Пуск стал символом нового этапа в сотрудничестве двух стран. Об истории создания двигателя, его применении и перспективах рассказывают специалисты НПО «Энергомаш».

В начале 2020 года аналитики американского конгресса провели исследование и пришли к выводу, что США не удастся найти альтернативу российскому ракетному двигателю РД-180 как минимум до 2030 года, хотя контракт на поставку заканчивается в 2022 году.

Производство похожего американского двигателя предполагает технические и плановые риски, множество исследований и испытаний, что не представляется возможным в заданные сроки.

В США несколько лет ведутся соответствующие разработки, однако на данный момент достичь показателей эффективности и надёжности российского аппарата не удалось.

Как создавали двигатель

Феликс Челькис, ведущий специалист в области разработки жидкостных ракетных двигателей, начальник отдела, заместитель главного конструктора НПО «Энергомаш» (1962–2012 гг.):

– В 1976 году начались проектные работы по самому мощному в мире двигателю РД-170. Его разрабатывали для ракеты-носителя «Энергия», и опыт его создания оказал огромное влияние на разработку РД-180.

В те годы перед НПО «Энергомаш» стояли фундаментальные вопросы: как должен выглядеть двигатель, сколько камер необходимо использовать. Валентин Петрович Глушко поставил их перед коллективом: «Давайте рассмотрим все варианты, взвесим все за и против и выберем вместе».

В итоге сошлись на том, что двигатель для РД-170 будет четырёхкамерный.    

Этот выбор имел большое значение: в последующие годы удалось простым делением создать двигатель РД-180, взяв две камеры и один газогенератор из тех двух, что были на РД-170. А несколько позже – создать двигатель РД-191, который имеет одну камеру. И это семейство, по сути, является основой для всех новых средств выведения, на которых базируется космическая политика России.

Очень важно подчеркнуть следующий момент. В течение этих 20 лет ракета «Атлас» – это «Атлас-3» и «Атлас-5», – для которой был сделан двигатель, совершила 90 полётов со стопроцентной надёжностью.

Эти 90 полётов превзошли число полётов на двигателях-прародителях – РД-170, РД-171. Но результаты, которые показали эти двигатели и РД-191, свидетельствуют, что система производства, система контроля качества, все конструкторские решения оказались наилучшими. Такого успеха с точки зрения надёжности мы давно не видели, это следствие очень интенсивной работы.

Сегодня уже каждый полёт поддерживается нашими специалистами: есть отдел контрольных испытаний, который сопровождает все этапы подготовки двигателя к полёту. Там довольно комфортная обстановка. Сам мыс Канаверал – знаменитое место, с его стартов летали многие носители.

О нашем РД-180 будет ещё много поводов поговорить. Например, когда состоится первый пилотируемый полёт с РД-180 – по планам готовность фирмы «Боинг» ожидается в этом году.

Николай Ушков, заместитель начальника по инфраструктуре и подготовке испытаний АО «НПО Энергомаш»:

– Перед тем как приступить к испытаниям РД-180, была проведена огромная работа по модернизации не только огневых, но и автономных стендов.

Эти работы проводились с середины 1995-го по 1996 год.

В 1996 году состоялось четыре испытания с увеличением продолжительности времени. С ноября по апрель 1997 года было проведено 12 испытаний, сделана наработка 1700 секунд, и два испытания по 200 секунд – и мы вышли на номинальный режим испытаний.

Проблемы, конечно, были. С машиной 3-А (испытательный двигатель, находящийся в разработке. – Прим. ред.) на третьем испытании произошла авария, и случилось повреждение стенда. Но у нас отработаны все системы, которые позволяют восстанавливать стенды. В течение двух месяцев ремонт был окончен и испытания продолжены.

При проведении каждого из них присутствовали наши американские коллеги, им докладывали все цифры. И уже тогда было ясно, что с двигателем РД-180 проблем не будет.

Создание двигателя – это технический процесс повышенной опасности. Когда на стенде 200 тонн кислорода и керосина, а в камере 3700 градусов, приходится быть максимально осторожным.

Действуя с большой машиной, мы смогли отработать систему предупреждения. В нашем распоряжении есть устройство пожаротушения, которое подаёт пять тонн воды в секунду.

Благодаря этому самое длительное время восстановления стенда – полтора-два месяца.

Ни одного замечания по вопросам экологии при этом не было.

К новым испытаниям всё готово, планируются и работы по модернизации, обновляются все системы. Как раз сейчас идёт отработка РД-180, РД-191. Стенд работает идеально: я сам удивляюсь, что 40 лет прошло.

«90 полётов ракет-носителей "Атлас" превзошли число полётов на двигателях-прародителях – РД-170, РД-171. Но результаты, которые показали эти двигатели и РД-191, свидетельствуют о том, что система производства, система контроля качества, все конструкторские решения оказались наилучшими».

Феликс Челькис, ведущий специалист в области разработки жидкостных ракетных двигателей, начальник отдела, заместитель главного конструктора НПО «Энергомаш» (1962–2012 гг.)

История сотрудничества

Феликс Челькис:

– Полёт откладывали несколько раз: то рыбаки приплывут в ту локацию, где должна упасть ступень, то погода не позволяет.

Я и сейчас помню ту радость, которую мы испытали. Мы понимали, что впереди ещё долгий путь, и нам на каждом полёте предстоит доказывать, что наш двигатель – лучший в мире. Но сегодня мы можем об этом говорить совершенно спокойно.

