Неудачей окончились испытания ракетного двигателя Ве-4 производства американской компании Blue Origin ("Голубой источник"). Он должен прийти на замену российскому РД-180, которым оснащают американские ракеты-носители Atlas-V. Два Be-4 хотят поставить на ракету большой грузоподъемности Vulcan, которую разрабатывает United Launch Alliance в рамках государственно-частного партнерства с правительством США.

Потерян целый набор тестового оборудования для топливной системы на одном из стендов сообщила Blue Origin в Twitter . При этом компания успокоила: в этом нет ничего необычного во время испытаний. Однако время идет. Первый старт Vulcan планируется уже в 2019 году. А в перспективе Be-4 установят и на тяжелую New Glenn, которая возьмет на борт космических туристов. Но глобальные планы есть, а ракетного двигателя для первой ступени у США как не было, так и нет.

В 2014 году в связи с ухудшением американо-российских отношений, Конгресс США постановил отказаться от российских РД-180 и ускорить разработку собственных аналогов. Но процесс откровенно забуксовал, и по данным на середину 2016 года, Вашингтон закупает у Москвы еще 18 РД-180.

Экспортный вариант

Российский двигатель создавался в середине 90-х гг. на базе знаменитого РД-170 - самого мощного в мире маршевого двигателя (20 млн л.с. или 800 тонн). РД-180 обладал тягой 400 тонн, что оказалось достаточным для выведения на орбиту американской ракеты "Атлас". "Энергомаш" уверенно выиграл тендер.

В отличие от предшественника, у нового двигателя было не четыре камеры сгорания, а две. Поэтому и потреблял он не 2,5 тонны топлива в секунду, а меньше, чем полторы. РД-180 получился более экономичным и при этом достаточно мощным. Неслучайно американцы выбрали его для своих самых дальних полетов - к Плутону ("Новые Горизонты"), к Юпитеру ("Юнона"), Марсу ("Mars Reconnaisance Orbiter).

Фото: Wikipedia

РД-180 до сих пор производят на "Энергомаше", специально для ракет "Атлас". Кстати, камера сгорания на этом двигателе такая же, как на РД-170. И чтобы ее сделать, советским инженерам понадобились десятилетия. По словам академика РАН Бориса Каторгина, работавшего над двигателем, конструкция уникальная. При диаметре всего 38 сантиметров в камере сгорает 0,6 тонн топлива в секунду(!). Плюс на камере установлена защита от мощных тепловых потоков. А также тщательно продуман механизм охлаждения. В Be-4 это проблема пока не решена. Иначе не сгорело бы тестовое оборудование.

Голубой огонек

И это при том, что на испытательные стенды американцам приходится тратить миллионы долларов. Это на "Энергомаше" они стоят давно. Причем в барокамере можно испытывать двигатель в два раза мощнее - тот же РД-170.
Осложняет задачу Blue Origin и новый принцип работы двигателя. BЕ-4 будет работать не на керосине, как РД-180, а на сжиженном природном газе. Как утверждает разработчик, из-за использования газообразного топлива не будут нужны дорогостоящие и сложные системы герметизации. К тому же, при сгорании газа не остается сажа.

И все равно, учитывая все ноу-хау, ВЕ-4 получится примерно в два раза менее мощный, чем РД-180. Так, на ракету New Glenn планируется поставить целых семь двигателей. Но когда? На данный момент тестируются турбонасосы и главные клапаны ВЕ-4. Два года назад на испытаниях произошел взрыв, когда двигатель попытались вывести на полную мощность, и это серьезно сдвинуло планы введения его в эксплуатацию. В компании заявили, что продолжат тесты в течение всего 2017 года. До первого полета всего два года, но в Blue Origin пока даже не сообщают, где будет производиться ВЕ-4. Зато в пресс-релизе говорится, что он будет самым дешевым из всех имеющихся вариантов.

Blue Origin провела первые огневые испытания двигателя BE-4. Американская компания ULA планирует ставить его на свои новые ракеты Vulcan, которыми США заменят ракеты Atlas V, оснащенные российскими РД-180

Компания основателя Amazon Джеффа Безоса Blue Origin провела первые огневые испытания ракетного двигателя BE-4, который работает на жидком кислороде и жидком метане в качестве окислителя и топлива. Об этом сообщает Popular Mechanics . Журнал отмечает, что ВЕ-4 может стать самым мощным американским ракетным двигателем на ближайшие десятилетия.

