Тестове на ракетен двигател Be 4. Огнен тест

Blue Origin проведе първия си пожарен тест на двигателя BE-4. Американската компания ULA планира да го монтира на новите си ракети Vulcan, с които САЩ ще заменят ракетите Atlas V, оборудвани с руските РД-180

Компанията Blue Origin на основателя на Amazon Джеф Безос проведе първите огневи тестове на ракетния двигател BE-4, който работи с течен кислород и течен метан като окислител и гориво. Доклади на Popular Mechanics. Списанието отбелязва, че BE-4 може да стане най-мощният американски ракетен двигател през следващите десетилетия.

Blue Origin планира да използва електроцентралана новата си тежка ракета New Glenn. Но двигателят може да се използва и от съвместното предприятие Boeing-Lockheed Martin United Launch Alliance, което произвежда ракетата Altlas V и планира да произвежда Vulcan.

По време на огневи тестове двигателят BE-4 постигна 50% от мощността си за три секунди. Blue Origin започна да го разработва още през 2011 г., но го обяви публично едва през 2014 г.

Както отбелязва PM, BE-4 е първият голям ракетен двигател, разработен от нулата от частна компания. Неговата тяга при работа на морското равнище трябва да достигне 2400 kN: BE-4 е по-слаб от основния двигател на космическата совалка и двигателя Raptor, разработван от SpaceX, който компанията на Илон Мъск ще инсталира на тежки ракети Big Falcon. BE-4 е предназначен за многократна употреба.

Преди това Blue Origin се фокусира върху разработването на New Shepard, малка суборбитална ракета за многократна употреба, способна да носи туристи в орбита за няколко минути. Задвижвани от двигателя BE-4, дву- и тристепенните ракети на New Glen ще могат да доставят най-малко товари и екипажи до ниска околоземна орбита. BE-4 ще се използва за ускоряване както на първата, така и на втората степен. Blue Origin планира да стартира за първи път нова ракетапрез 2020 г.

Съвместното предприятие United Launch Alliance обяви плановете си да постави BE-4 на своите нови ракети Vulcan още през април 2015 г. Засега ULA разполага с две ракети-носители: Atlas V (с руски двигател РД-180) и Delta IV (с двигател RS-68 от американската Rocketdyne). Министерството на отбраната на САЩ извършва почти всичките си изстрелвания на ракети ULA. Както отбелязва PM, Vulcan, задвижван от BE-4, е „възможност за ULA да построи ракета-носител, която ще бъде по-евтина не само от скъпата Delta IV, но и от Atlas V.“

Руски ракетен двигател РД-180 (Снимка: Алексей Филипов / ТАСС)

През май 2017 г. обаче BE-4 се провали: силовият агрегат на двигателя избухна по време на тестване. И Rocketdyne се опитва чрез Конгреса да принуди ULA да инсталира нови двигатели Rocketdyne AR1 на своите ракети, но засега остава ангажирана с развитието на компанията на Безос.

Двигателят BE-4 също трябва да премине полетни изпитания като част от ракетата, за да потвърди параметрите си, каза RBC изпълнителен директор JSC NPO Energomash Игор Арбузов. „Затова колегите ни имат още много работа, докато двигателят може да бъде експлоатиран“, смята той. „Изпитваме голямо уважение към това, което прави Blue Origin. Това ни насърчава да развиваме и подобряваме нашите продукти“, добави Арбузов.

Москва и Вашингтон сключиха споразумение за доставка на РД-180 през 90-те години. Оттогава двигателите се използват в ракетите Atlas III и Atlas V. През 2014 г. РД-180 попадна под санкциите на САЩ, но няколко дни по-късно забраната за доставки беше отменена, тъй като във Вашингтон закупуването на двигатели от Енергомаш прави не противоречат на антируските санкции .

Оттогава редовно се появяват съобщения, че Съединените щати се опитват да ускорят процеса на замяна на руските РД-180. Например Конгресът инструктира Пентагона да се откаже от изстрелванията на военни спътници с руски двигатели до 2019 г., но военният департамент смята, че подобна мярка има повече потенциални ползи. Вестник "Комерсант" дори съобщава, че United Launch Alliance планира да закупи нова партида РД-180.

РД-180 не е единственият руски двигател, доставен за износ. Има и RD-181, който е инсталиран на първата степен на ракетата Antares от Orbital Sciences Corporation.

