ТОП 4 научни технологии, изгубени в САЩ

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Много творци свързват Съединените щати с напредналата страна на високите технологии, информационните технологии, Холивуд, Силиконовата долина и много други. Разбира се, това отчасти е така. Но както се казва, на слънцето има петна. а за Съединените щати … Днес ще ви разкажа за четири технологии, които САЩ загубиха. И може би завинаги.

Ефективно обогатява урана

Дълго време САЩ решиха да не обогатяват уран сами. Те започнаха да правят това, но използваха скъпа газодифузионна технология, която консумира няколко пъти повече електроенергия от технологията за обогатяване с центрофуга. Осъзнавайки, че е твърде скъп, те решават да закупят обогатен уран от СССР, който е много по-евтин.

Поради липсата на желание на властите да правят всичко сами, САЩ загубиха способността си да обогатяват собствения си уран. Пари за изграждане на необходимите технологични процеси, фабрики, центрофуги и др. има, но няма персонал, който да работи там.

След края на Студената война повече от 600 тона високообогатен уран от оръжейно качество остават в СССР. СССР го разреди и сключи договор със САЩ за доставка на този уран за използване в американски атомни електроцентрали. През 1994 г. СССР и САЩ подписаха договор за доставка на този уран за САЩ, но през 2013 г. Русия изпрати последните 60 тона уран за американски атомни електроцентрали и сега американците няма откъде да го вземат.

Съединените щати не са унищожили собствените си газодифузионни съоръжения, а са законсервирани, но времето играе срещу тях, въпреки че са законсервирани. Алтернативни центробежни съоръжения URENCO са разположени на територията на САЩ (те покриват приблизително 50-60% от нуждите на ядрения енергиен сектор на САЩ, останалата част се покрива от европейски договори и Техснабекспорт).

Твърде скъпо е да се създаде самостоятелно, а сега руският "Росатом" се занимава с изкупуване на обеднен уран от САЩ, неговата преработка и продажба обратно в САЩ. Самите американци все още нямат съвременни технологии за обогатяване на уран и остават зависими от руски компании.

В същото време те многократно се опитваха да възстановят тези технологии, имаше цели програми и проекти. Но всичко е безполезно. Например проектът "Американска центрофуга" не е отишъл никъде, той е прехвърлен в националната лаборатория (ORNL) и е финансиран доста добре за пилотно производство (проектът HiLo Uranium). Но засега е далеч от промишлена експлоатация. Дали Съединените щати ще успеят сами да създадат конкурентни технологии е въпрос, разбира се.

Конструкция на ледоразбивач

В началото на 2018 г. бреговата охрана и ВМС на САЩ обявиха планове да инвестират до 9,8 милиарда долара за изграждането на три тежки полярни ледоразбивача, способни да работят в Арктика и Антарктика. Пускането в експлоатация на първия от тях е предвидено за 2023 г.

Това съобщение беше важно и дългоочаквано събитие за американската армия. Най-новият американски ледоразбивач Polar Sea беше спуснат на вода през 1978 г. и изведен от експлоатация през 2010 г. Друг подобен кораб, Polar Star, който влезе в експлоатация през 1976 г., в момента е единственият в експлоатация тежък ледоразбивач на Съединените щати. Бреговата охрана на САЩ разполага с два други по-малки полярни кораба от леден клас. Ясен контраст с Русия (41 ледоразбивача).

В нов доклад, публикуван този месец, одитната служба на САЩ заявява, че бреговата охрана на САЩ няма ясна бизнес обосновка нито за разходите, нито за графика за своята амбициозна програма за придобиване на тежък ледоразбивач.

GAO е американският надзорен орган, упълномощен от Конгреса да одитира как федералното правителство харчи долари на данъкоплатците. В случая с програмата за разбиване на лед, агенцията проведе цялостен анализ, вариращ от разходите за изменението на климата в Аляска до оценка на икономическата жизнеспособност на сондажите в Арктическия национален резерват.

Разследването установи, че бреговата охрана е одобрила програмата за ледоразбивача без предварителен анализ на проекта, без технологична оценка, без оценка на техническите рискове.

