Космические двигатели третьего тысячелетия

А.С.>Какая путаница! Под советскую лунную программу был разработан НК-33, а РД-180 был разработан специально для Атласов-3 и 5.

И я помню эту программу, смотрел по Дискавери летом и осенью, несколько раз крутили. Показывали целый ангар одинаковых двигателей, какие-то наши конструкторы (не помню фамилий) говорили, что они сохранились с нашей лунной программы. В общем, по фильму, прямо на них Атлас и запускали, причём на пуске тоже наши были целой командой, тоже что-то рассказывали.

Спасибо за разъяснения. Путаница неизбежна. Во-первых, пересказ - всегда искажение, хотим мы того, или нет. Особенно, когда мы ограничены во времени. Во-вторых - из этого фильма неспециалисту действительно сложно что-то вынести, кроме предлагаемого авторами чувства гордости за былую мощь советской науки. Или благодарности мудрому американскому правительству за то, что эту мощь как нельзя вовремя "сокрушили" - это в зависимости от аудитории.
Но как бы там ни было, а когда шли кадры стенда с движком, и обратный отсчет за кадром... Ну, вы меня, наверное, поймете.

Вопрос Андрею Суворову по поводу водородных двигателей с дожиганием.
Какова стоимость вывода единицы груза на орбиту американским водородным двигателем с дожиганием против керосинового двигателя с дожиганием (РД 180)? Возможно ли провести сравнительный экономический анализ себестоимости и издержек производства этих двух изделий?
Другими словами - в чем интерес американцев к допотопной советской керосинке?

Non-conformist>Какова стоимость вывода единицы груза на орбиту американским водородным двигателем с дожиганием против керосинового двигателя с дожиганием (РД 180)? Возможно ли провести сравнительный экономический анализ себестоимости и издержек производства этих двух изделий?

Не Суворов, но тоже могу ответить.

Имхо рассматривать "стоимость вывода единицы груза двигателем N" невозможно, ибо выводит не двигатель а целая ракета-носитель.

Затем. Двигатели первой ступени тягой >100 тонн на водороде в настоящее время применяються на 3 ракетах и спейс шаттле. ПРичем все они не удолетворяют критериям - то без дожигания, то не американские

В лоб сравнимать можно наверное только Дельту-4 и Атлас-5, на первом стоит RS-68 - водородник тягой 300 тонн с открытой схемой а на атласе-5 как раз РД-180-ый ПН и стоимость этих ракет примерно одинакова, ну может дельта чуть подороже.


Насчет себестоимости производства. Судя по всему, RS-68 эдак раза в 4 дороже, чем РД-180. Однако последний пока производиться в России. Да и потом в стоимость серийного RS-68 закладываеться его разработка, а РД-180 процентов на 50-60 был готов еще до начала разработки.

> Имхо рассматривать "стоимость вывода единицы груза двигателем N" невозможно, ибо выводит не двигатель а целая ракета-носитель.

Но тут, наверное, можно ввести какие-то промежуточные величины: если не стоимость собственно вывода, то стоимость сообщения грузу известного импульса. Сколько стОит водородный импульс первой ступени, и сколько стОит керосиновый - той же, первой ступени - RS против РД? Ведь чтобы начала работать вторая ступень, грузу должен быть уже сообщен известный импульс? Наверняка оптимальное значение его уже вполне устоялось и обосновано расчетами - что "у них", то и "у нас"? Если так, то значит, можно и сравнить?
Вообще, меня вся эта отрасль с недавних пор заинтересовала в экономическом отношении.
Вот, например, интересный факт. Несомненно, продвинутым участникам форума известный, но все же: у нас на тонну ракетного металла приходилось (во времена холодной войны - а может, и сейчас) двенадцать тонн корабельного (лодочного) металла, а "у них" - четыре. Это хотя и не экономика, но все равно, довольно любопытный показатель. И наконец, из всего, что прочитал, вынес стойкое впечатление: гонка вооружений Советам НАВЯЗЫВАЛАСЬ.

Вопрос: каково соотношение стоимостей пустая ракета / двигатель?

>Но тут, наверное, можно ввести какие-то промежуточные величины: если не стоимость собственно вывода, то стоимость сообщения грузу известного импульса.

В плане сферических коней в вакууме? Тогда надо смотреть во сколько раз жидкий водород дороже керосина. В джоулях водород в 3 раза лучше чем керосин

>Сколько стОит водородный импульс первой ступени, и сколько стОит керосиновый - той же, первой ступени - RS против РД?

Я цифры уже назвал. Ну в 2-3 раза стоимость ступени с РД-180 дешевле будет чем ступени с RS-68 где-то.

Однако если производить в одном и том же США, то разница в стоимости еще сократится.

Вообще во всем мире принято как - первые ступени делаються на более плотном топливе, верхние - на водороде, это наиболее выгодно. Т.е. эти два горючих имеют несколько разные оптимальные области применимости, и
сталкивать их в лоб не совсем рационально.

