45 tahun yang lalu, ilmuwan Soviet melakukan upaya berani untuk membuat roket super berat untuk pergi ke bulan. Upaya ini tidak berhasil dan kami kalah dalam "perlombaan bulan" dari Amerika. Tapi sekarang orang Amerika yang sama mengantre untuk mesin roket yang dibuat di negara kita untuk roket bulan Soviet
Pertengahan abad terakhir menjadi waktu kompetisi perjudian antara USSR dan AS dalam pengembangan ruang dekat Bumi. "Hadiah" utama adalah Bulan. Oleh karena itu, para perancang kedua negara, tanpa membuang tenaga dan anggaran, berlomba untuk membuat roket super berat yang dapat mengantarkan seseorang ke permukaan bulan dan mengembalikannya kembali. Di Uni Soviet, roket semacam itu adalah N1-L1, yang dikembangkan di OKB-1 pertama kali oleh Sergei Pavlovich Korolev, dan setelah kematiannya oleh Vasily Pavlovich Mishin. Di AS - "Saturnus-5", yang diciptakan oleh desainer Jerman yang tidak kalah legendaris Wernher von Braun (ia disebut "bapak" dari seluruh program luar angkasa Amerika selama masa hidupnya).
Cerita tidak mentolerir mood subjungtif. Amerika memenangkan perlombaan itu. SA-510 dengan Apollo 4 di dalamnya melakukan uji terbang pertamanya pada 9 November 1967, dan satu setengah tahun kemudian, pada Juli 1969, roket berawak AS pertama telah mendarat di bulan. Uni Soviet, pada 21 Februari 1969, baru saja memulai uji peluncuran roket "bulan"-nya. Dan, tak lama setelah akhir peluncuran Amerika ke bulan (penerbangan terakhir di bawah program Apollo berlangsung pada 7 Desember 1972), program bulan Soviet dibatasi.
Namun, dasar ilmiah dan teknis yang dibuat selama pengerjaan roket N1-L1 tidak hilang. Mesin roket yang dirancang dan dibuat untuk roket ini oleh perancang Soviet terkenal Nikolai Kuznetsov sangat sukses sehingga Rusia dan Amerika Serikat sekarang dibutuhkan.
Pertempuran "orang tua yang hebat"
Generasi perancang militer Soviet terbesar, yang pemikiran kreatifnya mencapai puncaknya pada 40-80-an abad terakhir, sering disebut "generasi orang-orang tua yang hebat". Pikiran merekalah yang menciptakan “perisai pertahanan” Tanah Air kita, dan perkembangan merekalah yang sebenarnya masih mendasari perkembangan pemikiran teknis-militer di Rusia modern. Galaksi ini juga menyertakan nama dua pembuat mesin besar Soviet - Nikolai Dmitrievich Kuznetsov dan Valentin Petrovich Glushko. Pembom strategis masih terbang dengan mesin turbin gas dari perancang pertama dan memompa unit pompa gas "emas biru" dari Gazprom. Pada mesin roket perancang kedua, pada kenyataannya, seluruh kosmonotika Soviet dan Rusia naik ke langit. Tampaknya mereka bekerja di bidang yang berbeda. Namun, ada momen dalam sejarah ketika jalur dua akademisi Soviet saling bersilangan.
Ini terjadi pada tahun 1959, ketika kepala perancang mesin dan peralatan ruang angkasa Soviet, Sergei Pavlovich Korolev, mulai membuat roket Soviet baru yang dirancang untuk terbang ke bulan. Sesaat sebelum ini, Glushko baru saja dianugerahi gelar Pahlawan Buruh Sosialis untuk karyanya pada mesin roket propelan cair (LRE) untuk rudal balistik R-5M dengan muatan nuklir tempur. Tetapi tugas menciptakan mesin roket propelan cair untuk keempat tahap roket "bulan" Soviet Korolev tiba-tiba ditetapkan bukan untuk Glushko, tetapi untuk Nikolai Kuznetsov, kepala dan perancang umum Pilot Plant No. 276 (Kuibyshev), yang kemudian mengkhususkan diri secara eksklusif dalam pengembangan dan produksi mesin turboprop dan turbojet untuk penerbangan. Tidak diketahui secara pasti apa yang menyebabkan "perubahan kuda" seperti itu - hubungan pribadi yang sulit antara Korolev dan Glushko, atau fakta bahwa perancang roket membutuhkan mesin oksigen-minyak tanah, dan perancang mesin bersikeras pada heptyl-amyl .. Tetapi faktanya tetap ada - pada saat uji terbang pertama roket "bulan" Amerika yang sangat berat "Saturnus-5" di Pabrik Motor Kuibyshev, yang saat itu merupakan bagian dari Kementerian Industri Penerbangan Uni Soviet, Nikolai Kuznetsov menciptakan dan berhasil melakukan tes bangku empat jenis mesin roket baru untuk setiap langkah roket bulan Soviet N1-L1. Pada tahun 1971, selama uji terbang roket ini (diluncurkan empat kali), mereka diselesaikan dan menerima kode NK-33, NK-43, NK-39 dan NK-31. Tapi mesin ini tidak pernah masuk ke produksi.