Blue Origin планирует использовать силовую установку на своей новой тяжелой ракете New Glenn. Но двигатель может также использоваться совместным предприятием Boeing и Lockheed Martin United Launch Alliance, которое производит ракеты Altlas V и планирует производить Vulcan.

Во время огневых испытаний двигатель BE-4 набрал 50% своей мощности за три секунды. Blue Origin начала его разработку еще в 2011 году, но публично объявила об этом только в 2014-м.

Как отмечает PM, BE-4 — первый крупный ракетный двигатель, разрабатываемый с нуля частной компанией. Его тяга при работе на уровне моря должна достигать 2400 кН: BE-4 слабее главного двигателя Space Shuttle и разрабатываемого SpaceX двигателя Rаptor, который компания Илона Маска будет ставить на тяжелые ракеты Big Falcon. BE-4 предполагает многоразовое использование.

Blue Origin ранее фокусировалась на разработке небольших суборбитальных ракет многоразового использования New Shepard, способных на несколько минут доставить туристов на высоту орбиты. С двигателем BE-4 двух- и трехступенчатые ракеты New Glen будут способны как минимум доставлять грузы и экипажи на низкую околоземную орбиту. BE-4 будет использоваться для разгона как первой, так и второй ступени. Blue Origin планирует впервые запустить новую ракету в 2020 году.

СП United Launch Alliance заявило о планах ставить BE-4 на свои новые ракеты Vulcan еще в апреле 2015 года. Пока что в распоряжении ULA две ракеты-носителя: Atlas V (с российским двигателем РД-180) и Delta IV (с двигателем RS-68 американской Rocketdyne). Минобороны США проводит почти все свои пуски на ракетах ULA. Как отмечает PM, Vulcan с двигателем BE-4 — «возможность для ULA построить РН, которая будет дешевле не только дорогостоящей Delta IV, но и Atlas V».

Российский ракетный двигатель РД-180 (Фото: Алексей Филиппов / ТАСС)

Впрочем, в мае 2017 года BE-4 потерпел неудачу: при испытаниях взорвался силовой блок двигателя. А Rocketdyne пытается через конгресс вынудить ULA устанавливать на свои ракеты новые двигатели Rocketdyne AR1, но пока что та сохраняет приверженность разработке компании Безоса.

Двигатель BE-4 тоже должен еще пройти летные испытания в составе ракеты, чтобы подтвердить свои параметры, заявил РБК генеральный директор АО «НПО Энергомаш» Игорь Арбузов. «Поэтому впереди у наших коллег еще много работы до того момента, как двигатель можно будет эксплуатировать», — считает он. «Мы с большим уважением относимся к тому, что делает компания Blue Origin. Это подстегивает нас развиваться и совершенствовать свою продукцию», — добавил Арбузов.

Соглашение о поставках РД-180 Москва и Вашингтон заключили в 1990-х годах. С тех пор двигатели используются на ракетах Atlas III и Atlas V. В 2014-м РД-180 попали под санкции США, но спустя несколько дней запрет на поставку сняли, так как в Вашингтоне , что закупка двигателей у «Энергомаша» не противоречит антироссийским санкциям.

С тех пор регулярно появляются сообщения, что США пытаются ускорить проц​есс замены российских РД-180. Например, конгресс поручал Пентагону отказаться от пусков военных спутников на российских двигателях к 2019 году, но в военном ведомстве от такой меры посчитали больше потенциальной выгоды. Газета «Коммерсантъ» даже , что United Launch Alliance планирует купить новую партию РД-180.

РД-180 не единственный российской двигатель, поставляемый на экспорт. Еще есть РД-181, который ставят на первую ступень ракеты Antares компании Orbital Sciences Corporation.

РБК направил запрос в пресс-службу Роскосмоса по поводу американской разработки.

При участии: Любовь Алтухова

В настоящее время американские Blue Origin и Aerojet Rocketdyne создают замену российскому двигателю РД-180. Компании конкурируют между собой, каждая планирует сертифицировать свой агрегат не позднее 2019 года. Молодая Blue Origin рабочий образец BE-4 (Blue Engine-4) в марте, однако стендовые испытания, проведенные в мае, неудачей. Создавшая двигатели для американской лунной ракеты и проверенная временем Aerojet Rocketdyne, казалось бы, отстает: лишь в мае она первые огневые испытания предкамеры агрегата AR1, рабочего образца которого до сих пор нет. Стоит ли ожидать скорого отказа США от РД-180 - выясняла .