Началось всё в 1990 году, когда специалисты НПО «Энергомаш» на выставке в Бостоне «СССР – космос» установили первые контакты с американскими ракетчиками, а уже в 1996 году выиграли конкурс на поставку двигателей.

В течение 10 лет, начиная от первой поездки в США до пуска, складывались продуктивные взаимоотношения между правительственными органами, техническими специалистами фирм и производств. В процессе этих взаимоотношений завязались личные контакты между техническими специалистами. В итоге мы пришли к пониманию того, что нормы, по которым делается двигатель, вполне подходят для стандартов обеих стран.

РД-180 – двухкамерный, двухкомпонентный жидкостной ракетный двигатель массой в 5,4 тонны, тягой в 400 тонн и удельным импульсом тяги почти 350 секунд.

«Российский двигатель РД-180 – настоящее технологическое чудо. Столько лет проходят пуски, и без единого замечания! Эти двигатели идеально подходят для полётов ракеты-носителя Atlas».

Тони Бруно, президент компании United Launch Alliance

Игорь Арбузов – генеральный директор АО «НПО Энергомаш»:

– Это уникальный формат сотрудничества в создании ракет-носителей и важнейший опыт для России. Важно ещё отметить, что сам двигатель исключителен по своим техническим характеристикам, по тем возможностям, которые он предоставлял нашим американским партнёрам. Поэтому РД-180 и выиграл конкурс. И наши партнёры обеспечили необходимые технические параметры своей ракете за счёт его использования на первой ступени.

Но справедливости ради надо отметить, что история РД-180 началась ещё раньше, с создания двигателя РД-170 – самого мощного в мире советского жидкостного двигателя для ракеты-носителя «Энергия». Благодаря упорству, настойчивости и гению Валентина Петровича Глушко в 1970-е годы был создан аппарат, который дал возможность работать создателям двигателей в будущем.

«История РД-180 началась с создания двигателя РД-170 – самого мощного в мире советского жидкостного двигателя для ракеты-носителя "Энергия". Благодаря упорству, настойчивости и гению Валентина Петровича Глушко в 1970-е годы был создан аппарат, который дал возможность работать создателям двигателей в будущем».

Игорь Арбузов, генеральный директор АО «НПО Энергомаш»

Николай Ушков:

– Лучший контроль качества двигателя – это стенды: на них проверяют, насколько двигатель соответствует предъявляемым к нему требованиям. Автоматика стендов – это более 250 агрегатов, которыми надо управлять, одновременно управляя двигателем.

В 1996 году был подписан контракт, а в 2000-м уже старт – небывалый случай, чтобы за такое короткое время была проведена доработка и испытание двигателя.

Аналогов российскому двигателю по критерию «цена – качество» до сих пор в мире нет. 20 лет без единого замечания, 90 запусков – стопроцентная успешность.

«К новым испытаниям всё готово, планируются также работы по модернизации, обновляются все системы. Как раз сейчас идёт отработка РД-180, РД-191. Стенд работает идеально: я сам удивляюсь, что 40 лет прошло».

Николай Ушков, заместитель начальника по инфраструктуре и подготовке испытаний АО «НПО Энергомаш»

Новые перспективы

Феликс Челькис:

– Более значимую роль играет не количество полётов, а тот промежуток времени в 20 лет, за которые не было ни одного отказа. Это говорит о том, что система, которая создана в НПО «Энергомаш», не подвержена влиянию конкретных персоналий, участвовавших в создании двигателя. Люди менялись, а система качества оставалась. Это очень важный момент, который позволяет нам смотреть в будущее с оптимизмом.

«Двигатель РД-180, который применяется на ракете-носителе Atlas V, отличается великолепным конструктивным решением. Меня смущает, что Boeing/Lockheed до сих пор приходится использовать российский двигатель, но нельзя не признать: у него блестящая конструкция».

Илон Маск, генеральный директор и главный инженер компании SpaceX

Игорь Арбузов:

– Руководством госкорпорации «Роскосмос» приняты основные концептуальные решения по созданию перспективных средств выведения. Предполагается создание ракеты-носителя «Союз-6» с использованием двигателя РД-180 на первой ступени, который должен прийти на смену долго работающему ракетному комплексу «Союз». Кроме того, с учётом создания перспективной ракеты сверхтяжёлого класса, в нём закладывается концепция использования разных модулей летающих конструкций.

Моё непосредственное участие в этой программе началось с того, что я был назначен генеральным директором НПО «Энергомаш» в 2015 году. Прежде всего, для меня это был масштабный опыт сотрудничества с Соединёнными Штатами Америки.

Хочу отметить высокий профессионализм тех сотрудников, которые принимали участие в этой программе как со стороны американских партнёров, так и со стороны НПО «Энергомаш».

Все современные российские двигатели по-своему уникальны и соответствуют требованиям, предъявляемым нашими заказчиками. Они выполняют задачи, которые определены средствами выведения.

С учётом тех наработок, которые были использованы при работе с двигателем, сегодня мы можем улучшить его конструкцию, применить новые материалы, новые технологические решения и предоставить нашим российским партнёрам двигатель с более совершенной технологической конструкцией, с новыми возможностями.

© Бурцева Н. Л., 2020

История статьи:

Поступила в редакцию: 29.04.2020

Принята к публикации: 31.05.2020

Модератор: Гесс Л. А.

Конфликт интересов: отсутствует

Для цитирования: Бурцева Н. Л. 20 лет первого пуска ракеты-носителя «Атлас» с РД-180 // Воздушно-космическая сфера. 2020. № 2. С. 96–101.

Скачать статью в формате PDF >>