США несерьезно подошли к созданию альтернативы российскому ракетному двигателю
«Это не только самый хороший, но и самый дорогой в мире двигатель. Теоретически превзойти его можно, но практически, мне кажется, невозможно», – заявил газете ВЗГЛЯД специалист по аэрогазодинамике Павел Булат. Так он прокомментировал намерение Соединенных Штатов создать альтернативу российскому ракетному двигателю РД-180.
Комитет по делам вооруженных сил сената США одобрил план создания ракетного двигателя, который должен заменить российский РД-180 на американских ракетах-носителях. «Мы выделяем в рамках оборонного бюджета 100 млн долларов на создание современного ракетного двигателя», – заявил инициатор данной поправки демократ Билл Нельсон. По его словам, «это даст гарантию, что США смогут направлять в космос своих астронавтов, а также военно-космическую технику», – передает ИТАР-ТАСС.
Американские разработчики рассчитывают создать замену российскому двигателю за пять лет. О том, насколько это реально и что за этот срок смогут разработать их российские коллеги, газете ВЗГЛЯД рассказал кандидат физико-математических наук, специалист по аэрогазодинамике и ударным волнам Павел Булат.
ВЗГЛЯД: Павел Викторович, сколько, по вашим оценкам, понадобится времени, чтобы создать аналогичный РД-180 двигатель?
Павел Булат: До позапрошлого года производство РД-180 было убыточным. Это не только самый хороший, но и самый дорогой в мире двигатель. Теоретически превзойти его можно, но практически, мне кажется, невозможно. 100 млн долларов на разработку такого двигателя недостаточно. Но что-то им делать придется, потому что, скорее всего, у нас будут возражения относительно поставки этих двигателей для запусков в военных целях.
Чтобы сделать двигатель, которым можно заменить РД-180, понадобится лет семь. У них нет никаких разработок аналогичных размеров. И жидкостные ракетные двигатели они вообще не разрабатывали уже лет 20. Если вспомнить историю шаттлов, то неслучайно ускорители там были сделаны не на жидком, а на твердом топливе.
Реальной альтернативы этому двигателю нет, так же как нет альтернативы «Союзу» в части доставки космонавтов на МКС.
ВЗГЛЯД: Почему сложилась такая ситуация?
П. Б.: РД-180 развивался по проекту универсальной ракеты «Зенит». А «Зенит» – это боковые ускорители «Бурана». Когда создавался «Буран», были созданы многоразовые высокоэффективные двигатели. А у американцев на самой ранней стадии проработки ускорители были сделаны твердотопливные. Именно в строительстве двигателей для ракет таких размеров опыта у США нет, потому что последней большой ракетой была Saturn-5 по лунной программе, больше они больших ракет не делали. Так и получилось, что мы в рамках проекта «Энергия – Буран» разработали эти двигатели, а американцы в рамках программы шаттлов – нет.
ВЗГЛЯД: Вы упомянули, что для разработки такого двигателя понадобится семь лет. Что за этот срок могут нового создать российские конструкторы?
П. Б.: Перспектива пока не сформирована, потому что в Объединенную ракетно-космическую корпорацию пока понабрали, откровенно скажем, случайных людей, но думаю, что глава РКК Игорь Комаров как-то это отрегулирует.
Наиболее перспективные направления – дешевые ракеты-носители на сжиженном газе и развитие работ по жидкостным ракетным двигателям с детонационным горением, прежде всего в приложении к газовым двигателям. Такие предложения позволяют сделать дешевую ракету с вытеснительной подачей топлива, то есть без дорогостоящих турбонасосных агрегатов. Это позволит вдвое снизить стоимость вывода полезной нагрузки. Турбонасосный агрегат является самой дорогой частью жидкостного двигателя.
ВЗГЛЯД: В чем преимущество технологии детонационного горения?
П. Б.: В обычном двигателе топливная смесь поджигается, например, искрой или плазмой. Возбуждение близлежащих слоев топливно-воздушной смеси происходит за счет теплопроводности и перемешивания. В детонационном двигателе горение происходит от ударной волны. Волна падает на смесь, за счет подъема давления и температуры происходит воспламенение. И горит эта смесь в очень узком фронте – этот слой настолько маленький, что в расчетах его считают бесконечно тонким. За счет этого скорость детонационного горения превосходит скорость медленного горения примерно в 100 раз. И, поскольку протяженность зоны горения очень маленькая, получается высокая объемная мощность, то есть мощность на единицу объема в 50–100 раз больше.
Кратко говоря, это вдвое, а для жидкостных двигателей – в 4–5 раз более дешевый двигатель на единицу тяги. Объем камеры сгорания у него примерно в 100 раз меньше, и при этом КПД выше примерно на 15–25%.
ВЗГЛЯД: Могут ли двигатели такой конструкции использоваться для освоения дальнего космоса?
П. Б.: Да, эта технология наиболее перспективна для применения в межпланетных полетах, потому что там масса играет ключевую роль: чем меньше двигатель, тем лучше.
ВЗГЛЯД: Когда примерно может быть создан такой двигатель?
П. Б.: Опытные образцы уже создаются. Но проблема в том, что над этими двигателями до сих пор работали только академические институты и не работали конструктора. В случае успеха, думаю, отработка до опытного образца может занять около трех лет.
Роман Крецул