Ideolog utama program lunar Soviet, Sergei Pavlovich Korolev, meninggal pada Januari 1966. Tiga tahun kemudian, diketahui bahwa astronot AS adalah yang pertama mencapai Bulan. Pada tahun 1974, atas dasar Biro Desain Glushko dan Biro Desain, yang dipimpin oleh "penerus" Korolev Vasily Mishin, NPO Energia dibuat. Hal ini dipimpin oleh Valentin Glushko sebagai direktur dan desainer umum. Dan setelah itu, pengerjaan roket N1-L1 di Uni Soviet akhirnya ditutup, dan NPO Energia mulai mengembangkan ide sistem luar angkasa Energia-Buran yang dapat digunakan kembali. Pada tahun 1974 yang sama, Dewan Pertahanan Uni Soviet memerintahkan Kuibyshev OKB-276 untuk menghentikan pekerjaan lebih lanjut pada mesin roket, sepenuhnya membenamkan dirinya dalam desain mesin turbin gas untuk penerbangan strategis dan penggerak darat untuk unit pompa gas yang akan segera menggerakkan gas Soviet dari Siberia Barat hingga Eropa kapitalis. Sekitar seratus mesin NK-33 dan NK-43, yang sudah diproduksi di Kuibyshev untuk roket N1-L1, diperintahkan untuk dihancurkan.
Jenderal Tikus
Namun, ternyata kemudian, Nikolai Kuznetsov memenuhi perintah partai dan pemerintah itu hanya di tengah jalan. Dia benar-benar menciptakan mesin di mana semua penerbangan strategis negara kita masih terbang dan akan terus terbang. Dan sepertiga dari kapasitas unit pompa gas Gazprom masih disediakan oleh mesin turbin gas Kuznetsov. Selain itu, di bawah kepemimpinan Kuznetsov, di perusahaan semak pembuat mesin Kuibyshev pada pertengahan 70-an abad terakhir, produksi massal mesin Glushkov untuk tahap pertama dan kedua dari berbagai modifikasi kendaraan peluncuran kelas menengah Soyuz - RD-107A / RD-108A diluncurkan. Dan selama beberapa waktu terakhir di Kuibyshev, dan kemudian di Samara, lebih dari 9 ribu mesin jet berbahan bakar cair dibangun.
Tetapi "gagasan" roketnya sendiri - NK-33 dan NK-43 - Jenderal, perancang dan anggota penuh Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet N. D. Kuznetsov, terlepas dari perintah langsung partai dan pemerintah, tidak mulai dilikuidasi. Dia mengawetkan mereka dengan cara khusus dan menyembunyikannya dari mata-mata. Dan tidak ada satu orang pun yang terlibat dalam operasi ini, dalam 20 tahun ke depan, biarkan siapa pun tahu bahwa di sekitar Samara, di tempat terpencil, sekitar seratus item unik menunggu di sayap.
Saat itu datang pada tahun 1992. Tiga tahun sebelumnya, lawan utama mesin roket "Kuznetsov", Valentin Pavlovich Glushko, telah meninggal. Dia masih berhasil melihat penerbangan ciptaannya yang megah - roket super-berat Energia dari MTKK Buran. Tetapi Uni Soviet runtuh di depan mata kita dan kepemimpinan politiknya, pada kenyataannya, tidak lagi mencapai ruang angkasa. Pada saat ini, sistem hubungan lama antara biro desain, perusahaan pembuat mesin, pembuat roket, kementerian, departemen, dan industri juga meledak. Perusahaan yang sebelumnya "tertutup", misalnya, diizinkan memasuki arena internasional dengan produk mereka sendiri. Dan Nikolai Kuznetsov memanfaatkan ini. Dia mengeluarkan mesin roketnya dari "repositori" dan mempresentasikannya kepada masyarakat umum di pameran internasional pertama "Aviadvigatel" pada tahun 1992 di Moskow. Produk-produk ini menghasilkan efek bom yang meledak di masyarakat dunia. “Keunikan mesin ini adalah dibuat bukan oleh roket, tetapi oleh biro desain penerbangan. Dan kekhususan ini dimanifestasikan dalam segala hal. Kebanyakan mesin roket, misalnya, terjerat dengan puluhan atau ratusan pipa. Dan di mesin kami, mereka praktis tidak ada. Bagian dari desain NK-33 sebenarnya adalah mesin turbojet yang sebelumnya dibuat oleh Kuznetsov, misalnya, NK-12 ... Orang Amerika, ketika mereka melihat skema desain ini, mencengkeram kepala mereka dan berkata: “ Kami telah berjalan di sekitar skema ini selama beberapa dekade dan belum tahu bagaimana menerapkannya. Karena pengembangannya membutuhkan biaya yang sangat besar!” Valery Danilchenko, kepala perancang mesin roket dari asosiasi Kuznetsov, berbagi kesannya tentang pertemuan pertama dengan Amerika dengan Expert Online.