Сегодня один двухкамерный жидкостный ракетный двигатель РД-180 устанавливается на первую ступень американской тяжелой ракеты Atlas V. Горючее - керосин, окислитель - кислород. Двигатель разрабатывался в 1994-1999 годах на основе четырехкамерных РД-170, устанавливаемых на боковые ускорители советской сверхтяжелой ракеты «Энергия» (по сути они представляют собой первые ступени российско-украинского носителя ). Контракт на создание двигателя для США между (сегодня ее подразделение Rocketdyne входит в состав Aerojet Rocketdyne) и был заключен в июне 1996 года. Между заключением соглашения и запуском первой ракеты прошло четыре года.

Огневые испытания РД-180 начались в «Энергомаше» в ноябре 1996 года. В США первый серийный двигатель был отправлен в январе 1999 года, где через три месяца был сертифицирован для средней ракеты Atlas III. Первый раз американский носитель с российским двигателем полетел в мае 2001 года, всего было совершено шесть пусков Atlas III, и все они были успешными. Для Atlas V агрегат РД-180 сертифицирован в августе 2001 года, первый пуск нового носителя произошел через год. По состоянию на 18 апреля 2017 года ракета Atlas V была запущена 71 раз, из которых один раз - частично удачно (российский двигатель тут ни при чем: произошла утечка жидкого водорода из бака разгонного блока Centaur, в результате чего полезная нагрузка была выведена на нерасчетную орбиту).

Сегодня Atlas V фактически является основной американской тяжелой ракетой. Пуски другого тяжелого американского носителя - Delta IV (на нем нет российских двигателей) - слишком дороги, так что , из-за конкуренции со среднетяжелой ракетой Falcon 9 , решил свести их к минимуму. С 2007 года Boeing и Lockheed Martin, производитель Atlas V, управляют пусками своих носителей через совместное предприятие ULA (United Launch Alliance). В США у этой компании большие проблемы. Во-первых, даже более дешевая по сравнению с Delta IV ракета Atlas V сегодня не выдерживает конкуренции с Falcon 9 в коммерческих, государственных и военных пусках; во-вторых, в связи с ухудшением российско-американских отношений в 2014 году ULA должна к 2019 году отказаться от покупки РД-180.

У компании есть несколько способов сохранить бизнес. Первый - отказаться от ракеты и построить новую, уже без российских двигателей. Второй - попробовать установить в Atlas V новый двигатель вместо РД-180. Blue Origin реализует первый подход, Aerojet Rocketdyne - второй. Вариант, согласно которому на территории США можно было бы развернуть производство РД-180, не выдерживает никакой критики: это настолько дорого и долго, что проще создать новый агрегат. К тому же лицензионное соглашение на передачу в США технологии производства российских двигателей РД-180 заканчивается в 2030 году - не имеет смысла разворачивать дорогостоящее производство всего на десять лет.

«Американцы думали, что они начнут с нами работать, а года через четыре возьмут наши технологии и будут сами их воспроизводить. Я им сразу сказал: вы затратите больше миллиарда долларов и десять лет. Четыре года прошло, и они говорят: да, надо лет шесть. Прошли еще годы, они говорят: надо еще восемь лет. Прошло уже семнадцать лет, и они ни один двигатель не воспроизвели. Им сейчас только на стендовое оборудование для этого нужны миллиарды долларов», - говорил еще в 2012 году по этому поводу создатель двигателя РД-180 академик Борис Каторгин.

Компании Blue Origin и Aerojet Rocketdyne слишком разные, что не может не отражаться в подходах к ракетному двигателестроению. За плечами Aerojet Rocketdyne, претерпевшей множество реорганизаций, создание в 1950-х и 1960-х агрегатов F-1, устанавливаемых на первую ступень сверхтяжелой ракеты ракеты Saturn V лунной миссии Apollo. Ее AR1, как и РД-180, является жидкостным ракетным двигателем закрытого цикла, в качестве топлива используется керосин, окислитель -
кислород. Это позволяет заменить российский агрегат на американский без принципиальной доработки носителя Atlas V.

