Независимый бостонский альманах

На чем летают американские ракеты

19-05-2016

Удивительное дело, я тут сделал экспресс-опрос своих знакомых, оказалось, что практически все уверены, что в настоящее время, после закрытия проектов «Спейс Шатл» и «Буран», многоразовые космические корабли человечеством не используются.

А меж тем, вот прямо сейчас, они пролетают над нами. По состоянию на 2016 год, США экплуатируют по меньшей мере два типа многоразовых космических кораблей, а в 2017 году их странет уже четыре. Или даже пять, в зависимости от того, как считать.

Это, впрочем, не удивительно, российские СМИ выстроили вокруг западных космических программ довольно глухую стену молчания, и если через нее что-то и просачиватеся, то в исключительно отфильтрованном, дозированном и искаженном виде. Вот, большая часть моих знакомых почему-то уверена, что c запуском многоразовых ракет Falcon «у американцев — сплошные сбои», хотя дело обстоит ровно наоборот.

Вот только вчера, например, совершил очередную посадку многоразовый коммерческий космический грузовик «Дракон» (Dragon), который ранее был запущен многоразовой космической ракетой «Сокол 9» (Falcon 9), которая запустив его, вернулась на землю. Вот про многоразовую космическую ракету почти все хоть что-то слышали, а про многоразовый космический корабль — практически никто.

Вот я и подумал. Что было бы неплохо рассказать, как обстоят дела в мировой космической области. Как они на самом деле обстоят там.

Помните, как после закрытия программы «Спейс Шатл» в 2011, все российские СМИ дружно и громогласно писали, что теперь эре многоразовых космических кораблей пришел конец, они себя изжили, возобновятся не скоро, а основным средством доставки грузов и экипажей в космос на МКС станут старые добрые и надежные Союзы и Прогрессы?

Так вот, это была неправда. Вернее — полуправда. Союзы и Прогрессы конечно были и остаются основным средством доставки на российскую часть Международной космической станции.

А на американскую ее часть, после закрытия программы многоразовых Шаттлов, стал летать многоразовый «Дракон». Который, возможно и не такой впечатляющий, как Шаттл, и не такой огромный, но зато устроен намного более просто: надежнее, безопаснее и, главное — существенно дешевле. Дешевле, потому, что использует совсем другие, современные технологии полета и посадки. И потому, что может выводится на орбиту многоразовыми же ракетами, а не одноразовыми ускорителями.

А еще вот прямо сейчас над нами пролетает другой многоразовый американский космический корабль, Боинг X-37.

Не слышали?

Оно и понятно, владельцем этого космического корабля является не НАСА, а армия США, и потому никто не знает, зачем он там летает и что делает. X-37 — это не просто «многоразовый корабль», это полноценный космоплан, или, как еще говорят — «орбитальный самолёт». То есть он не просто кружится на орбите, на которую его вывели, а свободно маневрирует в космосе, летает куда хочет… Ну, короче, помните аппараты, на которых повстанцы в «Звездных войнах» атаковали «Звезду Смерти». Ну вот это примерно то же самое, только беспилотник.

Screenshot_12

Boeing X-37

Летают X-37 основательно и подолгу. Так, например, предыдущий полет продолжался 674 дня. А тот, что летает сейчас, летает уже ровно год, с 20 мая 2015.

Но и «Дракон», и «X-37» это бесплотные корабли. Пилотируемые многоразовые полеты начнутся в следующем, 2017 году.

Такое «запаздывание» произошло не потому, что имеются какие-то сложности в реализации программы, а наоборот, потому что наука и техника сейчас развиваются настолько стремительно, что новые возможности появляются быстрее, чем разработчики успевают нарисовать чертежи, и очень хочется включить туда все новое.

Так, например, пилотируемая «пассажирская» версия «Дракона» Dragon V2 должна была начать совершать регулярные полеты еще в 2015 году. Она была готова к этому, были проведены испытания, но… в тот момент наука и технологии сделали еще несколько крупных шагов вперед и регулярные полеты перенесли на два года, чтобы дать «Второму Дракону» новые возможности. Пассажиров стало на 2 человека больше (семь вместо пяти), новые двигатели, которые, внимание, изготавливаются методом 3D печати, при этом обеспечивается мягкая посадка даже при отказе всех восьми двигателей.

Screenshot_13

Взлет "Дракона 2" с земли (без ракеты-носителя)

Аппарат может свободно маневрировать в космосе, а в условиях земной атмосферы… взлетать и садиться, как вертолет, на своих 8 реактивных напечатанных на 3-D принтерах двигателях.