Selain itu, mesin Kuznetsov menunjukkan keandalan terbesar, karena tidak ada uang yang tersisa untuk meningkatkan desain dan materialnya. Menurut para perancang, pada tahap ini, sekitar 100 mesin "dibakar" (yaitu, diproduksi) - ini adalah urutan besarnya lebih dari apa yang sekarang dapat dibakar oleh pengembang mesin roket Rusia dan asing selama pengujian. Tetapi pada saat yang sama, Profesor Kuznetsov memastikan bahwa salah satu mesin NK-33, yang dirancang untuk beroperasi pada tahap pertama roket "bulan", bekerja selama total lebih dari empat (!) Jam tanpa dikeluarkan dari dudukannya. . Sebagai perbandingan, perkiraan waktu operasi tahap pertama rudal Antares Amerika, di mana NK-33 yang ditingkatkan sekarang berada, adalah 230 detik. Selama waktu ini, dua mesin tersebut melemparkan roket ke ketinggian 107 km. Tidak ada mesin roket lain di dunia yang memiliki parameter keandalan, penggunaan kembali, dan rasio dorong-terhadap-berat seperti itu.
Kembalinya mesin
Penyebutan Amerika Serikat bukanlah suatu kebetulan. Saat itu, Amerika hanya membutuhkan kendaraan peluncuran komersial (LV) baru, yang beroperasi di perbatasan kelas ringan dan menengah. Oleh karena itu, sudah pada musim panas 1993, antara pembuat mesin Samara dan perusahaan Amerika Aerojet, perjanjian kerja sama dibuat tentang penggunaan NK-33 sebagai bagian dari sistem propulsi kendaraan peluncuran Taurus-2 (Antares). Untuk melakukan ini, Amerika membeli 47 mesin NK-33 dan NK-43 dari stok yang disimpan di Samara, dengan harga $ 1 juta per produk. Keputusan desainer hebat ini untuk menjual produk unik ke negara musuh yang paling mungkin, dulu, dan sekarang, menyebabkan reaksi ambigu. Anda tidak dapat bertanya pada Nikolai Dmitrievich sendiri tentang ini lagi - dia meninggal pada tahun 1995. Namun menurut ulasan orang-orang yang mengenalnya, motif utama menjual separuh stok mesin NK-33 ke Amerika bukanlah uang. Dia hanya benar-benar ingin mesin akhirnya terbang ....
Dan orang Amerika, memang, mengangkatnya ke luar angkasa, meskipun dalam bentuk yang dimodernisasi. Secara khusus, segel diganti, sistem kontrol diperbarui, mesin disesuaikan dengan minyak tanah Amerika dan dilengkapi dengan sambungan cardan untuk kontrol vektor dorong. Dan dalam bentuk ini, gagasan desainer Soviet disertifikasi di Amerika Serikat dan menerima nama NK-33 / AJ-26. Pekerjaan ini dilakukan oleh spesialis Aerojet bersama dengan para perancang Kompleks Ilmiah dan Teknis Samara. Kuznetsov (SNTK dinamai Kuznetsov), dan kemudian, ketika SNTK dinamai. Kuznetsov kembali terhubung dengan pabrik serial Motorostroitel - bersama dengan spesialis dari Perusahaan Pembangunan Mesin Bersatu Kuznetsov. Volume utama pekerjaan modernisasi mesin ini dilakukan pada periode 2008-2012. “Aktivitas memasukkan NK-33 ke dalam uji terbang berlangsung sekitar 5-6 tahun, tetapi mereka telah bekerja dengan mesin sejak 95, mengkonfirmasi karakteristik teknisnya, menunjukkan kemampuannya. Baik dalam kerangka domestik dan dalam kerangka proyek Amerika, pekerjaan pengembangan besar dilakukan dengan NK-33. Sebagai bagian dari modernisasi, solusi desain tambahan diterapkan di mesin, yang meningkatkan tingkat karakteristik teknisnya ke tingkat yang baru. Sedangkan untuk versi Amerika, kami meningkatkannya hingga 108 persen daya dorong, spesialis Amerika melengkapi mesin dengan vektor daya dorong yang terkontrol. Menurut proyek Rusia, mesin memiliki modifikasi, telah disesuaikan dengan kondisi penerbangan baru," Nikolay Yakushin, direktur eksekutif asosiasi Kuznetsov, menekankan kepada Expert Online.
