Theo kỹ sư hàng không Valery Ageyev, Hoa Kỳ đã không thể sao chép động cơ tên lửa RD-180 của Nga, cho dù họ đã được tiếp cận đầy đủ tài liệu kỹ thuật và đã thực hiện nhiều nỗ lực sao chép chi tiết.
Theo ông, Hoa Kỳ đã mua những thiết bị chính xác nhất, đúc khuôn từng bộ phận, tiến hành phân tích cấu trúc kim loại đầy đủ của vật liệu, xây dựng mô hình kỹ thuật số và thậm chí còn cố gắng nuôi cấy lưỡi dao trong phòng thí nghiệm của họ.
Valery Ageye nhận định: “Dường như họ đã tháo rời mọi thứ và hiểu rõ mọi thứ, nhưng họ vẫn không thể lắp ráp được một động cơ hoạt động được, chịu được nhiệt độ tương tự và có tuổi thọ tương tự.”
Ageyev giải thích rằng bí quyết của động cơ nằm ở thiết kế buồng đốt độc đáo. Chỉ rộng 38 cm, nó đốt cháy hơn 600 kg nhiên liệu mỗi giây. Ngay cả những sai lệch nhỏ về vật liệu hoặc hình dạng cũng dẫn đến mất ổn định hoặc độ bền.
Viktor Gorokhov, kỹ sư trưởng của Cục Tự động hóa Hóa học Nga, lưu ý rằng động cơ tên lửa Voronezh thể hiện hiệu suất nhiên liệu cao hơn so với các động cơ do SpaceX phát triển.
20 năm không có đối thủ
Trong hơn hai thập kỷ qua, động cơ tên lửa RD-180, được thiết kế và sản xuất tại Nga, đã là động lực đẩy cho tầng đầu tiên của các tên lửa Atlas III và Atlas V của Mỹ. Động cơ mạnh mẽ này, với hai buồng đốt và vòi phun, đã cho phép phóng nhiều tải trọng quân sự, thương mại và khoa học. Mặc dù có nguồn gốc nước ngoài, RD-180 đã chứng tỏ là một động cơ đáng tin cậy và hiệu suất cao, đóng vai trò quan trọng trong chương trình du hành vũ trụ của Mỹ.
Động cơ RD-180 nổi tiếng với hiệu suất vượt trội và thiết kế tiên tiến. Với lực đẩy 860.000 pound (3.830 kN) ở mực nước biển, đây là một trong những động cơ mạnh nhất thế giới. Động cơ đạt được lực đẩy ấn tượng này bằng cách đốt cháy hỗn hợp dầu hỏa tinh chế (gọi là RP-1) và oxy lỏng trong chu trình đốt cháy nhiều giai đoạn.
Trong động cơ đốt trong nhiều giai đoạn, nhiên liệu được đốt cháy trước ở nhiệt độ thấp trong buồng đốt sơ cấp để tạo ra khí nóng làm quay các tuabin. Sau đó, khí này được bơm vào buồng đốt chính để đốt cháy cùng với phần nhiên liệu còn lại ở nhiệt độ và áp suất cao. Điều này cho phép quá trình đốt cháy rất hiệu quả và hiệu suất động cơ cao.
Động cơ RD-180 độc đáo ở chỗ nó sử dụng buồng đốt sơ cấp giàu oxy, trong khi hầu hết các động cơ khác sử dụng hỗn hợp giàu nhiên liệu. Oxy ở áp suất cao và nhiệt độ cao gây ra thách thức cho các bộ phận của động cơ, nhưng Energomash đã giải quyết vấn đề này bằng cách phát triển một hợp kim chịu nhiệt đặc biệt và phủ lớp hợp kim này lên tất cả các bề mặt tiếp xúc với oxy.
Một đặc điểm quan trọng khác của RD-180 là bơm tuabin đơn cung cấp nhiên liệu cho cả hai buồng đốt. Thiết kế trục đơn rất nhỏ gọn và nhẹ. Hai vòi phun có thể xoay độc lập để điều khiển hướng bay của tên lửa trong quá trình phóng.
Cung cấp năng lượng cho Atlas V
Sau màn ra mắt thành công trên tên lửa Atlas III, động cơ RD-180 đã được chọn để cung cấp năng lượng cho tầng đẩy Common Core Booster (CCB) đầu tiên của tên lửa Atlas V thế hệ tiếp theo của Lockheed Martin. Tên lửa Atlas V được phát triển theo chương trình Phương tiện phóng dùng một lần cải tiến (EELV) của Không quân Hoa Kỳ nhằm đảm bảo khả năng tiếp cận không gian cho các tải trọng quân sự.
Lần phóng đầu tiên của tên lửa Atlas V diễn ra vào tháng 8 năm 2002. Kể từ đó, tên lửa này đã được phóng hơn 90 lần với tỷ lệ thành công gần như hoàn hảo. Động cơ đẩy RD-180 là yếu tố then chốt góp phần vào độ tin cậy này, hoạt động hoàn hảo trong mọi nhiệm vụ.
Tên lửa Atlas V nhanh chóng trở thành công cụ chủ lực của quân đội Mỹ, phóng các tải trọng an ninh quốc gia quan trọng như vệ tinh GPS, vệ tinh cảnh báo tên lửa và vệ tinh do thám mật. NASA cũng đã dựa vào Atlas V để phóng nhiều tàu vũ trụ khoa học, bao gồm các robot thám hiểm sao Hỏa Curiosity và Perseverance, tàu quỹ đạo sao Mộc Juno và sứ mệnh thu thập mẫu vật tiểu hành tinh OSIRIS-REx.
Trong lĩnh vực thương mại, tên lửa Atlas V đã phóng nhiều vệ tinh liên lạc và quan sát Trái đất. Tên lửa này cũng đã thực hiện các nhiệm vụ tiếp tế hàng hóa cho Trạm Vũ trụ Quốc tế theo chương trình Dịch vụ Tiếp tế Thương mại của NASA.
Trong suốt lịch sử phóng đa dạng này, động cơ RD-180 đã chứng minh tính linh hoạt và độ tin cậy của nó. Thiết kế mạnh mẽ và biên độ hiệu suất đáng kể của động cơ đã cho phép Atlas V bay thành công trong nhiều cấu hình và điều kiện thời tiết khác nhau.
Nhìn chung, động cơ RD-180 đạt được tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng và hiệu suất nhiên liệu đáng kể, vượt trội so với bất kỳ động cơ chạy bằng dầu hỏa nào khác vào thời điểm ra mắt. Những khả năng này đã khiến nó trở thành lựa chọn hấp dẫn cho tên lửa Atlas.
