Moteurs-fusées russes RD-180 : spécifications

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Les moteurs de fusée russes RD-180 ont été une pomme de discorde entre les deux sociétés américaines United Launch Alliance (ULA) et leur concurrent Orbital Sciences. Le premier empêche le second d'acheter des moteurs pour ses missiles Antares.

Le Choc des Titans

C'est la participation d'Orbital Sciences aux appels d'offres du gouvernement qui était à blâmer. ULA empêche illégalement les concurrents d'acheter des moteurs RD-180 auprès de deux sociétés. Il s'agit de l'entrepreneur de RD Amross - SNPPO Energomash - et de l'intermédiaire américain Pratt & Whitney Rocketdyne. Le premier produit le moteur-fusée à propergol liquide RD-180 requis. L'autre fournit des composants aux États-Unis.

Le seul moteur à propergol liquide RD-180 est parfaitement adapté aux appels d'offres annoncés par le gouvernement américain. Selon les experts, les caractéristiques de ces composants sont idéales pour les lanceurs lourds et les besoins de la NASA.

Qu'est-ce que le moteur-fusée RD-180

RD-180 est un dérivé à deux chambres du RD-170 à quatre chambres utilisé par Zenit. Moteurs-fusées à propergol liquideLa postcombustion à cycle fermé RD-180 intègre les hautes performances, la commodité et la réutilisabilité du RD-170 dans une taille correspondant aux exigences du moteur du véhicule de lancement extensible Atlas V Evolved.

RD-180 - Moteur hydraulique pour actionner la vanne de commande et le vecteur de poussée de déviation dans les cardans, avec pneumatique pour actionner la vanne et le système de purge: le châssis de poussée pour la répartition de la charge est autonome en tant que partie du moteur. Le moteur au démarrage utilise du plomb LOX, avec postcombustion de gaz générateur et LOX, riche en entraînement de turbine à gaz. Définissez donc une augmentation des performances de 10 % par rapport à l'augmentation opérationnelle des moteurs américains et en supposant un fonctionnement propre et réutilisable. et RD-170. Tous les autres composants proviennent directement du RD-170.

Le RD-180 a été développé en 42 mois à une fraction du coût d'une nouvelle conception de moteur américaine typique. Le moteur fonctionne sur un Atlas III intermédiaire et un booster Atlas V standard.

RD-180 est équipé de deux paires de chambres de combustion et de buses. Le moteur a été développé et produit par l'association russe de recherche et de production Energomash. Le kérosène est utilisé comme carburant, l'oxygène liquide est un agent oxydant. Le coût du moteur-fusée RD-180 en 2010 était de 9 millions de dollars.

Description de la construction

1. LOX/carburant de fusée au kérosène.
2. Deux chambres de poussée (cardans +8 degrés).
3. Un bloc riche en oxygène devant le brûleur.
4. Montage haute pression THA.
5. Pompe à carburant à deux étages.
6. Pompe à oxygène à un étage.
7. Turbine simple.
8. Allumage auto-inflammable.
9. Systèmes hydrauliques autonomes (vannes, TVC) alimentés au kérosène à partir d'une pompe à carburant.
10. Système de surveillance de la santé et de prédiction de la vie.
11. Préparation de vol automatisée (après installation sur le véhicule, toutes les opérations sont automatisées jusqu'au lancement).
12. Minimisation de l'interface entre le pas de tir et les véhicules (systèmes pneumatiques et hydrauliques, autonomes, panneaux électriques intégrés, châssis de poussée pour simplifier l'interface mécanique).
13. Opérations respectueuses de l'environnement avec un allumage riche en oxydant avant le brûleur, ainsi que des modes de démarrage et d'arrêt de l'oxydant qui éliminent la cokéfaction et le kérosène non brûlé potentiellement contaminé.
14. 50-100 % d'étranglement continu sous réserve d'une trajectoire en temps réel potentielle et d'une vérification de la correspondance du moteur sur site avant de lancer le correctif.
15. 80 % de pièces RD-170.
16. Chambre albarique: 256, 6 bar.
17. Facteur de surface: 36, 4.
18. Rapport poussée/poids: 77, 26.
19. Rapport comburant-carburant: 2, 72.

