4 הטכנולוגיות המדעיות המובילות שאבדו בארה"ב

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

יוצרים רבים מקשרים את ארצות הברית עם המדינה המתקדמת של ההיי-טק, טכנולוגיית המידע, הוליווד, עמק הסיליקון ועוד רבים אחרים. כמובן שזה המצב בחלקו. אבל כמו שאומרים, יש כתמים על השמש. ולארצות הברית… היום אספר לכם על ארבע טכנולוגיות שארצות הברית איבדה. ואולי לנצח.

להעשיר אורניום ביעילות

במשך תקופה ארוכה החליטה ארצות הברית שלא להעשיר אורניום בכוחות עצמה. הם התחילו לעשות זאת, אבל השתמשו בטכנולוגיית פיזור גז יקרה, שצורכת פי כמה יותר חשמל מטכנולוגיית העשרה בצנטריפוגות. כשהבינו שזה יקר מדי, החליטו לקנות מברית המועצות אורניום מועשר, שהיה הרבה יותר זול.

בגלל חוסר הרצון של הרשויות לעשות הכל לבד, איבדה ארצות הברית את היכולת להעשיר את האורניום שלה. כסף לבניית התהליכים הטכנולוגיים הדרושים, מפעלים, צנטריפוגות וכו'. יש, אבל אין כוח אדם שיכול לעבוד שם.

לאחר תום המלחמה הקרה נותרו בברית המועצות יותר מ-600 טונות של אורניום מועשר בדרגת נשק. ברית המועצות דיללה אותו והתקשרה בחוזה עם ארצות הברית לאספקת אורניום זה לשימוש בתחנות כוח גרעיניות אמריקאיות. ב-1994, ברית המועצות וארה"ב חתמו על חוזה לאספקת האורניום הזה לארה"ב, אבל ב-2013 שלחה רוסיה את 60 הטונות האחרונים של אורניום לתחנות כוח גרעיניות אמריקאיות וכעת אין לאמריקאים לאן לקחת אותו.

ארצות הברית לא הרסה את מתקני הדיפוזיה הגזים שלה, אלא נפטפה, אבל הזמן משחק נגדם, למרות שהם נפטפים. מתקנים צנטריפוגליים חלופיים URENCO ממוקמים בשטחה של ארצות הברית (הם מכסים כ-50-60% מהצרכים של מגזר האנרגיה הגרעינית בארה ב, השאר מכוסה בחוזים אירופיים וב-Techsnabexport).

זה יקר מדי ליצור בעצמו, וכעת "רוזטום" הרוסי עוסק ברכישת אורניום מדולדל מארה"ב, עיבודו ומכירתו חזרה לארה"ב. לאמריקאים עצמם עדיין אין טכנולוגיות מודרניות להעשרת אורניום והם נשארים תלויים בחברות רוסיות.

יחד עם זאת, הם ניסו שוב ושוב לשחזר את הטכנולוגיות הללו, היו תוכניות ופרויקטים שלמים. אבל הכל חסר תועלת. לדוגמה, פרויקט "צנטריפוגה אמריקאית" לא הלך לשום מקום, הוא הועבר למעבדה הלאומית (ORNL) וממומן די טוב לייצור פיילוט (פרויקט HiLo Uranium). אבל עד כה זה רחוק מניצול תעשייתי. האם ארצות הברית תוכל ליצור טכנולוגיות תחרותיות בעצמה זו שאלה כמובן.

בניית שוברת קרח

בתחילת 2018, משמר החופים והצי האמריקאי הודיעו על תוכניות להשקיע עד 9.8 מיליארד דולר לבניית שלוש שוברות קרח קוטביות כבדות המסוגלות לפעול בקוטב הצפוני ובאנטארקטיקה. הזמנתם של הראשון מהם מתוכננת לשנת 2023.

