Venäjälle kohdistettujen pakotteiden huipulla amerikkalaiset ymmärsivät täydellisesti, että tietyissä paikoissa he eivät voineet tehdä ilman Venäjän tuontia. Esimerkiksi ilman RD-180-rakettimoottoria - pienempi kopio Neuvostoliiton RD-170 -moottorista, jolla Yhdysvallat edelleen laukaisee Atlas-rakettinsä avaruuteen.
RD-170-rakettimoottorin luomisesta on kulunut noin 40 vuotta, mutta sille ei ole luotu arvokkaita kilpailijoita. Länsimaisten suunnittelutoimistojen mukaan RD-170 on nestepolttoainetta käyttävien rakettimoottoreiden teknisen kehityksen katto, ja ulkomaiset toimittajat kutsuivat sitä "rakettimoottorien tuhannen vuoden historian kruunuksi".
Tsiolkovsky oli oikeassa
Kosmonautian perustaja Konstantin Tsiolkovsky ehdotti nestemäisen polttoainemoottorin käyttöä raketteissa jo vuonna 1903. Mutta ensimmäisen maailmansodan jälkeen nitroselluloosaan perustuvien rakettipolttoaineiden kehittäminen alkoi.
Vaikka kukaan ei ajatellut luopua nestemäisten polttoaineiden moottoreista. Vuonna 1926 amerikkalainen Robert Goddard laukaisi nestepolttoaineella varustetun Nell-raketin. 2,5 sekunnissa hän nousi 12 metriin. Vuonna 1933 Friedrich Zander loi samanlaisen OP-2-raketin, joka käytti nestemäistä happea bensiinin kanssa Neuvostoliitossa.
Toisin kuin kiinteä polttoaine, nestemäinen moottori oli erittäin vetovoimainen. Siksi monet suunnittelijat eivät nähneet mahdollisuuksia siinä. Kunnes Wernher von Braun yhdessä Walter Thielin kanssa lähettivät V-2: nsa Lontooseen vuonna 1944. Näissä ohjuksissa oli nestepolttoainetta käyttävä suihkumoottori (LRE). Totta, Brown itse uskoi puristavansa kaiken mahdollisen moottorin suunnittelusta.
Nestemäiskäyttöisessä moottorissa polttokammion suutin altistetaan kolossaaleille lämpötiloille. Tehon lisäys edelleen sulattaisi suuttimen metallin. Vaihtoehto jäähdyttää suutin sisäpuolelta oli vaikeaa, koska seinät oli tehtävä ohuemmiksi lämmönpoistoa varten. Mutta jos metalli on ohut, se ei kestä painetta ja romahtaa myös.
Mainosvideo:
Ratkaisu ongelmaan löytyi XX luvun 50-luvulta Neuvostoliitossa ja Yhdysvalloissa melkein samanaikaisesti. Suutin alkoi valmistaa kahdesta kappaleesta, jotka oli sijoitettu toisiinsa, joiden väliin jäähdytysneste kiertyi. Ihannetapauksessa itse polttoaine. Loppujen lopuksi nestemäinen happi kiehuu lämpötilassa -183 °. Tässä tapauksessa sisäosa ohut seinä jäähdytettiin polttoaineella, ja ulompi paksu seinä ei antanut kammion räjähtää paineesta.
Vuonna 1960 Neuvostoliitossa, suunnittelijoiden Sergei Korolevin ja Valentin Glushkon johdolla, luotiin mannertenvälinen ballistinen ohjus R-7, johon moottori asennettiin "nestemäinen happi - petroli" -komponentteihin. Tämä raketti heitti 12. huhtikuuta 1961 kosmonautin nro 1 Juri Gagarinin ohjaaman avaruusaluksen Vostok-1 maapallon kiertoradalle.
Viiva kuuhun
Ensimmäisen avaruuteen lennon jälkeen kaksi supervaltaa liittyi toiseen kilpailuun - kuun kilpailuun. Tämän seurauksena amerikkalaiset saavuttivat ensimmäiset Kuuhun, mutta Neuvostoliitolla oli myös omat pohjatyöt. Vaikka Kuulle lennon merkitys Moskovalle on kadonnut, päätettiin olla ensimmäinen Marsin tai Venuksen hallitseminen.
Tämä vaati raskaata planeettavälistä alusta, jolla oli tehokas ja luotettava moottori. 1960-luvun alkupuolella OKB-1 Sergei Korolevin johdolla käynnisti ohjelman N-1 nestepolttoainemoottorimoottoreiden luomiseksi. Mutta kaikki neljä N-1-lanseerausta kärsivät fiaskosta, ja vuonna 1974 N-1-ohjelma suljettiin.
Ohjelmasta uudelleenkäytettävän Energia-Buran-avaruusjärjestelmän luomiseksi on tullut lupaavampaa. Akateemikko Valentin Glushko nimitettiin NPO Energian suunnittelijaksi. Hän uskoi, että paras tapa käynnistää Buran-avaruusalusta kiertoradalle olisi Energia-kantoraketti (PH), jossa aikaisemmin oletetun kahden kiinteän polttoaineen tehostimen sijaan olisi neljä RD-170-moottorilla varustettua kantorakettia.
