RD-120

RD-120 GRAU index: 11D123) adalah mesin roket tahap atas cair yang membakar RG-1 ( minyak tanah olahan ) dan LOX dalam siklus pembakaran bertahap kaya oksidator dengan rasio O/F 2,6. Mesin ini digunakan pada tahap kedua dari keluarga kendaraan peluncur Zenit. Mesin ini memiliki ruang bakar tunggal dan tetap sehingga pada Zenit mesin ini dipasangkan dengan mesin vernier RD-8. Mesin ini dikembangkan dari tahun 1976 hingga 1985 oleh NPO Energomash dengan VP Radovsky yang memimpin pengembangan. Diproduksi oleh, antara lain, Yuzhmash di Ukraina."RD-120 article on Astronautix.com"

 Sejarah  
Bahasa Indonesia: Selama pengembangan awal program Buran dari 11D77 —kendaraan peluncur yang kemudian dikenal sebagai Zenit— , KBKhA telah ditugaskan untuk mengembangkan mesin tahap kedua, seperti yang telah mereka lakukan untuk kendaraan Proton dan Soyuz. Namun mengingat kesulitan bagi NPO Energomash dalam mengembangkan RD-123 (yang kemudian dikenal sebagai RD-170), mereka menyerahkan pengembangan mesin penopang hidrogen/oksigen kepada KBKhA. Proyek ini, analog dari SSME, adalah proyek RD-130 dalam NPO Energomash. Namun ketika KBKhA menangani pengembangan tersebut, menamainya RD - 0 120, sebuah nama yang selalu menjadi sumber kebingungan dengan mesin dari artikel saat ini. Sebagai imbalan bagi mereka untuk menangani pengembangan yang sulit dari mesin propelan kriogenik, Energomash mengambil alih tanggung jawab untuk mengembangkan mesin tahap kedua dari 11D77, yang pada akhirnya akan dikenal sebagai RD-120. Fakta bahwa RD-120 dan RD-0120 memiliki konsepsi yang saling terkait, dalam program yang sama, dan dengan pertukaran biro desain, tidak membantu menghindari kebingungan.

Pada 16 Maret 1976 Pemerintah mengeluarkan resolusi untuk pengembangan Zenit, RD-171 dan RD-120. Pada April 1976, Yuzhnoye memasok NPO Energomash dengan persyaratan akhir untuk propulsi tahap pertama dan kedua 11D77. Salah satu efek yang diinginkan dari konsolidasi propulsi tahap pertama dan kedua pada perancang yang sama, adalah bahwa mereka dapat mempelajari pelajaran mereka pada mesin pembakaran bertahap pada mesin tahap atas yang lebih kecil dan lebih sederhana, dan kemudian menerapkannya pada RD-170 tahap pertama yang lebih besar dan lebih inovatif. NPO Energomash, telah mengerjakan prototipe mesin pembakaran bertahap minyak tanah/oksigen dalam kisaran itu, berdasarkan mesin hipergolik RD-268, yang sudah diproduksi secara serial dengan Yuzhmash. Pada Februari 1977, desain awal RD-120 selesai. Dan pada tanggal 31 Januari 1979 dilakukan uji tembak pertama terhadap RD-120.

RD-120 mengalami debut yang rumit, dengan tahap kedua gagal pada penerbangan pertamanya (13 April 1985), kedua (21 Juni 1985) dan keempat (28 Desember 1985). Sementara hanya kegagalan pertama yang dapat dikaitkan dengan RD-120 — regulator aliran propelan mengalami kebocoran dan tahap kehabisan propelan sebelum mengorbit —, kinerja awal program tersebut cukup meresahkan. Akhirnya terbukti nilainya, dan pada Desember 1987 RD-120 (dan Zenit) dianggap ditugaskan. Namun, pada tahun-tahun pembubaran Soviet, tahap kedua gagal dua kali berturut-turut pada 30 Agustus 1991 dan 5 Februari 1992. Zenit mengalami kegagalan tahap kedua lainnya, tetapi hanya yang pertama yang pernah dikaitkan langsung dengan RD-120 itu sendiri. 

Pada tahun 1990, Kepala Departemen Propulsi NPO Energomash, dan desainer terkemuka, VKChvanov, dianugerahi Penghargaan Negara untuk penciptaan RD-120. 

