Новый пилотируемый многоразовый корабль

Fakas вы не правы.
Шаттл задумывался как "универсальное средство" - МКС тогда не было.
В том числе и для обслуживания большого количество спутников ПРО для программы СОИ.
Для этих целе он был "то, что надо".

А возить человек 6 на станцию достаточно корабля и в 5-10 раз меньше.

Сейчас уже таскают оборудование с одного Союза на другой. Так что не так уж страшно это "обслуживание между полётами".

Да, декларировалось.
Но хотели "всего и сразу". И корабль-лабораторию и многозовую ракету и грузовик.
И всё это под Большую ПН.
В результате получился эдакий гибрид, решающий все эти задачи и потому весьма неудобный для каждой.
Но, если его оценить как "единую ПН" - он не такой уж и дорогой.
Если его оценить в сравнении с МКС - тоже не очень дорогой, в своё время же декларировалось то, что шаттл заменяет орбитальную станцию. У СССР она была у США нет.

А задача снять реактор, я думаю, была одной из приоритетных. Только про неё не распространялись.

Что касается этой самой диагностики.
Во-первых шаттл очень здоровенный, что неудобно. Кроме того, на нём висят "чисто ракетные элементы", что не прибавляет ему простоты и надёжности.
На хвосте висит аж 10 тонн двигателей.
Энергия в этом смысле была сделана рациональнее, но её не довели до ума.

Но, я думаю, эти самые проблемы диагностики решаемы, просто их никто не решал вообще фундаментально. Случай с пеной тому яркий пример. Все всё видели, никто ничего не делал. Потому как за "делай" хотят денег, вот уже первоначальная сумма в 500 миллионов выросла до 2.2 миллиардов.
Очень хотелось бы посмотреть смету, куда это потрачено былО.

Решены же проблемы диагностики для самолётов? Да, у них нет такой теплозащиты, но и только. Боевые самолёты, например, летают в гораздо более "скотских" условиях чем шаттлы.

>Во-первых шаттл очень здоровенный, что неудобно. Кроме того, на >нём висят "чисто ракетные элементы", что не прибавляет ему >простоты и надёжности.
>На хвосте висит аж 10 тонн двигателей.
Спускaть дoрoгие двигaтели и есть oдин из oснoвных выигрышей.

Диaгнoстикa и межпoлетнoе oбслуживaние плoхи тем, чтo требует бoлших зaтрaт oчень высoкooплaчивaемoгo в СШA трудa. В Рoссии с этим мoжет быть лучше.

digger>Спускaть дoрoгие двигaтели и есть oдин из oснoвных выигрышей.

Двигатели КА не самое дорогое, гораздо дороже "электронная начинка".

Fakas>Меня бы по настоящему обрадовало (если отбросить политику) сообщение о создании многоразового МОБ. Или хотя бы гиперзвукового разгонщика на ГПВРД. Это было бы намного интереснее и эффективнее. Да и требует широкой международной кооперации.

Все и сразу? Только неразумный будет спорить, что создание КС, например, типа СтарЛайнера SYNERJETICS GROUP Обоснование и разработка принципов аэрокосмического транспорта позволит космонавтике стать инструментом исследования космоса, решения накопившихся у человечества проблем. хуже, чем Клипер.

Заявленная межполетная подготовка Клипера 5-6 месяцев, а создание Союза 1,5-2 года. Уже прогресс.

Fakas>Да вот только такая заковыка. длительность технологического цикла изготовления Союза не ограничивает частоту пусков — Союз изделие серийное.
Все было бы так, точнее было так. Раньше было, что при запуске одного Союза второй стоял "под парами". А теперь?

Fakas>Если возникли проблемы с одним экзепляром можно готовить другой. Напомню, что из-за проблем с кабелями, весь флот шаттлов стоял на приколе и НАСА чуть не потеряли Хаббл.
Fakas>По большому счету желание иметь одну платформу для всех орбитальных операций мысль хорошая. Поглядите на тот же Союз. Из него получился замечательный грузовик Прогресс.
Fakas>С моей точки зрения продолжением развития КК должно быть что-то вроде ТКС. Соотв. модульной конструкции.
Fakas>По поводу стоимости электроники и ДУ. Не прельщайтесь — ЖРД все таки довольно дорогая и сложная весчь. Особенно пустотные ЖРД многократного пуска. Но вот в чем заковыка, даже если его спасти, то надо провести практически полный цикл огневых испытаний (ну вопервых он уже поработал, при чем не на стенде, во-вторых посадка это не самый приятный момент для конструкции). Да еще может чего заменить (например в ТНА стоят довольно сложные, но малоресурсные подшипники). Диагностику и замену надо предусмотреть при конструировании. Это усложнит, читай удорожит конструкцию (у того же SSME болтовое соединение форсуночной головки к КС. Ужас !). И т.д. и т.п...
Fakas>А электроника уже сейчас кочует с Союза на Союз...

