«Такое делают только русские»: главный секрет ракетного двигателя РД-180

Считается, что можно скопировать и подделать все, что угодно. Мол, современные технологии позволяют создать 3D копии любой самой сложной установки. А методы ядерного магнитного резонанса позволяет определить состав любого используемого материала. Однако российский ракетный двигатель РД-180 опровергает всевластие промышленного шпионажа. Такое впечатление, что он создан высшими силами, будучи одновременно простым и уникальным. Его не смогли воссоздать американцы, несмотря на то, что имели документацию и спецификации на все детали. 

Расписались в бессилии

Четырехзвездный генерал ВВС США Уильям Шелтон, в прошлом глава космического командования и эксперт по ракетным двигателям, который знает все об американской ракетной программе, во время своего выступления на космическом симпозиуме в мае 2014 года заявил, что он предпочел бы, чтобы США разработали свой собственный эквивалент РД-190. Он отметил, что это обойдется более чем в 1 миллиард долларов и займет до восьми лет. Тем не менее, заокеанское сообщество ученых и технологов восприняло слова генерала с формальной точки зрения. Мол, не мог же Уильям Шелтон по-другому прокомментировать эту проблему. Если речь шла только о времени и деньгах, то вопрос зависимости Соединенных Штатов от российского двигателестроения закрыли бы давно. 

Кошки, мышки и старик

В Америке ходят легенды об ужасном состоянии российского ВПК. Рассказывают, что на заводе, где собирают ракетные двигатели, в штате есть кошки, которые ловят мышей. Мол, там так грязно, что в огромных количествах водятся грызуны, которые перегрызают провода. Несмотря на это, США закупает РД-180, уникальный двигатель для мощных ракет Saturn V и при этом никак не может сделать его аналог и даже просто скопировать. 

Еще западные СМИ пишут о каком-то гениальном старике, который собирает РД-180. Он ходит на работу со своим кустарным набором инструментом, с помощью которого и осуществляет сборку. Если этот «худой дед», который давно уже пенсии, умрет, то выпуск двигателя прекратится. Мол, именно поэтому, имея все документы, американцы так и не смогли наладить производство силовой установки для ракет Saturn V. 

Титановые сплавы

Впрочем, более продвинутые эксперты связывают уникальное превосходство РД-180 с русским мастерством по работе с титаном. «Они (русские) искусны в производстве титановых сплавов», — пишет «ракетный» блогер Эрик Энгхайм. Еще один инженер, работающий в России, назвал сплавы термином «unobtainium» (каламбур: to obtain — по-английски — достигать, добиваться; приставка un — отрицание; um — латинское окончание; получается нечто вроде "недостижиниум"). Русские — удивительные металлурги. Но это кустарный процесс. Они сами не могут объяснить, как у них это получается». 

Взгляд на РД-180 из Америки

В 1995 году корпорация Lockheed Martin провела открытый конкурс на двигатель первой ступени ракеты "Атлас" нового поколения. Именно тогда двигатель РД-180 выиграл по всем параметрам. Ясное дело, американцы захотели получить в свое распоряжение новые ракетные технологии и предложили совместно производить этот двигатель на территории США. 

Вскоре они стали обладателями копий документации и полного набора спецификаций РД-180. Но тут-то и начались чудеса: без ключевых узлов, собранных в России, и ряда деталей, выплавленных на наших металлургических заводах, дело не сдвигалось с мертвой точки. Не помогли заокеанским специалистам передовые технологии обратного проектирования сплавов. Другими словами, скопировать двигатель не удалось. 

«Русская метла для американской ведьмы» 

После введения санкций из-за возвращения Крыма России, Пентагон, Конгресс США и Белый дом опять озадачились проблемой РД-180. В американских газетах об этом двигателе писали, как о «русской метле для ведьмы», на что острые на язык критики программ НАСА уточняли «для американской ведьмы», поскольку силовая установка предназначалась для ракет военного назначения. 

«Отказ от РД-180 будет довольно разрушительным для американской космической программы в среднесрочной перспективе», отметил Брайан Харви, автор нескольких популярных книг о программах НАСА. Свои выводы от сделал из экспертных оценок независимых аналитиков. 

Почему так получилось

Как известно, выходная мощность первой ступени ракеты Saturn I, первый полет которой состоялся в октябре 1961 года, составила 60 гигаватт, что равно пиковому спросу на электроэнергию в Соединенном Королевстве. Обеспечить устойчивую работу таких мощных водородных двигателей было изначально невероятно трудно. То, что американцы в 70-х годах решили эту проблему, является одной из главных причин, почему им удалось обогнать Советский Союз в космической гонке в области возвращаемых пилотируемых кораблей типа «Шаттл». 

В ответ советские специалисты построили керосиновые ракетные двигатели путем установки нескольких сопел. Например, РД-170, используемый на ракете "Энергия", был более мощным, чем базовая силовая установка SSME (RS-25) «Шаттл», но использовал четыре сопла, что делало его снаружи похожим на четыре отдельных двигателя. Отметим, что РД-170 является предшественником РД-180. В итоге получился небольшой керосиновый двигатель с невероятным удельным импульсом и с неповторимой удельной тягой. 

А в это время заголовки американских газет пестрили победными лозунгами о впечатляющих миссиях на Луну и даже Марс. Но после катастроф с «водородными» Шаттл, США вынуждены были отказаться от своих огромных силовых установок. А после 2014 года вообще выяснилось, что США полностью зависят от российской космической отрасли. 

В чем секрет

Подача керосина с высоким давлением в среде, обогащенной кислородом, приводит к мгновенному разрушению самых устойчивых сплавов. Отметим, что двигатель РД-180 потребляет около 1, 25 тонн топлива в секунду, которое подается турбонасосом мощностью 180 000 киловатт, что превышает мощность реактора атомного ледокола "Арктика" более чем в два раза. То есть, в одной камере диаметром всего 380 миллиметров сгорает чуть больше 0,6 тонны топлива в секунду, выделяя гигантскую энергию, обуздать которую современные американские технологии будут еще долго не в силах. Для этого им нужно начать свою «керосиновую» ракетную программу с нуля.