И да, на орбиту его выводит все та же многоразовая ракета «Сокол» (Falcon).

Об остальных «многоразовиках», которые уже существуют, испытаны и должны начать регулярно летать в следующем году, я расскажу вкратце, чтобы не утомлять вас.

Орбитальный самолет Dream Chaser (бегущий за мечтой), первый полет которого должен состояться в ноябре 2016 года. Увидев его, вы воскликнете: «да это же Шаттл». Ну да, это так и есть, DreamChaser — это развитие проекта «Спейс Шаттл». Но, конечно, — на новом уровне. Изготовлен он из композитных материалов, может самостоятельно взлетать и садиться в атмосфере (а не только планировать, как Шаттл), и особый цимес — он складной. При старте крылья, стабилизаторы и все выступающие части убираются, корабль как бы «сворачивается в трубочку», которую для вывода аппарата на орбиту можно «всунуть» в любую подходящую по размеру ракету и таким образом избежать стартовых повреждений (напомню, что причиной гибели и Челленджера и Колумбии были повреждения на старте).

Screenshot_14

Орбитальный самолет Dream Chaser

Из существующих ракет по размеру подходят американская одноразовая Атлас-5 и европейская Ариан 5, но в будущем возможен переход на многоразовые «Falcon», такая техническая возможность существует уже сейчас.

Орион (Orion) — многоразовый многоцелевой космический корабль способный совершать межпланетные перелеты. Махина, жилой дом, диаметром 5 метров. Это не «проект» и не «перспективная разработка». Этот корабль уже создан, уже совершил свой первый полет в космос, но пока не эксплуатируется, так как программы межпланетных перелетов (к Луне и к Марсу) начнутся только в 20-х годах. А потребности «ближнего космоса» сейчас вполне покрываются «Драконами». Впрочем, чтобы проект не «простаивал зазря» планируется, что корабль Orion все же будет летать к МКС в ближайшие годы.

Боинг CST-100 Starliner —многоразовый корабль узкого назначения, для полетов на орбитальные станции, близкий аналог первого «Дракона», но в отличие от него может брать на борт экипаж из семи человек. Создан по заказу НАСА. Ну просто потому, что НАСА сочла, что помимо арендованных у частного подрядчика «Драконов», в лице SpaceX, у нее должны быть и собственные корабли. Характерной особенностью Старлайна является то, что его можно установить практически на любую существующую ныне ракету.

Screenshot_15

Boeing CST-100 Starliner

Но главный цимес, благодаря чему все эти корабли будут действительно, а не условно «многоразовыми» — это конечно проект «Сокол» (Falcon), многоразовые ракеты, которые будут выводить (и уже сейчас выводят) все эти многоразовые корабли в космос и возвращаться на землю. Благодаря чему в обозримом времени стоимость вывода груза на орбиту будет сравнима со стоимостью израсходованного топлива.

Screenshot_16

Falcon— это модульная линейка ускорителей, которые могут соединяться между собой на манер конструктора Lego, наращивая мощности и возможности получаемых ракет до физических пределов технологии. Причем после реализации задачи, все кубики этого конструктора возвращаются на землю путем мягкой посадки для повторного использования.

В настоящее время самая мощная ракета серии, Falcon Heavy (первый запуск осенью 2016 года), способна вывести на низкую опорную орбиту 55 тонн груза, что в два с половиной раза больше чем самая мощная российская ракета Протон и в полтора раза больше чем пока еще несуществующая, но заявленная российская Ангара-7.

Теперь давайте посмотрим, что там «нового космического» в активе Российской Федерации.

Ни-че-го!

Все те же Союзы-Прогрессы, которые безнадежно устарели, летают аж с 60-х годов, но есть явные признаки, что .

Да есть еще «Протон», из тех же, 60-х, который по российской документации проходит как «тяжелая» ракета, но по выводимой на орбиту массе относится к средним. Самая аварийная, очень опасная, летающая на чрезвычайно ядовитом гептиле ракета. Запускать которую можно только из одного места в мире, с Байконура, и которая всецело зависит от импортных (в том числе, украинских) комплектующих, с которыми сейчас… ну вы сами понимаете. Собственно, «Протон» планировали снять с производства еще в 80-х и заменить «Энергией». Но, «Энергия» не состоялась, и Протон сейчас летает (постоянно взрываясь) лишь потому, что других «тяжелых» ракет у России нет.

А как же «Ангара»? — спросите вы. — Которой российские СМИ прожужжали нам все уши.

А вот давайте об «Ангаре» и поговорим.

