Советское наследие Америки

Непростая судьба лучшего в мире ракетного двигателя

рд-180, сша, россия, энергомаш, роскосмос 
Американские ракеты летают в космос на лучших российских двигателях. Фото с сайта www.roscosmos.ru

Ракетные двигатели РД-180 станут многоразовыми и будут использовать перспективные виды ракетного топлива. Об этом сообщил генеральный директор АО НПО «Энергомаш» (входит в состав госкорпорации «Роскосмос») Игорь Арбузов. Это создает технологический задел для создания многоразовых космических систем. Каких именно, специалист не уточнил. В настоящее время «180-е» используются исключительно в составе американской ракеты-носителя Atlas.

Несмотря на экономические санкции, их поставки в США не прекращались и, мало того, их уже сейчас сертифицировали под пилотируемые пуски новых космических кораблей аэрокосмического гиганта Boeing. Только в этом году американцы получат шесть таких изделий. Ежегодный доход России от продажи РД-180 превышает 60 млн долл.

В мае этого года исполняется 20 лет со дня первого запуска американской ракеты с российским двигателем. За это время в США поставлено 116 изделий, состоялось 89 пусков, и все они признаны успешными. Это уникально для мировой космонавтики, сообщается на сайте Научно-производственного объединения «Энергомаш».

Проект двигателя РД-180 был разработан российскими конструкторами в 90-х годах прошлого века под руководством Бориса Каторгина. А уже в 1995-м он победил в конкурсе, который объявила корпорация Lockheed Martin.

В основе двигателя – выдающаяся разработка камеры сгорания со специальными поясами защиты от мощных тепловых потоков.

Именно на базе этой камеры появились лучшие в мире ракетные двигатели: РД-170 для ракеты-носителя сверхтяжелого класса (РН СТК) «Энергия», РД-171 для РН среднего класса «Зенит», РД-180 для американского Atlas, РД-191 для носителей семейства «Ангара» и РД-171МВ для разрабатываемой средней ракеты «Союз-5».

Четырехкамерный двигатель закрытого типа РД-170 с тягой 800 т использовался на первой ступени российского РН СТК «Энергия», который в 1988 году вывел в космос многоразовый космический корабль «Буран». РД-170 и 171 до сих пор считаются самыми мощными жидкостными двигателями. РД-180 – экспортный вариант, он в два раза меньше РД-170, имеет две камеры, а тяга составляет 400 т.

Безальтернативный фаворит

Глава американской компании United Launch Alliance (ULA), созданной Boeing и Lockheed Martin, Тори Бруно называет российские РД-180 «технологическим чудом». Он говорит, что они идеально подходят для американских космических кораблей «Atlas». Их безальтернативность в составе конструкции ракеты-носителя объясняется оптимальным соотношением цены и качества. Именно поэтому Конгресс США, который после событий 2014 года запретил использование российских ракетных двигателей, под давлением Пентагона все-таки пошел на уступки и разрешил дальнейшие поставки РД-180 для Atlas.

Но год назад глава Космического командования ВВС США Джон Реймонд заявил, что к 31 декабря 2022 года американские военные по закону будут обязаны прекратить использование российских двигателей. На сайте сборника официальных документов американского правительства Federal Register сообщается, что американское Минобороны включило Россию в список государств, с которыми запрещена кооперация для осуществления космических пусков. С начала 2023 года начнет действовать запрет «на получение контрактов на коммерческие спутниковые услуги иностранными организациями, если участие в таком контракте может нести недопустимый риск в области кибербезопасности». В списке кроме России есть еще Китай, Северная Корея, Иран, Судан и Сирия.

Возникает ощущение какого-то внутреннего противоречия в решениях американских начальников. Поэтому в России намечают дальнейшую тактику развития при любом сценарии. После отказа США от закупок РД-180 и РД-181 в «Энергомаше» предполагают рост внутренних заказов, хотя на сегодняшний день неочевидно, для каких задач могут быть использованы эти двигатели. Ранее отмечалось, что финансовая устойчивость предприятия обеспечивалась российским государственным заказом и выручкой от продаваемых Америке РД-180 для первой ступени тяжелого носителя Atlas V от ULA и РД-181 для средней ракеты Antares от Northrop Grumman.