Прогнозната цена и графикът на проекта бяха силно критикувани. Обявената цена на ледоразбивача - 9,8 милиарда долара - беше призната за занижена и не взе предвид всички нужди от финансиране на програмата. Планираната дата за пускане в експлоатация на кораба не се основава на реалистични оценки на времевата рамка на строителството, а на графика за извеждане от експлоатация на последния наличен ледоразбивач, Polar Star.

В резултат на разследването GAO изпрати шест препоръки до бреговата охрана, Министерството на вътрешната сигурност и Военноморските сили, според които е необходимо „да се извърши технологична оценка на проекта, да се преразгледа бюджета и да се разработи график за изпълнение в съответствие със съществуващите методи и практики, а след това преразглеждане на техническите спецификации на програмата. Министерството на вътрешната сигурност се съгласи с всичките шест препоръки.

Е, казано на руски, САЩ не са строили ледоразбивачи повече от 40 години. Представете си, не са го строили повече от 40 години. Всички, участвали в създаването на последния ледоразбивач, вече са пенсионирани или не. Заводите отдавна са преработени и са загубили необходимите компетенции (включително и заради хора). А такава индустрия не се изгражда за година-две.

Създаване на фантастични двигатели за самолета SR-71

Lockheed SR-71 е стратегически свръхзвуков разузнавателен самолет на ВВС на Съединените щати. Неофициално беше наречен "Blackbird" от английски. "Черен кос".

Особеностите на този самолет са високата скорост и височината на полета, поради което основната маневра за избягване на ракетата е ускорение и изкачване.

През 1976 г. SR-71 "Blackbird" постави абсолютен рекорд за скорост сред пилотирани самолети с турбореактивни двигатели - 3529,56 км/ч. Общо FAI е регистрирал 4 валидни записа, всички от които се отнасят до въздушна скорост. И един рекорд за височина в хоризонтален полет - 25 929 метра. Ако някой се интересува, съвременният F-35 има максимална скорост от 1930 км/ч. Тоест 1976 г. - 3500 км/ч и 1930 км/ч през 2019 г.

Този самолет беше просто главоболие за нашата ПВО. МиГ 25 и 31 бяха по-бавни от него. За щастие той нямаше оръжие.

Двигателите бяха сърцето на този самолет. J58 Турбореактивен двигател с променлив цикъл. Pratt & Whitney е хибрид между турбореактивен двигател и прямоточен двигател.

Няма да описвам подробностите за този двигател, но той имаше недостатъци и беше твърде капризен. Но нека ви напомня, че започва да работи през 1966 година.

Изведен е от експлоатация през 1998 г. Тук, както при обогатяването на уран, най-вероятно. Те смятаха, че не са останали противници и защо толкова сложни, скъпи двигатели.

Производство на двигатели за тежки ракети, аналог на руския РД-180

Ракетен двигател с течно гориво със затворен цикъл с доизгаряне на окислителен генераторен газ след турбината, оборудван с две горивни камери и две дюзи. Разработен в средата на 90-те години на миналия век на базата на най-мощния в света съветски двигател РД-170, произведен от НПО Енергомаш им. Академик В. П. Глушко.

През 1996 г. проектът РД-180 печели конкурса за разработка и продажба на двигатели за американските ракети носители Атлас-3 и Атлас-5.

През 1996 г. General Dynamics придобива правото да използва двигателя. За първи път е използвана от него на 24 май 2000 г. като първа степен на Atlas IIA-R LV - модификация на ракетата Atlas IIA; по-късно ракетата е преименувана на "Атлас III". След първото изстрелване беше извършена допълнителна работа за сертифициране на двигателя, за да се използва в Common Booster Core на основната степен на ракетата Atlas-5. Цената на един двигател към 2010 г. е $9 млн. Така от началото на 1999 г. двигателят РД-180 се използва в ракетите носители Атлас-3 и Атлас-5. До 01.02.2008 г. са извършени 6 изстрелвания на Атлас-3 НН и 12 изстрелвания на Атлас-5 НН, като при всички двигателят РД-180 работи безотказно.