В связи с вышеизложенным Вами довольно разумна конструкция Клипера - ДУ однаразовая ВА многоразовый.

Мне кажется, в связи с прогрессом электроники, электронная начинка уже не самая дорогая часть конструкции. Движки, конечно, тоже дешевеют, по тем же общим причинам... но я бы предпочёл спасать движки.

По тонне на чаловека в КК - это, конечно, нонсенс. Сейчас не космическая гонка, чтобы рисковать по таким поводам; нужен комфорт и запасы. Так что даже союзовские 2,5 тонны на человека маловаты. Впрочем, у Клипера "массовое совершенство" примерно такое же.

Теперь, Факас, в чём я несогласен. Всяко дешевле проверить многоразовую технику, чем делать её заново. При использовании техники раз десять и стоимость многоразовой техники становится меньше одноразовой. Поэтому, мне кажется, имеет смысл на Клипере иметь многоразовую ДУ, и проверять её между полётами. Грубо говоря, если бы на Шаттле, вместо проверки SSME, ставили заново дешёвые одноразовые водородные движки соответствующих характеристик, это бы не удешевило, а удорожило процесс. Заметим, совсем не факт, что сделало бы полёты безопаснее - в своё время шла битва за многоразовость движков именно для проверки их работоспособности.

Дальше, всяко дешевле сделать АО для Клипера, чем целый Союз. И быстрее. То, что Союз серийный, не значит, что нельзя АО делать так же серийно. А пока что от полёта до полёта Союзы делают, и технологический цикл - его длина - всё же мешается.

Дальше, Клипер - это как раз шаг в сторону ТКС. У того ВА тоже многоразовая вполне была. И грузоподъёмность повыше, и конструкция вполне модульная - к Клиперу куда удобнее сзади дополнительные модули стыковать, по необходимости.

Клиперу до крылатого аппарата всё же ещё далеко - в плане минусов. Так же, как фара - неидеальная конструкция с точки зрения массы к объёму - сфера лучше - так и Клиппер гораздо лучше Шаттла с этой же точки зрения. Это же только огромные скорости позволяют ему в атмосфере уверенно маневрировать, а так - посмотрите на картинки Клипера, это вполне капсульный корабль. Точнее, на мой взгляд, хороший компромисс между чистыми капсулами и крылатыми аппаратами, садящимися на ВПП.

Я бы обеими руками за ГПВРД для вывода на орбиту но Клипер принципально проще и сильно дешевле сделать. А когда доберёмся до ГПВРД, сделаем следующий корабль. Пока что Клипер выглядит вполне прогрессивно, здесь его плюсы и минусы уже обсуждались. Не надо, к тому же, забывать и скромные финансовые возможности сего дня...

Многоразовые ЖРД созданы давным-давно, ничем особо от "обычных ЖРД" не отличаются.
А эти самые "обычные ЖРД" вполне могут быть многоразовыми - практически все двигатели выдерживают работу в разы больше полётного цикла.
Это значит, что за полётный цикл им ничего не сделается уж точно.

Спор между одноразовым и многоразовым стар как Мир Хочу обратить внимание, что одноразовое, с течением времени, как правило выигрывает.

Полеты на ЖРД - это предельный спорт. Более 100 тонн вообще сомнительно вывести "химией" на околоземную орбиту. Посему наиболее реальным видиться:
- создание единого двигателя ЖРД, оптимальной тяги(тонн на 200-250), на экологичной и технологичной топливной паре(метан-кислород рулит, может дойдет очередь и до кислород-озонной смеси), простой\надежной схемы(открытой,без дожигания ГГ, с давлением в КЗ менее 200атм).
-создание на основе этого ЖРДсерии стандартизированных РН, типа серии Энергия-ЭнергияМ-Зенит-Вулкан с массой ПН от 10 до 85 тонн.
-отдача нагрузок менее 10 тонн конверсионным РН на основе списываемых МБР, а нагрузок менее 1 т - в область малой коммерции.
- создание парка орбитальных бустеров, постоянно находящихся на орбите на основе ЭРД, SOTV, солнечных парусов или даже ЯРД. оптимальным видится ЭРД от солнечных батарей для "малых медленных" грузов и SOTV с дозаправкой для "тяжелых быстрых" грузов, в т.ч. и пилотируемых.

