Кіріспе
Ресейлік зымыран қозғалтқышы
RD 180 – Ресейде жасалған зымыран қозғалтқышы. Ол қос жану камерасымен, қос соплолық құрылыммен жабдықталған және RP-1/LOX қоспасымен жұмыс істейді. RD 180, Кеңес Одағының "Энергия" зымыран тасымалдағышында қолданылған RD 170/RD 171 қозғалтқыштарының тізбегінен шығарылған. Бұл қозғалтқыш АҚШ-тың Atlas III және Atlas V зымыран тасымалдағыштарында пайдалану үшін әзірленді және алғаш рет 2000 жылы ұшты. Ол басқа ешқандай зымыранда қолданылмаған. Қозғалтқыш алты Atlas III және 99 Atlas V ұшырылымында сәтті жұмыс істеді, 2016 жылдың наурыз айында бір ғана маңызды емес ақау тіркелді. Ресейдің Қырымды басып алғаннан кейін туындаған, ресейлік қозғалтқыштарға тәуелділіктің ұлттық қауіпсіздікке қатысты салдарынан Atlas V зымыран тасымалдағышы қолданудан шығарылуда. 2021 жылы Atlas өндірушісі United Launch Alliance компаниясы Atlas V зымыран тасымалдағышын тоқтатып, қалған зымырандарға арналған RD 180 қозғалтқыштарын алғанын хабарлады. 2023 жылғы мәліметтер бойынша, 17 ұшырылым күтілуде. 2022 жылы Ресейдің Украинаға басып кіргенінен кейін енгізілген сауда санкцияларының нәтижесінде ресейлік жабдықтармен қамтамасыз ету және техникалық қызмет көрсету тоқтатылды.
Құрылымы мен ерекшеліктері
RD 180-нің жану камералары, алдыңғы нұсқасы – төрт камералы RD 170 қозғалтқышы сияқты, бір турбонасос құрылғысын бөліседі. RD 180 RP 1/LOX қоспасымен жұмыс істейді және өте тиімді, жоғары қысымды сатылы жану циклын пайдаланады. Қозғалтқыш 2,72 окистендіргіш-отын қатынасымен жұмыс істейді және әдеттегі отынға бай АҚШ үлгілерінен өзгеше, оттегіге бай пребурнерді қолданады. Циклдың термодинамикасы оттегіге бай пребурнерге салмаққа шаққанда қуатты арттыруға мүмкіндік береді, бірақ жоғары қысымды, жоғары температуралы газ тәрізді оттегіні қозғалтқыш бойымен тасымалдау қажеттігіне алып келеді. Қозғалтқыш соплоларының қозғалысын төрт гидравликалық жетек басқарады. Қозғалтқыштың итермелеуін номиналды деңгейдің 47%-дан 100%-ына дейін реттеуге болады.
Тарих
RD 180 зымыран қозғалтқышының тамырлары Кеңес Одағының "Энергия" зымыран тасымалдағыш құрылғысына дейін жетеді. RD 170, төрт камералы қозғалтқыш, осы құрылғының қосымша бустерлерінде пайдалану үшін әзірленді, ол нәтижесінде "Буран" орбиталық кемесін ұшырды. Бұл қозғалтқыш RD 170-тің жану камераларын кішірейтілген турбиналық механизмдермен біріктіру арқылы екі камералы нұсқаға дейін кішірейтілді. Сынақ стендінде сәтті сынақтан өткеннен кейін және АҚШ пен Ресей үкіметтері арасындағы жоғары деңгейдегі келісімдерге қол жеткізгеннен кейін, қозғалтқыштар 2000 жылдан 2005 жылға дейін ұшқан Lockheed Martin Atlas III үшін АҚШ-қа импортталды. 2002 жылдан бері бұл қозғалтқыш Atlas III-тің ізбасары болып табылатын United Launch Alliance Atlas V зымыран тасымалдағыш құрылғысында қолданылуда. Қозғалтқыштың конструкциялық ерекшеліктері NK 33-ке ұқсас, ол шамамен он жыл бұрын басқа конструкторлық бюро (Кузнецов) тарапынан әзірленген.