Тъй като целта на програмата за двигатели е да изстреля търговски спътници и сателити на правителството на САЩ, Pratt & Whitney се счита за съвместен производител на RD-180, за да се съобрази със законодателството на САЩ. В същото време, въпреки многобройните слухове, разпространявани в интернет медиите и блоговете, патентните права за дизайна на двигателя принадлежат на НПО Енергомаш; в края на 2018 г. цялото производство на двигатели беше съсредоточено в Русия. Продажбата е извършена от съвместно предприятие между Pratt & Whitney и NPO Energomash, наречено JV RD-Amros. Придобиването и инсталирането са извършени от United Launch Alliance (ULA).

Изненадващо, през 2008-2009 г. нетната загуба на Енергомаш от доставки на двигатели РД-180 за Съединените щати възлиза на 880 милиона рубли, или почти 68% от всички загуби на компанията. Руската сметна камара установи, че двигателите са продадени само за половината от разходите за тяхното производство. Според изпълнителния директор на НПО Енергомаш Владимир Солнцев до 2010 г. ракетните двигатели са се продавали на загуба, тъй като производствените разходи са нараснали с по-висок темп от цената, на която е било възможно да се установят продажби. През 2010-2011 г. бяха предприети редица мерки и ситуацията беше коригирана.

Във връзка с влошаването на руско-американските отношения (от 2014 г.) политиците на двете страни изнесоха предложения за спиране на доставката на двигателя, използван от американците. По-специално, забраната за закупуване на двигателя беше въведена с изменение на Джон Маккейн. Инициативата за забрана на използването на двигателя за американски военни изстрелвания е от зам. председател на правителството на Руската федерация Дмитрий Рогозин.

Като заместител на RD-180 в САЩ бяха разгледани нови двигатели, за разработването на които Пентагонът редовно отделя пари.

Въпреки това, когато американският двигател е готов за употреба, никой не може да отговори.

Също през 2014 г. беше подписан договор с частна компания Blue Origin за създаване на аналог на руския РД-180; техният нов двигател BE-4 (използващ метан като гориво) беше представен в началото на 2017 г.; се отчита успешен напредък.

Неговият конкурент, Aerojet Rocketdyne, проведе първите тестове за изстрелване на предкамерата на своя двигател AR1 през май 2017 г.

През август 2018 г. директорът на НАСА Джим Бриденщайн каза в интервю за C-Span, че американските разработчици работят за създаването на алтернатива на руските двигатели RD-180.

През януари 2018 г. Financial Times, позовавайки се на представители на НПО Енергомаш, съобщи, че китайската компания Great Wall Industry преговаря за закупуване на технология за ракетни двигатели; изданието отбелязва, че RD-180 развива три пъти по-голяма тяга от най-мощния китайски двигател YF-100, който е базиран на по-ранния двигател RD-120.

Шефът на SpaceX Илон Мъск е смутен, че Boeing/Lockheed са принудени да използват руски двигател на ракетата Atlas, но самият двигател е страхотен.

През 2018 г. на американски клиенти са доставени 11 двигателя РД-180.

На 11 февруари 2019 г. Илон Мъск обяви в своя Twitter за успешен тест на двигателя Raptor, проектиран от неговата компания SpaceX. При тестовете двигателят показа налягане от 268,9 бара, което надвишава предишния рекорд на руския РД-180.

На 12 февруари 2019 г. главният конструктор на НПО Енергомаш Пьотр Льовочкин отбеляза, че двигателят РД-180 е сертифициран с 10% марж, което означава, че налягането в горивната му камера може да бъде по-високо от 280 атмосфери. Raptor работи на принципа газ към газ. За такива двигатели това ниво на налягане в горивната камера не е нещо необичайно.

За да разберем проблема, и четирите изброени технологии са високотехнологични. Тоест истински високотехнологични. Реални технологии.

Те не могат да бъдат взети и създадени. Нуждаем се от научноизследователски институти, предприятия, лаборатории, сътрудничество между стотици предприятия и най-важното, имаме нужда от хора, хиляди хора с необходимите, редки специализации.

Тоест фактът.че САЩ не могат да създават продукти с изброените технологии в продължение на много години, казва, че са загубили цели високотехнологични индустрии.