Соревнование по замене РД–180: накал страстей

Соперничество между ракетными двигателями AR1 от Aerojet Rocketdyne (тяга ~226 тс) и BE–4 от Blue Origin (тяга ~249 тс) приобретает весьма острый характер, ввиду того, что AR1 подошёл к этапу подготовки технического проекта, а ВЕ–4 проходит полноразмерные стендовые огневые испытания. 

Керосиновый AR1 и метановый ВЕ–4 рассматриваются в качестве замены российскому двигателю РД–180 (тяга от 390 до 423 тс) для установки на ракету Atlas V, разработанную в рамках программы ВВС США EELV (Evolved Expendable Launch Vehicle) и использующуюся в том числе для решения задач национальной безопасности США.

На минувшей неделе Aerojet Rocketdyne заявила, что на огневом стенде успешно испытан газогенератор для AR1 с кислородом в качестве генераторного газа, а такое устройство является характерным конструктивным признаком ЖРД закрытого цикла (к которым относится и РД–180)
Узел отличается двумя специфичными «фишками» фирмы Rocketdyne: комплексным применением 3д–печати для создания деталей и использованием имеющего высокую температурную устойчивость проприетарного сплава Mondalloy на основе никеля.

Таким образом, это испытание довело до 22 количество ключевых компонентов двигателя, вышедших на стадию технического проектирования, вследствие чего окончательный технический проект уже двигателя целиком вряд ли задержится надолго. В случае положительной рецензии, AR1 продолжит движение — сначала к демонстрации рабочего прототипа в следующем году, а после этого — к сертификации двигателя, с последующим запуском в массовое производство, запланированное на 2019 год.
«Это важная веха на пути к тому, чтобы сделать AR1 готовым к полноценному применению в 2019 году», — заявила президент и исполнительный директор Aerojet Rocketdyne Эйлин Дрейк.

***
На самом деле, производители двигателей изрядно нервничают с того момента, как правительство США и главный обеспечивающий запуски подрядчик, фирма United Launch Alliance, решили, что следующим этапом в разработке новых поколений РН будет создание РН американского производства, не использующей РД–180.

AR–1 на топливной паре жидкий кислород\керосин позиционируется как способ наиболее быстро и с наименьшими рисками устранить зависимость от России в области запусков военного характера. Компания–производитель утверждает, что может продолжить запускать Atlas V без изменения диаметра первой ступени за счёт удлинения её баков, апгрейда авионики и некоторых модификаций второй ступени. Кроме того, используется то же самое топливо, что и у российского двигателя, давая возможность обойтись минимальными изменениями в пусково–заправочном комплексе.

Двигатель же фирмы Blue Origin использует в качестве топлива метан и изначально разрабатывался под новую ракету New Glenn, после успешного применения двигателя ВЕ–3 на суборбитальном носителе New Shepard. Кроме того, ВЕ–4 планируется для новой РН Vulcan, создаваемой в том числе и для решения задач национальной безопасности. ULA неоднократно заявляла, что ВЕ–4 предпочтительней, но AR1 тем не менее является вполне вероятной заменой.

***
Blue Origin начала разработку ВЕ–4 в 2011 году, опередив Aerojet Rocketdyne, но компания Безоса никогда не создавала двигателей для ракет, имеющих в том числе и «армейские» задачи, и любая серьёзная техническая неудача или срыв сроков могут неожиданно вывести AR1 на первое место в гонке.
Если же ULA предпочтёт BE–4 для Vulcan, а Atlas V продолжат запускать при помощи РД–180, AR1 останется не у дел, несмотря на затраченные на него правительством и разработчиком миллионы. 

Однако, Blue Origin пока что отклонила уже множество попыток прояснить текущее состояние проекта. При этом, затягивание испытаний не даёт ULA возможности безусловно забраковать двигатель, так как ULA не может толком спроектировать и оценить Vulcan на базе ВЕ–4, пока не получит однозначно подтвержденные испытаниями спецификации на характеристики.
«Мы изложили ваш запрос на общем собрании руководства», — гласило официальное письмо представителя по связям с общественностью Blue Origin от 4 мая — «К сожалению, хотя им и приятно быть упомянутыми в статье, им совершенно нечего сказать на данный момент».

***
Военно–Воздушные Силы, со своей стороны, пристально наблюдают за разработкой и тестированием ВЕ–4 в силу того что, во–первых, они не могут напрямую влиять на выбор ULA в отношении двигателя для Vulcan, а во–вторых, метод отправки важных правительственных спутников на орбиту давно превратился из «покупки ракет» в «покупку услуг запуска». Благодаря такой политике, компании заявляют цену за объем задач по доставке, а не за количество используемых ракет.

Клэр Леон, возглавляющая управление стартовых и полигонных систем Центра космических и ракетных систем, в недавнем интервью заявила, что ULA находится на развилке, в которой ВЕ–4 является первостепенным вариантом, а AR1 «запасной путь, на случай, если что–то пойдёт не так».
Также она сказала, что ULA поручилась «полностью прозрачно» информировать правительство в том, на каких основаниях будет приниматься решение, и предоставить «никого не выгораживающий» отчёт для детального рассмотрения.

«Они не получат от неверного выбора никакой пользы, поскольку клиент, которого не устраивает выбор, не принесёт им выгоды», — сказала Клэр — «Мы намерены произвести свою собственную оценку и рассчитываем на взаимодействие в этом вопросе. Будет странно, если мы в итоге не придём к обоюдному согласию».

Конгресс же выражает беспокойство по поводу отсутствия полномочий принятия решения у ВВС, несмотря на обширные государственные инвестиции в разработку AR1 и поддержку сотрудничества ULA с Blue Origin в области создания ВЕ–4.

***
В 2015 ВВС подписали договор о сотрудничестве между государством и частной компанией Aerojet Rocketdyne на разработку AR1 общей суммой до 800 миллионов долларов, в случае выполнения всех заявленных задач. Согласно договоренности, ВВС может инвестировать до 536 миллионов, а Аerojet Rocketdyne — до 268 миллионов. Поэтому Aerojet Rocketdyne закономерно переживает, не подвергнется ли договор заморозке после завершения технического проекта в том случае, если ULA предпочтёт ВЕ–4, а ремоторизация Atlas V не состоится.

Кроме того, правительственное финансирование также понемногу утекает к BE–4, так как 98% денег, предоставляемых в рамках государственно–частного партнерства ВВС с ULA, идут на развитие двигателей. Суммарные возможные госинвестиции со всеми опциями могут составить около 202 миллионов долларов, кроме того, ULA вложит еще 134 миллиона. Впрочем, некоторая часть этой суммы определённо пойдёт на разгонный блок на криогенных компонентах ACES (Advanced Cryogenic Evolved Stage) от ULA, успешно использовавшийся в качестве второй ступени в составе Atlas V–Centaur

ВВС утверждают, что это перенаправление средств дало некоторое «внутреннее знание» о происходящем в Blue Origin, и что компания добилась изрядного прогресса. Однако, ВВС тем не менее заявляет, что решение по двигателю не может быть принято до получения «однозначных результатов» после полномасштабных испытаний.