Примерно так.

Ник

avmich>Мне кажется, в связи с прогрессом электроники, электронная начинка уже не самая дорогая часть конструкции. Движки, конечно, тоже дешевеют, по тем же общим причинам... но я бы предпочёл спасать движки.
А смысл ? Они уже золотые будут.

avmich>Теперь, Факас, в чём я несогласен. Всяко дешевле проверить многоразовую технику, чем делать её заново. При использовании техники раз десять и стоимость многоразовой техники становится меньше одноразовой.

Нет. Приплюсуй к "экономии" стоимость невыведенного груза (место кот-го заняла бесполезная на орбите вещь — ДУ выведения).

avmich>Поэтому, мне кажется, имеет смысл на Клипере иметь многоразовую ДУ, и проверять её между полётами. Грубо говоря, если бы на Шаттле, вместо проверки SSME, ставили заново дешёвые одноразовые водородные движки соответствующих характеристик, это бы не удешевило, а удорожило процесс.

А вот хз. За счет меньшего ресурса и отказа от ремонтопригодности движки могли быть дешевле и эффективнее. Возвращаясь к SSME я надеюсь ты не будешь спорить, что болтовое соединение тяжелее, технологически сложнее и менее надежно чем сварка ? Особенно про 25 МПа и 1000К.

avmich>Заметим, совсем не факт, что сделало бы полёты безопаснее - в своё время шла битва за многоразовость движков именно для проверки их работоспособности.

Ну во-первых опять таки есть пример, когда многоразовость SSME чуть не стоила жизни экипажу Колумбии — вылетел штифт-заглушка форсунки, поставленный при межполетном обслуживании, и пробил рубашку охлаждения. Это хорошо, что движек не прогорел, а просто тягу потерял. А если бы в более теплонапряженном месте стукнуло ?
Опять таки, ты путаешь 2 понятия — ресурс, нужный для огневых испытаний ЖРД и многоразовость ЖРД. Многоразовость подразумевает ремонтопригодность и гораздо больший ресурс по крайней мере отдельных аггрегатов. А значительное повышение ресурса... Это доложу тебе не сахар с изюмом . Представь себе подшипники, работающие в жидком водороде, с нехилыми радиальными и осевыми нагрузками, да еще при частоте за 20 тыс. оборотов...
Да и зачем бились над ресурсом — не могли обеспечить технологию, кот-я давала бы ровные результаты по надежности хотя бы в пределах 1 партии. Поэтому выборочные испытания не давали нудной гарантии надежности и пришлось прожигать все движки. Что не есть понятно гуд. Мож в консерватории подправить надо ? Скажем такой подход не соотв. тому же стандарту ISO9000 .
Я допускаю, что современные технологии моделирования позволят диагностировать ЖРД без огневых испытаний, на соновании скажем просто холодной проливки. Без расходования ресурса. Тогда такой движек мог бы иметь оч. высокие удельные параметры при достаточном одноразовом ресурсе и меньшей стоимости. И спасать его смысла нет.

avmich>Дальше, всяко дешевле сделать АО для Клипера, чем целый Союз. И быстрее. То, что Союз серийный, не значит, что нельзя АО делать так же серийно. А пока что от полёта до полёта Союзы делают, и технологический цикл - его длина - всё же мешается.

Ну просто нужный задел надо иметь. А это уже зависит от финансирования..

Wyvern-2>Спор между одноразовым и многоразовым стар как Мир Хочу обратить внимание, что одноразовое, с течением времени, как правило выигрывает.

Во, во, во... . Когда доходит до дела, то оказывается, что и межполетный цикл больше планируемого, и стоимость его тоже... См. историю Шаттла.

Wyvern-2>Полеты на ЖРД - это предельный спорт. Более 100 тонн вообще сомнительно вывести "химией" на околоземную орбиту. Посему наиболее реальным видиться:
Wyvern-2>- создание единого двигателя ЖРД, оптимальной тяги(тонн на 200-250), на экологичной и технологичной топливной паре(метан-кислород рулит, может дойдет очередь и до кислород-озонной смеси), простой\надежной схемы(открытой,без дожигания ГГ, с давлением в КЗ менее 200атм).

