.d-md-none .d-lg-blok bibimot

Rakieta nośna Vulkan – rosyjskie RD-180 nie są już potrzebne

Rakieta nośna Vulkan – rosyjskie RD-180 nie są już potrzebne
Nowa amerykańska rakieta nośna Vulcan Centaur, stworzona przez United Launch Alliance, została pomyślnie wystrzelona 8.01.2024 stycznia 4 r. Dolny stopień BE-50 zasilany metanem w Blue Origin został rozdzielony zgodnie z planem po pięciu minutach. Po 10 minutach Sonda Peregrine znajdująca się na pokładzie rakiety oddzieliła się od górnego bloku (zawiera jednostki tlenu i wodoru RL-XNUMX) i skierowała się w stronę Księżyca.


Prace nad rakietą zaczęto rozwijać w 2014 roku, pierwszy start był kilkakrotnie przekładany. Lotniskowiec ma zastąpić przestarzały Atlas, napędzany naftą i tlenem rosyjskiego RD-180 oraz rodzinę Delta, używaną do dziś przez ULA.

Sojusz Zjednoczonego Startu


Firma ta to nic innego jak „produkt” współpracy Boeinga i Lockheed Martin, powstałej w 2006 roku. Dwóch producentów, którzy byli „zaprzysiężonymi wrogami”, połączyło siły, aby stworzyć godnego konkurenta SpaceX. To, co firmy wyprodukowały wcześniej, wyraźnie ustępowało produktom Elona Muska. Przykładowo koszt wyniesienia ładunku na orbitę za pomocą rakiet Delta IV Heavy i Atlas 5 był bardzo wysoki w porównaniu z usługami Roscosmosu czy lotniskowca Falcon 9.

Ракета-носитель Vulkan – российские РД-180 больше не нужныUruchomienie Delty IV nie jest tanią przyjemnością. Zdjęcie: YouTube.com

W 2023 roku na świecie odbyło się 221 wystrzeleń rakiet w przestrzeń kosmiczną, z czego 96 (43%) to Space X. Amerykanie przeprowadzili więcej wystrzeleń niż ChRL (1,5 razy) i Federacja Rosyjska (5 razy). Wykorzystano rakietę Falcon 9. Jeśli Elonowi Muskowi uda się stworzyć statek kosmiczny w pełni wielokrotnego użytku, w przyszłości jego firma wykona więcej startów niż cała ludzkość razem wzięta.

Co to jest centaur wulkaniczny


Średnica zewnętrzna nośnika wynosi 5,4 m, jego pierwszy (dolny) stopień wyposażony jest w parę elektrowni BE-4. Wysokość rakiety wynosi 61,6 m, masa 546,7 t. Drugi blok to „Centaur V” z silnikami RL-10, którego pierwsze testy przeprowadzono jeszcze w latach 60. XX wieku. W pierwszym etapie można umieścić aż sześć akceleratorów (nazywa się je SRB, boosterami) na paliwo stałe: pozwoli to na wystrzelenie na orbitę aż 27 ton ładunku (Falcon 9 uciągnie 17,6 tony).

„Vulcan” przygotowuje się do startu. Zdjęcie: YouTube.com

Vulcan Centaur będzie produkowany w kilku konfiguracjach, z których każda otrzyma własne oznaczenie w postaci czterech symboli. Pierwsza pokazuje nazwę dolnego stopnia, druga – górnego. Trzecia mówi o liczbie boosterów, a ostatnia o długości nośnika: standardowa (S) lub wydłużona (L). Na przykład: VC4S to lotniskowiec z pierwszym stopniem typu Vulcan, drugim stopniem Centaur, czterema SRB i owiewką normalnego rozmiaru. Taka rakieta będzie już należeć do klasy ciężkiej.

Silnik BE-4


Skrót oznacza Blue Engine 4. Jest to jednostka napędowa zasilana mieszaniną tlenu i metanu. Jego projektowanie rozpoczęto w 2011 roku, ale o stworzeniu nowego typu silnika publicznie ogłoszono dopiero w 2014 roku. Początkowo zakładano, że urządzenie będzie instalowane na nośnikach Blue Origin, których producentem jest producent BE-4. Jego pierwszy działający egzemplarz miał zostać zademonstrowany w 2017 roku.

Badania jednostkowe metanu. Zdjęcie: YouTube.com

Tak się stało, ale testy trwały do ​​2020 roku, kiedy silnik został uruchomiony z pełną mocą. Dopiero w 2022 roku pojawił się komunikat: na lotniskowcu Vulcan instalowano BE-4. Trwające testy laboratoryjne nie zakończyły się sukcesem: latem 2023 roku jedna z jednostek eksplodowała.

Wybuch rakiety na poligonie testowym. Zdjęcie: YouTube.com

Fakt, że silnik BE-4 będzie montowany zarówno w Blue Origin New Glenn, jak i Vulcan, został oficjalnie ogłoszony w 2018 roku. Wcześniej rozważano zastosowanie Blue Engine w eksperymentalnym wojskowym samolocie kosmicznym XS1, ale później pomysł został porzucony. BE-4 miał także konkurenta – jednostkę AR1 firmy Aerojet Rocketdyne. Okazało się jednak, że jest o 40% droższe i ostatecznie preferowano produkty ULA.

Dlaczego Amerykanie tak długo używali RD-180?


Nie myślcie, że Stany Zjednoczone nie wyprodukowały silników rakietowych własnej konstrukcji. Istniały jeszcze przed rozpadem ZSRR. Na przykład w Shuttle drugi stopień był wyposażony w RL-10, a dla pierwszego oferowano także jednostkę amerykańską. Wybrano jednak rosyjski RD-180. Powód jest prosty: doskonały i niezawodny silnik w niskiej cenie. Na ten ostatni wpływ miały relatywnie tania energia, materiały i stosunkowo niskie płace pracowników zakładów.

