РД-180: космический трудяга уходит в отставку?

В августе минувшего года глава United Launch Alliance (ULA –компания, объединяющая Lockheed и Boeing) Тони Бруно выдал радостную весть: двигатели РД-180, производимые РФ, которыми комплектуются ракеты-носители (РН) «Атлас» закупаться больше не будут. Заявление принесло «чувство глубокого удовлетворения» членам Конгресса США, гнущим четкую политическую линию по отказу от силовых установок, выпускаемых предприятием «Энергомаш» (последние 6 штук приобретены в апреле). В реальности американцы просто закупили достаточное количество российский «движков» заранее. А к середине 2020-х планируют отказаться от РН Atlas V и перейти на Vulcan, которые будут комплектоваться агрегатами BE-4, разработанными компанией Blue Origin (ее главой является Джеффу Безос).

Из истории РД-180

В 70-е годы СССР разработал и запустил в производство керосиновую силовую ракетную установку РД-170, имевший солидную тягу в 740 тс (тонно-сил). Во времена перестройки, когда у нас с американцами была «дружба-мир-жвачка», США заказали «половинку» этой установки, получившей индекс «180», для своих нужд.



У NASA имелся свой RS-68, но его цена была в 2 раза выше, чем у российского агрегата. Здесь не стоит забывать о гигантских отличиях зарплат конструкторов и рабочих космических предприятий США и РФ в то время (да и сейчас). Двигатель был спроектирован в середине 90-х и выпускается предприятием «Энергомаш», относящемся к «Роскосмосу». Силовая установка этого типа специально разрабатывалась под американские «Атласы» и в 1992 году она стала успешно использоваться. Причем «Энергомаш» не просто так получил заказ – он победил в конкурсе, организованным компанией Lockheed. К середине 2021-го было совершено 92 успешных (!) пуска. После введения в 2014 году санкций против России американцы прекратили покупать двигатели. Однако запрет практически сразу же был снят. Тогда американские СМИ писали, что у США нет двигателей для ракет легкого класса и Пентагон вместе с NASA не смогут обойтись без российской техники до 2025 года.

А что с американским двигателем BE-4?

Его дебют должен был состояться в самом начале 2022 года. Но увы – компания Blue Origin, взявшаяся за производство двигателя, явно не ожидала со стороны заказчика, сотрудничающего с Пентагоном, таких жестких требований. Вообще, процесс создания американского космического силового агрегата покрыт мраком. Известно лишь, что отношения между Blue Origin и ULA становятся все более натянутыми. Проблема в том, что МО США уже потратили на программу создания «своего» двигателя 255,5 млн. долларов, а «воз и ныне там». К тому же Пентагон требовал разработать многоразовый силовой агрегат: просто так жечь миллионы долларов в земной атмосфере – не «по-американски».

Илон Маск и другие варианты

ULA рассматривает возможность частично переложить разработку ракетного двигателя на SpaseX. Только вряд ли такая одиозная личность, как Илон Маск сможет гарантировать положительный результат: так считают и сами американцы. Любопытно: конкурс на разработку ракеты для поставки грузов к МКС глава частной компании SpaseX выиграл. А вот сделать ракету-носитель для запуска военных спутников не получилось. Здесь уже совсем иные требования к конструкции и импульсу, мощности, надежности и т. д.

AR1 от Aerojet Rocketdyne

Предполагается, что этот двигатель тягой 250 тс, сейчас проходящий стадию испытаний, заменит РД-180 для первой ступени Atlas 5. Ранее был заключен контракт с ВВС на 800 млн. долларов, которые потратят на запуск в серию, тестирование и сертификацию силовой установки. Однако после того, как ULA переключила все внимание на ВЕ-4, финансирование Aerojet Rocketdyne урезали до 350 млн. долларов. Несколько ранее компания заключила соглашение с американо-украинским проектом Firefly Aerospace, подразумевающим разработку перспективной ракеты. Также двигатель AR1 может быть установлен на создаваемые носители Firefly Alpha и Firefly Beta.



У «Рокетдайн» имеется обширный (с 60-х годов) опыт в разработке ракетных двигателей. Компания поставляла ЖРД для всех РН Saturn. На первой модели использовалась силовая установка Н-1, на последующих – F-1, J-2, J-2X. Для космического челнока был разработан двигатель SSME, а на первую ступень Delta-4 монтировался RS-68. Предполагается, что этой же силовой установкой будет комплектоваться носитель Ares-5. Кстати, водородно-кислородный двигатель RL-10 устанавливался и на «Атласы» вместо российских РД-180.





Есть еще один вариант – наладить собственное производство РД-180 по купленной у РФ лицензии. По соглашению американцы могут ей пользоваться вплоть до 2030 года. Но это совсем небольшой срок и вкладывать в подобный проект деньги не имеет смысла: целесообразнее за 8 лет наладить выпуск собственного двигателя.

По мнению издания The Verge, сегодня на складах ULA хранится, как минимум 30 штук РД-180. Если учесть, что США запускают свои «Атласы» примерно 5 раз в год, станет ясно, что российских агрегатов хватит еще на несколько лет. За это время вполне можно «довести до ума» собственный ВЕ-4. Желание американцев не зависеть от поставок «потенциального врага» вполне естественно и закономерно.

Замена РД-180

В России понимают, что эра этих «рабочих лошадок» подходит к концу. Сегодня новейший двигатель РД-171МВ прошел все необходимые испытания и в октябре 2021 года поступил в РКЦ «Прогресс» для установки в первую ступень РН «Союз-5». В ракетно-космическом центре (г. Самара) будет продолжено тестирование агрегата в «полевых условиях».



Мощность силовой установки сопоставима с крупной электростанцией или пятью атомными ледоколами «Ленин». Неофициально агрегату, работающему на керосине, дали прозвище «царь-двигатель». Это первое «детище» «Энергомаша», разработанное не на бумажных чертежах, а при помощи 3D-моделей.

Создание и характеристики РД-171МВ

Разработка двигателя началась в 2017 году, через пару лет прошли первые испытания, закончившиеся к сентябрю 2021-му. Некоторые параметры РД-171МВ:

• ✅ используемое топливо – керосин с кислородом
  
• ✅ предназначение – для ракет-носителей РН СТК и «Союз-5» («Иртыш»)
  
• ✅ тяга – данных нет, у предыдущей модели РД-171М составляет 740 тн
  
• ✅ удельный импульс – неизвестно, у предшественника 309 секунд
  
• ✅ размеры – высота 4,15 м и диаметр 3,565 м

Двигатель многоразовый, примерная стоимость 1 млрд 200 млн. рублей. Глава «Энергомаш» Игорь Арбузов отметил, что зарубежных аналогов у РД-171МВ не существует. Ближайшие конкуренты имеют тягу в несколько раз меньше. Новый двигатель будет устанавливаться на сверхтяжелые ракеты-носители, способные выводить в космос грузы массой до 100 тонн.