>Ведь чтобы начала работать вторая ступень, грузу должен быть уже сообщен известный импульс?

Вообще-то нет. Ибо когда речь начинает идти про вторую ступень, значит мы говорим про реальные конструкции а не теорию.

Попробую на примере сказать. Чем выше потребная ХС, тем выгоднее будет применить водород, ибо сложности растут экспоненциально.

Вообще, если посчитать - стоимость керосин-кислородного топлива составляет 15р/литр*300.000=4.500.000р, что по сравнению со стоимостью запуска $40.000.000 - доли процента.
Водород дороже - но всё равно соотношение меняется не сильно.
А остальные деньги идут совсем в другие карманы...

2 Fakas
У водорода не только этот недостаток. Ещё - температура.
Если сжиженный кислород или метан можно наливать прямо в корпус ракеты - то водород требуется термоизолировать от воздуха, который будет конденсироватся на поверхности бака.
Вспомним, сколько весит бак Шаттла - а ведь в нём ничего, кроме собственно бака нет...

Спасибо за разъяснения!
Однако есть такое изречение, из "Законов Мерфи" - "Что бы вам ни говорили - речь всегда идет о деньгах". Утверждение насколько красивое, настолько и спорное. Но в данном случае оно, как мне кажется, оправдывается.
Пусть доходы от запуска распределяются совершенно замечательным способом, но ведь каким бы мизерным ни было отношение доходов от запуска ракеты со спутником к доходам от эксплуатации этого самого спутника - так или иначе, доходы той компании, которая ОСУЩЕСТВЛЯЕТ ВЫВОД ГРУЗА НА ОРБИТУ будут тем большими, чем будут меньшими ее издержки - расходы на приобретение (постройку) ракеты, топлива, и проч. и проч. Т.е. в случае коммерческих запусков, если только туда не вмешивается политика (а вмешивается она всюду и очень часто), выгоднее использовать менее дорогостоящий носитель. Причем риск предприятия имхо почти не играет роли, т.к. груз и носитель всегда застрахованы, и носитель автоматически оказывается "самым надежным из всех доступных". Чем "надежнее" страховая компания, тем "надежнее" носитель. Но из двух носителей "равной надежности" и равной грузоподъемности всегда будет выбран тот, который меньше стОит - если не принимать в расчет политические соображения.
А все эти плотности горючего, оптимизация расходов, масса баков, сложности заправки - с экономической точки зрения суть факторы, определяющие себестоимость ракеты, себестоимость вывода, не более того. Себестоимость же носителя (вывода груза на орбиту)арифметически складывается из себестоимостей его комплектующих и всевозможных издержек наземного комплекса.

***
Кстати, а почему на первой ступени "Шаттла" стоит именно водородный двигатель? Какой двигатель был на первой ступени "Бурана - Энергии"?
Сколько стОит пустая ракета, и сколько - двигатели к ней? Каково типичное соотношение?

>Кстати, а почему на первой ступени "Шаттла" стоит именно водородный двигатель?

На первой ступени Шаттла стоит твердотопливный двигатель SRB. А водородник - это вторая. Хотя они и зажигаються на земле.

>Какой двигатель был на первой ступени "Бурана - Энергии"?

РД-170, рекордная керосинка. РД-180 это его половина.


>Сколько стОит пустая ракета, и сколько - двигатели к ней? Каково типичное соотношение?

Двигатель обычно стоит где-то процентов 30-40 от всей ракеты. В самых простых наверное доходит до половины.

>А все эти плотности горючего, оптимизация расходов, масса баков, сложности заправки - с экономической точки зрения суть факторы, определяющие себестоимость ракеты, себестоимость вывода, не более того.

Наверное самый показательный пример - носители EELV. Одна компания посчитала что дешевле керосинка по советским технологиям, другая - что водородник по американским. Увы нету в мире ни одной страны, которая имела бы обе эти жидкостные технологии одинаковой степени проработанности. Вообще кислород-керосиновые движи умеют делать только в России и США по большому счету.

Так, к примеру водородник к Ариану-5 был выбран по очевидно политическим соображениям. К Японской Н-2А видимо в силу того что своя двигательная школа была создана на базе американской, а там не было альтернатив.

>Вспомним, сколько весит бак Шаттла - а ведь в нём ничего, кроме собственно бака нет...

Кстати не так уж и много он весит (18 тонн). И теплоизоляция в нем добавляет всего-то 25% веса.

>Одна компания посчитала что дешевле керосинка по советским технологиям, другая - что водородник по американским. Увы нету в мире ни одной страны, которая имела бы обе эти жидкостные технологии одинаковой степени проработанности.