Тем более, что есть с чем сравнивать — «Ангара» в какой-то мере аналог «Falcon». Та же модульная конструкция — кубики Лего — из которых собирается ракета нужной мощности. Но на этом — сходство и кончается!

Прежде всего отличие состоит в том, что Falcon’ы уже летают, а когда начнет летать Ангара — большой вопрос.

Давайте сравним:

Проект Falcon стартовал в 2002 году, а спустя уже 6 лет, в 2008 началась коммерческая эксплуатация ракет. Проект Ангара стартовал в 1995 году, и сейчас спустя 21 (двадцать один!) год совершенно непонятно, когда же начнется эксплуатация этих ракет.

В принципе одного этого факта уже достаточно, чтобы понять все про Ангару, но давайте продолжим для полноты картины.

За 8 лет эксплуатации на «Falcon» сменилось ТРИ (!) поколения двигателей, это не считая «модернизаций». Последнее поколение двигателей, Мерлин 1D+, позволило перевести «легкую» ракету Falcon 9 в класс «средне-тяжелых», без какой-либо модернизации, просто за счет замены двигателей.

На Ангаре используются якобы «новейшие» двигатели РД-191 — которые на самом деле представляют собой просто упрощенную «четвертинку» (одна камера, вместо четырех) двигателей РД-170, которыми оснащалась ракета «Энергия», но которые были разработаны для ракет «Зенит» (Южмаш, Украина) аж в конце 70-х.

Предельная нагрузка, которую сможет вывести на низкую опорную орбиту самая тяжелая Ангара-7 (к разработке которой еще даже не приступили, в работе сейчас Ангара-5) — 35 тонн. Для Falcon верхний предел не ограничен, но самая тяжелая на сегодняшний день модификация, Falcon Heavy, выводит на низкую опорную орбиту 55 тонн.

Falcon стартует практически с любого подходящего по размерам стартового комплекса, для запуска Ангары требуется построенный специально для нее сложный комплекс, который сейчас имеется только в Плесецке, откуда коммерческие запуски — невозможны.

Falcon — многоразовый, Ангара — одноразовая.

Ну и главное, повторюсь. Falcon летает уже восемь лет, а когда полетит Ангара — неизвестно. Но известно — другое, в момент начала эксплуатации (если она начнется) — это будет уже безнадежно устаревшая система.

Ну и мой рассказ будет неполным, если я не упомяну «перспективный» российский проект «Федерация», который в какой-то мере является аналогом упоминавшегося выше американского «Ориона», только по размерам и грузоподъёмности уступает Ориону в 4 раза. Ситуация тут ровно такая же: «Орион» уже летает, а что касается «Федерации», то на сегодняшний момент, спустя одиннадцать лет (!) после запуска проекта в работу (2005 год) работы находятся на стадии «начата разработка рабочей документации».

Ситуацию с «Федерацией» предельно , а ныне — первый заместитель главы ЦНИИмаша на заседании экспертного совета коллегии Военно-промышленной комиссии РФ в 2014 году: «Если продолжать всё делать как сейчас, мы новый корабль не построим вообще никогда, даты всё время переносятся, утвержденного системного графика создания корабля нет, когда будет создана ракета для него, также неясно».

Это было в 2014 году. С той поры экономика России сильно просела, а санкции сделали недоступными технологии, без которых «Федерация» вряд ли состоится.

Стоило мне вчера написать , как меня тут же завалили «примером» отставания США от России в космической сфере. Дескать, американские ракеты летают на Российских двигателях РД-180, и без этих российских двигателей американская космическая программа сразу же заглохнет. С кучей ссылочек. Так что, дескать, никуда американцы без рассеюшки-матери не денутся.

Переход по ссылкам, присланным мне, показал, что вся информация о российско-американском сотрудничестве в области РД-180, которая имеется на русском языке, представляет собой худшую разновидность лжи — полуправду. Где отдельные, совершенно правдивые факты (производство двигателя полностью сосредоточенно в России) переплетены с утаиванием ключевой информации и скреплены точечной малозаметной ложью.

Начнем с того, что никакого «Российского двигателя РД-180» в природе не существует. Есть двигатель РД-180 созданный в рамках российско-американского сотрудничества, который был разработан в России по заказу США, и который в настоящее время производится американской компанией Pratt & Whitney на российских производственных мощностях. Поэтому сама подача материала в Российских СМИ, которые пишут, что «США закупает двигатели в России» 100% густая ложь. Это все равно как написать, что «Apple закупает свои Iphone в Китае» только на том основании, что всё их производство сосредоточенно там.

Впрочем, давайте я расскажу всё по порядку, потому что история там — очень интересная.

