebas, la decisión del gobierno de continuar apoyando el programa del motor AR1 alcanza un máximo de $804 millones, con $536 millones de la Fuerza Aérea y $236 millones de Aerojet Rocketdyne y ULA.

"AR1 pondrá a los EE. UU. nuevamente a la cabeza en la producción de motores de cohetes nucleares de queroseno", dijo Drake en un comunicado de prensa. "Estamos incorporando los últimos avances en la fabricación de vanguardia mientras capitalizamos nuestro rico conocimiento de la próxima generación de motores de cohetes, se está haciendo todo lo posible para introducir motores que terminarán con nuestra dependencia de un proveedor extranjero para lanzar nuestra nación. activos de seguridad nacional."

El motor AR1 incluirá piezas impresas en 3D y funcionará con oxígeno enriquecido con poscombustión de gas del generador. Este es un ciclo de motor más eficiente que el disponible actualmente en otros hidrocarburos líquidos en motores de cohetes estadounidenses.

El motor BE-4 es el centro de atención de la Fuerza Aérea. Para su implementación se destinan inyecciones de efectivo. La Fuerza Aérea se compromete a pagar al menos $46,6 millones a United Launch Alliance por la próxima generación del cohete Vulcan. ULA también acordó agregar $40.8 millones bajo los términos de la adjudicación del gobierno.

La parte del león del financiamiento inicial de $45,800,000 se destinará al desarrollo del motor BE-4, que generará 550,000 libras de empuje y consumirá una combinación criogénica de gas natural licuado y líquidooxígeno.

Dos motores BE-4 impulsarán la primera etapa del cohete Vulcan. Los funcionarios dicen que el BE-4 está siendo financiado en su totalidad por la compañía a través de United Launch Alliance. Los fondos de la Fuerza Aérea apoyarán el progreso de la compañía en la integración del motor BE-4 con el vehículo de lanzamiento Vulcan.

Aerojet Rocketdyne anuncia el AR1 como el reemplazo más fácil para el RD-180 debido a su tamaño y mezcla de polvo. Se requieren dos motores AR1 para cumplir con el rendimiento de un motor RD-180 de doble boquilla en un Atlas V.

Los ejecutivos de ULA dicen que el motor BE-4 de Blue Origin, una empresa espacial empresarial fundada por Amazon.com, estará listo más rápido y, en última instancia, será más fácil recuperarlo para su reutilización.

Si bien el motor RD-180 tuvo la ventaja de más de 60 lanzamientos exitosos, era hora de que EE. UU. invirtiera en la producción nacional de motores similares.

BE-4 debe completar su validación en 2017, y ULA apunta al primer vuelo del cohete Vulcan para fines de 2019.

La Fuerza Aérea también financia la construcción en el espacio exterior para la habitación de los astronautas en la exploración del espacio profundo y los servicios satelitales.

ULA continúa trabajando con Blue Origin y Aerojet Rocketdyne. Acompaña a dos variantes de la próxima generación de motores estadounidenses, razón por la cual la empresa se está asociando con dos de las empresas espaciales líderes en el mundo.

ULA mantiene el motor AR1 de Aerojet Rocketdyne como respaldoopción. La selección final se espera para finales de 2016.

Los compromisos financieros de la Fuerza Aérea con Aerojet Rocketdyne y ULA se abren después del 29 de febrero de 2016 después de acuerdos similares con SpaceX y Orbital ATK. Nuevo proyecto de refuerzo de cohetes sólidos realizado por Orbital ATK para el cohete Vulcan de ULA y para su propio lanzador, también recibirá financiación de Orbital ATK.

Sombra en el espacio de las "nubes" de la tierra

Los motores rusos RD-180 no tienen alternativa en los Estados Unidos. Jim Meiser, vicepresidente de Aerojet Rocketdyne, cree que Estados Unidos no está prestando suficiente atención al desarrollo de sus propios prototipos de oxígeno-queroseno.

Dijo que Estados Unidos definitivamente está detrás de los rusos y los chinos en la creación de tales sistemas de propulsión. También mencionó que Estados Unidos ya desarrolló un motor de oxígeno-queroseno, el cual está en operación Merlin 1D. Es fabricado por SpaceX. Solo que ahora, en cuanto a sus características, no se queda atrás del RD-180.

Por supuesto, esto es una completa tontería, porque las nubes terrestres no pueden proyectar ninguna sombra en el espacio. Pero en el sentido político, por desgracia, se descartan.

US: Industriales tranquilos, políticos preocupados

Un alto funcionario de la fuerza aérea de EE. UU. dice que dejará de lanzar satélites de seguridad nacional a bordo del cohete Atlas V de United Launch Alliance si el Departamento del Tesoro cree que las importaciones de motores rusos no violan las sanciones de EE. UU.

Anteriormente, el senador John McCain pidió a la Fuerza Aéreapara demostrar que la reciente reorganización en Rusia de su industria espacial y de cohetes no convierte la compra de motores RD-180 en una violación de las sanciones estadounidenses que se impusieron contra funcionarios rusos en 2014.

Las agencias gubernamentales de los EE. UU., encabezadas por el Departamento del Tesoro, están revisando las entregas de RD-180. Y estamos dispuestos a no adherirnos a las sanciones. Poner a tierra el Atlas V crearía un obstáculo mayor para el Pentágono que luchar.

McCain celebró una audiencia en un puerto espacial militar en la que instó a la Fuerza Aérea a obtener una nueva opinión legal de que la importación de RD-18O viola las sanciones estadounidenses impuestas a los funcionarios rusos tras la anexión de la península ucraniana de Crimea.

McCain destacó a dos funcionarios rusos de alto rango: el viceprimer ministro ruso Dmitry Rogozin y Sergei Chemezov, asesor del presidente ruso Vladimir Putin. Hasta hace poco, eran observadores en el sector espacial. Aunque no se benefician económicamente de la venta del RD-180, han sido sancionados.

28 de diciembre, por orden de Putin, se reorganiza el sector espacial ruso. Esta reestructuración está haciendo ajustes a la industria espacial rusa y a la agencia espacial Roscosmos bajo una nueva corporación estatal, también llamada Roskosmos.

McCain señaló que esta organización está encabezada actualmente por Rogozin; Chemezov también tiene algo que ver con esto. Rogozin y Chemezov estuvieron entre los primeros funcionarios rusos en recibir sanciones durante la crisis de Ucrania. ni uno niel otro no puede entrar a los EE. UU. Los activos que poseen han sido congelados.