Тем не менее Совет безопасности и Министерство обороны РФ настаивали на прекращении поставок российских двигателей Америке. Ведомство Сергея Шойгу высказывало сомнения в целесообразности продления контракта, а глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин предлагал внести дополнение к соглашению с американской стороной, запрещающее использование Atlas V с российскими двигателями для доставки в космос американских спутников-шпионов.

Ступень возврата

РД-180 устанавливаются на первые ступени американских ракет Atlas, и при успешном старте, после достижения нужной высоты, ступень сбрасывается. В традиционном ракетостроении это стандартная ситуация. Но глава американской компании SpaceX Илон Маск предложил схему многоразового использования элементов ракеты. Если первую ступень успешно приземлить без повреждений, ее можно вновь заправить, а затем повторно запустить, тем самым снизив стоимость следующего космического полета. Встроенные в основание ракеты двигатели должны способствовать решению этой задачи. У Falcon первая ступень обычно падала в море, предпринимались попытки мягко опустить ее на платформу, но они почти все поначалу оказались неудачными. Идея спасения отработавшей ступени для ее повторного использования реализовывалась также при помощи парашюта и вертолета, который перехватывал ее до удара о землю. Все же SpaceX удалось совершить повторный запуск ракеты с двигателем, отделившимся во время предыдущего полета и совершившим управляемый спуск на морскую платформу в Атлантическом океане. Сегодня повторные запуски ступеней в SpaceX стали обычной практикой, но статистики для понимания экономической целесообразности подобной схемы пока недостаточно. Например, сейчас компания Илона Маска готовит запуск ракеты, в которой одна ступень отправится в космос в пятый раз. Казалось бы, много? Но такое количество полетов пока не дает возможность сделать вывод о правильности идеи американского бизнесмена.

Обсуждение целесообразности неоднократного применения ракеты-носителя и реальной экономической выгоды от этого ведется уже несколько лет. При пуске с возвратом ступени половина топлива на борту уходит на то, чтобы вернуть ступень на Землю. К этому добавляются затраты на каждую возвращаемую часть: авионику, программное обеспечение, источники питания, сенсоры, электронику, опорные стойки, гидравлические и электромеханические системы, а также на морскую, авиационную поддержку и многое другое. После пуска и посадки требуется чистка агрегата кислород-керосин, а из-за динамического удара необходима его полная проверка для повторного использования.

В Америке неоднократное применение ступеней ракеты космического назначения продиктовано высокой стоимостью двигателей. Глава Роскосмоса Рогозин сказал: «Наши да и американские эксперты считали эффективность многократного использования ракетных модулей и пришли к выводу, что на прибыль можно выйти лишь при десятикратном использовании возвращаемых ступеней. У компании SpaceX нет таких результатов». Глава «Энергомаш» Игорь Арбузов уверен, что для РД-180 подобный показатель достижим. Осталось только решить вопрос, кто будет летать на нашем двигателе.

Много раз по-русски

Успешный космический полет «Бурана» состоялся в 1988 году, это был единственный вылет, хотя рассчитан корабль на 100 запусков. Созданная тогда инфраструктура взлета-посадки «по-самолетному» позволяла летать каждые две недели, но в начале 1990-х годов работы по проекту были приостановлены. «Буран» стал триумфом российской конструкторской мысли, очевидно, что его технологии опередили свое время. Распад СССР положил конец грандиозному и очень дорогостоящему проекту. Однако многие разработки по программе стали со временем востребованы и, к примеру, помогли создать из половины установленного на системе «Энергия-Буран» двигателя РД-170 новый РД-180, применяющийся до сих пор и вызывающий восхищение в США.

Дмитрий Рогозин считает тему многократного применения элементов ракеты спорной, но «красивой». Если только она не используется американскими предпринимателями как грубая попытка выдавить конкурентов. Ведь Министерство обороны США и NASA щедро финансируют космические разработки, а компания миллиардера Маска соперничает с альянсом ULA.

В любом случае российские ракеты даже с одноразовыми двигателями до сих пор являются наиболее эффективными и обладают высочайшей степенью надежности.

