En el apogeo de las sanciones contra Rusia, los estadounidenses entendieron perfectamente que en algunos lugares no podían prescindir de las importaciones rusas. Por ejemplo, sin el motor de cohete RD-180, una copia más pequeña del motor RD-170 soviético, en el que Estados Unidos todavía lanza sus cohetes Atlas al espacio.
Han pasado unos 40 años desde la creación del motor cohete RD-170, pero no se han creado competidores dignos para él. Según las oficinas de diseño occidentales, el RD-170 es el techo del progreso técnico en los motores de cohetes de propulsión líquida, y los periodistas extranjeros lo llamaron "la corona de los mil años de historia de los motores de cohetes".
¡Tsiolkovsky tenía razón
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El fundador de la cosmonáutica, Konstantin Tsiolkovsky, propuso usar un motor de combustible líquido en cohetes ya en 1903. Pero después de la Primera Guerra Mundial, comenzó el desarrollo de combustibles para cohetes basados en nitrocelulosa.
Aunque nadie pensó en renunciar a los motores de combustible líquido. En 1926, el estadounidense Robert Goddard lanzó un cohete Nell de combustible líquido. En 2,5 segundos, subió 12 metros. En 1933, Friedrich Zander creó un cohete OP-2 similar usando oxígeno líquido con gasolina en la URSS.
A diferencia del combustible sólido, el motor líquido era muy caprichoso. Por lo tanto, muchos diseñadores no vieron potencial en él. Hasta que Wernher von Braun, junto con Walter Thiel, enviaron sus V-2 a Londres en 1944. Estos misiles tenían un motor a reacción de propulsante líquido (LRE). Es cierto que el propio Brown creía que exprimía todo lo posible del diseño del motor.
En un motor de propulsor líquido, la boquilla de la cámara de combustión está expuesta a temperaturas colosales. Un aumento adicional de potencia simplemente derretiría el metal de la boquilla. La opción de enfriar la boquilla desde el interior era difícil, porque las paredes tenían que hacerse más delgadas para eliminar el calor. Pero si el metal es delgado, entonces no resistirá la presión y también colapsará.
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La solución al problema se encontró en los años 50 del siglo XX en la URSS y Estados Unidos casi simultáneamente. La boquilla empezó a estar formada por dos cuerpos, colocados uno en el otro, entre los que circulaba el refrigerante. Idealmente, el combustible en sí. Después de todo, el oxígeno líquido hierve a una temperatura de -183 °. En este caso, la pared delgada interior se enfrió con combustible y la pared exterior gruesa no permitió que la cámara explotara por la presión.
En 1960, en la URSS, bajo el liderazgo de los diseñadores Sergei Korolev y Valentin Glushko, se creó un misil balístico intercontinental R-7, en el que se instaló un motor en los componentes "oxígeno líquido - queroseno". El 12 de abril de 1961, fue este cohete el que lanzó la nave espacial Vostok-1, pilotada por el cosmonauta No. 1 Yuri Gagarin, a la órbita de la Tierra.
Corre a la luna
Después del primer vuelo al espacio, las dos superpotencias se unieron a otra raza: la lunar. Como resultado, los estadounidenses fueron los primeros en llegar a la Luna, pero la URSS también tenía su propia base. Aunque ha desaparecido la relevancia de un vuelo a la luna para Moscú, se decidió ser el primero en dominar Marte o Venus.
Esto requería una nave interplanetaria pesada con un motor potente y confiable. A principios de la década de 1960, OKB-1 bajo el liderazgo de Sergei Korolev lanzó un programa para crear motores a reacción de propulsante líquido N-1. Pero los cuatro lanzamientos N-1 sufrieron un fiasco, y en 1974 se cerró el programa N-1.
El programa para la creación del sistema espacial reutilizable Energia - Buran se ha vuelto más prometedor. El académico Valentin Glushko fue designado diseñador general de NPO Energia. Creía que el mejor medio para poner en órbita la nave espacial Buran sería el vehículo de lanzamiento Energia (PH), que en lugar de los dos propulsores de propulsor sólido, supuestos anteriormente, tendría cuatro aceleradores de lanzamiento con motores RD-170.
