
RD -180(ロシア語: Ракетный Двигатель-180 (РД-180) 、ローマ字表記: Raketnyy Dvigatel-180、直訳:「ロケットエンジン-180 」)は、ロシアで設計・製造されたロケットエンジンです。二重燃焼室、二重ノズル設計が特徴で、 RP-1 / LOX混合燃料を使用します。RD-180は、ソ連のエネルギアロケットで使用されたRD-170シリーズのロケットエンジンから派生したものです。このエンジンは、米国のアトラスIIIおよびアトラスVロケットで使用するために開発され、2000年に初飛行しました。他のロケットには使用されていません。このエンジンは、アトラスIIIの6回の飛行すべてとアトラスVの110回の飛行で成功しており、2016年3月に1回の非重大な故障が発生しただけです。
アトラスVは、ロシア製のエンジンへの依存が国家安全保障上の問題を引き起こすため、段階的に廃止されている[ 1 ] 。これは、ロシアによるクリミア併合後に懸念事項となった。2021年、アトラスの製造元であるユナイテッド・ローンチ・アライアンスは、アトラスVの退役を発表し、残りのロケット用にRD-180エンジンを既に受領したと発表した[ 2 ] 。 2024年6月現在 残りは16回の打ち上げです。2022年、ロシアによるウクライナ侵攻後に課された貿易制裁の結果、ロシアからの物資供給とメンテナンスが停止されました。

RD-180 の燃焼室は、前身の 4 室のRD-170と同様に、単一のターボポンプ ユニットを共有しています。RD-180 はRP-1 / LOX混合燃料を使用し、非常に効率的な高圧二段燃焼サイクルを採用しています。このエンジンは、酸化剤と燃料の比率が 2.72 で動作し、一般的な燃料リッチの米国設計とは異なり、酸素リッチのプレバーナーを使用しています。サイクルの熱力学により、酸素リッチのプレバーナーはより高い出力重量比を実現できますが、高圧、高温の気体酸素をエンジン全体に輸送する必要があるという欠点があります。この酸素と接触する表面がむき出しの金属であれば、腐食が早すぎます。RD-180 は、高温の酸素と接触するすべての金属表面に不活性エナメル コーティングを使用することでこの問題を解決しています。[ 3 ]エンジン ノズルの動きは、4 つの油圧アクチュエータによって制御されます。エンジンの出力は定格推力の47%から100%まで調整可能です。[ 4 ]
RD-180 ロケットエンジンのルーツは、ソ連のエネルギアロケットに遡ります。4 室エンジンである RD-170 は、このロケットのストラップオンブースターで使用するために開発され、最終的にブラン軌道船を打ち上げました。このエンジンは、RD-170 の燃焼装置と半分のサイズのターボ機械を組み合わせることで、2 室バージョンに縮小されました。試験台での良好な性能と米国政府とロシア政府間の高レベルの合意の後、このエンジンは米国に輸入され、 2000 年から 2005 年まで飛行したロッキード マーティンアトラス IIIで使用されました。このエンジンは、2002 年以降、アトラス III の後継機であるユナイテッド ローンチ アライアンスアトラス Vで使用されています。[ 5 ]このエンジンは、約 10 年前に別の設計局 (クズネツォフ)によって開発されたNK-33と似た設計上の特徴を持っています。改良型NK-33エンジンは、当初のアンタレスロケットの第1段の動力源として使用されていた。
2014年3月のロシア軍によるウクライナ侵攻後、RD-180の供給網の信頼性について疑問が生じた。2000年にアトラスIIIロケットに初めて搭載されてから13年以上、冷戦終結以来の米露関係の不安定な経緯にもかかわらず、エンジンの供給に深刻な危険はなかった。しかし、2014年3月以降、西側諸国とロシアの関係が悪化したことで、いくつかの自主的な妨害行為が発生し、その中には、米国の制裁措置の範囲がロシア製エンジンの輸入に及ぶかどうかが不明確だった米国の裁判所による短期間の司法差し止め命令も含まれていた。[ 6 ]
2014年5月13日、ロシアのドミトリー・ロゴージン副首相は、「ロシアは米国が軍事打ち上げにロシア製のロケットエンジンを使用することを禁止する」と発表した[ 7 ]。これは、 ULAのアトラスVロケットの頻繁なペイロードであり、第1段は1基のRD-180エンジンで駆動され、各飛行後に使い捨てられる。 [ 8 ]これに対し、米空軍はエアロスペース・コーポレーションに、アトラスVブースターをRD-180以外のエンジンで駆動する代替案を評価するよう依頼した。2014年の初期の見積もりでは、アトラスVのRD-180を交換するには5年以上かかるとされていた。[ 9 ]
ロシア政府はULAへの輸入RD-180エンジンの供給を遮断できるにもかかわらず、米議会は空軍の支持を得て、主にロシア政府からの許可が必要となるため、RD-180の米国生産ラインを構築することは有利ではないとの見解に至った。しかし、米議会は2014年に、2022年までに新しいエンジンを実用化するための新たな米国ロケットエンジン計画を提唱した。[ 10 ]