Penerbangan pertama Antares dengan tiga satelit kecil NASA PhoneSat dan satu nanosatelit komersial dilakukan pada malam 21-22 April 2013 dari pelabuhan antariksa di Pulau Wallops di Pantai Timur AS. Kendaraan peluncuran ini dirancang untuk meluncurkan muatan dengan berat hingga 5,5 ton ke orbit referensi rendah, dan pengembangnya, perusahaan swasta Orbital Sciences Corporation (OSC), telah dikontrak di bawah kontrak $ 3,5 miliar dengan NASA untuk melakukan delapan penerbangan dengan ini roket truk ruang angkasa Cygnus yang membawa kargo untuk Stasiun Luar Angkasa Internasional. Pada tahun 2013, Antares telah melakukan 3 penerbangan komersial yang sukses.
Di Rusia, peluncuran pertama kendaraan peluncuran dengan mesin NK-33 berlangsung pada Desember 2013. Itu adalah kendaraan peluncuran Soyuz-2-1 V untuk muatan 3 ton, sistem propulsinya didasarkan pada mesin NK-33 yang ditingkatkan di bawah huruf NK-33A. Pengembang dan pembuat roket tersebut adalah TsSKB-Progress (Samara). Khusus untuk Soyuz lampu baru, hampir 30 item diganti dan diperbaiki di mesin ini: kabel listrik, penggerak, sistem pengapian, dan sebagainya. Situs peluncurannya adalah Plesetsk Cosmodrome. Selain itu, TsSKB-Progress saat ini sedang mengerjakan kendaraan peluncuran Soyuz-2-3 dengan muatan 11-12 ton, di mana empat mesin Glushkov RD-107A digabungkan dengan satu NK-33-1. Ada proyek di Rusia dan kendaraan peluncuran kelas berat dengan muatan 20 ton dengan lima mesin NK-33 (ditambah vektor dorong yang dapat dikontrol).
Ekonomi Proyek
Motivasi saat ini dari orang Amerika dan Rusia mengenai mesin NK-33 dapat dimengerti. Sekarang ada cukup banyak proposal di pasar dunia untuk "membawa" kendaraan peluncuran ringan, karena penaklukan ruang angkasa pada suatu waktu dimulai dengan kendaraan peluncuran ringan yang menempatkan pesawat ruang angkasa dengan berat hingga 5 ton ke orbit rendah Bumi. , ini adalah Pegasus, Taurus, Minotaur, Delta 11 (model 7320 dan 7420), Falcon, di India - kendaraan peluncuran PSLV dalam berbagai konfigurasi, di Israel - kendaraan peluncuran Shavit. Orang Eropa menggantungkan harapan mereka pada Vega. Brasil, bersama dengan Ukraina, memakai Cosmos-4. Kendaraan peluncuran ringan sedang dibuat di Iran, Korea Utara, Korea Selatan, dan Jepang. China secara aktif mengerjakan topik kendaraan peluncuran ringan.
Namun, bagi orang Amerika, topik penggunaan mesin NK-33 Rusia dalam kendaraan peluncuran mereka adalah penting, pertama-tama, dari sudut pandang kombinasi optimal antara biaya, keandalan, dan efisiensi mesin ini. Mesin NK-33 tidak hanya di antara mesin roket paling andal di dunia dan pemimpin dalam hal rasio dorong-terhadap-berat. Harga NK-33 "dimodernisasi" yang diproduksi secara massal untuk persyaratan modern adalah setengah dari harga mesin roket dengan daya dorong serupa dari perancang dan pabrikan lain. Dan jika produksi skala besar mesin ini diselenggarakan di asosiasi Kuznetsov, harganya, menurut perkiraan awal, dapat turun 30-40 juta rubel lagi. Jadi Aerojet mengatakan membutuhkan setidaknya 50 mesin NK-33 lagi dari Rusia.