Idea RD-170 -happopetrolimoottorista kuuluu myös Glushkolle, mutta vuonna 1976 Energomash Design Bureau -ryhmän johdolla Vitaly Radovskyn johdolla tarkennettiin sitä. Suunnittelun kohokohta oli, että maksimilämpötilojen alue kulki palokammion akselia pitkin ja "reunoilla" oli paljon "kylmempi". Tämän ansiosta voimaa voitiin lisätä ilman suuttimen tuhoutumisriskiä. Mutta jo ennen polttoaineen pääsyä kammioon, itsesyttyvät komponentit sekoitettiin suoraan putkilinjaan. Itse suutin oli valmistettu ainutlaatuisesta nikkeliseoksesta, joka kestää aggressiivisen seoksen, jonka paine on 270-300 atmosfääriä. Tuloksena syntyi maailman tehokkain moottori, jolla on 20 miljoonaa hevosvoimaa!
RD-170 osoittautui 5,5% tehokkaammaksi kuin amerikkalainen yksikammioinen F-1-moottori, vaikka se oli melkein puolitoista kertaa pienempi. Samaan aikaan RD-170 on taloudellisempi, koska se on rakennettu suljetun syklin mukaan, kun taas F-1 toteuttaa yksinkertaisemman, mutta vähemmän tehokkaan avoimen jakson. Vaikka ominaisuus "taloudellinen" on melko mielivaltainen: yhdessä RD-170-kammiossa, jonka halkaisija on vain 380 millimetriä, palaa 600 kiloa polttoainetta sekunnissa.
25. elokuuta 1980 pidettiin ensimmäinen moottorin RD-171 (versio Zenit-raketin RD-170-versiosta) testi, jonka jälkeen 15. toukokuuta 1987 asti oli kymmeniä testejä, ja ensimmäisen kerran RD-moottoreilla toimitettu Energia-kantoraketti käynnistettiin onnistuneesti. 170 ensimmäisessä vaiheessa. Ja 15. marraskuuta 1988 suoritettiin ensimmäinen ja valitettavasti viimeinen avaruuslento Buran-avaruusaluksesta, joka päästiin kiertoradalle "Energia" -ajoneuvon avulla. Se oli Neuvostoliiton kosmonautian joutsenlaulu.
Naamio ei koskaan unelmoinut
RD-170: n muotoilu sen ominaisuuksien vuoksi herätti ihailua jopa amerikkalaisten keskuudessa. He eivät voineet ymmärtää: kuinka tämä on mahdollista ?! Neuvostoliiton aikana moottorin suunnittelu luokiteltiin, mutta Neuvostoliiton romahtamisen jälkeen Yhdysvallat halusi saada saman tehokkaan moottorin.
1990-luvulla RD-170-tuottaja NPO Energomash oli vaikeassa taloudellisessa tilanteessa. Ja amerikkalainen ehdotus mahdollisti yrityksen säilyttämisen. Mutta Yhdysvalloissa oli laki, joka esti tuontituotteiden toimittamisen strategisille toimialoille. Sitten, amerikkalaisen Pratt & Whitney -yhtiön tilauksesta, Energomash väitti kehittäneen uuden moottorin - RD-180. Vaikka se oli itse asiassa puolimoottori RD-170 - amerikkalaisille, RD-170: n teho oli liiallinen. RD-180 myytiin Yhdysvalloissa RD-Amrosin (RD-AMROSS) kautta, joka on Pratt & Whitneyn ja NPO Energomashin yhteisyritys. Amros omistaa tämän moottorin patenttioikeudet. Kävi ilmi, että laillinen kehitys on puoliksi amerikkalaista, puoliksi venäläistä. Mutta itse asiassa RD-180 on Neuvostoliiton avaruuskauden perintö.
Vaikka amerikkalaisille annettiin sopimuksen mukaan kaikki tekniset asiakirjat ja oikeus tuottaa moottori kotona, Yankees eivät koskaan pystyneet kokoamaan RD-180: ta. Osoittautuu, että dokumentaatio ei ole kaikkea. Ja vaikka liberaalit väittävät, että Yhdysvallat yksinkertaisesti ei tarvitse sitä, he sanovat, että on halvempaa ostaa se Venäjältä, niin ei ole. Ehkä, kun kyse on perunoista tai öljystä, sanonta on totta, mutta Yhdysvallat haluaa kerätä strategisia laitteita astronautiikkaan kotona. He eivät vain pystyneet.
Vaikka helmikuussa 2019 Elon Musk kertoi, että hänen yrityksensä SpaceX: n valmistama Raptor-moottori ylitti RD-180: n polttokammion paineen suhteen, olisi naiivia uskoa tätä ilman toistuvia testejä. Siksi amerikkalainen yritys United Launch Alliance (ULA) allekirjoitti jälleen sopimuksen venäläisen NPO Energomashin kanssa RD-180 -moottoreiden toimittamisesta vuoteen 2020 asti. Ja Musk, vaikka yrittää, ei ole todistanut kilpailukykyään Neuvostoliiton kosmonautien kanssa 40 vuotta sitten.
Prokhor EZHOV