Al culmine delle sanzioni contro la Russia, gli americani hanno capito perfettamente che in alcuni luoghi non potevano fare a meno delle importazioni russe. Ad esempio, senza il motore a razzo RD-180 - una copia più piccola del motore sovietico RD-170, sul quale gli Stati Uniti lanciano ancora i suoi razzi Atlas nello spazio.
Sono passati circa 40 anni dalla creazione del motore a razzo RD-170, ma per questo non sono stati creati concorrenti degni. Secondo gli uffici di progettazione occidentali, l'RD-170 è il tetto del progresso tecnico nei motori a propellente liquido e i giornalisti stranieri lo hanno definito "la corona della storia millenaria dei motori a razzo".
Tsiolkovsky aveva ragione
Il fondatore della cosmonautica, Konstantin Tsiolkovsky, propose di utilizzare un motore a combustibile liquido nei razzi già nel 1903. Ma dopo la prima guerra mondiale iniziò lo sviluppo di combustibili per missili a base di nitrocellulosa.
Anche se nessuno ha pensato di rinunciare ai motori a combustibile liquido. Nel 1926, l'americano Robert Goddard lanciò un razzo Nell a propellente liquido. In 2,5 secondi, ha scalato 12 metri. Nel 1933, Friedrich Zander creò un simile razzo OP-2 usando ossigeno liquido con benzina nell'URSS.
A differenza del combustibile solido, il motore liquido era molto capriccioso. Pertanto, molti designer non ne vedevano il potenziale. Fino a quando Wernher von Braun, insieme a Walter Thiel, inviò i loro V-2 a Londra nel 1944. Questi missili avevano un motore a reazione a propellente liquido (LRE). È vero, lo stesso Brown credeva di aver spremuto tutto il possibile dal design del motore.
In un motore a propellente liquido, l'ugello della camera di combustione è esposto a temperature colossali. Un ulteriore aumento di potenza fonderebbe semplicemente il metallo dell'ugello. L'opzione di raffreddare l'ugello dall'interno era difficile, perché le pareti dovevano essere rese più sottili per la rimozione del calore. Ma se il metallo è sottile, non resisterà alla pressione e collasserà.
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La soluzione al problema fu trovata negli anni '50 del XX secolo in URSS e negli Stati Uniti quasi contemporaneamente. L'ugello cominciò ad essere costituito da due corpi, posti l'uno nell'altro, tra i quali circolava il liquido di raffreddamento. Idealmente, il carburante stesso. Dopotutto, l'ossigeno liquido bolle a una temperatura di -183 °. In questo caso, la parete sottile interna è stata raffreddata con carburante e quella spessa esterna non ha permesso alla camera di esplodere per pressione.
Nel 1960, in URSS, sotto la guida dei progettisti Sergei Korolev e Valentin Glushko, fu creato un missile balistico intercontinentale R-7, sul quale fu installato un motore sui componenti "ossigeno liquido - cherosene". Il 12 aprile 1961 fu questo razzo a lanciare la navicella spaziale Vostok-1, pilotata dal cosmonauta n. 1 Yuri Gagarin, nell'orbita terrestre.
Scatta sulla luna
Dopo il primo volo nello spazio, i due superpoteri si unirono a un'altra razza: quella lunare. Di conseguenza, gli americani furono i primi a raggiungere la Luna, ma anche l'URSS aveva le sue basi. Sebbene l'importanza di un volo sulla luna per Mosca sia scomparsa, si è deciso di essere il primo a padroneggiare Marte o Venere.
Ciò richiedeva una nave interplanetaria pesante con un motore potente e affidabile. All'inizio degli anni '60, OKB-1 sotto la guida di Sergei Korolev lanciò un programma per creare motori a reazione liquida N-1. Ma tutti e quattro i lanci N-1 subirono un fiasco e nel 1974 il programma N-1 fu chiuso.
Il programma per la creazione del sistema spaziale riutilizzabile Energia - Buran è diventato più promettente. L'accademico Valentin Glushko è stato nominato progettista generale di NPO Energia. Credeva che il mezzo migliore per lanciare in orbita la navicella Buran sarebbe stato il veicolo di lancio Energia (PH), che invece di due booster a propellente solido, supposti in precedenza, avrebbe quattro acceleratori di lancio con motori RD-170.