Pada bulan Oktober 1992, Pratt & Whitney menandatangani perjanjian dengan NPO Energomash untuk menjual dan mewakili lini mesin mereka di Amerika Serikat. Selama versi awal program X-34, yang mencoba mengembangkan kendaraan peluncur yang dapat digunakan kembali untuk muatan kecil melalui asosiasi publik/swasta, RD-120 secara serius dipertimbangkan untuk tahap pertama peluncuran udara 747. RD-120 menawarkan harga dan kinerja terbaik, dan merupakan pilihan yang disukai Orbital Sciences. Faktanya, pada tanggal 11 Oktober 1995, RD-120 ditembakkan di AS dan dengan demikian menjadi mesin roket Rusia pertama yang secara aktif diproduksi yang ditembakkan di tanah Amerika. Versi mesin ini, terutama akan berbeda dari Zenit dalam penambahan dudukan gimbal yang memungkinkannya menawarkan TVC. Versi ini akan dikenal sebagai RD-120M. Mitra swasta kedua dalam program X-34, Rockwell International, ingin menggunakan mesin mereka sendiri, RS-27. Dan mengingat jadwal dan anggaran program yang terbatas, pemilihan mesin tidak dapat diselesaikan dan program dibatalkan dan dilaksanakan kembali sebagai program penelitian NASA murni yang kemudian dikenal dengan X-34. 

Pada tahun 1990an, Tiongkok juga memperoleh dua atau tiga model RD-120, dan mungkin juga beberapa dokumentasi. Hal ini memungkinkan mereka untuk mengembangkan program mesin pembakaran bertahap berbahan bakar minyak tanah buatan mereka sendiri, YF-100 dan YF-115. 

RD-120 memiliki margin signifikan yang terpasang, yang memungkinkan antara tahun 2001 dan 2003 untuk mengembangkan versi 'Uprated' atau 'Forced' yang dimodernisasi dari mesin untuk Sea Launch yang meningkatkan daya dorong 10% menjadi 912 kN (205.000 lbf). Ini juga menggabungkan banyak perbaikan, yang memungkinkannya untuk meningkatkan tekanan ruang dan daya dorong tanpa penambahan berat. Ini masih memiliki margin ekstra 5%, memperpanjang umur desain menjadi 4260 detik, jumlah penyalaan menjadi 19 dan memungkinkan untuk mempertimbangkannya sebagai dasar untuk roket yang dapat digunakan kembali, mesinnya masih belum mampu memulai ulang saat terbang. Setelah program yang menggunakan 4 mesin uji dan melakukan 28 uji api panas dengan waktu berjalan terakumulasi 8.135 detik, mesin tersebut memenuhi syarat untuk terbang. Pengujian dimulai pada Maret 2004 dan melakukan penerbangan debutnya pada 15 Februari 2006 di mana ia berhasil mengorbit EchoStar X. 

 Versi  
Mesin ini memiliki dua versi operasional dan beberapa variasi yang diusulkan:
 RD-120 (GRAU Index 11D123): Versi asli dikembangkan untuk tahap kedua Zenit-2. Karakteristik utamanya adalah menggunakan turbopump vertikal, karena tangki bahan bakarnya berbentuk torus dan mesinnya harus pas di lubang tengah. 
 RD-120 (daya dorong tambahan) (Indeks GRAU 11D123): Versi daya dorong tambahan yang dikembangkan untuk tahap kedua Zenit-3SL. Beberapa penulis mengidentifikasinya sebagai RD-120M (Indeks GRAU 11D123M). 
 RD-120K : Proyek tahap pertama yang tidak diketahui. Area perluasannya telah dikurangi dan pengaturan subsistemnya dilakukan untuk mengurangi panjang total. Pengembangannya cukup banyak sehingga benar-benar melakukan beberapa uji coba api. 
 RD-120M : Versi yang diusulkan untuk program X-34. Versi ini menambahkan dudukan gimbal, dan telah diuji coba di AS. 
 RD-120U : Versi yang diusulkan untuk ULV-22.  
 RD-146  
 RD-182 : Versi Metana/LOX dari RD-120K. Diusulkan untuk proyek kendaraan peluncur Riksha untuk Biro Desain Roket Makeyev.  
 RD-182M : Versi LNG/LOX dari RD-182. Diusulkan untuk proyek kendaraan peluncur Vozdushnyy Start.  
 RD-870 : Versi Ukraina dari RD-120K dengan ruang bakar produksi Rusia diganti dengan mesin RD-263 yang dimodifikasi dari stok, dikembangkan oleh Biro Desain Yuzhnoye untuk digunakan pada tahap pertama Cyclone-4M SLV. 