2014-2015 жылдардағы қол жетімділік мәселесі
2014 жылдың наурызында Ресейдің Украинаға әскери араласуынан кейін РД-180 қозғалтқышын жеткізу тізбегінің сенімділігіне күмән туды. 2000 жылы Atlas III зымыран тасымалдағышында алғаш рет қолданылғаннан бері 13 жылдан астам уақыт бойы, Солтүстік Америка мен Ресей арасындағы қарым-қатынастардың тұрақсыздығына қарамастан, қозғалтқышпен жабдықтауға қатысты ешқандай күрделі мәселе тумаған еді. Алайда, 2014 жылдың наурызынан кейін Батыс пен Ресей арасындағы қарым-қатынастың нашарлауы бірнеше дербес шектеулерге әкелді, соның ішінде АҚШ соттарының қысқа мерзімді бұйрығы, онда АҚШ санкцияларының шеңбері ресейлік қозғалтқышты импорттауды қамтиды ма, жоқ па деген мәселе нақтыланбаған еді. 2014 жылдың 13 мамырында Ресей Үкіметінің төрағасының орынбасары Дмитрий Рогозин "Ресей АҚШ-қа әскери мақсаттағы ракеталарды ұшыру үшін ресейлік ракеталық қозғалтқыштарды пайдалануға тыйым салады" деп мәлімдеді. Бұл ULA Atlas V зымыран тасымалдағышының жиі тасымалдайтын жүгі болды, ол алғашқы сатысын әр ұшудан кейін тотығып қалатын бір РД-180 қозғалтқышымен қамтамасыз етеді. Осыған жауап ретінде АҚШ Әуе күштері Аэроғарыш корпорациясынан Atlas 5 тасымалдағышын РД-180 емес қозғалтқыштармен жабдықтаудың балама нұсқаларын бағалауды сұрады. 2014 жылғы алғашқы есептеулерге сәйкес, Atlas V-дегі РД-180 қозғалтқышын ауыстыруға бес жыл немесе одан да көп уақыт қажет болар еді. Ресей Үкіметі ULA-ға импортталған РД-180 қозғалтқыштарын жеткізуді тоқтата алғанымен, АҚШ Конгресі, Әскери-әуе күштерінің қолдауымен, РД-180 үшін АҚШ-та өндіріс желісін құрудың тиімді емес екенін шешті, себебі бұл үшін Ресей Үкіметінен лицензия алу қажет болар еді. Алайда, 2014 жылы АҚШ Конгресі 2022 жылға қарай жаңа қозғалтқышты пайдалануға беру үшін АҚШ-тың жаңа ракеталық қозғалтқыш бағдарламасын ұсынды. 2014 жылдың маусым айында Aerojet Rocketdyne федералды үкіметтен "жаңа, АҚШ-та өндірілген ракеталық қозғалтқыш жүйесін" қаржыландыруды ұсынды, ол AR 1 талшықты май/сұйық оттегі қозғалтқышы. 2014 жылғы Aerojet-тің болжамы бойынша, әрбір қозғалтқыштың құны қозғалтқыштар жұбы үшін 25 миллион доллардан кем болар еді, бірақ АҚШ Үкіметі қаржыландыратын 1 миллиард долларға дейінгі даму шығындары бұл бағаға кірмейтін еді. Aerojet AR 1 АҚШ-тың кеңейтілген пайдалануға берілген ракета тасымалдағыштары паркінде РД-180 қозғалтқышын алмастыра алады және ол арзанға түсеріне сенді. 2014 жылдың 21 тамызында АҚШ Әуе күштері РД-180 қозғалтқышын ауыстыру үшін ресми ақпарат сұранысын (RFI) жариялады. RFI "қазіргі және болашақ Ұлттық қауіпсіздік кеңістігінің (NSS) іске қосу талаптарына тиімді, коммерциялық тұрғыдан тиімді шешімдер ұсына алатын күштетік қозғалтқыш және/немесе ұшыру жүйесі материалдары туралы ақпаратты іздейді. Әуе күштерінің ғарыш командованиесі (AFSPC) кеңейтілген пайдалануға берілген ракета тасымалдағыштары класындағы ғарыш көлігі үшін күштетік қозғалтқыш жүйелерін және/немесе ұшыру жүйелерін коммерциялық дамытуға ынталандыру үшін сатып алу стратегиясын қарастыруда". Бұрынғы күні United Launch Alliance екі РД-180 қозғалтқышын қабылдады, бұл Ресейдің Қырымды басып алғаннан кейінгі алғашқы жеткізілім болды. РД-180 қозғалтқышы қай кезде немесе ауыстырылатыны белгісіз болды, және RFI бірнеше нұсқаларды сұрады, соның ішінде ресейлік қозғалтқышқа ұқсастық, жаңа конфигурацияда болуы және EELV миссиясы үшін "басқаша ұшыру құралдарын" пайдалану мүмкіндігі. 