В мае 2017 года Aerojet Rocketdyne провела первые огневые испытания предкамеры (в ней топливо частично сгорает и затем поступает в камеру сгорания) двигателя AR1. «Прохождение этого важного этапа позволяет заключить, что AR1 будет готов к полету в 2019 году, - сказала генеральный директор и президент Aerojet Rocketdyne Эйлин Дрейк. - В деле замены двигателей российского производства на текущих ракетах-носителях успех миссии должен быть национальным приоритетом номер один».

Дрейк отметила конкурентные особенности AR1. Во-первых, при создании отдельных элементов американского двигателя используется трехмерная печать. Во-вторых, применяется специальный сплав на основе никеля, позволяющий отказаться «от экзотических металлических покрытий, в настоящее время используемых в производстве РД-180». Для разработки AR1 компания использует методологию, ранее применявшуюся при создании других своих агрегатов (RS-68, J-2X, RL10 и RS-25). В компании планируют создать рабочий прототип (и почти сразу же сертифицировать) AR1 уже в 2019 году.

Blue Origin в создании замены РД-180, по оценкам ULA, опережает Aerojet Rocketdyne на два года. Работу над BE-4 компания начала еще в 2011 году в рамках работы над собственной тяжелой ракетой New Glenn; первый рабочий образец двигателя представлен в марте 2017 года. В Blue Origin признают, что РД-180 «работает на максимуме производительности», тем не менее два однокамерных BE-4, устанавливаемых на первую ступень носителя Vulcan (фактически Atlas VI), в совокупности позволят развить большую тягу, чем два AR1 и один РД-180 на первой ступени Atlas V. В отличие от AR1 и РД-180, в качестве горючего в BE-4 используется метан. В Blue Origin называют BE-4 самым мощным двигателем в мире, работающем на метане.

Первые стендовые испытания BE-4 прошли неудачно. «Вчера мы потеряли набор тестового оборудования для топливной системы на одном из наших испытательных стендов BE-4», - сообщает Blue Origin, уточняя, что на процесс разработки двигателя инцидент не повлияет. Топливная система включает множество турбонасосов и клапанов, которые обеспечивают подачу топливо-окислительной смеси к инжекторам и камерам сгорания жидкостного ракетного двигателя.

В компании пообещали, что скоро вернутся к тестированию. Из сообщения, опубликованного Blue Origin, как отмечает Ars Technica, неясен масштаб аварии, однако «тот факт, что Blue Origin, относительно скрытная компания (по сравнению с той же SpaceX - прим. «Ленты.ру» ) вообще поделилась этой информацией, показателен». Скорее всего, на самом деле ничего страшного не произошло: в распоряжении Blue Origin имеются как минимум два испытательных стенда, а ранее компания заявляла, что планирует создать сразу три рабочих образца ВЕ-4.

Стоимость двигателя ВЕ-4 неизвестна. В Blue Origin ничего не говорят об этом, однако нельзя не отметить, что компания принадлежит американскому миллиардеру , владелец который считается пятым богатейшим человеком в мире (помимо членов королевских семей и глав отдельных государств): его состояние оценивается в 71,8 миллиарда долларов. Главный актив выпускника

У Blue Origin и ULA особые отношения. В 2015 году Aerojet Rocketdyne хотела купить ULA за два миллиарда долларов, в этом случае РД-180, скорее всего, заменяли бы на AR1. Ситуацию изменила Blue Origin, подписавшая соглашение с ULA о сотрудничестве по производству BE-4 и фактически перехватившая инициативу у проверенной временем Aerojet Rocketdyne. Сегодня BE-4 является наиболее вероятным кандидатом для установки на ракету Vulcan, а AR1 рассматривается в качестве запасного варианта. В любом случае, AR1 найдут применение, его можно установить, например, на первую ступень тяжелой ракеты, разрабатываемой компанией Orbital ATK.

Ожидается, что в 2020-х годах Vulcan сможет осуществлять до десяти пусков в год. Носитель должен собираться по модульному принципу и будет включать 12 ракет среднего и тяжелого классов с различными возможностями по выводу полезной нагрузки на орбиту. Двигатели первой ступени (BE-4 или AR1) могут быть повторно использованы после их приземления при помощи защитных щитов (для предотвращения перегрева от трения при падении в атмосфере) и парашютов. В качестве космодромов для Vulcan компания ULA собирается использовать площадки на мысе Канаверал во Флориде или базу ВВС США Ванденберг в Калифорнии. Первый пуск ракеты Vulcan, которая придет на смену Atlas V с российским РД-180, запланирован на конец 2019 года.