2014年6月、エアロジェット・ロケットダイン社は、連邦政府に対し、「米国製の全く新しいロケット推進システム」、すなわち推力2,200キロニュートン級(500,000ポンド)のケロシン/液体酸素AR1ロケットエンジンの開発資金を提供するよう提案した。2014年6月現在 エアロジェットの予測では、エンジン1基あたりのコストは、米国政府が資金提供する最大10億ドルの開発コストを除いて、エンジン2基あたり2500万ドル未満になると見込まれていた。エアロジェットは、AR-1が米国の進化型使い捨てロケットのRD-180に取って代わり、より手頃な価格になると考えていた。[ 11 ]
2014年8月21日、米空軍はRD-180の後継機に関する情報提供依頼書(RFI)を公式に発表した。RFIは、「現在および将来の国家安全保障宇宙(NSS)打ち上げ要件に対して、費用対効果が高く商業的に実現可能なソリューションを提供できるブースター推進および/または打ち上げシステム材料オプション」に関する情報を求めている。空軍宇宙軍団(AFSPC)は、進化型使い捨て打ち上げロケット(EELV)クラスの宇宙輸送用途向けのブースター推進システムおよび/または打ち上げシステムの商業開発を促進するための調達戦略を検討している。その前日、ユナイテッド・ローンチ・アライアンスは、ロシアによるクリミア併合以来初めてとなる2基のRD-180を受領した。RD-180がいつ、あるいは本当に後継機に置き換えられるのかは不明であり、RFIは、ロシア製エンジンとの類似性、新しい構成で提供されるかどうか、EELVミッションに「代替打ち上げロケット」を使用するかどうかなど、いくつかのオプションを求めた。[ 12 ]
2014年、RD-AmrossはRD-180を1基あたり2340万ドルで(ULAに)販売していた。[ 13 ] 2015年1月、Orbital Sciences CorporationはNPO Energomashから60基のエンジンを納入するための政府機関からの必要な許可をすべて取得した。[ 14 ] 2015年12月24日、United Launch Allianceは、クリミアをめぐって米国がロシアに制裁を課す前に同社が発注していた29基のエンジンに加え、Atlas Vロケットで使用するRD-180エンジンをさらに発注したと発表した。これは、米国議会が米国製ロケットへのロシア製エンジンの禁止を解除したわずか数日後のことだった。
米国でRD-180を製造する計画はいくつかあったが、いずれも実現しなかった。RD AMROSSの下で、プラット・アンド・ホイットニーは米国でRD-180を製造するライセンスを取得している。2005年のGAOによる主要兵器プログラム選定評価によると、プラット・アンド・ホイットニーは2008年に米国でRD-180の製造を開始し、2012年までに最初の軍事発射を行う計画だったが[ 15 ] 、これは実現しなかった。
ユナイテッド・ローンチ・アライアンス(ULA)は2015年2月、アラバマ州デカターのロケット段製造施設でロシア製RD-180エンジンの米国生産を検討していると発表した。米国で製造されるエンジンは、政府の民間(NASA)および商業打ち上げにのみ使用され、米軍の打ち上げには使用されない。このプロジェクトは、ULAがブルーオリジンと共同でBE -4エンジンの開発を進めている際のバックアッププランだった。[ 16 ] 2014年、国防総省はRD-180エンジンの米国国内生産を開始するには約10億ドルと5年が必要になると見積もった。[ 17 ]
全体として、2021年4月14日までに、エネルゴマシュは20年以上にわたり、122基のRD-180ロケットエンジンを米国に納入した。[ 18 ] 2021年8月26日のインタビューで、ULAのCEOであるトーリー・ブルーノは、3基または4基のRD-180が今後のミッションのためにアトラスVロケットに搭載され 、残りは倉庫に保管されていると述べた。彼は、「RD-180に関しては、いわば早期納入を受けたので、その関係を終わらせて(ロシアに)依存しなくて済む。それが議会が我々に求めたことだからだ」と述べた。エネルゴマシュからの122基のRD-180エンジンは、ロシアの宇宙計画に数十億ドルの収益をもたらした。[ 19 ]
アトラスVのRD-180を置き換えるためのいくつかの選択肢が検討されたが、ULAは最終的にロケットをバルカン・セントールに置き換えることを決定した。2010年2月、米国でRD-180を製造するために必要な文書と法的権利が利用可能であったにもかかわらず、NASAは「ロシア製エンジンの性能とほぼ同等かそれ以上の高レベルの推力を生成できる」国産コアステージエンジンの開発を検討していた。NASAは、米国国防総省とのパートナーシップ次第で、2020年までに、あるいはそれよりも早く、完全に機能するエンジンを製造することを望んでいた。[ 20 ]