В России исследования по многоразовому использованию блоков и сохранению двигателя первой ступени также проводятся. Фонд перспективных исследований и специалисты Роскосмоса ведут совместную работу по многоразовому «Крылу-СВ». «С учетом нашей географической специфики садиться ступень должна по-самолетному, а не «вертикальной свечкой», как у Falcon. Если мы это отработаем и увидим, что самолетный вариант возвращения более прост и эффективен, чем возвращение в стиле Falcon, то мы сможем это применить на ракете среднего класса», – сказал Рогозин.

«В наших перспективных ракетах мы будем рассматривать возможность многократного использования ракетных блоков, но сделаем это на иных, чем SpaceX, технологиях, которые действительно обеспечат экономическую эффективность», – сказал глава Роскосмоса. Возможно, что он имеет в виду переход на метановые двигатели, которые могут быть многократно использованы без переборки и очистки.

Многократное применение РД – заманчивая идея, но сейчас на МКС астронавтов NASA доставляют единственно эффективные в пилотируемой космонавтике российские ракеты с одноразовыми РД первой ступени. Весной на МКС отправился российско-американский экипаж, в который вошел капитан 2 ранга ВМС США Кристофер Кэссиди. Осенью текущего года капитан ВМС США Стивен Боуэн также полетит на российском «Союзе», а в 2021 году от NASA будет командирована астронавт-микробиолог Кэтлин Рубинс. США продолжают вести переговоры с Роскосмосом о приобретении мест на космических кораблях «Союз» для отправки своих астронавтов на МКС.

Америка готовит к полетам и свои пилотируемые корабли, но испытания затягиваются, так как полной уверенности в их безопасности пока нет. NASA рассчитывает, что Starliner от Boеing и Dragon от SpaceX позволят отказаться от услуг Роскосмоса, несмотря на то что американцы пока не могут заменить тяжелую ракету-носитель Atlas V с российскими РД-180.

Надо отметить, что на конец мая запланирован первый пилотируемый полет корабля Dragon корпорации Илона Маска. Экипаж сейчас находится в карантине, а на стартовой площадке проводятся подготовительные работы. Если этот запуск пройдет успешно, то это будет означать окончание нашей монополии на пилотируемую космонавтику и перед Роскосмосом возникнет новая реальность, которой можно воспользоваться по-разному.

Вирусная помеха

Российская космическая корпорация продолжает разработку сверхлегких, легких, средних, тяжелых и сверхтяжелых ракет. Работа будет вестись при содействии назначенного указом президента Владимира Путина в апреле текущего года нового наблюдательного совета Роскосмоса, в который вошли заместитель председателя Совета безопасности Дмитрий Медведев, вице-премьер Юрий Борисов, командующий ВКС Сергей Суровикин, глава госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачев и другие высокопоставленные лица. Глава Роскосмоса входит в совет по должности.

Минобороны совместно с Роскосмосом подготовили техническое задание для линейки РН «Ангара», которая начинается от ракет легкого класса и заканчивается тяжелым классом с повышенной грузоподъемностью таких, как конфигурация «5В» для полетов к Луне и планетам Солнечной системы. Семейство ракет-носителей «Ангара» заменит предыдущую серию РН «Протон», выпуск которой, по заявлению Дмитрия Рогозина, будет прекращен.

В России с 2016 года ведется разработка новой отечественной средней ракеты «Союз-5» на базе российско-украинской ракеты «Зенит». На первой ступени планировалось использовать двигатели РД-171МВ – модернизированные двигатели от ракет «Зенит». Разработка этой перспективной двухступенчатой ракеты-носителя среднего класса предусмотрена действующей Федеральной космической программой. Первый пуск «Союза-5» должен состояться в 2022 году, а в 2023-м с космодрома «Байконур» планировался вывод на орбиту пилотируемого корабля «Федерация». Но 6 сентября 2019 года произошли изменения, глава Роскосмоса сообщил, что версия «Союз-5» с кислородно-водородной ступенью на базе двигателя РД-0146 или РД-0150 будет называться «Союз-6». В ноябре 2019 года сдача эскизного проекта «Союз-5», который теперь носит название «Иртыш», была перенесена на 30 октября 2020 года. Корабль «Федерация» переименовали в «Орла», в космос его будет выводить ракета «Ангара».

