Энергохлам

Россия тратит миллиарды на ракетные двигатели. Они устарели и никому не нужны

Предприятия космической отрасли России уже в 2020 году ощутят негативные последствия, вызванные отказом США от покупки двигателей РД-180 и РД-181, говорится в пояснительной записке к годовому отчету за 2017 год НПО "Энергомаш". Почему известные на весь мир ракетные двигатели сегодня оказались невостребованными не только за рубежом, но и в России, разбиралась "Лента.ру".

Если долго прыгать на батуте

Формально отказ США от покупки РД-180 и РД-181 объясняется требованиями американского законодательства. В пояснительной записке отмечается, что 12 декабря 2017 года Конгресс Соединенных Штатов принял закон о полномочиях в сфере национальной обороны на 2018 финансовый год, вносящий важные изменения в порядок государственных закупок Минобороны страны. "В 1603 разделе рассматриваемого закона отдельно указано, что к странам, подпадающим под рассматриваемый запрет, относится и Россия. Ограничения не будут применяться к запускам, осуществляемым до 31 декабря 2022 года. Однако с учетом сроков производства ракет-носителей российские предприятия начнут испытывать негативные последствия уже в 2020 году", — отмечается в записке.

В "Роскосмосе" о возможности отказа США от покупки российских ракетных двигателей и грядущих последствиях рассуждают давно, особенно активно — после событий 2014 года на Украине. При этом одни официальные лица напрямую заявляли об острой зависимости "Энергомаша" от американских партнеров, тогда как другие всячески игнорировали данный факт.

"Сегодня зарубежные контракты обеспечивают более половины выручки, остальное — госзаказ. Основная часть выручки формируется из поставок ракетных двигателей в США — РД-180 для United Launch Alliance и РД-181 для Orbital ATK", — сказал в январе 2018 года гендиректор "Энергомаша" Игорь Арбузов.

Ракетные двигатели РД-180.
Источник: Алексей Филиппов / ТАСС

Естественно, что с незавидными перспективами российской космической отрасли знакомы и США. "Российские официальные лица продолжают бить в барабан", говоря о запусках США ракетных двигателей РД-180 для Atlas 5 и о том, что российские "Союзы" остаются единственным средством достижения МКС, писал в SpaceNews через неделю после заявлений Арбузова американский журналист Мэтью Боднер, однако "совсем не развита общественная дискуссия о том, что означал бы конец такому положению вещей для российской космической отрасли".

В своей публикации журналист отмечал, что в 2014 году НАСА и "Роскосмосу" удалось сохранить деловые отношения, несмотря на заявления российских политиков, в частности предложение США использовать для полетов на орбиту батут, сделанное Дмитрием Рогозиным, занимавшим в то время должность вице-премьера правительства России.

На заметку Боднера незамедлительно отреагировал Рогозин, назвав публикацию хамской. "Никогда наша ракетно-космическая отрасль не зависела от американцев. Было как раз прямо наоборот", — заверил Рогозин. Тогда же чиновник, сославшись на коммерческую тайну, отказался называть суммы, которые "Энергомаш" получает от США за продажу ракетных двигателей.

Выручка и затраты

Реальную степень "независимости" российской ракетно-космической отрасли от американцев раскрывает та же пояснительная записка к годовому отчету "Энергомаша". В 2018 году предприятие, говорится в документе, планирует поставить заказчикам силовые агрегаты трех типов — 11 двигателей РД-180, два РД-191 и шесть двигателей РД-181. То есть из 19 ракетных двигателей 17 предназначены для США и только 2 — для России. Неудивительно, что в документе "Энергомаш" называет себя "экспортером высокотехнологичной и наукоемкой продукции со значительной частью выручки, номинированной в долларах США, и основной частью затрат, номинированных в рублях".

Поставляемые "Энергомашем" в США двигатели РД-180 в настоящее время используются в ракетах Atlas V, а РД-181 — в Antares. Действующие соглашения предусматривают поставки до конца 2019 года. Договор от 1997 года предусматривал поставку 101 двигателя РД-180 на общую сумму около 1 миллиарда долларов. В 2016 году США заказали у НПО еще 18 двигателей РД-180. Стоимость опциона на поставку 60 двигателей РД-181, заключенного в 2014 году, не превышает 1 миллиард долларов.