הודעה זו הייתה אירוע חשוב ומיוחל עבור הצבא האמריקני. שוברת הקרח האמריקאית החדשה ביותר, Polar Sea, הושקה בשנת 1978 והוצאה משימוש בשנת 2010. ספינה דומה נוספת, Polar Star, שנכנסה לשירות בשנת 1976, היא כיום היחידה הפועלת.שוברת קרח כבדה של ארה ב. למשמר החופים האמריקני יש עוד שני ספינות קוטב קטנות יותר בדרגת קרח. ניגוד מוחלט לרוסיה (41 שוברי קרח).

בדו"ח חדש שפורסם החודש, משרד הביקורת של ארה"ב קובע כי למשמר החופים האמריקני אין מקרה עסקי ברור לא לעלות ולא ללוח הזמנים של תוכנית רכישת שוברי הקרח הכבדים השאפתניים שלו.

ה-GAO הוא גוף הפיקוח האמריקאי המופקד על ידי הקונגרס לבדוק כיצד הממשל הפדרלי מוציא כספי משלם המסים.במקרה של תוכנית שבירת הקרח, הסוכנות ערכה ניתוח מקיף, החל מהעלויות של שינויי האקלים באלסקה ועד להערכת הכדאיות הכלכלית של קידוח בשמורה הלאומית הארקטית.

החקירה קבעה כי משמר החופים אישר את תוכנית שוברת הקרח ללא ניתוח מקדים של הפרויקט, ללא הערכה טכנולוגית, ללא הערכת סיכונים טכניים.

העלות המשוערת ולוח הזמנים של הפרויקט זכו לביקורת חריפה. המחיר המתחייב של שוברת הקרח - 9.8 מיליארד דולר - הוכר כמעורער ולא הביא בחשבון את כל צורכי המימון של התוכנית. התאריך המתוכנן להזמנת הספינה אינו מבוסס על הערכות ריאליות של מסגרת זמן הבנייה, אלא על ציר הזמן לפירוקה של שוברת הקרח האחרונה הזמינה, Polar Star.

כתוצאה מהחקירה שלח ה-GAO שש המלצות למשמר החופים, המחלקה לביטחון פנים ולחיל הים, לפיהן יש צורך "לערוך הערכה טכנולוגית של הפרויקט, לשנות את התקציב ולפתח לוח זמנים עבור הפרויקט. יישום בהתאם לשיטות והפרקטיקות הקיימות, ולאחר מכן לשנות את המפרט הטכני של התוכנית." המשרד לביטחון פנים הסכים עם כל שש ההמלצות.

ובכן, אם מדברים ברוסית, ארצות הברית לא בנתה שוברות קרח במשך יותר מ-40 שנה. תארו לעצמכם, הם לא בנו את זה יותר מ-40 שנה. כל מי שהשתתף ביצירת שוברת הקרח האחרונה כבר פרש או לא. המפעלים עוצבו מזמן מחדש ואיבדו את היכולות הנדרשות (כולל בגלל אנשים). ותעשייה כזו לא נבנית בעוד שנה-שנתיים.

יצירת מנועים פנטסטיים למטוס ה-SR-71

לוקהיד SR-71 הוא מטוס סיור על-קולי אסטרטגי של חיל האוויר של ארצות הברית. זה נקרא באופן לא רשמי "Blackbird" מאנגלית. "שַׁחֲרוּר".

המוזרויות של מטוס זה הן מהירות גבוהה וגובה טיסה, שבגללם התמרון העיקרי של העלמת טילים היה האצה וטיפוס.

בשנת 1976, ה-SR-71 "Blackbird" קבע שיא מהירות מוחלט בקרב מטוסים מאוישים עם מנועי טורבו-סילון - 3529.56 קמ"ש. בסך הכל, ה-FAI רשם 4 רישומים תקפים, כולם מתייחסים למהירות אוויר. ושיא גובה אחד בטיסה אופקית - 25,929 מטר. אם מישהו מעוניין, ל-F-35 המודרני יש מהירות מרבית של 1930 קמ"ש. כלומר, 1976 - 3500 קמ"ש ו-1930 קמ"ש ב-2019.