«Орел» разрабатывается для замены эксплуатирующихся кораблей серий «Союз» и «Прогресс», он сможет доставлять космонавтов и грузы на МКС и станет многоразовым, капсула будет возвращаться из космоса, использоваться в следующих полетах. Корабли этой серии с повышенной тепловой и радиационной защитой смогут полететь за пределы околоземной орбиты, включая лунные экспедиции.

Рогозин в своем Twitter сообщил, что испытательный пуск космического корабля «Орел» без экипажа будет произведен в конце 2023 года. Для него готовят новую российскую ракету-носитель «Ангара-А5». Все последующие запуски планируется проводить с помощью специальной пилотируемой версии ракеты «Ангара А5М(П)», сборка первого такого носителя тяжелого класса начнется в 2023 году.

На космодроме Восточный строится стартовый комплекс для обеспечения взлета ракет, которые появятся в будущем. По информации СМИ, у Рогозина в рабочем кабинете стоят мониторы, на них в режиме реального времени отражается проведение строительных работ. Контроль также ведется при помощи спутников и беспилотников. Онлайн-видеомониторинг и спутниковое отслеживание дают полную картину, происходящую на стройплощадке Восточного.

Роскосмос продолжает работать даже в условиях распространения коронавируса. Боевые расчеты специальным транспортом доставляются в центральные пункты управления. ЦУП непрерывно следит за состоянием орбитальных группировок. Продолжается подготовка экипажей к полетам на МКС, на кораблях «Союз» и «Орел», к проведению пилотируемой лунной программы.

Однако экономический кризис, который может повлечь за собой разразившаяся в мире пандемия COVID-19, и возможное сокращение количества запусков в космос способны оказать негативное влияние на эффективность ракетных фирм. Для сохранения Россией статуса великой космической державы могут вновь потребоваться дополнительные средства. Хотя уже сейчас, по мнению экспертов, «даже самые приблизительные оценки стоимости запуска человека к Луне выходят за рамки российского бюджета». 

Ирина Дронина

Источник ➝

КОНСЕРВАЦИЯ САМОЛЕТОВ...

Крупнейший кризис в истории авиации «приземлил» десятки авиакомпаний по всему миру. Однако знаете ли вы, что самолет нельзя просто так поставить в дальний угол аэродрома, правильная консервация — это продолжительный и трудоемкий процесс.

Посмотрим, как выглядят самолеты «на самоизоляции» или просто на консервацию самолетов...

00

Фотографии авиакомпании Brussels Airlines.

Флот Brussels Airlines состоит из 57 самолетов, деятельность авиакомпании приостановлена в середине марта, всего несколько самолетов в настоящий момент используется для репатриационных рейсов.

02

Аэропорт Брюсселя не предназначен для парковки такого количества самолетов одновременно, поэтому одну из рулежных дорожек пришлось освободить для хранения флота.

03

К примеру, только процедуры хранения одного Airbus A330 занимают около 400 человеко/часов, которые следуют инструкциям производителя — концерна Airbus, чтобы обеспечить безопасное хранение и минимизации расходов во время перезапуска лётной программы.

04

Все иллюминаторы закрыты и заклеены специальной лентой для предотвращения обесцвечивания отделки кресел и салона, шасси и двигатели обработаны специальным химическим составом и тщательно упакованы, чтобы предотвратить коррозию.

05

Можно подумать, что после парковки самолета больше ничего предпринимать не нужно, но на самом деле команды технического обслуживания ежедневно работают, чтобы поддерживать парк в отличной форме.

06

Например, каждый день колеса нужно слегка поворачивать, чтобы они не изнашивались под весом самолета, и каждую неделю необходимо проводить проверки технических параметров, считывая показатели специальным компьютером.

07

Сейчас 30 сотрудников из технического департамента работают полный рабочий день для выполнения всех этих задач.

08

09

10

11

12

13

14

15

16

Все кресла закрыты полиэтиленом, чтобы они оставались свежими и чистыми.

17

18

19

ссылка

Последний рывок: Китай обгоняет США в «лунной гонке»

Смогут ли тайконавты первыми высадиться на поверхность Луны

В мае 2020 года Китай осуществил запуск ракеты-носителя CZ-5B с новым многоразовым космическим кораблем. С помощью этого пилотируемого корабля КНР не только сможет доставлять космонавтов на новую орбитальную станцию, но и осуществить полет на Луну. После успешного завершения испытаний, по мнению некоторых экспертов, Китай стал ближе к высадке на Луну, чем США. «Известия» разбирались, почему так получилось.

