آئروجت‌ راکت‌داین با طرح موتور راکتی AR-1 به رقابت جایگزینی RD-180 پیوست

[mahdavi3d 14,067]

مدتی پیش خبری مبتنی بر برنامه همکاری ULA و Blue Origin برای توسعه موتور راکتی BE-4 شنیده شد که در صورت به ثمر نشستن می‌تواند ایالات متحده را از موتورهای راکتی روسی RD-180 مورد استفاده در راکت اطلس-5 کمپانی ULA بی‌نیاز کند.

البته همان زمان هم این سوال مطرح بود که چه گزینه‌ای برای کمپانی مطرح و شناخته‌شده‌تر موتورِ راکتی‌سازِ آمریکا، یعنی - آئروجت‌ راکت‌داین - پیش رو خواهد بود؟ (آئروجت‌ راکت‌داین در سال 2013 از ادغام دو شرکت پرت‌اند‌ویتنی راکت‌داین و آئروجت پدید آمد، و پرت‌اند‌ویتنی راکت‌داین به نوبه خوداز ادغام شاخه پیشرانش پرت‌اند‌ویتنی و راکت‌داینِ بوئینگ در سال 2005 حاصل شده بود. راکت‌داین در سال 1955 توسط نورث‌آمریکن اَویشن بنیان نهاده شد، بعدها بخشی از راکول اینترنشنال بود و پس از خریداری راکول توسط بوئینگ در سال 1996، این شرکت نیز بخشی از بوئینگ شد. - این مجموعه شرکت‌ها در طول شجره‌نامه طولانی خود موتورهای راکتی فراوانی توسعه داده‌اند که برخی از مشهورترینشان می‌توان به موتور اِف-1 راکت ساترن-5 پروژه آپولو، موتور آر‌اِس-25 شاتل، آر‌اِل-10 طبقه فوقانی سنتار، آر‌اِس-68 راکت دلتا-4، موتور جی-2اکس و... اشاره کرد.)

 

AR-1

پیشران AR-1 به صورت جُفت

 

طبق اعلان آئروجت راکت‌داین، آنها در روز دوشنبه قراردادی با ULA نهایی کردند که در آن به تکمیل مطالعات طراحی تفصیلی، تعیین اهداف تولید و برآورد هزینه برای سه نوع موتور راکتی سوخت مایع و همچنین بوستر‌های کمکی سوخت جامد برای نسل بعدی راکت‌های اطلس-5 و دلتا-4 پرداخته شده است.
دو تا از موتورهای مورد اشاره همان‌هایی هستند که در حال حاضر در دلتا-4 و طبقه فوقانی اطلس-5 استفاده می‌شوند. اما سومی که از قبل با عنوان AR-1 شناخته می‌شد موتور جدیدی است که برای تولید 2200 کیلونیوتن (500 هزار پوند) نیروی پیشرانش با استفاده از سوخت کروسین مخصوص راکت و اکسیژن مایع، مد نظر است.

بنابر اعلام آئروجت، آنها انتظار دارند قیمت هر جفت موتور AR-1 آنها کمتر از 25 میلیون دلار باشد. که البته جدا از حدود 1 میلیارد دلار مورد نیاز برای هزینه توسعه خواهد بود.

در مقایسه با BE-4، با توجه به اینکه AR-1 از سوخت مشابه RD-180 استفاده می‌کند، تغییرات لازم برای اعمال به راکت، تجهیزات زمینی، و زیر ساخت های پرتاب، حداقل خواهد بود.

انتظار است با یک روند توسعه سریع در تاسیسات ساخت و آزمون موجود و صدور گواهینامه سریع، اولین موتور حایز شرایط پرواز برای 2019 میلادی قابل تحویل باشد.