РБК изпрати запитване до пресслужбата на Роскосмос относно американската разработка.

С участието на: Любов Алтухова

В момента американските Blue Origin и Aerojet Rocketdyne създават заместител на руския двигател РД-180. Компаниите се конкурират помежду си, като всяка планира да сертифицира своето звено не по-късно от 2019 г. Младата Blue Origin произведе работещ прототип на BE-4 (Blue Engine-4) през март, но стендовите тестове, проведени през май, се провалиха. Aerojet Rocketdyne, която е създала двигателите за американската лунна ракета и е изпитана във времето, изглежда изостава: едва през май тя извърши първите огневи тестове на предкамерата на блока AR1, чийто работещ прототип все още не е наличен. Струва ли си да очакваме САЩ скоро да се откажат от RD-180? - Разбрах.

Днес един двукамерен течен ракетен двигател RD-180 е инсталиран на първия етап на американската тежка ракета Atlas V. Горивото е керосин, окислителят е кислород. Двигателят е разработен през 1994-1999 г. на базата на четирикамерни РД-170, монтирани на страничните ускорители на съветската свръхтежка ракета "Енергия" (всъщност те представляват първите степени на руско-украинската ракета-носител). Договорът за създаване на двигател за Съединените щати между (днес подразделението Rocketdyne е част от Aerojet Rocketdyne) беше сключен през юни 1996 г. Между сключването на споразумението и изстрелването на първата ракета изминаха четири години.

Пожарните изпитания на РД-180 започнаха в Енергомаш през ноември 1996 г. Първо в САЩ сериен двигателбеше изпратен през януари 1999 г., където беше сертифициран за средната ракета Atlas III три месеца по-късно. Първият път, когато американски самолетоносач с руски двигател излетя през май 2001 г., бяха направени общо шест изстрелвания на Atlas III и всички те бяха успешни. За Atlas V единицата RD-180 беше сертифицирана през август 2001 г., първото изстрелване на новия превозвач се случи година по-късно. Към 18 април 2017 г. ракетата Atlas V е изстреляна 71 пъти, от които един е бил частично успешен (руският двигател няма нищо общо с това: има изтичане на течен водород от резервоара на горната степен на Centaur, т.к. в резултат на което полезният товар е изстрелян в непроектирана орбита).

Днес Atlas V е де факто основната американска тежка ракета. Изстрелването на друг тежък американски превозвач - Delta IV (няма руски двигатели) - е твърде скъпо, поради конкуренцията със средно тежкия Ракета Falcon 9, реши да ги намали до минимум. От 2007 г. Boeing и Lockheed Martin, производителят на Atlas V, управляват своите ракети носители чрез съвместно предприятие, наречено ULA (United Launch Alliance). В САЩ тази фирма големи проблеми. Първо, дори ракетата Atlas V, която е по-евтина от Delta IV, днес не може да се конкурира с Falcon 9 в търговски, правителствени и военни изстрелвания; второ, поради влошаването на руско-американските отношения през 2014 г., ULA трябва да се откаже от покупката на РД-180 до 2019 г.

Компанията има няколко начина да остане в бизнеса. Първият е да се откаже от ракетата и да се направи нова, без руски двигатели. Второто е да опитате да инсталирате нов двигател в Atlas V вместо RD-180. Blue Origin прилага първия подход, Aerojet Rocketdyne - втория. Вариантът, според който производството на RD-180 може да започне в Съединените щати, не издържа на критика: това е толкова скъпо и отнема много време, че е по-лесно да се създаде нова единица. Освен това лицензионното споразумение за трансфер в САЩ на технология за производство на руски двигатели РД-180 изтича през 2030 г. - няма смисъл да се стартира скъпо производство само за десет години.

„Американците мислеха, че ще започнат да работят с нас и след четири години ще вземат нашите технологии и ще ги възпроизведат сами. Веднага им казах: ще похарчите повече от милиард долара и десет години. Минаха четири години и те казват: да, трябват ни шест години. Минаха още години, казват: трябват ни още осем години. Седемнадесет години са минали и те не са възпроизвели нито един двигател. Сега им трябват милиарди долари само за стендово оборудване“, каза за това още през 2012 г. академик Борис Каторгин, създателят на двигателя РД-180.

