利刃/Dark
长期以来,美国的大型火箭发射任务都不得不依靠俄罗斯的RD-180液体火箭发动机,尤其是美国的主力运载火箭——"宇宙神"-5火箭长期装备RD-180已经不是秘密了。随着美俄关系不断降温,并出于美国国家安全的角度考虑,美国国内要求研制能代替俄罗斯产品的呼声水涨船高,找到俄国产品的替代品已经成为了美国技术发展的重要环节。
RD-180发动机
由俄罗斯动力机械科研生产联合体研制的RD-180,是俄罗斯最具科级含量的航天产品之一,这是一款非常典型的双燃烧室双喷嘴火箭发动机,装有共享涡轮泵,以煤油和液氧为推进原料,通过高压分级燃烧循环体系使RD-180得运转效率更高,在真空环境下其推力为400吨。RD-180不论是在重量、推力和可靠性上都具备超强的性能,遥遥领先世界其他同类产品,已经成为了大型火箭的标配,处于世界航天发动机的霸主地位。
"宇宙神"-5号(Atlas-V rocket)
美国早在1990年就用RD-180完成其军事航天发射任务,7年后,美国决定耗资10亿美元从俄罗斯获得101台RD-180,并在2018年年底前完成全部交付任务,主要装置在"宇宙神"-5火箭上。
该火箭是美国空军用来发射重要卫星的火箭,美国在二十多年的时间里用"宇宙神"-5执行过70多次发射任务,任务轨迹遍布各个轨道,其各种载荷在月球、火星、冥王星等执行过探测任务,该火箭十分可靠,历史上只发生过一次故障。
为了装备一款价格更便宜,又能替换RD-180的火箭发动机,美国在航天部门预算缩减的背景下启动了替换发动机研制计划,并在本世纪初推出了LOX AR-1火箭发动机,然而该型发动机报价竟然为2500万美元,而更加先进的RD-180仅有1000万美元,因此LOX AR-1计划随后搁浅。
时任美国国防部副部长罗伯特·沃克认为,假设不再使用俄罗斯产品,那么将会导致美国每一次航天发射任务成本剧增,在六年内(此番话语于2017年发出)则会多花50亿美元。而且这些资金根本无法到位,因为它们都将花费在美国更需要的项目上,比如建造新的军舰、隐身轰炸机、核潜艇等。
不过,一家名为SpaceX的私人公司在今天为替换RD-180提供了无限可能。这家公司由"钢铁侠"埃隆马斯克运营,火箭在海上回收的壮举就是由马斯克的SpaceX完成的,SpaceX更让美国成为人类历史上第一个完成火箭回收的国家。
上图为SpaceX的"重型猎鹰"火箭,其各含有9个发动机喷口的芯一级和助推器格外显眼。"重型猎鹰"采用的是"梅林"-1D煤油发动机,共有27台,能为"猎鹰"9号提供2300吨的巨大推力,比采用两台RD-180产生的800吨总推力的"宇宙神"-5大得多,正因如此,"猎鹰"9号也成为了美国历史上推力最大的民用火箭,也是目前全球推力最大的火箭。
"梅林"1D发动机
就在近日,俄罗斯俄罗斯航天集团总裁德米特里·罗戈津十分自信地对媒体强调,目前有很多北约成员国,对俄罗斯航天产品,尤其是RD-180发动机表现出了浓厚的购买欲。不知道今天的美国人,是否做好了准备利用推力更强劲的"重型猎鹰"承担未来的航天发射任务。