俄罗斯发动机技术到底有多牛？连“超强美国”如今仍然在模仿？

RD-180火箭发动机是由位于莫斯科郊区的动力机械科研生产联合体研制的一款双燃烧室、双喷嘴的火箭发动机。该发动机由RD-170系列衍生而来，采用共享涡轮泵。RD-180以煤油和液氧为推进剂，使用高压分级燃烧循环。RD-180继承了先驱RD-170的富氧预燃室设计，使发动机效率更高。喷嘴的活动由四个液压缸支持。RD-180火箭发动机属于双喷管发动机，几十年前，该发动机主要应用于前苏联的“能源号”重型运载火箭第一级。1996年，RD-180火箭发动机项目成功竞得洛克希德.马丁公司制造的最新PH“宇宙神”运载火箭第一级发动机的研发和交付任务。以RD-170/171系列发动机为基础，RD-180火箭发动机得到快速发展，从而帮助动力机械科研生产联合体这个俄罗斯发动机制造企业度过了21世界初这段最艰难的岁月。

1997年，俄罗斯动力机械科研生产联合体与美国签订合作协议，要求2018年底，共向美国交付101台RD-180火箭发动机。到2013年后期，动力机械科研生产联合体已向美国供应了70多台RD-180火箭发动机，每台价值1000万美元，据评估，其盈利已达到该企业收益的三分之一强。考虑到向本国市场供应发动机几乎没有任何利润，RD-180项目使该企业免于破产的威胁。作为乌克兰事件中反俄举措，美国众议院2014年12月通过参议员约翰·麦凯恩关于美于2019年前全面摆脱俄制发动机的修正案。美国联合发射联盟公司与俄Energomash科学生产联合体2019年前签署的合同属于例外。国会拨款2.2亿美元用于研制新的国产发动机。随着俄罗斯停止出售RD-180火箭发动机，美国开始本土研制同级别的火箭发动机。

如果说RD-180是个标杆，那么直到现在美国仍然在模仿。作为美国下一代火箭发动机的样机，两家公司的竞争非常激烈，美现正在研发的两款220吨级大推力火箭发动机，之间的竞争正在白热化。并不是说美国的火箭发动机落后，这是因为自从航天飞机之后，大推力火箭发动机基本没有得到更新，去俄罗斯那么买现成的就好。RD-180以煤油和液氧为推进剂，使用高压分级燃烧循环。RD-180继承了先驱RD-170的富氧预燃室设计，使发动机效率更高。喷嘴的活动由四个液压缸支持。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代表俄罗斯，因为火箭采用了俄罗斯的主发动机）这款火箭后来被命名为阿特拉斯三号。另有项目在研究是否可以将这款发动机用于阿特拉斯五号的公共助推核心。

但是现在不行了，RD-180火箭发动机被卡脖子后，美国几家公司开始筹备研发大推力火箭发动机。以煤油做燃料的AR1和甲烷为燃料的BE-4都被认为是美国下一代火箭发动机，BE-4和AR1产生的推力都少于RD-180，因此联合发射联盟需要安装两个新型发动机在新一代助推器上，以保证与“宇宙神-5”运载火箭能力相当。安装BE-4发动机，“火神”火箭第一级直径需要达到约5.4米，大约比“宇宙神-5”核心助推器宽40%，来适应低密度的甲烷燃料。若使用AR1发动机，其宽度保持与“宇宙神-5”3.8米一致，内含拉长的推进剂容器以增强其性能。AR1发动机相比BE-4而言，体积更小，价格也可能更加低廉。无论最终选择BE-4还是AR1发动机，美制发动机都将最终取代俄制RD-180，联合发射联盟也将运用新型发动机替换大部分价格高昂的“德尔塔-4”火箭，2020年逐步淘汰“宇宙神-5”火箭以结束对于俄制发动机的依赖。美国几家发动机制造商都坐立难安，因为无论是美国宇航局，还是主要火箭供应商联合发射联盟都在抉择美国自制、用以取代俄制RD-180的下一代发动机，下一步该何去何从，我们拭目以待。