 

http://www.spaceflightnow.com/news/n1410/01ar1engine/#.VC4qjhYasf0

http://www.rocket.com/ar1-booster-engine

http://www.spacenews.com/article/launch-report/42045ula-to-help-fund-aerojet-rocketdyne-engine-studies

 

تاپیک‌ها مرتبط:

ULA و Blue Origin برای توسعه موتور راکتی BE-4 اعلام همکاری کردند

روسیه صادرات موتورهای موشکی خود را به ایالات متحده متوقف کرد

[SoheilEsy 8,828]

مقایسه کنید با 3,829.1kN موتور RD-180 روسی!

[mahdavi3d 14,067]

مقایسه کنید با 3,829.1kN موتور RD-180 روسی!
 

توجه به این نکته ضروری است که یک تک موتور آر‌دی-180 با تراست 3830 کیلونیوتن، دارای ساختارِ دو محفظه احتراق، دو نازل، است.

 

اما در سایت آئروجت راکت‌داین در مورد AR-1 اینطور گفته شده:

Using an advanced oxidizer-rich staged combustion engine cycle, the liquid oxygen/kerosene AR1 will generate 500,000 lbf of thrust at sea level.

 

و برای توصیف تصویر زیر از "Aerojet Rocketdyne AR-1" ،

 

در حالی که برای توصیف تصویر زیر از "Aerojet Rocketdyne AR-1 Twin Booster" استفاده شده است.

 

نتیجه‌گیری بنده این می‌شود که پیشران جفت از ترکیب دو موتور تشکیل می‌شود بنابراین احتمالا دارای تراست دو برابری نسبت به تک موتور خواهد بود، یعنی قادر به تولید نیرویی بالغ بر 4400 کیلونیوتن!

 

------------------------

 

این نکته را هم اضافه می‌کنم که برای مقایسه موتورهای راکتی در کلاس‌های مشابه، تنها مقایسه تراست آنها کافی نیست و فاکتورهایی چون، ضربه ویژه و نرخ تراست به وزن را نیز باید مد نظر قرار داد.  در حال حاضر چنین اطلاعاتی برای AR-1 و BE-4 در دسترس نیست. (بنده نتوانستم چیزی پیدا کنم)

[SoheilEsy 8,828]

اما در سایت آئروجت راکت‌داین در مورد AR-1 اینطور گفته شده:
Using an advanced oxidizer-rich staged combustion engine cycle, the liquid oxygen/kerosene AR1 will generate 500,000 lbf of thrust at sea level.

ساختار این موتور کورس بسته هست ؟

[mahdavi3d 14,067]

ساختار این موتور کورس بسته هست ؟

بله. در واقع staged combustion cycle به همان معنا اشاره دارد. (سایر روش‌هایی که به گوشم خورده: gas generator cycle - Expander cycle - Pressure-fed engine  -  قبلا از تعدادی دوستان آشنا به علم مکانیک در سایت خواستم که اینها را برایمان روشن کنند که نشد. اگر دوستان مکانیکی و یا آشنا به علم پیشرانه‌های راکتی داریم زحمتش را بکشند icon_cool)

 

در توصیف خصوصیات آردی‌-180 در ویکی چنین آمده است:

The RD-180 is fueled by a RP-1/liquid oxygen mixture and uses an extremely efficient, high-pressure staged combustion cycle. The engine runs with an oxidizer to fuel ratio of 2.72 and employs an oxygen-rich preburner, unlike typical fuel-rich US designs. The thermodynamics of the cycle allow an oxygen-rich preburner to give a greater power-to-weight ratio, but with the drawback that high pressure, high temperature gaseous oxygen must be transported throughout the engine.

[SoheilEsy 8,828]

بله. در واقع staged combustion cycle به همان معنا اشاره دارد. (سایر روش‌هایی که به گوشم خورده: gas generator cycle - Expander cycle - Pressure-fed engine  -  قبلا از تعدادی دوستان آشنا به علم مکانیک در سایت خواستم که اینها را برایمان روشن کنند که نشد. اگر دوستان مکانیکی و یا آشنا به علم پیشرانه‌های راکتی داریم زحمتش را بکشند icon_cool)
 
در توصیف خصوصیات آردی‌-180 در ویکی چنین آمده است:
The RD-180 is fueled by a RP-1/liquid oxygen mixture and uses an extremely efficient, high-pressure staged combustion cycle. The engine runs with an oxidizer to fuel ratio of 2.72 and employs an oxygen-rich preburner, unlike typical fuel-rich US designs. The thermodynamics of the cycle allow an oxygen-rich preburner to give a greater power-to-weight ratio, but with the drawback that high pressure, high temperature gaseous oxygen must be transported throughout the engine.