Компаниите Blue Origin и Aerojet Rocketdyne са твърде различни, което не може да не се отрази в техните подходи към конструирането на ракетни двигатели. Aerojet Rocketdyne, който е претърпял много реорганизации, има история на създаване на единици F-1 през 50-те и 60-те години на миналия век, инсталирани на първата степен на свръхтежката ракета на ракетата Saturn V от лунната мисия Apollo. Неговият AR1, подобно на RD-180, е течен ракетен двигател със затворен цикъл, използващ керосин като гориво и окислител -
кислород. Това ви позволява да замените руската единица с американска, без фундаментално да модифицирате носителя Atlas V.

През май 2017 г. Aerojet Rocketdyne проведе първите огневи тестове на предкамерата (в която горивото частично изгаря и след това влиза в горивната камера) на двигателя AR1. „С този крайъгълен камък AR1 ще бъде готов за полет през 2019 г.“, каза главният изпълнителен директор и президент на Aerojet Rocketdyne Айлийн Дрейк. - По въпроса за подмяната на двигатели Руско производствона сегашните ракети-носители успехът на мисията трябва да бъде приоритет номер едно за нацията."

Дрейк отбеляза конкурентните характеристики на AR1. Първо, 3D печатът се използва за създаване на отделни елементи на американския двигател. Второ, използва се специална сплав на основата на никел, което позволява да се изоставят „екзотичните метални покрития, използвани в момента в производството на RD-180“. За да разработи AR1, компанията използва методология, използвана преди това за създаването на други нейни единици (RS-68, J-2X, RL10 и RS-25). Компанията планира да създаде работещ прототип (и почти веднага да сертифицира) AR1 през 2019 г.

Blue Origin изпреварва Aerojet Rocketdyne с две години в създаването на заместител на RD-180, според оценки на ULA. Компанията започна работа по BE-4 през 2011 г. като част от работата по собствената си тежка ракета New Glenn; Първият работещ образец на двигателя беше представен през март 2017 г. Blue Origin признава, че RD-180 „работи с максимална производителност“, но два еднокамерни BE-4, инсталирани на първия етап на носителя Vulcan (всъщност Atlas VI), заедно ще им позволят да развият повече тяга от два AR1 и един RD -180 на първата степен на Atlas V. За разлика от AR1 и RD-180, BE-4 използва метан като гориво. Blue Origin нарича BE-4 най-мощният двигател, работещ с метан в света.

Първите стендови тестове на BE-4 бяха неуспешни. „Вчера загубихме комплект оборудване за тестване на горивната система на един от нашите тестови платформи BE-4“, казаха от Blue Origin, добавяйки, че инцидентът няма да повлияе на развитието на двигателя. Горивната система включва различни турбопомпи и клапани, които доставят гориво-окислителната смес към инжекторите и горивните камери на ракетен двигател с течно гориво.

Компанията обеща, че скоро ще се върне към тестовете. От съобщението, публикувано от Blue Origin, както отбелязва Ars Technica, мащабът на инцидента не е ясен, но „фактът, че Blue Origin, сравнително секретна компания (в сравнение със същата SpaceX - прибл. "Tapes.ru") като цяло сподели тази информация, тя е показателна.“ Най-вероятно в действителност не се е случило нищо ужасно: Blue Origin разполага с най-малко два тестови стенда, а компанията по-рано заяви, че планира да създаде три работни проби на BE-4 наведнъж.

Цената на двигателя BE-4 не е известна. Blue Origin не казва нищо за това, но трябва да се отбележи, че компанията принадлежи на американски милиардер, собственикът, който се счита за пети най-богатият човекв света (освен членовете кралски семействаи глави на отделни държави): състоянието му се оценява на 71,8 милиарда долара. Основният актив на завършилия

Blue Origin и ULA имат специална връзка. През 2015 г. Aerojet Rocketdyne искаше да купи ULA за два милиарда долара, като в този случай RD-180 най-вероятно ще бъде заменен с AR1. Ситуацията беше променена от Blue Origin, която подписа споразумение с ULA за сътрудничество в производството на BE-4 и всъщност иззе инициативата от изпитания с времето Aerojet Rocketdyne. Днес BE-4 е най-вероятният кандидат за ракетата Vulcan, като AR1 се разглежда като резервен вариант. Във всеки случай AR1 ще намери приложение, може да бъде инсталиран например на първата степен на тежка ракета, разработвана от Orbital ATK.

