Американское ракетостроение

Многие товарищи патриоты, взяв пример со скаклов, успешно наскакавших назло москалям себе проблем, призывают наказать Америку, перестав поставлять им российские реактивные двигатели РД-180 — мол, пусть на батутах летают в космос. Однако эти товарищи ошибаются.

Если вы думаете, что американцы не могут разработать хороший реактивный двигатель, то у меня для вас плохие новости. Они это таки могут. Хуже того — он у них тупо есть, это пресловутый RS-25, он же SSME. Технически он лучше РД-180 — у него лучше импульс, выше надежность, и так далее. Ну в смысле — РД-180 двухкамерный, его аналогом будет сборка из двух RS-25. Удельный импульс в вакууме у RS-25 452,5 секунды против 337,8 секунд у РД-180, допустимое время работы 520 секунд против 270 секунд. Как видите, они кроют наших по ТТХ как бык овцу.

Товарищи мне указывают, что мол RS-25 кислородно-водородный, а наш РД-180 — кислородно-керосиновый. Мол, на водороде-то ясное дело что импульс двигателя выше. На это у меня есть резонный вопрос — а что же помешало советским ракетчикам сделать мотор с такими параметрами на водороде? Неужто нехватка водорода в закромах Родины?

Между прочим, инженеры Рокетдайна решали куда более сложную задачу, чем мотор первой ступени для одноразовой ракеты — их RS-25 работает с уровня моря и до орбиты, при этом он еще и многократно перезапускаемый, причем в невесомости. Создание мотора, эффективного при давлении от атмосферного до вакуума — это вообще очень сложно, работа в вакууме требует большого коэффициента расширения сопла, он у RS-25 составляет 77,5, и это огромное сопло надо охлаждать, и хуже того — такой раскрыв является слишком большим для работы двигателя на уровне моря при давлении в ОКС равном 192,7 ат. Сопло таких размеров должно вызвать срыв потока реактивной струи, который может вызвать проблемы с управлением и даже механические повреждения корабля. Для предотвращения подобного развития событий инженеры Рокетдайна изменили угол расширения сопла, уменьшив его около выхода, что увеличило давление около внешнего кольца до 0,3-0,4 ат и в целом решило проблему.

Для сравнения — сопло РД-180 имеет коэффициент расширения всего 36.87, поэтому этот мотор в вакууме неэффективен. Кроме того, у него проблемы с повторным зажиганием. Но для первой ступени одноразовой ракеты всё это неважно, и свою задачу РД-180 решает прекрасно.

Кстати, температура в камере сгорания RS-25 достигает 3300 °C, что выше температуры кипения железа. Это мотор с рекордно высокими параметрами, и то, что конструкторам удалось добиться высокой надежности его работы и многократного использования — настоящее чудо. Мотор разрабатывался с 1972 по 1977 год, и это была лебединая песня старых инженеров Рокетдайна. Сейчас они уже все умерли, к нашему счастью, и повторение этого конструкторского подвига уже невозможно.


Запуск таинственного спутника NROL-49 20 января 2011 года с авиабазы Ванденберг ракетой Дельта-4 Хеви

Однако моторы эти есть, и проблема у них только одна — ЦЕНА. Пара RS-25 стоит разиков в десять больше, чем один РД-180, который они заменяют. А времена, когда США могли не обращать внимание на ценники, уже прошли. Инженеры Рокетдайн бьются над удешевлением моторов RS-25, но пока получается плохо. Однако если не продавать в США наши РД-180 — им дадут денег, и они таки доведут свои моторы.

Тем не менее молодая шпана Рокетдайна попыталась создать на основе RS-25 более дешевый мотор для одноразовых ракет. Этот мотор называется RS-68. По состоянию на 2009 год он являлся самым мощным однокамерным двигателем, который использует в качестве компонентов топлива жидкий водород (LH2) и кислород (LOX). Во время работы RS-68 производит тягу 300,7 тонн-силы (тс) (2949 кН) на уровне моря, его модификация RS-68A обладает тягой 317,5 тс (3114 кН), что было продемонстрировано на стендовых испытаниях.

Основное назначение RS-68 было сокращение стоимости двигателя по сравнению с RS-25. Давление в камере сгорания и удельный импульс, которыми в некоторой степени пришлось пожертвовать, сказались на эффективности двигателя, однако время разработки, стоимость комплектующих, общая стоимость и количество необходимого рабочего времени были значительно сокращены по сравнению с RS-25, несмотря на существенно больший размер RS-68.

С этим мотором они трахаются с начала 90-х годов — именно на нем летает ракета Delta-4. Номинальное время работы двигателя первой ступени составляет 245 секунд для модификаций Medium и 328 cекунд для модификации Heavy.

Двигатель RS-68 является частью унифицированного разгонного блока (англ. Common Booster Core, CBC), используемого для создания пяти вариантов ракеты-носителя семейства Дельта-4. Самый тяжёлый вариант, использованный на 2009 год, включает в себя три блока CBC, соединённых вместе. Потенциально возможно использование семи таких блоков в одной ракете-носителе.

Ракета летала 38 раз. Первый запуск — 20 ноября 2002 года. Успешно выведен спутник связи Eutelsat W5. Последний запуск — 19 января 2019 года. Успешно выведен военный спутник.

К сведению наших патриотов, американский батут выглядит вот так:

Это запуск 5 декабря 2014 года ракеты Дельта IV Heavy с космическим кораблём Орион. Прекрасно видно систему спасения астронотов, торчащую из головного обтекателя.