2014 жылы RD Amross РД-180 қозғалтқыштарын (ULA-ға) әрқайсысы 23,4 миллион долларға сатты. 2015 жылдың қаңтар айында Orbital Sciences Corporation NPO Energomash компаниясынан 60 қозғалтқышты жеткізуге қажетті барлық рұқсаттарды алды. 2015 жылдың 24 желтоқсанында United Launch Alliance компаниясы Atlas V зымыран тасымалдағышы үшін пайдаланылатын қосымша РД-180 қозғалтқыштарына тапсырыс бергенін хабарлады, бұл компанияның Ресейге Қырымға қатысты санкциялар салынғанға дейін тапсырыс берген 29 қозғалтқышқа қосымша болды, және АҚШ Конгресі американдық ракеталарға арналған ресейлік қозғалтқыштарға тыйым салуды алып тастағаннан кейін бірнеше күн өткен соң жасалған тапсырыс еді.
Even though the Russian government could cut off the supply to ULA of imported RD 180 engines, the US Congress, with emerging support from the Air Force, came to the view that it would not be advantageous to build a US production line for the RD 180, mainly because it would need a license from the Russian government. However, the US Congress in 2014 advocated a new US rocket engine program to field a new engine by 2022. In June 2014, Aerojet Rocketdyne proposed that the federal government "fund an all new, U. S. sourced rocket propulsion system", the thrust kerosene/LOX AR 1 rocket engine. as of 2014, Aerojet's projection was that the cost of each engine would be under $25 million per pair of engines—not including the up to $1 billion development cost to be funded by the US Government. Aerojet believed that the AR 1 could replace the RD 180 in the US Evolved Expendable Launch Vehicle fleet, and that it would be more affordable. On 21 August 2014, the U. S. Air Force released an official request for information (RFI) for a replacement for the RD 180. The RFI seeks information on "booster propulsion and/or launch system material options that could deliver cost effective, commercially viable solutions for current and future National Security Space (NSS) launch requirements. Air Force Space Command (AFSPC) is considering an acquisition strategy to stimulate the commercial development of booster propulsion systems and/or launch systems for Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) class spacelift applications." The day before, the United Launch Alliance had taken delivery of two RD 180s, the first since the Russian annexation of Crimea. It was not clear when or if the RD 180 would be replaced, and the RFI asked for several options including similarity to the Russian engine, whether it would come in a new configuration and the use of "alternative launch vehicles" for the EELV mission. In 2014, RD Amross were selling the RD 180s (to ULA) for $23.4m each. In January 2015, Orbital Sciences Corporation received all the necessary permissions from government bodies for the delivery of 60 engines from NPO Energomash. On 24 December 2015, United Launch Alliance announced that it had placed an order for more RD 180 engines to be used by the Atlas V launch vehicle, in addition to 29 engines that the company had ordered before US sanctions were imposed on Russia over Crimea, and just days after the US Congress lifted the ban on Russian engines for American rockets.