Ммммм.... Знакомый подход. С метаном согласен. А вот с открытой схемой... Если поменять технологию и подход к надежности так как я чуть выше описал, то занижать удельные характеристики смысла не будет.

Wyvern-2>- создание парка орбитальных бустеров, постоянно находящихся на орбите на основе ЭРД, SOTV, солнечных парусов или даже ЯРД. оптимальным видится ЭРД от солнечных батарей для "малых медленных" грузов и SOTV с дозаправкой для "тяжелых быстрых" грузов, в т.ч. и пилотируемых.

О ! Поменьше таскать на орбиту ненужного хлама ! Использовать то что есть. Отказаться от ненадежных и тяжелых РБ, а подхватывать те же комсаты на опорной орбите и тащить на стационар. В сл-е чего - к платформе и там чинить . Но эта схема требует реорганизации всей мировой отрасли комсатов к примеру.

Бродяга> Многоразовые ЖРД созданы давным-давно, ничем особо от "обычных ЖРД" не отличаются.

Нет, отличаются.

Бродяга> А эти самые "обычные ЖРД" вполне могут быть многоразовыми - практически все двигатели выдерживают работу в разы больше полётного цикла.
Бродяга> Это значит, что за полётный цикл им ничего не сделается уж точно.

А полетный ресурс — несколько сотен секунд. И вытягивание этих сотен до часов — процесс недешевый.
Например. Имеем движек закрытой схемы с кислой турбиной. Тк у нас положим 800 К. После огневых испытаний выясняется, что имеет место эрозия лопаток турбины. Вроде бы в пределах предписанного ресурса 200 с она укладывается в допуск. Но ! Если ресурс больше, то скажем к середине 2-го пуска она уже больше допуска. Падают характеристики турбины, растет биение вала ТНА... Что делать ? Или применять другой, более жаростойкий КМ -> усложнение технологии как пить дать, т.е. ее удорожание. Или снижать характеристики движка, значит и РН в целом. Т.е. РН той же стоимости будет выводить меньше ПН и стоимость кг на орбите опять таки возрастет.
А все потому, что для столь сложной системы как ЖРД не могут (или не хотят)
применить систему управления качеством и надежностью.

Давайте по пунктам. Возьму один, на выбор...

avmich>Мне кажется, в связи с прогрессом электроники, электронная начинка уже не самая дорогая часть конструкции. Движки, конечно, тоже дешевеют, по тем же общим причинам... но я бы предпочёл спасать движки.
А смысл ? Они уже золотые будут.

 

Откуда взято, что так дороже?

Хочу заметить, что в рассуждении Факаса явная ошибка - дополнительную ПН нельзя вывести на орбиту за счёт отказа от ДУ, так как ДУ непосредственно необходима вплоть до самого выхода на орбиту. (Я уж молчу, что у Клипера собственной мощной ДУ нет).

Но мне интересны тезисы по пунктам . Сергей, почему считаешь, что добавление теплозащиты более чем удваивает стоимость двигателя?

Fakas>......болтовое соединение тяжелее, технологически сложнее и менее надежно чем сварка ? Особенно про 25 МПа и 1000К.
Небольшое уточнение. Болтовое соединение тяжелее, технологически проще и гораздо надёжней, чем сварка. Особенно в смысле усталости и при высоких температурах. Ещё, Вы опрометчиво забываете стоимость контроля качества сварного шва.

Fakas>>......болтовое соединение тяжелее, технологически сложнее и менее надежно чем сварка ? Особенно про 25 МПа и 1000К.
pokos>Небольшое уточнение. Болтовое соединение тяжелее, технологически проще и гораздо надёжней, чем сварка.
Что, посчитаем кол-во технологических операций ?

pokos>Особенно в смысле усталости и при высоких температурах. Ещё, Вы опрометчиво забываете стоимость контроля качества сварного шва.

А Вы опрометчиво забываете о контроле как самих болтов, так и соединения в сборе .
Да и усталостные характеристики... При ресурсе в пару сотен секнуд они не так уж и важны. А вот масса....

Факас разбирает классические слабые стороны Шаттла. А Клиппер на него не так уж и похож.

