Op het hoogtepunt van de sancties tegen Rusland begrepen de Amerikanen perfect dat ze op sommige plaatsen niet zonder Russische import konden. Bijvoorbeeld zonder de RD-180-raketmotor - een kleinere kopie van de Sovjet RD-170-motor, waarop de Verenigde Staten nog steeds hun Atlas-raketten de ruimte in lanceren.
Er zijn ongeveer 40 jaar verstreken sinds de oprichting van de RD-170-raketmotor, maar er zijn geen waardige concurrenten voor gemaakt. Volgens westerse ontwerpbureaus is RD-170 het plafond van de technische vooruitgang in raketmotoren met vloeibare stuwstof, en buitenlandse journalisten noemden het "de kroon op de duizendjarige geschiedenis van raketmotoren".
Tsiolkovsky had gelijk
De grondlegger van de kosmonautiek, Konstantin Tsiolkovsky, stelde al in 1903 voor om een motor met vloeibare brandstof in raketten te gebruiken. Maar na de Eerste Wereldoorlog begon de ontwikkeling van raketbrandstoffen op basis van nitrocellulose.
Hoewel niemand dacht om motoren met vloeibare brandstof op te geven. In 1926 lanceerde de Amerikaan Robert Goddard een Nell-raket met vloeibare brandstof. In 2,5 seconden klom ze 12 meter. In 1933 creëerde Friedrich Zander in de USSR een vergelijkbare OP-2-raket met behulp van vloeibare zuurstof en benzine.
In tegenstelling tot vaste brandstof was de vloeibare motor erg grillig. Daarom zagen veel ontwerpers er geen potentieel in. Totdat Wernher von Braun, samen met Walter Thiel, in 1944 hun V-2's naar Londen stuurde. Deze raketten hadden een straalmotor met vloeibare stuwstof (LRE). Toegegeven, Brown geloofde zelf dat hij al het mogelijke uit het motorontwerp perste.
In een motor met vloeibare stuwstof wordt het mondstuk van de verbrandingskamer blootgesteld aan kolossale temperaturen. Een verdere toename van het vermogen zou eenvoudig het metaal van het mondstuk doen smelten. De mogelijkheid om het mondstuk van binnenuit te koelen was moeilijk, omdat de wanden dunner moesten worden gemaakt voor warmteafvoer. Maar als het metaal dun is, is het niet bestand tegen de druk en zal het ook instorten.
Promotie video:
De oplossing voor het probleem werd in de jaren 50 van de twintigste eeuw bijna gelijktijdig in de USSR en de VS gevonden. Het mondstuk begon te bestaan uit twee in elkaar geplaatste lichamen waartussen het koelmiddel circuleerde. Idealiter de brandstof zelf. Vloeibare zuurstof kookt immers bij een temperatuur van -183 °. In dit geval werd de binnenste dunne wand gekoeld met brandstof en door de buitenste dikke wand kon de kamer niet exploderen door druk.
In 1960, in de USSR, onder leiding van ontwerpers Sergei Korolev en Valentin Glushko, werd een intercontinentale ballistische raket R-7 gemaakt, waarop een motor werd geïnstalleerd op de componenten "vloeibare zuurstof - kerosine". Op 12 april 1961 was het deze raket die het ruimtevaartuig Vostok-1, bestuurd door kosmonaut nr. 1 Yuri Gagarin, in een baan om de aarde gooide.
Dash naar de maan
Na de eerste vlucht in de ruimte sloten de twee superkrachten zich aan bij een ander ras: de maan. Het resultaat was dat de Amerikanen als eersten de maan bereikten, maar de USSR had ook zijn eigen grondwerk. Hoewel de relevantie van een vlucht naar de maan voor Moskou is verdwenen, werd besloten om als eerste Mars of Venus onder de knie te krijgen.
Dit vereiste een zwaar interplanetair schip met een krachtige en betrouwbare motor. Begin jaren zestig lanceerde OKB-1 onder leiding van Sergei Korolev een programma om N-1-straalmotoren met vloeibare stuwstof te maken. Maar alle vier de N-1-lanceringen leden aan een fiasco en in 1974 werd het N-1-programma gesloten.
Het programma voor het creëren van het herbruikbare ruimtesysteem Energia - Buran is veelbelovender geworden. Academicus Valentin Glushko werd aangesteld als algemeen ontwerper van NPO Energia. Hij geloofde dat de Energia-draagraket (PH) het beste middel zou zijn om het Buran-ruimtevaartuig in een baan om de aarde te brengen, dat in plaats van twee boosters met vaste stuwstof, zoals eerder verondersteld, vier lanceerversnellers met RD-170-motoren zou hebben.