Negara kita memiliki motivasi yang sedikit berbeda. Pada prinsipnya, Rusia sekarang membutuhkan rudal ringan baru. Kebetulan secara historis bahwa kendaraan peluncuran ringan kami adalah rudal balistik antarbenua (ICBM), di mana muatan terletak alih-alih hulu ledak. Seperti Dnepr berbasis RS-20, Strela dan Rokot berbasis RS-18, Cyclone-3 berbasis R-36. Mereka memiliki satu plus - relatif murah, terutama dalam hal pengerjaan ulang ICBM yang dinonaktifkan. Namun, pasokan rudal semacam itu tidak ada habisnya (Cyclone-3, misalnya, sudah terbang sendiri dua tahun lalu), dan kebanyakan dari mereka, sekali lagi secara historis, diproduksi di Ukraina. Dan apa yang terjadi di sana sekarang, saya pikir, tidak perlu dijelaskan. Oleh karena itu, di Rusia, pekerjaan sekarang sedang dilakukan untuk membuat dua kendaraan peluncuran ringan sekaligus - Soyuz 2-1V dan Angara 1.2. “Rudal ringan, yang dibuat pada satu waktu berdasarkan rudal balistik, seperti, misalnya, Rokot atau Dnepr, akan hilang dari tempat kejadian besok atau lusa. Dan ini akan membebaskan ceruk untuk kendaraan peluncuran ringan di Federasi Rusia. Oleh karena itu, kemunculan dua kapal induk kelas ringan baru di Rusia sekaligus - Angara 1.2 dan Soyuz-2-1V - tidak menyakitkan dari sudut pandang persaingan. Ini positif. Mereka tidak akan saling mengganggu baik dalam hal memenuhi tugas operasional Kementerian Pertahanan Rusia, atau dalam hal ruang komersial di pasar kendaraan peluncuran global,” Nikolai Yakushin, direktur eksekutif asosiasi Kuznetsov, menekankan Expert Online.
Oleh karena itu, "TsSKB-Progress" telah membuat "Soyuz" ringan pada mesin "Kuznetsov", dan Pusat Penelitian dan Produksi Luar Angkasa Negara. Khrunichev menciptakan keluarga kendaraan peluncuran "Angara" pada mesin penopang RD-191 yang dikembangkan oleh NPO Energomash im. Glusko. Mobil pertama sudah terbang, mobil kedua belum. Dan apakah Angara, keputusan untuk membuat yang dibuat lebih dari 20 tahun yang lalu, akan masuk ke produksi massal masih menjadi pertanyaan besar. Sebagai produk militer murni - sangat mungkin. Hal ini diragukan sebagai sarana peluncuran muatan komersial, karena Soyuz ringan hampir 1,5 kali di depan Angara ringan dalam hal efisiensi peluncuran muatan.
Oleh karena itu, United Engine Corporation (UEC), yang sekarang mencakup OAO Kuznetsov, yang dalam beberapa tahun terakhir telah menggabungkan beberapa aset paling signifikan dari kompleks pembuatan mesin Samara, bermaksud untuk sepenuhnya memulihkan produksi serial mesin NK-2017 di Samara pada tahun 33 . “Mengingat permintaan produk, saat ini kami sedang memecahkan masalah mereproduksi mesin. Ini adalah tugas bersama yang sedang dilaksanakan dalam kerangka UEC. Ini adalah program umum. Saat ini, masalah sedang diselesaikan dengan spesialis Amerika mengenai pembentukan hubungan jangka panjang untuk pasokan mesin roket di bawah program Antares, pekerjaan berlanjut pada proyek domestik. Kami telah membentuk jadwal khusus untuk pemulihan produksi. Untuk keperluan pihak Amerika, dengan mempertimbangkan realitas waktu, kita berbicara tentang dimulainya pengiriman mesin dari 2018 pada level 6-8 mesin per tahun. Untuk proyek dalam negeri, perkiraan tanggal dimulainya pengiriman adalah 2017,” tegas Nikolai Yakushin kepada Expert. Untuk memenuhi rencana tersebut, di Samara, di asosiasi Kuznetsov, dalam kerangka Program Target Federal "Pengembangan kompleks industri militer hingga 2020", pembangunan gedung produksi baru untuk pembuatan mesin roket sekarang telah dimulai. Selain RD-107A/RD-108A tradisional, beberapa lusin mesin roket merek NK akan diproduksi di sini setiap tahun menggunakan teknologi baru dan peralatan modern.