خوب کسی که موتور های RD-180 رو در اختیار داشته باشه از مشخصات فنی و ساختاریش هم آگاه هست!

روسها حماقت کردند...

[mahdavi3d 14,067]

روسها حماقت کردند...

نظر بنده خلاف این مورد است.

اگر از همان اول هم حاضر نبودند موتور بدهند، آمریکایی‌ها نیاز خودشان را به شیوه‌های دیگر تامین می‌کردند.

اما وجود چنین موتوری با قابلیت عملکردی خوب و اطمینان بالا، میراث و یادگاری از خط RD-170 و RD-171 دوران شوروی سابق، زمینه یک مشارکت سودآور را برای طرف روسی (و هم مفید طرف آمریکایی) به ارمغان آورد.

شرکت سازنده توانست از منافعش بهره‌مند شود و در نهایت روس‌ها به عنوان یک اهرم فشار (هر چند نیم‌بند) ازش بهره بردند.

[SoheilEsy 8,828]

نظر بنده خلاف این مورد است.
اگر از همان اول هم حاضر نبودند موتور بدهند، آمریکایی‌ها نیاز خودشان را به شیوه‌های دیگر تامین می‌کردند.
اما وجود چنین موتوری با قابلیت عملکردی خوب و اطمینان بالا، میراث و یادگاری از خط RD-170 و RD-171 دوران شوروی سابق، زمینه یک مشارکت سودآور را برای طرف روسی (و هم مفید طرف آمریکایی) به ارمغان آورد.
شرکت سازنده توانست از منافعش بهره‌مند شود و در نهایت روس‌ها به عنوان یک اهرم فشار (هر چند نیم‌بند) ازش بهره بردند.

تو سایت پاکستانی با یک روسی رفیق هستم که وقتی در این مورد گفتم آه از ... بلند شد!

گفت شرکت انرگوماش موتور RD-180 رو با قیمتی بسیار پایین تر از قیمت واقعی به آمریکایی‌ها فروخته!

[mahdavi3d 14,067]

حتی اگر خیلی سود نکرده باشند، بعید می‌دانم ضرر هم کرده باشند. حداقل همینکه زمینه ادامه فعالیت برای مهندسان و طراحان‌شان فراهم کردند خودش منفعت خوبی بوده!

با یک جستجویی که انجام دادم در یک متن قدیمی wired مربوط به سال 2001، قیمت هر RD-180 مبلغ 10 میلیون دلار عنوان شده:

http://archive.wired.com/wired/archive/9.12/rd-180.html

[SoheilEsy 8,828]

حتی اگر خیلی سود نکرده باشند، بعید می‌دانم ضرر هم کرده باشند. حداقل همینکه زمینه ادامه فعالیت برای مهندسان و طراحان‌شان فراهم کردند خودش منفعت خوبی بوده!
با یک جستجویی که انجام دادم در یک متن قدیمی wired مربوط به سال 2001، قیمت هر RD-180 مبلغ 10 میلیون دلار عنوان شده:
http://archive.wired.com/wired/archive/9.12/rd-180.html

اگر مثل شما از دید اقتصادی نگاه کنیم...