АҚШ-та RD-180 ұшағының жоспарланған өндірісі
RD 180-ді АҚШ-та өндірудің бірнеше жоспары болды, бірақ олардың ешқайсысы іске аспады. RD AMROSS бағдарламасы бойынша Pratt & Whitney компаниясына RD 180 қозғалтқышын АҚШ-та өндіруге лицензия берілген. 2005 жылғы GAO-ның ірі қару-жарақ бағдарламаларына жасаған бағалауынша, Pratt & Whitney 2008 жылы АҚШ-та RD 180 құрастыруды бастауды, ал 2012 жылға дейін алғашқы әскери ұшыруды жоспарлаған, бірақ бұл жоспар орындалмады. 2015 жылдың ақпан айында United Launch Alliance (ULA) компаниясы Алабама штатындағы Декейтурдағы зымыран сатыларын өндіретін зауытта Ресейдің RD 180 қозғалтқышын АҚШ-та өндіруді қарастырып жатқанын хабарлады. АҚШ-та өндірілген қозғалтқыштар тек үкіметтік азаматтық (NASA) және коммерциялық ұшырулар үшін ғана қолданылатын болады, АҚШ әскери ұшырулары үшін емес. Бұл жоба ULA мен Blue Origin компанияларының BE-4 қозғалтқышын әзірлеу жұмысына қосымша жоспар болды. 2014 жылы Қорғаныс министрлігі RD 180 қозғалтқышын АҚШ-та отандық өндіріспен қамтамасыз етуге шамамен 1 миллиард доллар және бес жыл уақыт қажет екенін бағалады. Барлығы, 2021 жылдың 14 сәуіріне дейін "Энергомаш" 20 жылдан астам уақыт бойы АҚШ-қа 122 RD 180 зымыран қозғалтқышын жеткізді. 2021 жылдың 26 тамызында ULA бас директоры Тори Бруно берген сұхбатында алдағы миссиялар үшін үш-төрт RD 180 қозғалтқышы Atlas V зымыранына орнатылғанын, ал қалғандары қоймада сақталып тұрғанын айтты. "Біз RD 180-ді ертерек жеткізіп алдық, сондықтан мен бұл қарым-қатынасты тоқтатып, [Ресейге] тәуелді болмаймын, себебі Конгресс бізден осыны сұрады", - деді ол. "Энергомаш" компаниясының 122 RD 180 қозғалтқышы Ресейдің ғарыш бағдарламасына миллиардтаған долларлық кіріс әкелді.
RD-180-ге алмастыру нұсқалары
Atlas V ракетасындағы RD 180-ді ауыстырудың бірнеше нұсқасы зерттелді, бірақ ULA ақырында ракетаны Vulcan Centaur-мен ауыстыруды шешті. 2010 жылдың ақпан айында, АҚШ-та RD 180 өндірісі үшін қажетті құжаттама мен заңдық құқықтар болғанына қарамастан, NASA «ресейлік қозғалтқыштың өнімділігімен тең немесе одан да жоғары деңгейдегі итеру күшін тудыра алатын» отандық негізгі саты қозғалтқышын әзірлеуді қарастырды. NASA, АҚШ Қорғаныс министрлігімен серіктестікке байланысты, 2020 жылға дейін немесе одан ертерек толыққанды жұмыс істейтін қозғалтқышты өндіруді жоспарлады. Геосаяси және АҚШ-тың саяси жағдайларын ескере отырып, United Launch Alliance ULA Atlas V ракетасының бірінші сатысында қолданылатын ресейлік RD 180 қозғалтқышын ауыстыру мүмкіндігін қарастырды. 2014 жылдың маусым айында АҚШ-тың бірнеше зымыран қозғалтқышын жеткізушілерге ресми зерттеу келісімшарттары берілді. ULA бас директоры Тори Бруно 2015 жылдың басында AR 1 нұсқасы және ULA лицензиясы бойынша RD 180-ді АҚШ-та өндіру ULA-ның Blue Origin BE 4 қозғалтқышымен ілгерілеген басты нұсқасының қосалқы нұсқалары екенін мәлімдеді. Жаңа қозғалтқыштармен Vulcan ракетасының алғашқы ұшуы 2024 жылдың қаңтарында өтті. 2020 жылдың 25 мамырына (RD 180-мен Atlas LV-нің алғашқы ұшырылуынан бері 20 жыл өткен соң) барлық 90 ұшырылым сәтті деп танылды.
