Na vrchole sankcií proti Rusku Američania dokonale pochopili, že na niektorých miestach sa bez ruských dovozov nezaobídu. Napríklad bez raketového motora RD-180 - menšia kópia sovietskeho motora RD-170, na ktorom USA stále vypúšťajú svoje rakety Atlas do vesmíru.
Od vytvorenia raketového motora RD-170 uplynulo asi 40 rokov, pre tento účel však neboli vytvorené žiadni hodní konkurenti. Podľa západných dizajnérskych kancelárií je RD-170 stropom technického pokroku v raketových motoroch na kvapalné palivo a zahraniční novinári to nazývajú „korunou tisícročnej histórie raketových motorov“.
Tsiolkovsky mal pravdu
Zakladateľ kozmonautiky Konstantin Tsiolkovsky navrhol použitie motora na kvapalné palivo v raketách už v roku 1903. Ale po prvej svetovej vojne sa začal vývoj raketových palív na báze nitrocelulózy.
Aj keď nikto nenapadlo vzdať sa motorov na tekuté palivo. V roku 1926 americký Robert Goddard uviedol raketu Nell na kvapalné palivo. Za 2,5 sekundy vystúpila na 12 metrov. V roku 1933 Friedrich Zander vytvoril podobnú raketu OP-2 s použitím tekutého kyslíka s benzínom v ZSSR.
Na rozdiel od tuhých palív bol kvapalný motor veľmi rozmarný. Preto veľa dizajnérov v ňom nevnímalo potenciál. Kým Wernher von Braun, spolu s Walterom Thielom, neposlali svoje V-2 do Londýna v roku 1944. Tieto rakety mali prúdový motor na kvapalné palivo (LRE). Je pravda, že sám Brown veril, že z konštrukcie motora vytlačil všetko možné.
V motore s kvapalným pohonom je tryska spaľovacej komory vystavená kolosálnym teplotám. Ďalšie zvýšenie výkonu by jednoducho roztavilo kov dýzy. Možnosť ochladzovania dýzy zvnútra bola náročná, pretože steny sa museli na odvádzanie tepla riediť. Ak je však kov tenký, nevydrží tlak a tiež sa zrúti.
Propagačné video:
Riešenie problému bolo nájdené v 50-tych rokoch 20. storočia v ZSSR a USA takmer súčasne. Dýza sa začala vyrábať z dvoch telies, umiestnených jedna v druhej, medzi ktorými cirkulovala chladiaca kvapalina. Ideálne je to palivo samotné. Kvapalný kyslík koniec koncov varí pri teplote -183 ° C. V tomto prípade bola vnútorná tenká stena ochladená palivom a vonkajšia hrubá stena nedovolila komore explodovať z tlaku.
V roku 1960 bol v ZSSR pod vedením dizajnérov Sergei Korolev a Valentin Glushko vytvorený medzikontinentálna balistická strela R-7, na ktorej bol namontovaný motor na komponenty „tekutý kyslík - petrolej“. 12. apríla 1961 práve táto raketa hodila kozmickú loď Vostok-1, ktorú pilotoval kozmonaut č. 1 Jurij Gagarin, na zemskú obežnú dráhu.
Pomlčka na Mesiac
Po prvom lete do vesmíru sa oba superveľmoci spojili s ďalším pretekom - lunárnym. Výsledkom bolo, že Američania sa ako prví dostali na Mesiac, ale ZSSR tiež zažil svoj vlastný vývoj. Aj keď význam letu na Mesiac pre Moskvu zmizol, bolo rozhodnuté, že ako prvý zvládne Mars alebo Venuši.
Vyžadovalo to ťažkú medziplanetárnu loď s výkonným a spoľahlivým motorom. Začiatkom 60. rokov spoločnosť OKB-1 pod vedením Sergeja Koroleva spustila program na výrobu prúdových motorov na kvapalné palivo N-1. Ale všetky štyri spustenia N-1 utrpeli fiasko av roku 1974 bol program N-1 ukončený.
Program na vytvorenie opakovane použiteľného vesmírneho systému Energia - Buran sa stal sľubnejším. Akademik Valentin Glushko bol vymenovaný za generálneho dizajnéra NPO Energia. Veril, že najlepším prostriedkom na spustenie kozmickej lode Buran na obežnú dráhu by bolo štartovacie vozidlo Energia (PH), ktoré namiesto dvoch zosilňovačov tuhého paliva, predpokladaných skôr, bude mať štyri urýchľovače štartu s motormi RD-170.