В конце 50-х годов на вооружении США стояло несколько сотен баллистических ракет Atlas. Когда случился карибский кризис, американцы сочли, что эти ракеты — недостаточно эффективны, чтобы противостоять Советской угрозе, их сняли с вооружения, но не выбросили, не утилизировали. Согласно концепции, которая тогда была принята в США, и которая действует до сих пор, все баллистические ракеты военного назначения должны иметь возможность использоваться в качестве ракет-носителей для вывода грузов на орбиту.

Поэтому со списанием Атласов космическое ведомство США получило около сотни готовых космических ракет для запуска спутников и космических кораблей в космос. Причем замечу, — это очень важно, — фактически халявных, бесплатных ракет, поскольку Пентагон за них уже заплатил ранее.

Атласы широко использовались в первые годы освоения космоса в качестве основного носителя (именно на Атласе взлетел первый американский космонавт Джон Гленн), а затем — как «резервная» ракета. Когда, например, взорвался Челледжер, то до выяснения причин катастрофы, программа Шаттлов была приостановлена, и все космические запуски делались на Аталасах.

Screenshot_17

Меж тем в 90-х годах стало ясно, что ракеты «Титан», на которых делались все американские «средние» запуски надо снимать с производства — негативные последствия от использования ядовитого аэрозина в качестве топлива — были слишком сильными.

А на консервации еще оставались сотни халявных Атласов. Было решено оснастить эти Атласы новыми, более мощными двигателями и заменить ими Титаны. Американская компания General Dynamic, в чьем ведении находились Атласы, объявила в 1995 году тендер на разработку нового двигателя, и этот тендер безоговорочно с большим отрывом выиграло российское предприятие «НПО Энергомаш», которое предложило цену в несколько раз более низкую, чем конкуренты.

Времена в России были тяжелые, приходилось демпинговать. Но главное, у Энергомаша был хороший задел. Для того, чтобы получить двигатель с нужными американцам характеристиками, надо было лишь «уполовинить» уже имеющийся двигатель от ракеты «Энергия», сделать вместо четырех камер только две.

В результате Энергомаш «разработал» нужный двигатель, который получил название РД-180, передал все права и всю документацию на его производство американцам, а те, в соотвествии с условиями тендера, разместили производство двигателя в России на заводах Энергомаша, поскольку там уже была вся необходимая технологическая оснастка.

Надо заметить, что этот контракт потом сильно аукнулся российскому ВПК, потому что, когда России самой потребовался «половинный» двигатель для ракет Русь-М и Ангара, оказалось, что по условиям контракта она не может изготавливать РД-180 для своих целей, а должна закупать его у американской компании Pratt & Whitney.

В итоге для Русь-М пришлось делать «альтернативную» разработку, РД-180В (которая так и не была завершена), а на Ангару ставить не «половинный», а «четвертинный» двигатель РД-191.

Ну а что касается американских Атласов, то ракеты, оснащенные РД-180, сначала получили индекс R (это не «Российский двигатель», как пишут у нас, а просто очередной индекс, так совпало), а затем были полностью модернизированы под РД-180. И получили обозначение Атлас-5.

Так что все американские Атлас 5 сейчас имеют первую ступень, оснащенную двигателем РД-180 компании Pratt & Whitney, который собирается в России.

Поэтому, когда Россия попала под санкции, то под санкции попало и это производство. Поначалу было решено перенести производство РД-180 из России на территорию США.

Но тут нарисовался Илон Маск со своей компанией SpaceX и сказал: «Я могу сделать лучше и дешевле». Прикинули, оказалось и вправду, гораздо дешевле и лучше будет отдать подряд Маску.

В России конечно обрадовались бы такому раскладу, но в США больше всего на свете боятся монополизации рынка. Все профильные контролирующие органы тут же выдали заключение, что передача подряда SpaceXvприведет к образованию недопустимой монополии.

Но в результате этих обсуждений попутно выяснилось, что в переносе производства РД-180 в США уже нет никакого резона. То, что было «дешево» в 95-м, сейчас уже стало «дорого».
РД-180 — очень хороший двигатель, но — уже сильно устаревший, для его производства придется возрождать технологии, от которых во всем мире давно отказались. Наука и технологии не стоят на месте, и в самих США есть куча фирм, которые могут сделать то, что требуется, гораздо лучше, гораздо быстрее и главное — уже сильно дешевле по сравнению с Энергомашем.

Короче, выяснилось, что РД-180 больше не нужен.