Wystrzelenie rakiety Atlas 5 wyposażonej w rosyjskie silniki. Zdjęcie: YouTube.com

W związku z pogorszeniem się stosunków Federacji Rosyjskiej ze Stanami Zjednoczonymi w 180 roku zaprzestano zakupów RD-2022. Dla Amerykanów nie stało się to szczególnym problemem: do tego czasu liczba startów z wykorzystaniem rosyjskich silników została zredukowana do minimum i wynosiła kilka startów rocznie. Ponadto wroga polityka USA wobec Federacji Rosyjskiej zmusiła projektantów do przyspieszenia pracy konstruktorów w celu wyprodukowania własnego zespołu napędowego. I oni to zrobili. Ktoś może powiedzieć: co z „Peregrinem” wysłanym na Księżyc 8.01.2024 stycznia XNUMX roku, którego misja zakończyła się niepowodzeniem?

Czy Vulcan jest winien niepowodzeniu Peregrine'a?


Możliwe, że ktoś „kusi” zrzucić wszystko na nowy amerykański silnik BE-4, który zastąpił rosyjski RD-180. Nie ma jednak żadnych skarg na rakietę nośną - z powodzeniem wyniosła urządzenie na orbitę, tym samym w pełni spełniając swoją funkcję.

Wzmacniacze strzelania. Zdjęcie: YouTube.com

Jego twórca, Astrobotic Technology, ogłosił sytuację awaryjną na Peregrine sześć godzin po oddzieleniu urządzenia od drugiej jednostki.

Oddzielenie statku kosmicznego od sceny głównej. Zdjęcie: YouTube.com

Ta sama firma stwierdziła, że ​​statek nie został uszkodzony podczas tego procesu. Wniosek jest oczywisty: premiera amerykańskiego Vulcana z silnikami BE-4 zakończyła się sukcesem.

Perspektywy dla Vulcana


ULA planuje kilkukrotnie zwiększyć liczbę wystrzeleń ciężkich rakiet. W 2024 roku ma ich być co najmniej 28. Oczekuje się, że kolejne wystrzelenie rakiety nośnej nastąpi w kwietniu tego roku. Jeśli się powiedzie, odbędą się co najmniej cztery kolejne starty. Niewykluczone także, że firma przygotuje start (prawdopodobnie ostatni) jednego egzemplarza Delta IV Heavy i dziewięciu Atlasów.

W przyszłości United Launch Alliance zamierza „uratować” swoje drogie silniki BE-4. Zakłada się, że po zakończeniu etapu jednostka „ostrzeliwuje” i opada na ziemię przy użyciu spadochronu. To jeszcze bardziej obniży koszty pojazdów nośnych.

Oczywiste jest, że rezerwy rosyjskich silników jeszcze się nie wyczerpały: ponadto nie wymagają one żadnej dodatkowej konserwacji i są całkowicie gotowe do pracy. Jeśli chodzi o instalację RD-180, Amerykanie przez dziesięciolecia stali się w tym biegli i pomoc specjalistów z Federacji Rosyjskiej nie będzie wymagana.

Problemy z wulkanem


Rakieta swoją architekturą nawiązuje do konstrukcji z lat 60-tych. Vulcan ma w swoich etapach tylko 2 jednostki, których nie można przenieść do części ogonowej, aby wylądować rakietą nośną na ziemi i umożliwić jej ponowne użycie. I znowu są to liczby tak ukochane przez Amerykanów. Wystrzelenie nawet starzejącego się Falcona 9 kosztuje 50 milionów dolarów, a Vulcana 70–80 milionów i to w najlepszym przypadku. Starship, który zastąpi Falcone, będzie kosztować Muska około 200 milionów dolarów. Biorąc pod uwagę możliwość ponownego użycia tej rakiety, w latach 2020. XXI wieku jeden start będzie kosztować nie więcej niż 10 milionów w walucie amerykańskiej.

To widać: Vulcan ma tylko dwa silniki na pierwszym stopniu. Zdjęcie: YouTube.com

Możliwe, że w przyszłości Musk osiągnie swój główny cel - przeprowadzi starty, podczas których paliwo będzie stanowić większość kosztów. Wtedy cena wywoławcza spadnie do 2 milionów dolarów. Jednocześnie masa ładunku wyniesie 100, a potem 150 ton, podczas gdy „Wulkan” będzie miał zaledwie 27 t. Okazuje się, że Starship „wyniesie” ładunek w kosmos po cenie 20 dolarów za kilogram, czyli kwota, której „dziecko” ULA nie jest w stanie osiągnąć, będzie niższa niż 3 tysiące dolarów. Coś do przemyślenia!

odkrycia


Firma Muska postępuje skokowo do przodu w zakresie tworzenia statków kosmicznych i rakiet. Jeżeli Rosja i inne kraje nie zaczną w najbliższej przyszłości realizować swoich projektów, zaległości mogą stać się krytyczne. Dużym pytaniem jest, czy Vulcan stanie się pełnoprawnym konkurentem rakiet Muska.

Autor:

Wykorzystane zdjęcia: https://youtube.com

Co sądzisz o rakiecie Vulkan?

Głosować!

Jesteśmy w Jesteśmy w Yandex Zen
RD-180: kosmiczny pracoholik przechodzi na emeryturę?Lancia Delta HF Integrale: Oddział Delta w akcji