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La idea del motor de oxígeno-queroseno RD-170 también pertenece a Glushko, pero en 1976 el equipo de Energomash Design Bureau bajo el liderazgo de Vitaly Radovsky comenzó a refinarlo. Lo más destacado del diseño fue que la región de temperaturas máximas corría a lo largo del eje de la cámara de combustión, y "en los bordes" era mucho más "fría". Esto hizo posible aumentar la potencia sin riesgo de destruir la boquilla. Pero incluso antes de que el combustible entrara en la cámara, los componentes autoinflamables se mezclaron directamente en la tubería. La boquilla en sí estaba hecha de una aleación de níquel única que puede soportar una mezcla agresiva con una presión de 270-300 atmósferas. Como resultado, se creó el motor más potente del mundo con 20 millones de caballos de fuerza.
El RD-170 resultó ser un 5,5% más potente que el motor F-1 de cámara única estadounidense, mientras que era casi una vez y media más pequeño en tamaño. Al mismo tiempo, el RD-170 es más económico, ya que está construido según el esquema de ciclo cerrado, mientras que el F-1 implementa un ciclo abierto más simple pero menos eficiente. Aunque la característica "económica" es bastante arbitraria: en una cámara RD-170 con un diámetro de solo 380 milímetros, 600 kilogramos de combustible se queman por segundo.
El 25 de agosto de 1980 tuvo lugar la primera prueba del motor RD-171 (versión del RD-170 para el cohete Zenit). Posteriormente, se realizaron decenas de pruebas hasta el 15 de mayo de 1987, el primer lanzamiento exitoso del cohete portador Energia con RD- 170 en la primera etapa. Y el 15 de noviembre de 1988 se llevó a cabo el primer y, por desgracia, el último vuelo espacial de la nave espacial "Buran" puesta en órbita por el vehículo de lanzamiento "Energia". Era el canto del cisne de la cosmonáutica soviética.
La máscara que nunca soñó
El diseño del RD-170, por sus características, despertó admiración incluso entre los estadounidenses. No podían entender: ¡¿cómo es esto posible ?! En la época soviética, el diseño del motor estaba clasificado, pero después del colapso de la URSS, Estados Unidos quería obtener el mismo motor potente.
En la década de 1990, NPO Energomash, que produjo el RD-170, se encontró en una situación económica difícil. Y la propuesta estadounidense hizo posible preservar la empresa. Pero en Estados Unidos existía una ley que impedía el suministro de productos importados a industrias estratégicas. Luego, por orden de la compañía estadounidense Pratt & Whitney, Energomash supuestamente desarrolló un nuevo motor: RD-180. Aunque en realidad era un RD-170 de medio motor, para los estadounidenses, la potencia del RD-170 era excesiva. La venta en los EE. UU. del RD-180 se realizó a través de RD-Amros (RD-AMROSS), una empresa conjunta entre Pratt & Whitney y NPO Energomash. Amros era el propietario de los derechos de patente de este motor. Resultó que el desarrollo legal es mitad estadounidense, mitad ruso. Pero, de hecho, el RD-180 es un legado de la era espacial soviética.
Aunque según los términos del contrato toda la documentación técnica y el derecho a producir el motor fueron transferidos a los estadounidenses, los Yankees nunca pudieron ensamblar el RD-180. Resulta que la documentación no lo es todo. Y aunque los liberales argumentan que Estados Unidos simplemente no lo necesita, dicen que es más barato comprarlo en Rusia, no lo es. Quizás cuando se trata de patatas o aceite, el dicho es cierto, pero EE. UU. Prefiere recolectar equipos estratégicos para la astronáutica en casa. Simplemente no pudieron.
Aunque en febrero de 2019, Elon Musk dijo que el motor Raptor, fabricado por su empresa SpaceX, superó al RD-180 en cuanto a presión en la cámara de combustión, sería ingenuo creer esto sin repetidas pruebas. Por ello, la empresa estadounidense United Launch Alliance (ULA) volvió a firmar un contrato con la rusa NPO Energomash para el suministro de motores RD-180 hasta 2020. Y Musk, aunque lo intenta, no ha demostrado su competitividad con la cosmonáutica soviética hace 40 años.
Prokhor EZHOV