Moteur RD-180. Fonctionnalités

• Gravité spécifique: 5 480 kg (12 080 lb).
• Hauteur: 3,6 m (11,67 pi).
• Diamètre: 3,2 m (10,33 pi).
• Impulsion spécifique: 337,8 s.
• Impulsion spécifique au niveau de la mer: 311,3 s
• Durée d'enregistrement: 270 sec.
• Premier lancement: 2000

Histoire

En novembre 1996, l'association de production Energomash a effectué le premier test du RD-180. Le moteur a été déclaré vainqueur des appels d'offres pour son installation dans le lanceur Atlas de l'américain Lockheed Martin Corporation. Cela était nécessaire pour le retrait des navires habités prometteurs. Depuis lors, les moteurs RD-180 sont devenus les plus demandés.

Le moteur est réutilisable. Une gestion sophistiquée a fourni à NPO Energomash des accords fiables presque légendaires avec les États-Unis. En décembre 2012, un contrat a été délivré qui offre à l'entreprise une garantie pour la production de moteurs jusqu'en 2019. Toute la production est concentrée en Russie.

Création d'un remplacement pour le RD-180 aux États-Unis

Les événements ukrainiens ont conduit à des sanctions qui limitent la possibilité d'utiliser des moteurs de fusée russes pour les États-Unis. Le RD-180 doit être remplacé par un analogue de fabrication américaine. En décembre 2014, un amendement a été adopté par la Chambre. Il a interdit l'utilisation des RD-180 russes. Le moteur continuera d'être acheté dans le cadre du contrat d'approvisionnement existant jusqu'en 2019 entre Energomash et ULA.

Malgré la poursuite de la coopération et des livraisons du RD-180 dans le cadre des accords existants, le secrétaire américain à la Défense a ordonné la fin de la coopération avec la Russie et la transitionpour les pièces américaines. L'Amérique est obligée de se débarrasser de la dépendance russe dans les sphères militaro-politiques.

À cela, Frank Kendall (secrétaire à la Défense pour les acquisitions) a répondu que le Pentagone n'avait rien pour remplacer les moteurs russes RD-180. Comme alternative à la situation actuelle, l'Amérique a annoncé un appel d'offres pour la production de ses propres moteurs de caractéristiques similaires sur son territoire.

Le vice-Premier ministre russe Dmitri Rogozine a déclaré qu'il était prêt à arrêter la fourniture de moteurs de fusée RD-180 et K-33 à l'Amérique.

Combien coûte un moteur-fusée RD-180 pour les États-Unis

Parlons des prix. SpaceNews a rapporté que le moteur RD-180 devait être remplacé. Pour les États-Unis, un tel caprice coûterait 1,5 milliard de dollars. Pas une petite quantité.

Combien coûte le moteur RD-180 ? L'ensemble du projet de mise en œuvre du prototype durera au moins six ans. Selon les experts, les États-Unis n'ont pas la possibilité d'abandonner complètement l'utilisation des moteurs RD-180. Il est impossible de résoudre le problème en peu de temps, car les moteurs ne seront prêts qu'en 2022.

Malgré les assurances de l'US Air Force que les RD-180 sont en stock dans la quantité requise, il reste encore Un manque. Par conséquent, de nombreux lancements devront être reportés. Les dépenses dans ce domaine pourraient atteindre 5 milliards de dollars.

Perspective

Le Pentagone a alloué au moins 162 millions de dollars à Aerojet Rocketdyne et United Launch Alliance pour travailler dansdomaines de développement des moteurs-fusées AR1 et BE-4, candidats au remplacement du moteur de fabrication russe qui équipe actuellement le lanceur Atlas V.