המטוס הזה היה רק כאב ראש להגנה האווירית שלנו. מיג 25 ו-31 היו איטיים ממנו. למרבה המזל, לא היה לו נשק.

המנועים היו הלב של המטוס הזה. J58 טורבו סילון מחזור משתנה. פראט אנד ויטני הוא הכלאה של מנוע טורבו-סילון ומנוע רמ-ג'ט.

לא אתאר את הפרטים של המנוע הזה, אבל היו לו פגמים והיה מצב רוח מדי. אבל הרשו לי להזכיר לכם שהוא התחיל לפעול ב-1966.

הוא הוצא משימוש ב-1998. כאן, כמו בהעשרת אורניום, קרוב לוודאי. הם חשבו שלא נותרו מתנגדים, ומדוע מנועים כה מורכבים ויקרים.

ייצור מנועים לטילים כבדים, אנלוגי ל-RD-180 הרוסי

מנוע רקטי עם הנעה נוזלית במחזור סגור עם שריפה לאחר של גז מחולל מחמצן אחרי הטורבינה, מצויד בשני תאי בעירה ושתי חרירים. פותח באמצע שנות ה-90, על בסיס המנוע הסובייטי החזק בעולם RD-170, מיוצר על ידי NPO Energomash im. אקדמאי V. P. Glushko.

בשנת 1996 זכה פרויקט RD-180 בתחרות לפיתוח ומכירה של מנועים לרכבי השיגור האמריקאיים Atlas-3 ו-Atlas-5.

בשנת 1996 רכשה ג'נרל דיינמיקס את זכות השימוש במנוע. הוא שימש אותה לראשונה ב-24 במאי 2000 כשלב הראשון של ה-Atlas IIA-R LV - שינוי של רקטה Atlas IIA; מאוחר יותר שונה שם הרקטה ל"אטלס III". לאחר השיגור הראשון בוצעו עבודות נוספות לאישור המנוע על מנת להשתמש בו על ליבת המאיץ המשותפת של הבמה המרכזית של רקטה אטלס-5. מחירו של מנוע אחד נכון לשנת 2010 עמד על 9 מיליון דולר. כך, מתחילת 1999, נעשה שימוש במנוע ה-RD-180 ברכבי השיגור Atlas-3 ו-Atlas-5.עד 01.02.2008 היו 6 שיגורים של Atlas-3 LV ו-12 שיגורים של Atlas-5 LV, בכולם מנוע ה-RD-180 פעל ללא דופי.

מאחר שמטרת תוכנית המנועים היא שיגור לוויינים ולוויינים מסחריים של ממשלת ארה"ב, פראט אנד ויטני נחשבת ליצרנית המשותפת של ה-RD-180 על מנת לעמוד בחקיקה האמריקאית. יחד עם זאת, למרות השמועות הרבות שנפוצו במדיה האינטרנטית ובבלוגים, זכויות הפטנט על עיצוב המנוע שייכות ל-NPO Energomash; בסוף 2018, כל ייצור המנועים התרכז ברוסיה. המכירה בוצעה ע"י מיזם משותף של Pratt & Whitney ו-NPO Energomash, בשם JV RD-Amros. הרכישה וההתקנה בוצעו ע"י United Launch Alliance (ULA).

באופן מפתיע, בשנים 2008-2009, ההפסד הנקי של Energomash ממשלוחים של מנועי RD-180 לארצות הברית הסתכם ב-880 מיליון רובל, או כמעט 68% מכלל ההפסדים של החברה. לשכת הביקורת הרוסית גילתה שהמנועים נמכרו רק במחצית מעלות הייצור שלהם. לדברי מנכ ל עמותת אנרגומש, ולדימיר סולנצב, עד שנת 2010 נמכרו מנועי רקטות בהפסד, שכן עלות הייצור גדלה בקצב גבוה מהמחיר שבו ניתן היה לבסס את המכירות. בשנים 2010-2011 ננקטו מספר צעדים והמצב תוקן.

