RD-180
RD-180 model.jpg
Modello in scala di RD-180
Descrizione generale
CostruttoreRussia NPO Energomash
Tipoendoreattore a propellente liquido
Uscita
Spinta4,15 MN (nel vuoto)
Peso
A vuoto5480 kg
Prestazioni
Isp338,4 s nel vuoto
311,9 s a livello del mare
PropellenteLOX e RP-1
UtilizzatoriAtlas III, Atlas V
Note
[1]
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L'RD-180 (РД-180, Ракетный Двигатель-180, motore a razzo -180) è un motore a razzo progettato e costruito in Russia dalla NPO Energomash. Caratterizzato da una configurazione con doppia camera di combustione e doppio ugello di scarico, è alimentato da una miscela di ossigeno liquido e cherosene. Trova il suo impiego sul primo stadio del lanciatore statunitense Atlas V.

Storia del progettoModifica

Le origini del motore RD-180 risalgono all'epoca del programma sovietico per la costruzione del vettore Energia quando il motore a quattro camere di combustione RD-170 fu sviluppato per equipaggiare i suoi booster. A seguito della firma avvenuta nel 1992 di un contratto di collaborazione tra la NPO Energomash e la Pratt & Whitney che prevedeva la futura commercializzazione e costruzione su licenza dei motori NPO Energomash negli Stati Uniti, fu iniziato nel 1994 lo sviluppo dell'RD-180 basato su una versione a due sole camere di combustione dell'RD-170. Nel gennaio del 1996 il progetto preliminare dell'RD-180 fu scelto per equipaggiare il primo stadio del nuovo lanciatore della Lockheed Martin Atlas III. Il contratto per la costruzione del motore fu siglato nell'estate del 1996 mentre le prime prove al banco del prototipo iniziarono nel novembre del 1996. Il primo lancio (su un Atlas 3А LV) avvenne il 24 maggio del 2000.[2][1]

 
Prova al banco di un RD-180

Problemi di approvvigionamento 2014–2015Modifica

In seguito alle sanzioni politiche e commerciali conseguenti alla crisi della Crimea del 2014 imposte alla Federazione Russa, emersero dubbi sulla continuità della fornitura dei motori RD-180. In risposta a queste sanzioni il 13 maggio del 2014 la Russia bandì l'esportazione verso gli Stati Uniti dei propri motori per usi militari (e l'Atlas V trasportava spesso carichi di questo tipo).[3][4] In risposta, la US Air Force chiese alla Aerospace Corporation di valutare motorizzazioni alternative per l'Atlas V che l'affrancassero dall'uso dell'RD-180.[5]

Nel giugno del 2014 la Aerojet Rocketdyne propose (come alternativa all'impiego dell'RD-180) che il Governo finanziasse lo sviluppo del suo AR-1, un motore a cherosene ed ossigeno liquido da circa 2,2 MN di spinta, che sarebbe stato pronto in quattro anni dalla firma del contratto.[6]

Il 21 agosto 2014, la U.S. Air Force bandì una richiesta ufficiale (RFI) per la fornitura di motori alternativi al russo RD-180.[7]

Nell'agosto del 2015 la Orbital Sciences Corporation ha ricevuto i primi motori oggetto di un contratto siglato agli inizi dell'anno per la fornitura di 60 esemplari di RD-181 per rimotorizzare il suo lanciatore Antares.[8]

Il 24 dicembre 2015, dopo la sospensione del bando del Congresso che vietava l'uso di motori russi su vettori statunitensi, la United Launch Alliance annunciò un ordine di altri 20 motori RD-180 per l'impiego sull'Atlas V che si aggiungono ai 29 già ordinati prima delle sanzioni economiche alla Russia.[9]

Produzione statunitense del RD-180Modifica

Nel febbraio del 2015 la United Launch Alliance (ULA) annunciò di aver preso in considerazione di produrre motori RD-180 nei suoi stabilimenti in Alabama con la limitazione di impiegarli solo per lanci civili (NASA o commerciali) e non in attività militari.[10]

TecnicaModifica

 

     Elio

     Ossigeno liquido bassa pressione

     Combustibile bassa pressione

     Combustibile alta pressione

     Ossigeno (gassoso) e prodotti combustione proveniente dal generatore di gas

L'RD-180 si compone principalmente di un cluster di due camere di combustione e due ugelli (a differenza dei quattro del predecessore RD-170) e una turbopompa comune. Come per altri motori sovietici e russi, il ciclo a combustione stadiata prevede un precombustore in cui una parte del combustibile (RP-1) viene fatta reagire con l'ossigeno destinato alle camere di combustione principali alimentando la turbina della turbopompa. In questo modo il calore liberato dalla reazione parziale nel precombustore non va perso come nei motori con cicli aperti dove i gas di scarico all'uscita della turbina sono espulsi da ugelli secondari, ma è recuperato nell'espansione che avviene nell'ugello principale.

Nella camera di combustione principale l'ossigeno e l'RP-1 reagiscono in rapporto di 2,72:1 ad una pressione di poco superiore a 25 MPa (circa 261 atmosfere). La spinta può essere regolata con continuità dal 47 al 100% di quella nominale. Quattro attuatori idraulici permettono di muovere l'intero gruppo motore in modo da orientare, in volo, la direzione della spinta.[1][11]

UtilizzatoriModifica

  Stati Uniti

NoteModifica

  1. ^ a b c (EN) RD-180 engines for a first stage of “Atlas” launch-vehicle, NPO Energomash. URL consultato il 21 marzo 2016.
  2. ^ (EN) History of NPO ENERGOMASH, NPO Energomash. URL consultato il 21 marzo 2016.
  3. ^ Russia responds to US sanctions over Ukraine, in ITV news, 13 maggio 2014. URL consultato il 13 maggio 2014.
  4. ^ Gopal Ratnam and Henry Meyer, Russia Bans Rocket Engine Sales to U.S. Military, su Bloomberg, 13 maggio 2014. URL consultato il 28 dicembre 2014.
  5. ^ Peter B. de Selding, Estimates on Time Needed to Replace RD-180 Vary Widely, in Space News, 19 maggio 2014. URL consultato il 16 maggio 2014.
  6. ^ Aerojet Rocketdyne Targets $25 Million Per Pair For AR-1 Engines, Aviation Week, 3 giugno 2014. URL consultato il 22 marzo 2016.
  7. ^ (EN) Air Force issues RFI for new rocket engine to replace Russian-made model, Air Force Times. URL consultato il 22 marzo 2016.
  8. ^ Consegnati i nuovi motori russi al razzo americano Antares, su flyorbitnews.it. URL consultato il 22 marzo 2016 (archiviato dall'url originale il 15 aprile 2016).
  9. ^ McCain sees red as US gives green light for Russian RD-180 rocket engines order, Russia Today, 24 dicembre 2015. URL consultato il 22 marzo 2016.
  10. ^ Eric Fleischauer, ULA’s CEO talks challenges, engine plant plans for Decatur, in Decatur Daily, 7 febbraio 2015. URL consultato il 9 febbraio 2015.
  11. ^ Atlas V Launch Services User’s Guide (PDF), Rev. 11, Centennial, CO, United Launch Alliance, March 2010, pp. A8-9. URL consultato il 7 febbraio 2016 (archiviato dall'url originale l'8 giugno 2012).

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