Myšlienka kyslíkovo-petrolejového motora RD-170 patrí tiež spoločnosti Glushko, ale v roku 1976 ju začal tím Energomash Design Bureau pod vedením Vitaly Radovského vylepšovať. Vrcholom návrhu bolo, že oblasť maximálnych teplôt prebiehala pozdĺž osi spaľovacej komory a „na okrajoch“bol oveľa „chladnejší“. To umožnilo zvýšiť výkon bez rizika zničenia dýzy. Ale ešte predtým, ako palivo vstúpilo do komory, samozápalné komponenty boli zmiešané priamo v potrubí. Samotná dýza bola vyrobená z jedinečnej zliatiny niklu, ktorá vydrží agresívnu zmes s tlakom 270 až 300 atmosfér. Výsledkom bolo vytvorenie najvýkonnejšieho motora na svete s 20 miliónmi koní!
Ukázalo sa, že motor RD-170 bol o 5,5% výkonnejší ako americký jednosmerný motor F-1, zatiaľ čo jeho veľkosť bola takmer jeden a pol krát menšia. Zároveň je RD-170 ekonomickejší, pretože je postavený podľa schémy uzavretého cyklu, zatiaľ čo F-1 implementuje jednoduchší, ale menej efektívny otvorený cyklus. Aj keď charakteristika „ekonomická“je dosť svojvoľná: v jednej komore RD-170 s priemerom iba 380 milimetrov horí 600 kilogramov paliva za sekundu.
25. augusta 1980 sa uskutočnila prvá skúška motora RD-171 (verzia RD-170 pre raketu Zenit) a až do 15. mája 1987 sa uskutočnili desiatky skúšok, kedy sa uskutočnilo prvé úspešné spustenie štartovacieho vozidla Energia s motormi RD. 170 v prvej fáze. A 15. novembra 1988 sa uskutočnil prvý a bohužiaľ posledný vesmírny let kozmickej lode „Buran“vypustenej na obežnú dráhu pomocou štartovacieho vozidla „Energia“. Bola to labuťová pieseň sovietskej kozmonautiky.
Maska nikdy nesnívala
Dizajn RD-170 pre svoje vlastnosti vzbudil obdiv aj medzi Američanmi. Nemohli pochopiť: ako je to možné?! V sovietskych časoch bol dizajn motora klasifikovaný, ale po páde ZSSR chceli USA získať rovnaký výkonný motor.
V 90. rokoch sa spoločnosť NPO Energomash, ktorá vyrábala RD-170, ocitla v ťažkej hospodárskej situácii. Americký návrh umožnil zachovať podnik. V USA však existoval zákon, ktorý bránil dodávke dovážaných výrobkov do strategických odvetví. Potom, na objednávku americkej spoločnosti Pratt & Whitney, Energomash údajne vyvinul nový motor - RD-180. Aj keď v skutočnosti to bol polovičný motor RD-170 - pre Američanov bol výkon RD-170 neprimeraný. Predaj RD-180 v USA sa uskutočnil prostredníctvom RD-Amros (RD-AMROSS), spoločného podniku medzi Pratt & Whitney a NPO Energomash. Patentové práva na tento motor vlastnili Amros. Ukázalo sa, že právny vývoj je napoly Američan, napoly Rus. Ale v skutočnosti je RD-180 dedičstvom sovietskej vesmírnej éry.
Aj keď podľa podmienok zmluvy dostali Američania všetku technickú dokumentáciu a právo vyrábať motor doma, Yankees nikdy nebol schopný zostaviť RD-180. Ukazuje sa, že dokumentácia nie je všetko. A hoci liberáli tvrdia, že to USA jednoducho nepotrebujú, hovoria, že je lacnejšie kúpiť si ich v Rusku, nie je to tak. Možno, pokiaľ ide o zemiaky alebo ropu, je to pravda, ale USA uprednostňujú zhromažďovanie strategického vybavenia pre astronautiku doma. Oni jednoducho nemohli.
Aj keď vo februári 2019 Elon Musk uviedol, že motor Raptor vyrobený jeho spoločnosťou SpaceX prekonal RD-180 z hľadiska tlaku v spaľovacej komore, bolo by naivné tomu veriť bez opakovaných testov. Americká spoločnosť United Launch Alliance (ULA) preto opäť podpísala zmluvu s ruskou NPO Energomash na dodávku motorov RD-180 do roku 2020. A Musk, hoci sa o to pokúša, nepreukázal svoju konkurencieschopnosť so sovietskou kozmonautikou pred 40 rokmi.
Prokhor EZHOV