俄羅斯發動機技術到底有多牛？連「超強美國」如今仍然在模仿？

RD-180火箭發動機是由位於莫斯科郊區的動力機械科研生產聯合體研製的一款雙燃燒室、雙噴嘴的火箭發動機。該發動機由RD-170系列衍生而來，採用共享渦輪泵。RD-180以煤油和液氧為推進劑，使用高壓分級燃燒循環。RD-180繼承了先驅RD-170的富氧預燃室設計，使發動機效率更高。噴嘴的活動由四個液壓缸支持。RD-180火箭發動機屬於雙噴管發動機，幾十年前，該發動機主要應用於前蘇聯的「能源號」重型運載火箭第一級。1996年，RD-180火箭發動機項目成功競得洛克希德.馬丁公司製造的最新PH「宇宙神」運載火箭第一級發動機的研發和交付任務。以RD-170/171系列發動機為基礎，RD-180火箭發動機得到快速發展，從而幫助動力機械科研生產聯合體這個俄羅斯發動機製造企業度過了21世界初這段最艱難的歲月。

1997年，俄羅斯動力機械科研生產聯合體與美國簽訂合作協議，要求2018年底，共向美國交付101台RD-180火箭發動機。到2013年後期，動力機械科研生產聯合體已向美國供應了70多台RD-180火箭發動機，每台價值1000萬美元，據評估，其盈利已達到該企業收益的三分之一強。考慮到向本國市場供應發動機幾乎沒有任何利潤，RD-180項目使該企業免於破產的威脅。作為烏克蘭事件中反俄舉措，美國眾議院2014年12月通過參議員約翰·麥凱恩關於美於2019年前全面擺脫俄制發動機的修正案。美國聯合發射聯盟公司與俄Energomash科學生產聯合體2019年前簽署的合同屬於例外。國會撥款2.2億美元用於研製新的國產發動機。隨著俄羅斯停止出售RD-180火箭發動機，美國開始本土研製同級別的火箭發動機。

如果說RD-180是個標杆，那麼直到現在美國仍然在模仿。作為美國下一代火箭發動機的樣機，兩家公司的競爭非常激烈，美現正在研發的兩款220噸級大推力火箭發動機，之間的競爭正在白熱化。並不是說美國的火箭發動機落後，這是因為自從太空梭之後，大推力火箭發動機基本沒有得到更新，去俄羅斯那麼買現成的就好。RD-180以煤油和液氧為推進劑，使用高壓分級燃燒循環。RD-180繼承了先驅RD-170的富氧預燃室設計，使發動機效率更高。噴嘴的活動由四個液壓缸支持。RD-180首先被使用在阿特拉斯IIA-R火箭上，也就是阿特拉斯IIA加字母R。（R代表俄羅斯，因為火箭採用了俄羅斯的主發動機）這款火箭後來被命名為阿特拉斯三號。另有項目在研究是否可以將這款發動機用於阿特拉斯五號的公共助推核心。

但是現在不行了，RD-180火箭發動機被卡脖子後，美國幾家公司開始籌備研發大推力火箭發動機。以煤油做燃料的AR1和甲烷為燃料的BE-4都被認為是美國下一代火箭發動機，BE-4和AR1產生的推力都少於RD-180，因此聯合發射聯盟需要安裝兩個新型發動機在新一代助推器上，以保證與「宇宙神-5」運載火箭能力相當。安裝BE-4發動機，「火神」火箭第一級直徑需要達到約5.4米，大約比「宇宙神-5」核心助推器寬40%，來適應低密度的甲烷燃料。若使用AR1發動機，其寬度保持與「宇宙神-5」3.8米一致，內含拉長的推進劑容器以增強其性能。AR1發動機相比BE-4而言，體積更小，價格也可能更加低廉。無論最終選擇BE-4還是AR1發動機，美製發動機都將最終取代俄制RD-180，聯合發射聯盟也將運用新型發動機替換大部分價格高昂的「德爾塔-4」火箭，2020年逐步淘汰「宇宙神-5」火箭以結束對於俄制發動機的依賴。美國幾家發動機製造商都坐立難安，因為無論是美國宇航局，還是主要火箭供應商聯合發射聯盟都在抉擇美國自製、用以取代俄制RD-180的下一代發動機，下一步該何去何從，我們拭目以待。

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