+ Keluarga Mesin RD-120NamaRD-120RD-120(augmented thrust)RD-120KRD-870AKA11D123  11D12311D123M? Tahun pengembangan1976–1985  2001–2003  1986–  2016–Jenis mesin  Mesin roket cair tahap atas siklus pembakaran bertahap kaya OksidatorPropelan RG-1/LOX (O/F 2.6)Tekanan ruang bakar       Dorongan (Vac)       Dorongan (SL) N/A  N/A     Isp (Vac)      Isp (SL) N/A  N/A    Throttle 70–110%  70–110%  50–105%  98.5–101.5%Ekspansi nosel 114.5  114.5  49.6  N/AWaktu pembakaran290 detik  290 detik  305 detik  200 detikMasa pakai mesin2,200 detik  2,200 detik  2,200 detik  N/APanjang        Diameter       Berat      Digunakan padaZenit-2 Second Stage  Zenit-3SL Second Stage  Proyek  Cyclone-4M First StagePeluncuran pertama1985-04-13  1999-03-28  N/A  N/AStatusSedang dalam Produksi Sedang dalam Produksi  Proyek  ProyekReferensi 

 Derivatif teknologi  
Tanpa mempertimbangkan variasi langsung dari RD-120, mesin yang sangat berpengaruh ini telah menjadi fondasi bagi banyak mesin yang mencakup turunan di empat negara. RD-801 dan RD-810 Ukraina, YF-100 dan YF-115 Cina , serta SCE-200 India dapat ditelusuri langsung kembali ke RD-120. Keluarga mesin RD-170 Soviet/Rusia dikembangkan berdasarkan pelajaran yang dipelajari dari proyek RD-120.

 keluarga RD-170  
Seperti yang dinyatakan di bagian Sejarah, RD-120 digunakan sebagai aplikasi praktis pertama dari pembakaran bertahap kaya oksidator dengan propelan minyak tanah di NPO Energomash, sebelum menangani RD-170. Jadi, meskipun keluarga mesin yang lebih baru ini memiliki parameter kinerja yang lebih agresif dan proyek asli (RD-123) mendahului RD-120, itu memang merupakan desain aktual pertama dari pengembangan seri. 

 RD-801 dan RD-810  
Meskipun pengalaman propulsi Yuzhnoye sebagian besar menggunakan mesin propelan hipergolik, seperti RD-855 atau RD-861, mesin tersebut dianggap terlalu beracun bagi standar ekologi modern. Meskipun mereka masih menawarkan untuk mengembangkan propulsi hipergolik, seperti dalam kasus RD -843 untuk tahap AVUM Vega atau proyek Tsyklon-4, untuk keluarga kendaraan peluncur Mayak, propelan LOX dan minyak tanah yang lebih ramah lingkungan diputuskan. 

Yuzhnoye tidak hanya menguasai siklus paling rumit untuk propelan ( siklus pembakaran bertahap kaya oksidator ) dengan RD-8, tetapi mereka juga bekerja sama erat dengan NPO Energomash selama program RD-120. Pembuatannya dilakukan di perusahaan saudaranya Yuzhmash di Ukraina, dan proyek peningkatan daya dorong RD-120 dari tahun 2001 hingga 2003 merupakan proyek gabungan antara ketiga perusahaan tersebut. 

Berdasarkan pengalaman ini, diusulkanlah sebuah keluarga mesin derivatif. RD-805 dan RD-809 sebagian besar merupakan modifikasi dari RD-8, tetapi anggota keluarga RD-801 dan RD-810 dapat dianggap sebagai keturunan sejati dari RD-120. Salah satu karakteristik keluarga ini adalah keterbatasan dalam menjaga suhu keluaran preburner di bawah 500 °C (932 °F). 

 SCE-200  
Pada tanggal 2 Juni 2005, India dan Ukraina menandatangani Perjanjian Kerangka Kerja antara Pemerintah Ukraina dan Pemerintah Republik India tentang Kerja Sama dalam Penggunaan Luar Angkasa secara Damai, yang akan mulai berlaku pada tanggal 15 Februari 2006. Menurut siaran pers resmi pada tanggal 26 Maret 2013 oleh Kementerian Pembangunan Ekonomi dan Perdagangan Ukraina, pengembangan mesin roket untuk kendaraan peluncur India dimulai pada tahun 2006 di bawah proyek gabungan India-Ukraina yang diberi nama "Jasmine". 