[naserr 7,221]

اعطای قرارداد نیروی هوایی به آئروجت راکتداین برای ساخت موتور AR-1

 

 

بر اساس این قرارداد که چندی پیش اعلام شد ،  مبلغ بیش از 115 میلیون دلار به کمپانی آئروجِت راکِتداین به عنوان پیمانکار اصلی واگذار میشود و مسئولیت طراحی و ساخت موتور جایگزین RD-180 روسی را بر عهده خواهد داشت. مدت زمان اجرا و اتمام این قرارداد 4 سال و تا پایان سال 2019 پیش بینی شده . این موتور قرار است در راکت اطلس 5 و راکت ماهواره بر نسل آینده کمپانی ULA با نام VULCAN وولکان  ( والکِن ) استفاده شود.

 

مبلغ نهایی سرمایه گذاری شده از سوی دولت ( نیروی هوایی ) حدود 540 میلیون دلار است که دو سوّم مجموع سرمایه گذاری را شامل میشود  و میزان سرمایه گذاری از سوی آئروجت راکتداین حدود 270 میلیون دلار تخمین زده میشود که در مجموع به مبلغ بیش از 800 میلیون دلار میرسد . یعنی کمتر از میزان پیش بینی شده در حدود 1 میلیارد دلار.

 

AR-1  اولین موتور کرُزِن سوزِ احتراق مرحله ای غنی از اکسید کننده بومی آمریکا خواهد بود که در سال 2020 به پرواز در خواهد آمد. این موتور با تولید 500,000 پوند نیروی پیشران ، در آرایش دو تایی در مجموع یک میلیون پوند نیرو تولید میکند که 16% بیشتر از نیروی تولید شده توسط موتور RD-180 میباشد.

 

در جریان این قرارداد ، آئروجت راکتداین کمپانی داینِتیکز را به عنوان شریک و پیمانکار جانبی خود انتخاب کرد که در 18 ماه آینده مسئولیت عملیات چاپ 3 بُعدی اجزا و بخش های مختلف موتور را بر عهده خواهد داشت . 

 

 

در ارتباط مستقیم با این خبر میتوان به رویدادی دیگر اشاره کرد که در جریان آن کمپانی ULA موفق به دریافت مبلغ حدود 47 میلیون دلار از نیروی هوایی به منظور توسعه موتور راکتی BE-4 شد . این قرارداد نیز در جهت کنار گذاشتن و عدم وابستگی به موتور RD-180 روسی واگذار میشود و قرار است در راکت وولکان استفاده شود . همچنین قسمت کوچکی از این مبلغ برای توسعه موتور مرحله بالایی ACES هزینه خواهد شد.

 

موتور BE-4 با نیروی پیشران 550,000 پوند در مجموع 1,100,000 پوند نیرو تولید میکند و از LNG یا گاز طبیعی( متان )مایع به عنوان سوخت و اکسیژن به عنوان اکسید کننده استفاده میکند . مدت زمان انجام این قرارداد نیز 4 سال و تا پایان سال 2019 در نظر گرفته شده .

 

http://www.defense.gov/News/Contracts/Contract-View/Article/682238

http://www.rocket.com/article/aerojet-rocketdyne-ula-announce-public-private-partnership-usaf-develop-rd-180-replacement

http://www.rocket.com/article/aerojet-rocketdyne-names-dynetics-key-ar1-engine-team-member

http://www.ulalaunch.com/ula-and-blue-origin-partner-with-air-force.aspx?title=ULA+and+Blue+Origin+Partner+with+Air+Force+for+All-American+Rocket+Engine&Category=News

 

 

تاپیک مرتبط :

http://www.military.ir/forums/topic/28481-ula-%D9%88-blue-origin-%D8%A8%D8%B1%D8%A7%DB%8C-%D8%AA%D9%88%D8%B3%D8%B9%D9%87-%D9%85%D9%88%D8%AA%D9%88%D8%B1-%D8%B1%D8%A7%DA%A9%D8%AA%DB%8C-be-4-%D8%A7%D8%B9%D9%84%D8%A7%D9%85-%D9%87%D9%85%DA%A9%D8%A7%D8%B1%DB%8C-%DA%A9%D8%B1%D8%AF%D9%86%D8%AF/?hl=%D9%85%D9%88%D8%AA%D9%88%D8%B1