Het idee van de RD-170 zuurstof-kerosinemotor behoort ook toe aan Glushko, maar in 1976 begon het team van het Energomash Design Bureau onder leiding van Vitaly Radovsky het te verfijnen. Het hoogtepunt van het ontwerp was dat het gebied met de maximale temperaturen langs de as van de verbrandingskamer liep en "aan de randen" veel "kouder" was. Dit maakte het mogelijk om het vermogen te vergroten zonder het risico op vernieling van de nozzle. Maar zelfs voordat de brandstof de kamer binnenkwam, werden de zelfontbrandende componenten midden in de pijpleiding gemengd. Het mondstuk zelf is gemaakt van een unieke nikkellegering die bestand is tegen een agressief mengsel met een druk van 270-300 atmosfeer. Als resultaat werd 's werelds krachtigste motor met 20 miljoen pk gecreëerd!
De RD-170 bleek 5,5% krachtiger te zijn dan de Amerikaanse eenkamerige F-1-motor, terwijl hij bijna anderhalf keer kleiner was. Tegelijkertijd is de RD-170 zuiniger, omdat hij is gebouwd volgens het gesloten kringloopschema, terwijl de F-1 een eenvoudigere, maar minder efficiënte open kringloop implementeert. Hoewel het kenmerk "zuinig" nogal willekeurig is: in één RD-170-kamer met een diameter van slechts 380 millimeter verbrandt 600 kilogram brandstof per seconde.
Op 25 augustus 1980 vond de eerste test van de RD-171-motor (de RD-170-versie voor de Zenit-raket) plaats, daarna waren er tientallen tests tot 15 mei 1987, de eerste succesvolle lancering van het Energia-draagraket met RD-motoren. 170 in de eerste fase. En op 15 november 1988 werd de eerste en helaas ook de laatste ruimtevlucht uitgevoerd van het "Buran" -ruimtevaartuig dat door het "Energia" -lanceringsvoertuig in een baan om de aarde werd gebracht. Het was het zwanenzang van de Sovjetkosmonautiek.
Het masker had nooit van gedroomd
Het ontwerp van de RD-170, vanwege zijn kenmerken, wekte zelfs bij de Amerikanen bewondering. Ze konden het niet begrijpen: hoe is dit mogelijk ?! In de Sovjettijd was het ontwerp van de motor geclassificeerd, maar na de ineenstorting van de USSR wilden de Verenigde Staten dezelfde krachtige motor krijgen.
In de jaren negentig bevond de NPO Energomash, die de RD-170 produceerde, zich in een moeilijke economische situatie. En het Amerikaanse voorstel maakte het mogelijk om de onderneming te behouden. Maar in de VS was er een wet die de levering van geïmporteerde producten aan strategische industrieën verbood. Vervolgens zou Energomash in opdracht van het Amerikaanse bedrijf Pratt & Whitney een nieuwe motor hebben ontwikkeld - RD-180. Hoewel het in feite een RD-170 met een halve motor was - voor de Amerikanen was het vermogen van de RD-170 overdreven. De verkoop in de VS van de RD-180 vond plaats via RD-Amros (RD-AMROSS), een joint venture tussen Pratt & Whitney en NPO Energomash. Het was Amros die de patentrechten voor deze motor had. Het bleek dat de juridische ontwikkeling half Amerikaans, half Russisch is. Maar in feite is de RD-180 een erfenis van het Sovjetruimtetijdperk.
Hoewel de Amerikanen volgens de voorwaarden van het contract alle technische documentatie en het recht kregen om de motor thuis te produceren, konden de Yankees de RD-180 nooit in elkaar zetten. Het blijkt dat documentatie niet alles is. En hoewel de liberalen beweren dat de Verenigde Staten het gewoon niet nodig hebben, zeggen ze dat het goedkoper is om het in Rusland te kopen, maar dat is het niet. Als het om aardappelen of olie gaat, is het gezegde misschien waar, maar de VS zamelen liever thuis strategische apparatuur in voor ruimtevaart. Ze konden het gewoon niet.
Hoewel Elon Musk in februari 2019 zei dat de Raptor-motor, vervaardigd door zijn bedrijf SpaceX, de RD-180 overtrof in termen van druk in de verbrandingskamer, zou het naïef zijn om dit te geloven zonder herhaalde tests. Daarom heeft het Amerikaanse bedrijf United Launch Alliance (ULA) opnieuw een contract getekend met de Russische NPO Energomash voor de levering van RD-180-motoren tot 2020. En Musk heeft, hoewel hij het probeert, zijn concurrentievermogen met de Sovjetkosmonautiek 40 jaar geleden niet bewezen.
Prokhor EZHOV