Cetak biru mesin yang diduga ditransfer oleh Ukraina ke India, telah diidentifikasi sebagai RD-810. Karena transfer tersebut secara khusus mengecualikan metode analisis teknik dan perangkat lunak, India pada kenyataannya, harus mengembangkan sebagian besar teknologi dan model teknik untuk memproduksi dan mensertifikasi mesin tersebut. Mengingat spesifikasi yang secara praktis identik dengan RD-810, dan fakta bahwa bahkan pihak India menggunakan render mesin Yuzhnoye dalam presentasi mereka, hal itu dapat dianggap setidaknya sangat dipengaruhi oleh RD-120. 

 YF-100 dan YF-115 
Selama tahun 1990-an, Tiongkok memperoleh dua atau tiga model RD-120, dan mungkin beberapa dokumentasi. Hal ini memungkinkan mereka untuk melakukan bootstrap pada program mesin pembakaran bertahap berbahan bakar minyak tanah dalam negeri mereka,YF-100danYF-115.  

Seperti halnya dengan pesawat India dan RD-810, transfer mesin fisik dan cetak biru hanya membantu dalam pengembangan. Namun, pengembangan tersebut memerlukan sepuluh tahun penelitian, yang mengharuskan penguasaan 70 teknologi utama, pengembangan 50 material baru, dan pembangunan 61 set mesin dengan total waktu penyalaan lebih dari 40.000 detik pada tahun 2013. 

Perbandingan derivatif

+ Derivatif Teknologi RD-120NamaRD-120RD-120(augmented thrust)RD-191YF-100RD-801RD-810SCE-200AKA11D123  11D12311D123M?     Negara AsalSoviet Union  Russia/Ukraine  Russia  China  Ukraine  Ukraine  IndiaDesignerNPO Energomash  NPO Energomash/Yuzhnoye  NPO Energomash  AALPT   Yuzhnoye  LPSCTahun pengembangan1976–1985  2001–2003  1999–2011  2000–2015 2005–  2005–  2005–Jenis Mesin Mesin roket cair tahap atas siklus pembakaran bertahap kaya OksidatorPropelan RG-1/LOX (O/F 2.6) Kerosene/LOX (O/F 2.6) RG-1/LOX (O/F 2.65) Isrosene/LOX (O/F 2.65)Tekanan Ruang            Dorongan (Vac)            Dorongan (SL) N/A  N/A          Isp (Vac)            Isp (SL) N/A  N/A          Throttle 70–110%  70–110%  27–105%  65–100%  N/A  N/A  65–105%Ekspansi Nosel 114.5  114.5  37  35  N/A  N/A  N/AWaktu pembakaran 290 detik  290 detik  325  155 detik  200 detik  N/A  N/APanjang      N/A N/A   N/A   N/ADiameter        N/A   N/A   N/ABerat       N/A      Digunakan pada Zenit-2 Second Stage  Zenit-3SL Second Stage  Angara  LM-5, LM-6 and LM-7  Mayak  Mayak  ULVPeluncuran Pertama1985-04-13  1999-03-28  2014-07-09  2015-09-20  N/A  N/A  N/AStatus Retired  Sedang dalam Produksi  Sedang dalam Produksi  Sedang dalam Produksi   Proyek  Proyek  Dalam PengembanganReferensi