Fakas>Что, посчитаем кол-во технологических операций ?
Запросто.
Fakas>А Вы опрометчиво забываете о контроле как самих болтов, так и соединения в сборе .
Болты котролируются автоматически и на конвейере, а сварное соединение можно контролировать только на месте, например, на высоте 30м от пола. Видели когда-нибудь, как контролируется ответственное сварное соединение, например швы в теплообменнике ядрёного реактора? Какие приборы при этом используются? Сколько они стоят и весят? Что делают, когда шов оказался с браком?
Для болтового соединения достаточно простого динамометрического ключа.
Fakas>Да и усталостные характеристики... При ресурсе в пару сотен секнуд они не так уж и важны. А вот масса....
От массы никуда не деться. Что же касается ресурса, не думайте что при 100с вибраций с частотой 20кГц и ускорением 200g усталость металла не важна. Кроме того, тут неоднократно упоминается многоразовость.

Клипер - это капсульный корабль с относительно высоким аэродинамическим качеством. Повторно используются те же части, что и в ВА ТКС, которая успешно многократно летала. ДУ - относительно небольшая, так как предназначена только для маневрирования на орбите - повторно не используется - тут пошли по пути, отстаиваемому Факасом.

Среди отличий Клипера-капсулы - большая многоразовость, чем у Союза (хотя меньшая вроде бы, чем у ВА ТКС) и меньшие перегрузки. Путём выбора того, что используется повторно, снижается стоимость межполётного обслуживания. То есть, преимущество многоразовых систем - в дешевизне одного использования - достигается лучше, чем на Союзе, согласно плану, конечно.

Одноразовые системы далеко не всегда выигрывают. Попробуйте сделать одноразовый дом или автомобиль. В последнем случае уже есть эффект, когда люди выбирают более долговечную машину, чтобы снизить стоимость за единицу времени. Платить десять-двадцать тысяч долларов за машину всего на несколько лет готовы в Штатах, например, далеко не все, лучше купить, например, Тойоту, но ездить лет 10.

avmich>Хочу заметить, что в рассуждении Факаса явная ошибка - дополнительную ПН нельзя вывести на орбиту за счёт отказа от ДУ, так как ДУ непосредственно необходима вплоть до самого выхода на орбиту. (Я уж молчу, что у Клипера собственной мощной ДУ нет).

Да !?
Хорошо, мы тянем за собой ДУ, что бы потом с ним сесть. У нас лишняя масса при орбитальном маневрировании и торможении. Да еще и сажать на землю надо больший вес. Т.е. ты хочешь сказать, что ухудшения массовых характеристик не будет !?

avmich>Но мне интересны тезисы по пунктам . Сергей, почему считаешь, что добавление теплозащиты более чем удваивает стоимость двигателя?

Какой ТЗП ? Я про ТЗП вообще не писал — не копенгаген я в ВА. Если ты имеешь в виду ТЗП в ЖРД, то... ТЗП внутри ЖРД почти не применяется (припоминяю только керамическую пленку внутри КС РД-257, но там она не только из-за температуры). Проблемы превышения теплопотока ТЗП не рашаются .

Fakas>>Что, посчитаем кол-во технологических операций ?
pokos>Запросто.

Сколько болтов бум ставить ?

Fakas>>А Вы опрометчиво забываете о контроле как самих болтов, так и соединения в сборе .
pokos>Болты котролируются автоматически и на конвейере, а сварное соединение можно контролировать только на месте, например, на высоте 30м от пола. Видели когда-нибудь, как контролируется ответственное сварное соединение, например швы в теплообменнике ядрёного реактора? Какие приборы при этом используются? Сколько они стоят и весят? Что делают, когда шов оказался с браком?

Стоп, а где Вы видели КС высотой 30 м ? А Вы вообще КС в разрезе видели ?
Речь идет о ЖРД. Там операции пайки сварки — родные. Болты только в ТНА да на трубопроводах.
Опять таки, для сварного соединения фланец не нужен, а болтам да. А толщина стенки порядка милиметра. Да еще КС у нас из 2-х таких стенок из разного материала.

pokos>Для болтового соединения достаточно простого динамометрического ключа.

Нет. На раскрытие как контролировать ? На допуски по плоскостности фланцев (2-х) ? Да еще напомню там внутри 25 МПа при совсем не комнатной температуре да еще и водорода, кот-й лезет во все дыры.
Fakas>>Да и усталостные характеристики... При ресурсе в пару сотен секнуд они не так уж и важны. А вот масса....
pokos>От массы никуда не деться. Что же касается ресурса, не думайте что при 100с вибраций с частотой 20кГц и ускорением 200g усталость металла не важна. Кроме того, тут неоднократно упоминается многоразовость.

... которая по моему мнению вредна .
BTW, 20кГц это уже ВЧ неустойчивость и КС прогорит любая в этом сл-е. Такого не допускают.