בהקשר להידרדרות היחסים בין רוסיה לאמריקה (מאז 2014), פוליטיקאים של שתי המדינות הציעו הצעות להפסקת אספקת המנוע ששימש את האמריקנים. בפרט, האיסור על רכישת המנוע הוכנס על ידי תיקון של ג'ון מקיין. היוזמה לאסור את השימוש במנוע לשיגורים של צבא ארה"ב נעשתה על ידי הסגן. יו"ר ממשלת הפדרציה הרוסית דמיטרי רוגוזין.

כתחליף ל-RD-180 בארצות הברית, נבחנו מנועים חדשים, שלצורך פיתוחם מקצה הפנטגון כסף באופן קבוע.

עם זאת, מתי המנוע האמריקאי מוכן לשימוש, אף אחד לא יכול לענות.

כמו כן בשנת 2014, נחתם חוזה עם חברה פרטית Blue Origin ליצירת אנלוגי של ה-RD-180 הרוסי; מנוע ה-BE-4 החדש שלהם (המשתמש במתאן כדלק) הוצג בתחילת 2017; מדווחת על התקדמות מוצלחת.

המתחרה שלה, Aerojet Rocketdyne, ביצעה במאי 2017 את מבחני הירי הראשונים של החדר המקדים של מנוע ה-AR1 שלה.

באוגוסט 2018, מנהל נאס א, ג'ים ברידנשטיין, אמר בראיון ל-C-Span כי מפתחים אמריקאים פועלים ליצירת אלטרנטיבה למנועי ה-RD-180 הרוסיים.

בינואר 2018 הודיע ה"פייננשל טיימס", בציטוט נציגי NPO Energomash, כי החברה הסינית Great Wall Industry מנהלת משא ומתן על רכישת טכנולוגיית מנועי רקטות; הפרסום ציין כי ה-RD-180 מפתח פי שלושה יותר דחף מהמנוע הסיני החזק ביותר YF-100, המבוסס על מנוע ה-RD-120 הקודם.

ראש SpaceX אילון מאסק נבוך מכך שבואינג/לוקהיד נאלצות להשתמש במנוע רוסי על טיל האטלס, אבל המנוע עצמו נהדר.

בשנת 2018, 11 מנועי RD-180 נמסרו ללקוחות אמריקאים.

ב-11 בפברואר 2019, אילון מאסק הכריז בטוויטר שלו על בדיקה מוצלחת של מנוע הרפטור, שתוכנן על ידי חברת SpaceX שלו. בבדיקות, המנוע הראה לחץ של 268.9 בר, העולה על השיא הקודם של ה-RD-180 הרוסי.

ב-12 בפברואר 2019, המעצב הראשי של NPO Energomash, Pyotr Lyovochkin, ציין כי מנוע ה-RD-180 מאושר עם מרווח של 10%, מה שאומר שהלחץ בתא הבעירה שלו יכול להיות גבוה מ-280 אטמוספרות. הראפטור פועל על בסיס גז לגז. עבור מנועים כאלה, רמת הלחץ הזו בתא הבעירה אינה משהו יוצא דופן.

כדי להבין את הנושא, כל ארבע הטכנולוגיות המפורטות הן היי-טק. כלומר, היי-טק אמיתי. טכנולוגיות אמיתיות.

אי אפשר לקחת אותם וליצור אותם. אנחנו צריכים מכוני מחקר, מפעלים, מעבדות, שיתוף פעולה בין מאות מפעלים, והכי חשוב, אנחנו צריכים אנשים, אלפי אנשים עם ההתמחויות הנדרשות והנדירות.

כלומר, העובדה.שארצות הברית לא הצליחה ליצור מוצרים עם הטכנולוגיות המפורטות במשך שנים רבות, אומרת שהם איבדו תעשיות היי-טק שלמות.