Қолданбалар
1990 жылдардың басында General Dynamics Space Systems Division (кейін Lockheed Martin сатып алды) Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) және Atlas бағдарламасында RD 180 қозғалтқышын пайдалану құқығын алды. Бұл бағдарламалар АҚШ үкіметінің де, коммерциялық ұшырулардың да қажеттіктерін қамтамасыз ету үшін жоспарланғандықтан, RD 180 Pratt & Whitney компаниясымен бірлесіп өндіріледі деп келісілді. Дегенмен, өндірістің барлығы Ресейде жүргізілді. Қозғалтқыштың өндірушісі және жасаушысы болып табылатын Ресейдің НПО Энергомаш және Pratt & Whitney компанияларының бірлескен кәсіпорны RD Amross сатты. RD 180 алғаш рет Atlas IIA R зымырасында қолданылды, ол бұрынғы негізгі қозғалтқыштың орнына ресейлік (сондықтан R әрпімен белгіленген) қозғалтқыш орнатылған Atlas IIA зымырасы болды. Кейіннен бұл зымыра Atlas III деп аталды. Atlas V зымырасының модульдік Common Core Booster негізгі сатысында пайдалануға сертификаттау үшін қосымша даму бағдарламасы жүзеге асырылды.
Болашақтағы пайдалану
RD 180 Роскосмос мердігерлері ұсынған Ресейдің жаңа ұшыру құралдары отбасысымен қолдануға ұсынылған, бірақ Ресей ғарыш агенттігі 2011 жылдың қазан айында бұл бағдарламаны тоқтатты. 2010 жылдың наурыз айында Американың Аэронавтика және Астронавтика институты мен Университеттер ғарыш зерттеулер қауымдастығының консультанты, сондай-ақ Принстон университетінің аэроғарыш инженериясының бұрынғы профессоры Джерри Грей, RD 180-ді болашақ NASA ауыр жүк көтеруге арналған ұшыру құралы үшін пайдалануды ұсынды. Ресейге тым көп тәуелділікке қатысты алаңдаушылықтарға жауап ретінде ол RD Amross компаниясының "RD 180-нің АҚШ-та жасалған нұсқасын шығаруға өте жақын екенін, ал NASA қаржыландыруымен бірнеше жыл ішінде осы қозғалтқышты (немесе тіпті RD 170-тің итермелеу күшіне тең қозғалтқышты) өндіре алатынын" айтты.
2022 жылғы Ресейдің Украинаға басып кіруі
2022 жылдың 24 ақпанында Ресей Украинаға ірі ауқымды әскери басқыншылық бастады. Алты күннен кейін, 2022 жылдың 2 наурызында, Ресей басқыншылықты жалғастырып жатқанда, Украинаға жасалған шабуыл үшін АҚШ Ресейге салған санкцияларға жауап ретінде АҚШ-қа RD 180 қозғалтқыштарының барлық сатуын және қолдауын тоқтату туралы мәлімдеді.