L'US Air Force achève un investissement initial dans de nouveaux moteurs de fusée alors que l'armée cherche à s'éloigner de sa dépendance au moteur russe RD-180 utilisé sur l'Atlas V, qui lance la plupart des satellites du gouvernement américain pour des communications sécurisées, la navigation et la collecte d'informations.

Le président et chef de la direction d'ULA continue de se réunir pour atteindre l'objectif de fournir aux États-Unis les systèmes de lancement les plus fiables au prix le plus abordable, tout en développant un nouveau moteur qui introduira de toutes nouvelles opportunités pour l'utilisation de espace.

L'accord avec Aerojet Rocketdyne couvre le développement et les tests du moteur-fusée AR1. Il s'agit d'une unité d'alimentation qui brûle un mélange de kérosène et d'oxygène liquide. Ce sont les mêmes composants propulseurs que dans le moteur RD-180 pour Atlas V.

Aerojet Rocketdyne vise à avoir un moteur en état de navigabilité d'ici 2019, mais le premier lancement n'est pas prévu avant 2020. L'Air Force engage au moins 115,3 millions de dollars dans le programme de développement AR1 tandis que Aerojet Rocketdyne et ULA investir conjointement 57,7 millions de dollars, a déclaré Aerojet Rocketdyne dans un communiqué.

Avant les tests, la décision du gouvernement de continuer à soutenir le programme de moteurs AR1 s'élève à 804 millions de dollars - avec 536 millions de dollars de l'Air Force et 236 millions de dollars d'Aerojet Rocketdyne et ULA.

"AR1 remettra les États-Unis en tête dans la production de moteurs de fusées nucléaires au kérosène", a déclaré Drake dans un communiqué de presse. "Nous incorporons les dernières avancées dans la fabrication de pointe tout en capitalisant sur notre riche connaissance de la prochaine génération de moteurs de fusée, tout est fait pour introduire des moteurs qui mettront fin à notre dépendance à un fournisseur étranger pour lancer notre nation. actifs de sécurité nationale."

Le moteur AR1 comprendra des pièces imprimées en 3D et fonctionnera à l'oxygène enrichi avec postcombustion du gaz du générateur. Il s'agit d'un cycle moteur plus efficace que celui actuellement disponible dans d'autres hydrocarbures liquides dans les moteurs de fusée américains.

Le moteur BE-4 est au centre de l'Air Force. Pour sa mise en œuvre, des injections de trésorerie sont allouées. L'Air Force s'est engagée à verser au moins 46,6 millions de dollars à United Launch Alliance pour la prochaine génération de la fusée Vulcan. L'ULA a également accepté d'ajouter 40,8 millions de dollars aux termes de l'attribution du gouvernement.

La part du lion du financement initial de 45 800 000 $ ira au développement du moteur BE-4, qui générera 550 000 livres de poussée et consommera une combinaison cryogénique de gaz naturel liquéfié et de liquideoxygène.

Deux moteurs BE-4 propulseront le premier étage de la fusée Vulcan. Les responsables affirment que le BE-4 est entièrement financé par la société via la United Launch Alliance. Le financement de l'Air Force soutiendra les progrès de l'entreprise dans l'intégration du moteur BE-4 avec le lanceur Vulcan.

Aerojet Rocketdyne annonce que l'AR1 est le remplacement le plus simple du RD-180 en raison de son mélange de poudre et de sa taille. Deux moteurs AR1 sont nécessaires pour atteindre les performances d'un moteur RD-180 à double tuyère sur un Atlas V.

Les dirigeants d'ULA affirment que le moteur BE-4 de Blue Origin, une entreprise spatiale entrepreneuriale fondée par Amazon.com, sera prêt plus rapidement et sera finalement plus facile à récupérer pour être réutilisé.

Alors que le moteur RD-180 avait l'avantage de plus de 60 lancements réussis, il était temps pour les États-Unis d'investir dans la production nationale de moteurs similaires.

BE-4 doit terminer sa validation en 2017, et ULA vise le premier vol de la fusée Vulcan d'ici la fin de 2019.