Поэтому General Dynamic провело новый тендер, который выиграли две американские компании. United Launch Services которая, начиная с 2019 года начнет поставлять двигатель Vulcan BE-4, который заменит РД-180. И Aerojet Rocketdyne, которая разработает следующее поколение принципиально новых двигателей, которое в свою очередь заменит Vulcan BE-4.

Ну и чтобы было понятно, что произошло, упомяну только одну деталь — весь контракт с United Launch Services стоит 46 миллионов долларов — это стоимость всего пяти РД-180.

А конгресс США, чтобы подстраховаться и создать запас на переходный период разрешил Энергомашу выпустить еще 18 штук РД-180. Последних РД-180 в истории.

Вот, собственно, что кроется за заголовками Российских СМИ «Америка не может обойтись без российских двигателей».

http://shipilov.com/zhurnalistika/867-potemkinskie-rakety-ili-nerogozinskie-sokoly.html

http://shipilov.com/zhurnalistika/868-rd-180-neulovimyj-dzho-ili-skripach-ne-nuzhen.html

Комментарии   

0 Steven Lerner 16.05.2016 01:29

А вы заметили, что НАСА, ещё со времен закрытия программы Сатурн-5, не заказывает керосиновых ЖРД? Либо водородные, либо твердотопливные , либо комбинации твердотопливных с водородными.
НАСА никогда не использовала в космических носителях много-камерных ЖРД. Многокамерность - это подпись под собственным приговором "я отсталый".
Если надо было делать очень мощный двигатель - его делали однокамерным, как F-1 или ещё более мощный F-1A. Ларчик просто открывался.
В большой камере сгорания керосинового двигателя возникает эффект "нестабильности горения". У фон Брауна его научились исследовать и смогли парировать. У Глушко - нет. Вместо ЖРД с большой камерой сгорания, Глушко, по требованию Совета Главных Конструкторов, соединил 4 модернизированн ые камеры от Фау-2 общим турбонасосом топлива и окислителя. Получились двигатели Семерки РД-107/108. На этих движках Союзы летают по сей день. РД-170 - это тоже самое: четыре камеры вместо одной.

0 Иван15.05.2016 19:31

В этом смысле SpaceX конечно впереди всех, и их ракеты уже сертифицированы для запусков военных спутников, но здесь речь не о Маске, а о замене РД-180. Автор прав, что американцы не любят монополии, и лишь один SpaceX им не подходит. В конце концов, американцы конечно сделают свои двигатели и откажутся от РД-180, но займет это дольше, чем считает автор.

+43 Володин Алексей14.05.2016 18:35

Я где-то читал, что вся эта история с разработкой и изготовленим РД-180 в России имела еще одну цель для США: чтобы российские ракетчики работали дома, а не сорвались куда-нибудь в Иран. Если это так , то это высший пилотаж: получили двигатель, использовать его в России нельзя, разработчики не работают на Иран. Впрочем, пропагандоны это не оценят.

Комментарии
  • Ефим Шмуклер - 22.05.2016 в 03:50:
    Всего комментариев: 26
    Статья познавательная! Автор - в теме. Название статьи - странное, можно сказать, - некорректное. Я бы написал так: "..., которая, запустив его, вернулась на Землю". И пр., Показать продолжение
    Рейтинг комментария: Thumb up 1 Thumb down 0
  • Просто зритель - 26.05.2016 в 13:04:
    Всего комментариев: 211
    Кстати о Фальконе: Макаронный монстр Илона Маска
    Рейтинг комментария: Thumb up 1 Thumb down 2
  • Ефим Шмуклер - 27.05.2016 в 20:55:
    Всего комментариев: 26
    Дополнение (продолжение). Короткое - в поддержку автора. Вчера выступил Дмитрий Рогозин и признался, что Россия никогда не догонит Америку. За деталями отсылаю в Показать продолжение
    Рейтинг комментария: Thumb up 1 Thumb down 0
  • Константин - 02.06.2016 в 00:08:
    Всего комментариев: 1
    аминь :)
    Рейтинг комментария: Thumb up 0 Thumb down 0

Добавить изображение



Добавить статью
в гостевую книгу

Будем рады, если вы добавите запись в нашу гостевую книгу. Будьте добры, заполните эту форму. Необходимой является информация о вашем имени и комментарии, все остальное – по желанию… Спасибо!

Если у вас проблемы с кириллическими фонтами, вы можете воспользоваться автоматическим декодером AUTOMATIC CYRILLIC CONVERTER.

Для ввода специальных символов вы можете воспользоваться вот этой таблицей. (Латинские буквы с диакритическими знаками вводить нельзя!)

Ваше имя:

URL:

Штат:

E-mail:

Город:

Страна:

Комментарии:

Сколько бдет 5+25=?