Один из вариантов развития двигателя РД-170, это создание связки из 3-х рд-180. Попробуем разобраться есть ли в этом смысл, и в чем могут быть преемущества. Для начало разберемеся, что есть пошло. Двигатели этого типа результат лунной гонки, вовремя которой были созданы 2 сверхтяжелые ракеты Н1 и Сатурн-5. В ракете Н1 использовались керосиновые двигатели Кузнецова, это эффективные чем в ракете союз, но как оказалось менее надежные, альтернативой были гептиловые ракеты, которые впрочем тоже сопрождался авариями. Американцам под руководством Фон Брауна создали двигатели большой мощности, но низкой эффективности(уровня ракеты союз) для первой ступени, и в то же время использовали сверходорогие водородные технологии для последующих ступней. Кроме того была построенна массивная стендовая инфраструктура для сверхтяжелых ракет и прочих состовляющих, которая используется и поныне. Н1 собиралась прямо на стартовом расчете и испытывалась воввремя пусков, аналогичного подхода придерживается Илон Маск, разрабатывая очень схожую с Н1 ракету StarShip.
Но вернемся в годы лунной гонки, которая для советского союза закончилась не лучшим образом, вследствии чего Глушко(давний конкурент Королева) в 1974 году дал старт новому двигателю РД-150, который послужил основой целого семейства летающего и поныне.
Эти двигатели намного сложней, тяжелей по весу, чем те что проектировали для Н1, но в тоже время эффективней. Американцы в ту пору пошли по пути еще большого упрощения, и создали примитивный твердотопливный ускоритель первой ступени для программы Шаттл, тягой более 1000 т/c. РД-170 создавлся долго, от первоночальной схемы с 6 камерами отказались, но с 4 всё же осилили, узким местом был ТНА. Как видно по схеме 4-х "бачковый" двигатель и сейчас обладает не самыми высокими показателями среди аналогичных, но всё же по общей можности F1 он превосходит, так что когда говорят о "самом мощном" двигатели это отсылка к соперничеству из 60-х, которое давно уже стало заочным.
Сегодня актуальны другие показатели, прежде всего экономические, по которым более ходовой двигатель РД-180 прочно стал основой американской космической программы, запуская различные нагрузги, марсходы(с российским оружейным плутонием на борту), и в пилотируемую программу его включили. Пропагандисты любят говорить, что американцы не могут создать свой двигатель, поэтому используют "российский", но на деле создавать им его не нужно, потому что вместе с двигателями они получили всю проектную документацию на него, а производство в химках их устраивает, точнее устраивало. Там тоже идет процесс "импортозамещения", с Илоном Маском во главе, Безосом, который создает двигатель Be-4 на замену конкретно рд-180.
Соответственно энергомаш вскоре будет вынужден остановить производство рд-180, либо найти применение в российских ракетах, собственно здесь вновь возникает проект рд-175.
3 двигателя РД-180 вписываются в окружность 5 метров, как и РД-150, еще остается достаточно много места для двиагателя в центре, что позволяет применять схему вертикальной посадки, когда включается только один двигатель в центре для гашения скорости, но если такую ракету запускать по многу раз, даже очень надежный двигатель будет выдавать отказ, в Falcon 9, и Starship за счет огромного количества двигателей есть возможность отключить вышедший из строя, и продолжить вывод полезной нагрузки, что при такой схеме размещения будет проблематично реализовать.
Выходом из ситуации может послужить другая схема возвращения двигателей первой ступени, а именно: после отрабокти первой ступени, либо отказа одного из двигатлей, двигатели отключаются, вторая ступень отделяется, после чего первая сбрасывает скорость, реактивным торможением, вырабатывает топливо и сбрасывает двигатели, которые уже аэродинамически возвращаются, с последующим подхватом, либо парашютной посадкой. Без центрального двигателя и с железнодорожным диаметром основного блока получается ракета аналогичная протону.
Расстояние между соплами могут зименяться, как и их диаметр, в итоге может быть не идеальный шестиугольник как у протона, но целом такая ракета будет совместима со стартовым столом протона при минимальных доработках. В первую очередь понадобится надсройка которая будет устанавливаться вместе с ракетой, что то вроде стульчика, топливо там немного другое, так что вместо гептила снизу есть смысл подавать воду, керосином заправлять с мачты обслуживания к которой ракета подключена еще выкатки.
Ракета на базе РД-175 будет тяжелее Falcon9 в сухой массе, но потребует меньше топлива для запуска и возврата ступени, или того что от неё останется. Ракета это прежде всего двигатель первой ступени, по стоимости и трудоемкости изготоволения, остальное это прикрученные баки и более мелкие детали. Так что экономическая эффективность сравнима. SpaceX начал деятельность с простых двигателей хуже по параметрам чем F1 и РД-108 от союза, но постепенно они оставили их позади, и даже вырвались по ряду параметров вперед по сравнению Зенитом. Маск в твиттере отмечал вехи преодоления НК-33 по тяговооруженности, РД-704 по давлению в камере сгорания нового "раптора". Но в чем у него могут возникнуть проблемы это экология. Упрощенные ракеты добавляют параметр денег в физическое уравнение, и эти деньги поднимаются за счет избыточного испльзования топлива. В новых метановых ракетах эффективность двигателей стала лучше, но в тоже время добавился тяжелый стальной корпус, так он дешевле, и использование метана.
Последствия для климата от ракет еще предстоит оценить, но образование озоновых дыр пришлось на интенсивное применение спейсшатлов, и после закрытия проекта и перехода на российскую технику озоновый слой начал восстанвливаться. Сегодя сверхтяжелые ракеты вновь готовятся к запуску. Дополнительный риск от применения метана в том что он не полностью сгорает в ракетных двигателях, к примеру если полнота сгораня 0,97, остается еще 3%, при том что метан дает в 30 раз больший парниковый эффект чем диоксид углерода, в сумме с расточительным использоавнием топлива как недорогово ресурса получаются очень негативные показатели по соотношению парниковый эффект на кг доставленной в космос полезной нагрузке. Может в том и задумка, уничтожить климат на Земле, чтобы повысить капитализацию компаний продающих билеты на Марс, как ба там ни было остановить это сможет двигатель РД-175.