 Mesin yang dikembangkan Energomash 
+ Pilihan mesin yang dikembangkan oleh EnergomashHistory of liquid propellant rocket engines, op. cit.  Penamaan Jenis catu daya Dorongan (kNewton) Impuls spesifik (detik) Bahan pembakar Tekanan ruang bakar Massa (kg) Dimensi(tinggi x diameter) Fitur lainnya Perkembangan Penggunaan Status KeteranganORM-65  1,72 (darat) 215 (darat)  Minyak tanah / Asam nitrat   26,5 bars  14.3|kg}}  0,46 / 0,38 m.  1936  pesawat peluncur RP-318    RD-100  257 (darat) 199 (darat)  Alkohol 75% / Oksigen cair    16,2 bars  1209|kg}}  3,7 / 1,65 m.  1946-1950  Missile R-1    Salinan mesin rudal V2RD-107 Gas generator 814 (darat) 256 (darat)  Minyak tanah / Oksigen cair    60 bars  1190 kg 2,86 / 1,85 m. 4 ruang bakar  1954-1957  Tahapan rudal  R-7 dan roket R-7 Semyorka   dalam produksi  Versi turunannya menggerakkan SoyuzRD-120 Pembakaran bertahap 833 (vakum) 350 (vakum)  Minyak tanah / Oksigen cair    166 bars  1125 kg 3,87 / 1,95 m. 1 ruang bakar   1976-1985  Tahapan peluncur Zenit    dalam produksi   RD-170 Pembakaran bertahap 7257 (darat) 309 (darat)  Minyak tanah / Oksigen cair    250 bars  10750 kg 4 / 4 m.  4 ruang bakar  1976-1987  Tahapan peluncur Energia      Mesin paling bertenaga menggunakan kombinasi propelan ini RD-180 Pembakaran bertahap 3824 (darat) 311 (darat)  Minyak tanah / Oksigen cair    262 bars  5330 kg 3,58 / 3,2 m.  2 ruang bakar  1992-1998   Tahapan peluncur Atlas V  et  Atlas III dalam produksi  Versi turunan dari RD-170 dengan dua ruang bakar RD-191 Pembakaran bertahap 1922 (darat) 310 (darat)  Minyak tanah / Oksigen cair    263 bars  2200 kg 4 / 1,45 m. 1 ruang bakar    1998   Tahapan peluncur Angara   dalam produksi  Versi turunan dari RD-170 dengan ruang bakar tunggalRD-214 Gas generator  636 (darat) 230 (darat)  Asam nitrat / Minyak tanah  44,5 bars  645 kg 2,38 / 1,5 m. 4 ruang bakar   1952-1957   Tahapan rudal R-12 Tahapan peluncur Cosmos       RD-216   1481 (darat) 246 (darat)  Asam nitrat / UDMH  75 bars  1350 kg 2,19 / 2,26 m. 4 ruang bakar   1958-1960   Tahapan rudal R-14 Tahapan peluncur Cosmos SLV     RD-218   2221 (darat) 246 (darat)  Asam nitrat / UDMH  75 bars  1960 kg 2,2 / 2,8 m. 6 ruang bakar   1958-1961   Tahapan rudal intercontinental R-16      RD-251 Pembakaran bertahap  2363 (darat) 270 (darat)  Nitrogen tetroksida  / UDMH   85 bars  1729 kg 1,7 / 2,52 m.  6 ruang bakar    1961-1965   Tahapan rudal intercontinental R-36     RD-253 Pembakaran bertahap  1471 (darat) 285 (darat)  Nitrogen tetroksida  / UDMH   150 bars  1080 kg 3 / 1,5 m. 1 ruang bakar    1961-1965   Tahapan peluncur Proton dalam produksi    

 Daftar peluncur orbital dengan mesin Energomash 
Daftar peluncur orbital dengan mesin yang dikembangkan oleh Energomash
 No.Kendaraan Asal  Mesin 1.Angara (rocket family)RD-191 2.EnergiaRD-170 3.VoskhodRD-107 4.Vostok (rocket family)RD-107 5.Molniya RD-107ММ 6.PolyotRD-107 7.Kosmos (rocket family)RD-170 8.Soyuz (rocket family)RD-107 9.Zenit (rocket family) & RD-171 10.Dnepr & RD-263 11.MAKS (spacecraft) & RD-701 12.TsyklonRD-252 13.Antares (rocket)RD-181 14.Atlas IIIRD-180 15.Atlas VRD-180 16.Naro-1RD-151

 Lihat pula 
 BE-3 – mesin berbahan bakar hidrogen yang saat ini dioperasikan oleh Blue Origin
 SpaceX Raptor – mesin berbahan bakar metana yang dikembangkan oleh SpaceX
 Merlin – mesin operasional berbahan bakar minyak tanah oleh SpaceX
 BE-4 (Blue Engine 4) – mesin berbahan bakar metana yang dikembangkan oleh Blue Origin
 Wahana peluncur antariksa 
 Mesin roket 
 Rutherford
 RD-107
 NK-33
 RD-170 
 RD-0124
 RD-191
 RD-8 
 RD-180
 RD-193
 RD-801
 RD-810
 YF-100
 YF-115
 YF-130

 Referensi 

Kategori:Mesin roket
Kategori:Mesin roket tahap awal
Kategori:Mesin roket Rusia
Kategori:Mesin roket Uni Soviet
Kategori:Mesin roket yang menggunakan propelan minyak tanah
Kategori:Mesin roket yang menggunakan siklus pembakaran bertahap
Kategori:Mesin roket Energomash
Kategori:Mesin roket Yuzhmash