Несложно оценить, что один РД-180 обходится американской стороне минимум в 10 миллионов долларов, тогда как один РД-181 стоит не менее 15 миллионов долларов. Также очевидно, что поставляемые по договору 2016 года РД-180 уже не могут быть дешевле РД-181 хотя бы потому, что первый силовой агрегат сложнее и в два раза мощнее второго.

Упущенное время

США начали покупать у России РД-180 по двум основным причинам. Во-первых, американцев привлекли характеристики и цена российского двигателя. Во-вторых, таким образом западные партнеры избежали продажи за бесценок советских ракетных технологий в Китай. Если бы США не согласились покупать РД-180 у РФ двадцать лет назад, не стоит сомневаться, что сегодня аналогичные силовые агрегаты были бы у КНР. Ситуация с продажей советских технологий пилотируемой космонавтики наглядно это демонстрирует.

Однако сегодня ситуация принципиально отличается от той, что была 20 лет назад. Еще в январе 2018 года Арбузов признал, что хотя Китай "создает двигатель, близкий по своим характеристикам к российскому РД-180", "Энергомаш" допускает сотрудничество с Поднебесной "в области научно-исследовательских работ, обмена специалистами, консультаций в решении возникающих проблем". Если Россия и продаст Китаю свои ракетные технологии, то наверняка условия сделки не будут столь выгодными, как в случае с США.

Отказ США от РД-180 и РД-181 можно объяснить несколькими причинами. Во-первых, отпадает острая потребность в ракете Atlas 5, которую сегодня с успехом заменяют дешевые Falcon 9 и Falcon Heavy. Последний носитель, между прочим, недавно получил сертификацию Пентагона на запуск космических аппаратов сразу на все нужные военным опорные орбиты. Во-вторых, в 2020 году должна полететь ракета Vulcan, создаваемая на замену Atlas 5. Тогда же должен стартовать носитель New Glenn компании Blue Origin. В-третьих, и, пожалуй, это самое важное, разрабатываемые американские тяжелые ракеты получат новые двигатели на топливной паре метан-кислород. Сегодня силовые агрегаты, использующие керосин, уходят на второй план, а их созданием если кто и занимается, то небольшие аэрокосмические стартапы, работающие над собственными легкими носителями.

Проект тяжелой ракеты New Glenn.
Источник: NASASpaceFlight.com

Возникает естественный вопрос: куда уходили сотни миллионов долларов, которые Россия получала от США за ракетные двигатели? В настоящее время видно, что эти денежные средства направлялись явно не на создание перспективных ракетных силовых агрегатов. Все 20 последних лет подмосковный "Энергомаш" занимался исключительно упрощением и доработкой РД-170, оставшегося от советской сверхтяжелой ракеты "Энергия". При этом внутри России потребность в продукции "Энергомаша" незначительна: РД-171 устанавливался на украинскую ракету "Зенит-2", а РД-191 — на российскую "Ангару".

От керосина к метану

В июне 2018-го генеральный директор "Энергомаша" Игорь Арбузов заявил, что ракетные двигатели на метане перспективнее силовых агрегатов на керосине, а США опережают Россию в создании таких установок. "Наибольшая степень готовности сегодня у американской компании Blue Origin, она ведет активные работы по созданию двигателя BE-4, который должен заменить двигатель РД-180, поставляемый нами для американской компании ULA", — сказал Арбузов.

Ракетный двигатель BE-4.
Источник: Wikipedia

Он отметил, что современному рынку требуются недорогие, а также "максимально простые и надежные решения". "В наибольшей степени этим требованиям сегодня отвечает метан, поскольку он имеет наиболее развитую сырьевую базу, а по энергетике превосходит керосин", — сказал Арбузов.

По его словам, "метан — это наиболее универсальное средство, позволяющее с использованием меньших ресурсов и вложений восстановить агрегат для повторного использования ступени", поскольку "газ практически не дает нагара, агрегаты не испытывают таких нагрузок, как при использовании других видов топлива, например смеси кислорода с керосином или кислород-водородного топлива".