Anche l'idea del motore RD-170 ossigeno-cherosene appartiene a Glushko, ma nel 1976 il team dell'Energomash Design Bureau sotto la guida di Vitaly Radovsky iniziò a perfezionarlo. Il punto forte del progetto era che la regione delle temperature massime correva lungo l'asse della camera di combustione e "ai bordi" era molto "più fredda". Ciò ha permesso di aumentare la potenza senza il rischio di distruggere l'ugello. Ma anche prima che il carburante entrasse nella camera, i componenti autoinfiammabili sono stati miscelati direttamente nella tubazione. L'ugello stesso era realizzato in una lega di nichel unica in grado di resistere a una miscela aggressiva con una pressione di 270-300 atmosfere. Di conseguenza, è stato creato il motore più potente del mondo con 20 milioni di cavalli!
L'RD-170 si è rivelato essere il 5,5% più potente del motore F-1 americano a camera singola, mentre era quasi una volta e mezza più piccola. Allo stesso tempo, l'RD-170 è più economico, poiché è costruito secondo lo schema del ciclo chiuso, mentre l'F-1 implementa un ciclo aperto più semplice, ma meno efficiente. Sebbene la caratteristica "economica" sia piuttosto arbitraria: in una camera RD-170 con un diametro di soli 380 millimetri, 600 chilogrammi di carburante brucia al secondo.
Il 25 agosto 1980 ebbe luogo il primo test del motore RD-171 (versione dell'RD-170 per il razzo Zenit), dopo di che ci furono dozzine di test fino al 15 maggio 1987, avvenne il primo lancio di successo del lanciatore Energia con motori RD. 170 nella prima fase. E il 15 novembre 1988 fu effettuato il primo e, ahimè, l'ultimo volo spaziale della navicella "Buran" lanciata in orbita dal lanciatore "Energia". Era il canto del cigno della cosmonautica sovietica.
La maschera non si è mai sognata
Il design dell'RD-170, per le sue caratteristiche, destò ammirazione anche tra gli americani. Non riuscivano a capire: come è possibile?! In epoca sovietica, il design del motore era classificato, ma dopo il crollo dell'URSS, gli Stati Uniti volevano ottenere lo stesso potente motore.
Negli anni '90, NPO Energomash, che ha prodotto l'RD-170, si è trovata in una difficile situazione economica. E la proposta americana ha permesso di preservare l'impresa. Ma negli Stati Uniti c'era una legge che impediva la fornitura di prodotti importati a industrie strategiche. Quindi, per ordine della società americana Pratt & Whitney, Energomash avrebbe sviluppato un nuovo motore: RD-180. Sebbene in realtà fosse un RD-170 semimotore, per gli americani la potenza dell'RD-170 era eccessiva. La vendita negli USA dell'RD-180 è avvenuta tramite RD-Amros (RD-AMROSS), una joint venture tra Pratt & Whitney e NPO Energomash. Era Amros che possedeva i diritti di brevetto per questo motore. Si è scoperto che lo sviluppo legale è per metà americano e per metà russo. Ma in realtà, l'RD-180 è un'eredità dell'era spaziale sovietica.
Sebbene, secondo i termini del contratto, agli americani fosse stata data tutta la documentazione tecnica e il diritto di produrre il motore a casa, gli Yankees non furono mai in grado di assemblare l'RD-180. Si scopre che la documentazione non è tutto. E anche se i liberali sostengono che gli Stati Uniti semplicemente non ne hanno bisogno, dicono che è più economico comprarlo in Russia, non lo è. Forse quando si tratta di patate o olio, il detto è vero, ma gli Stati Uniti preferiscono raccogliere attrezzature strategiche per l'astronautica a casa. Semplicemente non potevano.
Sebbene nel febbraio 2019, Elon Musk abbia affermato che il motore Raptor, prodotto dalla sua azienda SpaceX, ha superato l'RD-180 in termini di pressione nella camera di combustione, sarebbe ingenuo crederlo senza ripetuti test. Pertanto, la società americana United Launch Alliance (ULA) ha firmato ancora una volta un contratto con l'NPO russa Energomash per la fornitura di motori RD-180 fino al 2020. E Musk, sebbene ci provi, non ha dimostrato la sua competitività con la cosmonautica sovietica 40 anni fa.
Prokhor EZHOV