Долгий старт Китая

Необъявленная «лунная гонка» между двумя самыми экономически мощными странами мира длится уже не первый год.

Инициировал соревнование Китай, сам того не зная. С 2004 года в КНР действует большая и многоэтапная программа исследований Луны, реализуемая CNSA (Китайским национальным космическим управлением). И если поначалу планы Китая вызывали в NASA лишь усмешку, то уже спустя десять лет ситуация коренным образом изменилась.

Первым этапом были полеты по окололунной орбите, ничего особо сложного с точки зрения опыта мировой космонавтики. Вторым, проводимым с 2013 по 2018 год, стала отработка мягкой посадки на поверхность естественного спутника земли. Два лунохода, две полностью удачные миссии. В настоящее время Китай работает над третьей фазой — автоматической доставкой грунта с Луны на Землю.

Можно возразить, что в этом нет ничего нового — советские автоматические станции «Луна» сделали это трижды почти полвека назад. В этом есть доля истины — Китай действительно сейчас похож на школьника, проболевшего весь учебный год и теперь срочно догоняющего лидеров класса.

«Шэньчжоу»

Космическая лаборатория «Тяньгун-2» и пилотируемый космический корабль «Шэньчжоу-11», 2016 год / Фото: Global Look Press via ZUMA Press/ Xinhua/Cas

Правда, как оказалось, это сравнение работает далеко не во всем. В пилотируемой космонавтике КНР показывает темпы развития, практически недоступные другим странам. В начале столетия Китай стал третьей страной в мире, запустившей человека в космос. Сделано это было при помощи космического корабля «Шэньчжоу», «до степени смешения» похожего на российский «Союз». Разве что размеры у него чуть больше, а потому внутри у тайконавтов гораздо больше свободного места.

Одновременно с проведением пилотируемых полетов Китай начал разрабатывать многомодульную орбитальную станцию и создавать перспективный космический корабль нового поколения. Спустя несколько лет появилась информация о начале работ над сверхтяжелой ракетой-носителем CZ-7 и впервые была озвучена дата возможной высадки на Луну — 2028 год.

https://iz.ru/video/embed/1005415

Ответный ход

Планы вновь высадиться на Луну в американской космонавтике существовали еще до того, как китайцы начали показывать серьезные успехи. Повторная посадка, после шести удачных полетов миссии «Аполлон», предполагалась в масштабной программе «Созвездие» (Constellation, 2004–2010), отмененной президентом Бараком Обамой.

Именно тогда, в 2005 году стартовала разработка пилотируемого космического корабля «Орион», главной задачей которого была именно доставка астронавтов на Луну и другие миссии в дальнем космосе. В то же время началось проектирование сверхтяжелой ракеты «Арес-5», специально для новой лунной миссии. Впоследствии, после закрытия «Созвездия», этот проект трансформировался в перспективную сверхтяжелую программу Space Launch System (SLS).

Разработка космического корабля «Орион» / Фото: Global Look Press/NASA

После прихода в Белый дом Дональда Трампа планы NASA поменялись в очередной раз. Основное внимание перешло к строительству лунной орбитальной станции. Предполагалось, что она станет своеобразным форпостом человечества перед началом покорения дальнего космоса. Создание станции шло своим чередом, постепенно меняясь и уточняясь, но в 2019 году США анонсировали новую дату прилунения. Согласно заявлению Майкла Пенса, посадка на Луну запланирована на 2024 год, на четыре года раньше китайцев.

NASA пришлось подвинуть программу лунной орбитальной станции. Изначально считалось, что высаживаться на Луну астронавты будут с нее, но затем всё снова переиграли. NASA чрезвычайно не хотело один в один повторять миссию «Аполлон», а потому предлагало более сложные варианты: высадка на Луну с недостроенной лунной орбитальной станции, затем стыковка с посадочным модулем на орбите.