Гендиректор также добавил, что "Энергомаш" совместно с ББХА (Конструкторское бюро химавтоматики) работает над двигателем на метане, который "в металле" планируется создать до 2020 года. "На сегодняшний день это в большей степени научно-технический задел, поскольку пока нет средства выведения, на который мог бы быть установлен такой двигатель. По крайней мере, в той версии федеральной космической программы, которая есть сегодня", — пояснил Арбузов.

Впоследствии слова Арбузова подтвердил главный конструктор "Энергомаша" Петр Левочкин, который заявил, что "выпущен эскизный проект, где рассмотрены все типы схем" силовых агрегатов на метане. Фактически кроме двигателей на керосине и гептиле у России ничего нет.

По словам главы научно-технического совета "Роскосмоса" Юрия Коптева, Россия единственная из космических держав не использует водород в качестве топлива в ракетных двигателях (хотя такой силовой агрегат использовался в ракете "Энергия"). Например, Atlas 5 имеет водородные двигатели RL-10A-4-2 на второй ступени, а все силовые агрегаты американской Delta 4 и вовсе работают на водороде.

Российская космическая отрасль известна множеством проектов, которые существуют исключительно на бумаге. Если "Энергомашу" не удалось создать силовой агрегат на метане, продавая американским партнерам РД-180, то крайне сомнительно, что такой двигатель появится тогда, когда сотрудничество с США свернется.

Перестарались

На самом деле ситуация с "Энергомашем" еще хуже. На предприятии, заявляя о многоразовом использования своих силовых агрегатов, всячески игнорируют фактическую невозможность создания ракеты с многоразовой ступенью на основе двигателей семейства РД-170. Причина заключается в том, что любой из производимых подмосковным предприятием агрегатов оказывается слишком мощным для того, чтобы обеспечить вертикальную посадку первой ступени, как это делает SpaceX.

При вертикальной мягкой посадке первой ступени Falcon 9 из ее девяти двигателей Merlin 1D+ работает всего один центральный силовой агрегат, притом на конечном участке траектории — на минимально допустимой мощности. Изделия "Энергомаша" просто не способны на это — любой из производимых подмосковным предприятием агрегатов, работая даже на минимальной мощности, будет удерживать ступень в воздухе до тех пор, пока не закончится топливо, после чего элемент ракеты совершит жесткую посадку. Конечно, эту проблему можно решить увеличением массы первой ступени, однако в таком случае неизбежно упадет масса выводимой полезной нагрузки.

Девять двигателей Merlin 1D+ первой ступени тяжелой ракеты Falcon 9.
Источник: SpaceX

Остается вариант спасения двигателя при помощи парашюта, однако в этом случае ступень ракеты будет совершать жесткую посадку, после которой ее повторное использование без капитального ремонта попросту невозможно.

Фактически двигатели семейства РД-170 если и допускают использование в многоразовой ракете, то лишь тогда, когда ступень такого носителя получит крылья. В этом случае мягкая посадка будет будет совершаться планированием элемента ракеты. Возможности России реализовать подобный проект сегодня вызывают большие сомнения.

Дополнительно стоит отметить, что именно из-за невозможности использования изделий "Энергомаша" в составе многоразовой ракеты компания S7 Space, которой принадлежит "Морской старт", запланировала возобновить производство ракетных двигателей НК-33 и НК-43 для создания возвращаемой ракеты "Союз-5SL".

Перспективы

Получается, что современной России не требуется большое число ракетных двигателей, а интерес США и Китая к советскому наследию стремительно угасает. Фактически выручка "Энергомаша" в результате отсутствия спроса на его продукцию упадет в разы, что не может не сказаться на ракетной отрасли.

В такой ситуации один из ведущих мировых производителей ракетных силовых агрегатов рискует превратиться в еще одно убыточное предприятие наподобие "Центра Хруничева". Рогозин в июне 2018 года заявлял, что госкорпорация рассмотрит вопрос об использовании в "Союз-5" двигателя на основе метана, однако в КБХА явно не торопятся с созданием новой силовой установки. Вместо этого "Энергомаш" сконцентрируется на выпуске РД-191 для "Ангары", а фактически — на технологиях вчерашнего дня.

Андрей Борисов