ВЕ-4 против РД-180

Сообщение о получении первого двигателя BE-4 United Launch Alliance (ULA) опубликовала в своем твиттере. Как рассказал представитель Blue Origin изданию Space News, силовая установка не является серийной и будет использоваться для испытаний вместе с носителем. Второй двигатель BE-4 планируется поставить до конца июля.

Российскими двигателями РД-180 оснащаются ракеты Atlas, на замену которым придут носители Vulcan — на них и будут ставить BE-4. Ракеты Atlas используют для критически важных космических запусков, осуществляемых в интересах национальной безопасности Соединенных Штатов.

Консультанты Конгресса США считают, что альтернативы российскому ракетному двигателю не будет как минимум до 2030 года. Об этом сообщал телеканал RT со ссылкой на доклад аналитиков для Конгресса.

По их мнению, даже в случае плавного и осуществленного по графику перехода от РД-180 к другим двигателям и ракетам-носителям, показатели результативности и надежности, которые достигнуты к настоящему времени при использовании российского двигателя, удастся воспроизвести не ранее 2030 года.

Первый РД-180 поставили в США в 1999 году. Из-за обострения отношений между Москвой и Вашингтоном в 2015 году Конгресс запретил закупки РД-180, однако позже отменил ограничения из-за невозможности найти им замену.

За все время американцы получили 116 двигателей. Реализовано 90 пусков, все успешные. Космические запуски с использованием РД-180 включают миссию к Плутону «Новые горизонты» (2006), к Луне LRO (2009), миссию аппарата для исследования Солнца «Обсерватория солнечной динамики» (2010), миссию к Юпитеру «Юнона» (2011), миссии к Марсу MRO (2005), «Марсианская научная лаборатория» (2011), MAVEN (2013) и InSight (2018), миссию за грунтом астероида OSIRIS-REx (2016).

Создан двигатель в середине 1990-х годов на основе мощнейшего советского РД-170, производится в НПО «Энергомаш» имени академика В. П. Глушко. Проект РД-180 разработан под руководством ученого и конструктора Бориса Каторгина. При его непосредственном участии в СССР была заложена основа создания высокоэффективных жидкостно-реактивных двигателей, одним из представителей которого и является РД-180.

Первоначально эти двигатели в варианте РД-170 были разработаны и успешно применены для носителя «Энергия», его боковых блоков, позже использованных как ракета-носитель среднего класса «Зенит». Она применялась для проекта «Морской старт». В рамках последнего было произведено более 30 пусков, дальнейшее сотрудничество с разработчиком и изготовителем «Зенита» прекратилось, поскольку он находится на территории Украины. Было остановлено и производство двигателей РД-170.

«Энергомаш» оперативно отреагировал на изменение конъюнктуры рынка и перешел на модифицированный под заказчика вариант двигателя РД-170, получивший обозначение РД-180. Практически это был тот же самый двигатель, но если у РД-170 четыре камеры, то у РД-180 —только две, при этом турбонасосный агрегат остался прежним.

«Двигатель РД-180 был и остается самым совершенным в мире, если это совершенство измерять по такой характеристике, как удельный импульс, и если принимать во внимание надежность, — рассказал “Стимулу” ведущий научный сотрудник Института космических исследований РАН Натан Эйсмонт. — Этого удалось достичь за счет применения так называемой замкнутой схемы двигателя, когда все топливо (рабочее тело) проходит через камеру и сопло двигателя, а также достижения в камере рекордно высокого давления (заметим, что в рекламируемом американцами новом двигателе давление в камере практически вдвое ниже)».

По словам ученого, двигатель с такими параметрами не может быть отработан за счет численного моделирования процессов в камере сгорания — это можно сделать только в ходе натурных испытаний. А это чрезвычайно дорого и опасно, поскольку любая ошибка при таком давлении (порядка 250 атмосфер) означает взрыв на стенде.

«В “Энергомаше” научились предсказывать развитие процессов, приводящих к взрыву, и мгновенно выключать двигатель, если телеметрические измерения указывают на развитие опасных явлений в камере. Умеют ли это делать американские специалисты? Есть предположения, что нет, — считает Натан Эйсмонт. — Так что говорить, что они достигли обещанного, можно будет после подтверждения заявленных характеристик на уверенном статистическом уровне».

Как отмечает эксперт, объявленный удельный импульс американского двигателя достигается на метановом топливе. Но баки для метана имеют больший объем, чем керосиновые для той же массы, так что здесь неизбежен определенный суммарный проигрыш.

«Кроме того, если мы меняем двигатель, то нужно менять и носитель, так что мгновенно отказаться от РД-180 не получается. Процесс перехода — это годы», — подчеркнул Натан Эйсмонт. По его мнению, если замена двигателя все же пройдет успешно, то потеря американского рынка не приведет к большим убыткам, поскольку с разворачиванием производства «Ангары-5» возникает спрос на РД-191. Этот двигатель в значительной мере является развитием РД-180. Так что «Энергомаш» не пострадает, скорее даже наоборот.