L'armée de l'air finance également la construction dans l'espace extra-atmosphérique pour l'habitation des astronautes dans l'exploration de l'espace lointain et les services par satellite.

ULA continue de travailler avec Blue Origin et Aerojet Rocketdyne. Il accompagne deux variantes de la prochaine génération de moteurs américains, c'est pourquoi l'entreprise s'associe à deux des plus grandes sociétés spatiales au monde.

ULA conserve le moteur AR1 d'Aerojet Rocketdyne comme sauvegardeoption. La sélection finale est attendue fin 2016.

Les engagements financiers de l'Air Force envers Aerojet Rocketdyne et ULA sont ouverts après le 29 février 2016, après que des accords similaires ont été conclus avec SpaceX et Orbital ATK. Nouveau projet de propulseur de fusée solide réalisé par Orbital ATK pour la fusée Vulcan d'ULA et pour son propre lanceur, recevra également un financement Orbital ATK.

Ombre dans l'espace depuis les "nuages" de la Terre

Les moteurs RD-180 russes n'ont pas d' alternative aux États-Unis. Jim Meiser, vice-président d'Aerojet Rocketdyne, estime que les États-Unis n'accordent pas suffisamment d'attention au développement de leurs propres prototypes oxygène-kérosène.

Il a dit que l'Amérique est définitivement derrière les Russes et les Chinois dans la création de tels systèmes de propulsion. Il a également mentionné que les États-Unis ont déjà développé un moteur oxygène-kérosène, qui est en service Merlin 1D. Il est fabriqué par SpaceX. Seulement maintenant, en termes de caractéristiques, il n'est pas en deçà du RD-180.

Bien sûr, c'est complètement absurde, car les nuages terrestres ne peuvent projeter aucune ombre dans l'espace. Mais au sens politique - hélas, ils sont rejetés.

États-Unis: les industriels se calment, les politiciens inquiets

Un haut responsable de l'armée de l'air américaine déclare qu'il cessera de lancer des satellites de sécurité nationale à bord de la fusée Atlas V de United Launch Alliance si le département du Trésor estime que les importations de moteurs russes ne violent pas les sanctions américaines.

Plus tôt, le sénateur John McCain a demandé à l'Air Forceprouver que la récente réorganisation en Russie de son industrie des fusées et de l'espace ne fait pas de l'achat de moteurs RD-180 une violation des sanctions américaines imposées contre les responsables russes en 2014.

Les agences gouvernementales américaines, dirigées par le département du Trésor, jettent un nouveau regard sur les livraisons de RD-180. Et nous sommes prêts à ne pas adhérer aux sanctions. Échouer l'Atlas V créerait un obstacle plus important pour le Pentagone que de se battre.

McCain a tenu une audience sur le port spatial militaire où il a exhorté l'armée de l'air à obtenir un nouvel avis juridique selon lequel l'importation de RD-18O viole les sanctions américaines imposées aux responsables russes à la suite de l'annexion de la péninsule ukrainienne de Crimée.

McCain a distingué deux responsables russes de haut rang: le vice-Premier ministre russe Dmitri Rogozine et Sergei Chemezov, conseiller du président russe Vladimir Poutine. Jusqu'à récemment, ils étaient des observateurs dans le secteur spatial. Bien qu'ils ne bénéficient pas financièrement de la vente du RD-180, ils ont été sanctionnés.

28 décembre, sur ordre de Poutine, le secteur spatial russe est en cours de réorganisation. Cette restructuration apporte des ajustements à l'industrie spatiale russe et à l'agence spatiale Roscosmos sous une nouvelle société d'État, également appelée Roskosmos.

McCain a noté que cette organisation est actuellement dirigée par Rogozin; Chemezov a aussi quelque chose à voir avec cela. Rogozine et Chemezov ont été parmi les premiers responsables russes à recevoir des sanctions pendant la crise ukrainienne. Ni un nil'autre ne peut pas entrer aux États-Unis. Les avoirs qu'ils possèdent ont été gelés.