Но необходимость успеть к назначенному сроку поставила крест на этих идеях. В ситуации глобальной нехватки времени современный вариант лунной миссии выглядит как полет астронавтов на космическом корабле «Орион», с прикрепленным к нему посадочным модулем, точно так же как и в миссии «Аполлон».

https://iz.ru/video/embed/895430

Подсчет

Необходимый минимум для осуществления лунной миссии — три элемента. Ракета-носитель для доставки космического корабля на орбиту Луны. Космический корабль, оснащенный большими запасами топлива и способный затормозить и безопасно вернуть астронавтов обратно. Посадочный модуль для мягкой посадки на поверхность Луны и возвращения астронавтов на орбиту в космический корабль. Плюс, «по мелочи»: скафандры для выхода на лунную поверхность и возможность обеспечения связи с Землей для удобного контроля миссии.

С ракетой и у США, и у Китая пока ничего не понятно. В Китае вообще выдают такую информацию очень скупо, а американцы «застряли» с производством ракеты SLS. Корпорация Boeing начала работу над ней в 2011 году и предполагала осуществить первый пуск еще в 2017-м. Увы, но пока SLS всё еще не готова. Сроки постоянно сдвигаются, проверки выясняют всё новые проблемы с производством: то некачественная сварка баков, то еще что-нибудь. А ведь до старта в 2024 году SLS должна не только совершить несколько тестовых полетов, но и получить дополнительную модернизацию.

Судя по всему, первый тестовый запуск вряд ли состоится ранее 2021 года, и от того, насколько успешно он пройдет, станут понятны и дальнейшие перспективы американской миссии.

SLS

Иллюстрация запуска ракеты SLS / Фото: NASA

С космическими кораблями наблюдается практически паритет. Американский «Орион» в июле 2019 года прошел последние необходимые испытания и к настоящему времени готов к первому тестовому полету с астронавтами. На разработку и тестирование у американцев ушло более 15 лет. Китай справился с этой же задачей в несколько раз быстрее. Первая информация о создании пилотируемого корабля нового поколения появилась в 2014–2015 годах, и в мае 2020 года Китай провел успешное тестирование.

Посадочные модули у обеих стран еще только разрабатываются. Для американской программы в мае 2019 года NASA отобрало 11 компаний для исследований по созданию многокомпонентной посадочной системы. В настоящее время работы продолжаются, окончательного решения пока не принято. О процессе разработки в Китае, как обычно, известно еще меньше. Скорее всего, раньше 2024–2025 годов широкой общественности ничего не покажут.

Кто впереди?

Если брать только работы по высадке на Луну, то, как мы видим, Китай догнал США по объемам уже сделанного. С учетом неготовности ракеты SLS китайцы, скорее всего, совершат пилотируемый полет первыми. Для этого может быть использована та же самая тяжелая ракета CZ-5B, которая испытывалась в начале мая 2020 года.

Кроме того, стоит учитывать и беспилотные достижения китайской программы. Китайцы осуществили уже две успешных миссии с мягкой посадкой луноходов. В 2020–2021 годах к Луне будут отправлены автоматические станции «Чанъэ-5» и «Чанъэ-6», которые должны доставить образцы грунта. Запланированная для этих полетов автоматическая стыковка на орбите Луны даст необходимый для создания посадочного модуля дополнительный опыт китайским ученым.

автоматическая станция «Чанъэ-4»

Автоматическая станция «Чанъэ-4» на обратной стороне Луны, где совершила мягкую посадку 3 января 2019 года / Фото: Global Look Press via ZUMA Press/Xinhua

Отдельно надо сказать и о китайской системе дальней связи, после ввода которой у КНР появилась возможность круглосуточного и круглогодичного контроля за межпланетными станциями, без каких-либо перерывов в расписании. Кроме системы наземных приемо-передающих станций, Китай запустил космический аппарат «Цюэцяо», который используется в качестве ретранслятора связи. Название этого спутника переводится как «Сорочий мост», и он уже использовался в миссии «Чанъэ-4» для управления луноходом на обратной стороне Луны.

В общем и целом китайская космическая отрасль в ее нынешнем положении кажется более перспективной и готовой для решения самых разных задач, в том числе и высадки на Луну. А вот какая из стран это сделает первой, загадывать пока очень и очень сложно.

Михаил Котов

Картина дня

))}
Loading...
наверх