地政学的および米国の政治的考慮の結果、ユナイテッド・ローンチ・アライアンス(ULA)は、ULAアトラスVの第1段ブースターで使用されているロシア製RD-180エンジンの代替エンジンを検討した。2014年6月、複数の米国のロケットエンジン供給業者に正式な調査契約が発行された。[ 1 ] 2014年9月、ULAは、アトラスVの後継となる新しい第1段ブースターのRD-180に代わるBE-4 LOX /メタンエンジンを開発するためにブルーオリジンと提携したと発表した。当時、このエンジンはブルーオリジンによってすでに3年目の開発段階にあり、ULAは新しいステージとエンジンが2019年より早く飛行を開始することはないと予想していた。新しい打ち上げロケットのブースターには、 2,400キロニュートン(550,000 lbf )推力のBE-4エンジンが2基使用される予定だった。[ 1 ]
DyneticsとAerojet Rocketdyne(AJR)も、RD-180の代替として、自社の炭化水素燃料ロケットエンジンであるAerojet Rocketdyne AR1を提案した。 [ 21 ] [ 22 ] ULAのCEOであるTory Brunoは、2015年初頭に、AR-1オプションとULAによるライセンスの下でのRD-180の米国製造は、ULAがBlue Origin BE-4エンジンで追求していた主要オプションのバックアップオプションであると述べた。[ 16 ] 2016年3月までに、米空軍はAJRとBlue Originと開発契約を締結し、両エンジンの開発資金を拠出した。[ 23 ]新しいエンジンを搭載した最初のバルカン飛行は2024年1月に行われた。[ 24 ] 2020年5月25日現在(RD-180を搭載したAtlas LVの最初の打ち上げから20年)、これまでの90回の打ち上げはすべて成功している。
1990 年代初頭、ゼネラル ダイナミクススペース システムズ部門 (後にロッキード マーティンに買収)は、進化型使い捨てロケット(EELV) およびアトラス プログラムで RD-180 を使用する権利を取得しました。これらのプログラムは、米国政府の打ち上げと商業打ち上げの両方をサポートするために構想されたため、RD-180 はプラット アンド ホイットニーとの共同生産も手配されました。しかし、すべての生産はロシアで行われました。このエンジンは、ロシアのエンジン開発および製造会社であるNPO エネルゴマシュとプラット アンド ホイットニーの合弁会社であるRD アムロスによって販売されました。RD-180 は、アトラス IIA-R ロケットに初めて搭載されました。これは、以前のメイン エンジンをロシア製 (そのため R) エンジンに置き換えたアトラス IIAロケットです。このロケットは後にアトラス IIIと改名されました。アトラスVロケットのモジュール式共通コアブースター主段での使用を認証するため、追加の開発プログラムが実施された。
RD-180は、ロスコスモスの請負業者によって提案されたロシアの新型宇宙ロケット「Rus-M」ファミリーで使用することが提案されたが[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]、このプログラムは2011年10月にロシア宇宙庁によって中止された[ 28 ]。 2010年3月、アメリカ航空宇宙学会および大学宇宙研究協会のコンサルタントであり、プリンストン大学の航空宇宙工学の元教授であるジェリー・グレイは、将来のNASAの大型打ち上げロケットにRD-180を使用することを提案した。ロシアへの依存が大きすぎることを懸念する人々に対して、彼はRDアムロス社が「RD-180の米国製バージョンを製造する寸前であり、NASAの資金が投入されれば、数年以内にそのエンジン(そしておそらく1,700,000 lbfまたは7.6 MNの推力に相当するRD-170)を製造できるだろう」と指摘した。[ 29 ]
2022年2月24日、ロシアはウクライナへの大規模な軍事侵攻を開始した。3月2日、ロシアは侵攻を継続する中で、ウクライナ攻撃に対する米国の制裁への報復として、米国へのRD-180エンジンの販売とサポートをすべて停止すると発表した。[ 30 ]
{{cite news}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク){{cite news}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)Rocketdyneは、米国製の全く新しいロケット推進システムの資金提供を政府に働きかけ続ける中で、新しいAR-1エンジン1ペアあたり2000万~2500万ドルのコストを目指している。新しい50万ポンド推力の液体酸素/ケロシン推進システムを構築する取り組みは、契約締結から約4年かかり、費用は約8億ドルから10億ドルになる見込みだ。このようなエンジンは、United Launch Alliance (ULA)のAtlas VロケットやOrbitalのAntaresに搭載される予定だ。 …[我々は]「AR-1はRD-180と同等、あるいはそれ以上の性能を発揮すると考えている。また、価格もより手頃になると考えている。」
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