Несмотря на удешевление, мотор RS-68A всё еще стоит около 20 миллионов долларов за штуку, против 9 миллионов за российский РД-180. При этом параметры моторов близки — у нашего мотора выше стартовая тяга, но меньше импульс. Для ракеты Дельта IV Heavy нужно 3 мотора RS-68A (и еще мотор RL-10B-2 для второй ступени — кстати, это мотор с древней ракеты Сатурн-1) — сами можете прикинуть, в какую цену встаёт вся система.

Именно в этом и состоит проблема американцев — технически ракеты у них есть, и ракеты хорошие, в том числе ракеты для пилотируемых полетов, но они СЛИШКОМ ДОРОГИЕ. Усилия по удешевлению предпринимаются — но пока справиться с русским демпингом не получается.

При этом для сверхтяжелой ракеты-носителя Space Launch System (SLS) американцам пришлось вернуться к использованию гораздо более дорогих двигателей RS-25 в количестве 4 штук. Соответствующие двигатели называются RS-25 E2063 — они форсированы по тяге и несколько упрощены в целях удешевления, но все равно очень дорогие.

Забавно, что первоначально американцы создавали сверхтяжелую ракету Арес-5 с более дешевыми моторами RS-68 — но не взлетело, и пришлось перейти на запасной вариант SLS, с более низкими параметрами и более высокой ценой самой ракеты, но с некоторой экономией денег на разработке.

Чтобы напугать русских, американцы стараются идти по пути удешевления показухи. Оттуда все эти безумные Falcon-ы Илона Маска, разного рода «частные космические корабли», которые заявлены по цене раз в десять дешевле, чем у НАСА. В них закладывают банальные, пятьдесят лет назад уже отработанные технические решения и покупают общегражданские комплектующие, при этом запуски производятся себе в убыток — в расчете на рост капитализации акций на бирже. За счет этого получается как бы дёшево. Но это именно показуха.

Летать в космос хорошо и надежно американцы ТЕХНИЧЕСКИ могут — но это для них уже слишком дорого. Поэтому приходится покупать моторы и запуски у русских, и заниматься клоунадой с запусками «коммерческих» ракет Ололона из гугна.

Ракета Boeing Delta-IV летает практически безотказно — но из-за высокой стоимости ее запускали всего 38 раз, и используют сейчас только для вывода военных спутников, которые сами по себе стоят миллиарды.

На фото в заголовке показана доставка ступеней ракеты Delta-4 на борту спецального корабля Delta Mariner. Эти ступени имеют столь большой диаметр, что перевозка их по железной дороге невозможна. Их возят на колесных трейлерах по специально проложенным или перестроенным дорогам, ну и вот по морю на специальном транспортном корабле. Финальная сборка происходит прямо на стартовом столе.

Это, кстати, как раз пилотируемая версия ракеты по окончании сборки.

Всё это вам надо знать для того, чтобы трезво понимать — с каким противником мы имеем дело, и в чем его настоящие, а не мнимые, уязвимости.

Настоящая проблема у США — это не отсутствие космических или иных технологий, а деньги. Трампу не дают довольно жалкие 7 миллиардов долларов на постройку стены на границе с Мексикой — а ведь еще относительно недавно разработка F-22 обошлась налогоплательщику в 70 млрд. долларов, и никто по этому поводу особо не переживал даже после того, как выпущенные самолеты гниют в ангарах, оказавшись фактически непригодными к боевому применению.

Понимаете расклад? Экономическое состояние США настолько плохое, что каждый миллиард на счету. А ракетные технологии — это не Фейсбук, это на коленках не наваляешь. Тут нужно много денег. А их нет. Расчет на частный бизнес и биржевые пузыри — не оправдался, полупокеры вроде Маска и Безоса могут создавать только кое-как летающие макеты из гугна и палок на основе технических решений НАСА образца 60-х годов, никакого принципиального рывка они совершить не могут. В результате правительство снова идет к Боингу и его ULA — а там сидят специалисты, и они хотят 1.5 миллиарда баксов только лишь на сравнительно простые работы по некоторому удешевлению уже имеющегося RS-25 и подготовку к возобновлению его производства. А 1.5 миллиарда — это цена 166 штук готовых русских моторов РД-180. То есть экономически эти затраты не отобьются никогда — как никогда не отобьется разработка процессоров Эльбрус шаромыжниками Бабаяна. Вот и сидят американцы, пригорюнившись, снимают свой Голливуд с якобы ездящими по Марсу тележками, и заливают сказки про регулярную связь с улетевшими из Солнечной системы Вояджерами. Ни на что более серьезное уже нет денег.

Вы просто оцените накал пипеца — чтобы построить несчастную стенку на границе из стальных арматурин, президент США вынужден объявлять в стране чрезвычайное положение, и снимать финансирование с кучи госпрограмм. Причем конструкция «стены» предполагается самая простецкая:

Это просто горячекатанный стальной уголок, вмурованный нижним концом в бетонный фундамент. Даже не крашенный, чтобы подешевле вышло.

Вот это тут уровень технологий, который США могут себе позволить экономически. Какие ракеты, какой космос, о чем вы вообще…

Материал: Proper специально для Русского Топа
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

You may also like...

33 Комментарий
старые
новые
Встроенные Обратные Связи
Все комментарии
Чтобы добавить комментарий, надо залогиниться.