Очаква се Vulcan да може да извършва до десет изстрелвания годишно през 2020 г. Носителят трябва да бъде сглобен на модулен принцип и ще включва 12 ракети от среден и тежък клас с различни възможности за извеждане на полезен товар в орбита. Двигателите от първа степен (BE-4 или AR1) могат да се използват повторно след кацане с помощта на защитни щитове (за предотвратяване на прегряване от триене при падане през атмосферата) и парашути. ULA планира да използва обекти в Кейп Канаверал във Флорида или във военновъздушната база Ванденберг в Калифорния като космодруми за Вулкан. Първото изстрелване на ракетата Vulcan, която ще замени Atlas V с руската РД-180, е планирано за края на 2019 г.

Тестовете на ракетния двигател Be-4, произведен от американската компания Blue Origin, завършиха с неуспех. Той трябва да замени руския РД-180, който е оборудван с американски ракети-носители Atlas-V. Искат да сложат два Бе-4 на ракета капацитет за повдигане на тежки предмети Vulcan, който се разработва от United Launch Alliance като част от публично-частно партньорство с правителството на САЩ.

На един от щандовете е изгубен цял комплект оборудване за тестване на горивната система, съобщи Blue Origin. Twitter. В същото време компанията успокои: това не е нищо необичайно по време на тестване. въпреки това Времето тече. Първото изстрелване на Vulcan е планирано за 2019 г. А в бъдеще Be-4 ще бъде инсталиран на тежкия New Glenn, който ще качва на борда си космически туристи. Но има глобални планове, но САЩ нямаха ракетен двигател за първата степен.

През 2014 г., поради влошаването на американо-руските отношения, Конгресът на САЩ реши да се откаже от руския РД-180 и да ускори разработването на собствени аналози. Но процесът откровено е в застой и по данни от средата на 2016 г. Вашингтон закупува от Москва още 18 РД-180.

Експортна версия

Руският двигател е създаден в средата на 90-те години. на базата на известния RD-170 - най-мощният задвижващ двигател в света (20 милиона к.с. или 800 тона). РД-180 имаше тяга от 400 тона, което беше достатъчно за изстрелване в орбита американска ракета"Атлас". Енергомаш уверено спечели търга.

За разлика от своя предшественик, новият двигател няма четири, а две горивни камери. Ето защо той изразходва не 2,5 тона гориво в секунда, а по-малко от един и половина. RD-180 се оказа по-икономичен и в същото време доста мощен. Неслучайно американците го избраха за най-дългите си полети – до Плутон (New Horizons), Юпитер (Juno), Марс (Mars Reconnaisance Orbiter).

Снимка: Wikipedia

РД-180 все още се произвежда в Енергомаш, специално за ракетите Atlas. Между другото, горивната камера на този двигател е същата като на RD-170. И на съветските инженери са били необходими десетилетия, за да го направят. Според академика на РАН Борис Каторгин, работил по двигателя, конструкцията е уникална. При диаметър от само 38 сантиметра в камерата (!) изгарят 0,6 тона гориво в секунда. Освен това камерата е защитена от мощни топлинни потоци. Охлаждащият механизъм също е внимателно обмислен. При Бе-4 този проблем все още не е решен. В противен случай оборудването за изпитване нямаше да изгори.

Синя светлина

И това въпреки факта, че американците трябва да похарчат милиони долари за тестови стендове. В Енергомаш са отдавна. Освен това в камера под налягане можете да тествате два пъти по-мощен двигател - същия RD-170.
Затруднява Blue Origin и нов принципработа на двигателя. BE-4 няма да работи на керосин, като RD-180, а на втечнен природен газ. Според разработчика, поради използването на газообразно гориво, няма да са необходими скъпи и сложни системи за уплътняване. Освен това при изгарянето на газа не остават сажди.

И все пак, като се вземе предвид цялото ноу-хау, BE-4 ще бъде приблизително наполовина по-мощен от RD-180. По този начин се планира да се инсталират до седем двигателя на ракетата New Glenn. Но когато? На този моментТестват се турбопомпи BE-4 и главни клапани. Преди две години по време на тестове при опит за пускане на двигателя на пълна мощност избухна експлозия и това сериозно забави плановете за въвеждането му в експлоатация. Компанията заяви, че ще продължи тестовете през 2017 г. Първият полет е само след две години, но Blue Origin все още дори не са обявили къде ще се произвежда BE-4. Но прессъобщението казва, че това ще бъде най-евтиният от всички налични опции.