ИМХО дело тут не в странах и научных школах. Нет МЕТОДИКИ корректного экономического расчета, судя по всему. Нет потому, что НЕТ сейчас чисто экономических отношений между Россией и остальным миром: все завязано на политике, точнее на тех людях, которые по дешевке распродают страну - от остатков сырья до остатков оборонных технологий.
Паршев, как мне кажется, в своей книжке во многом прав, и прежде всего в своем главном тезисе: издержки всякой экономической деятельности в России всегда будут выше, чем чуть ли не во всем мире - прежде всего в силу особенностей климата и "избытка" народонаселения на данный момент. Впрочем, над последним сейчас "работают" достаточно напряженно...
Если правильно посчитать все издержки на разработку и производство русской керосинки, то совсем не обязательно она окажется "дешевле" американского водородника. Кавычки не случайны. Вот если бы двигатели продавали не за баксы, как сейчас, а за титановый прокат, допустим - вот тогда можно было бы прикинуть, сколько движок стоил бы в тоннах титанового листа - по МЕСТНЫМ РАСЦЕНКАМ! Из них можно было бы еще наделать и движков, и ракет, грубо говоря. А с баксами что можно сделать? Вложить в банк, который будет выплачивать вам проценты, инвестируя отнюдь не местную промышленность (деньги бегут туда, где тепло, где расходы на жизнеобеспечение минимальны). Или в лучшем случае (лучшем для страны, понятно) купить на эти баксы того же титанового проката - но как в таком случае определить, выгоднее ли покупать его за кордоном, или производить самому? Долларовая шкала тут не ориентир - условия добычи сырья разные, издержки разные, электроэнергия совсем по-другому стОит. Вот и выходит, что самая "правильная" с государственной точки зрения, самая твердая валюта - нужный в данный момент товар, который обменивается на излишек другого товара, в данный момент ненужного. Вот тогда и получается экономика, а не "бизнес по-русски", когда ваши доллары (и проценты на них) крутятся только там, где тепло. В этом вся фишка по Паршеву, может, немного коряво пересказанная. По этой схеме получается, что свободно конвертируемая валюта - не что иное, как естественный инструмент разрушения промышленности страны с неустранимыми экономическими факторами (прежде всего имеется в виду климат). В общем, книжонка крайне любопытна, при случае полистайте, кто еще не знаком: "Почему Россия - не Америка?"

***
Видимо у этих двух компаний, что ты упомянул, просто-напросто были разные "концы" для приобретения этих двигателей.

Титановый прокат, кстати, в Местных Расценках (российских) стоит эдак от 12 до 20 долларов за килограмм.
Примерно такая же цена в Японии, часто и меньше.

А двигатель будет в России, скорее всего, действительно стоить дороже, чем в США. Потому что 90% денег уйдёт в "карманы разные". А надо ещё покупать материалы, тот же титан, например, который у нас тоже уже стоит как на Западе.

Ну что говорить, когда БЕНЗИН у нас стоит почти как в США.

Да нет же, книжка весьма любопытна, уверяю вас. Одно предисловие чего стОит - насчет "руководителей сколь угодно высокого ранга". Напрасно вы так уж негодуете на название.
Приводятся убедительные факты, в консультантах - завкафедры экономики МГТУ... Заведение-то вроде как не совсем пустое... В общем, чтобы составить какое-то мнение, вам надо хотя бы просмотреть саму книгу.
Вот взять хотя бы Достоевского Федора Михайловича. У него есть роман один, так он куда уж как называется - "Идиот"! Я в гостях пару недель назад был, привлек там мое внимание большой такой книжный шкаф - от пола до потолка, ну и начал корешки книжек рассматривать. Смотрю - здоровенными такими буквами: "ИДИОТ". Явная дизайнерская безвкусица - так про оформление тотчас же и подумал. И что же? Взял почитать - по приколу. Как подсел, так за четыре дня и проглотил. От комментариев воздержусь. А сейчас уже "Братьев Карамазовых" добиваю. Вот так с названиями бывает. Чего и вам желаю!
ps: Говорят, недавно россияне фильм по этому "Идиоту" сняли, и неплохой. Хотя все это какой-то отчаянный оффтоп... Умолкаю.

>ИМХО дело тут не в странах и научных школах. Нет МЕТОДИКИ корректного экономического расчета, судя по всему.

Судя по всему есть. Давайте завязывать с экономическим оффтопиком, т.е. не про паршева, а про ракетные двигатели

>вот тогда можно было бы прикинуть, сколько движок стоил бы в тоннах титанового листа - по МЕСТНЫМ РАСЦЕНКАМ!

Рассуждения о нерыночности расчета цены РД-180 мне кажутся полнейшем оффтопиком.

Давайте лучше говорить об стоимости вывода килограмма в космос и как его сократить, а не о паршеве.

Про оффтоп полностью согласен, с одной, правда, оговоркой: подобные "лирические отступления" на мой взгляд облегчают чтение архива.
Последняя фраза про Паршева и его книжку: реакция avmich на его тезисы отнюдь не оригинальна. Моя была примерно такой же. С тех пор, как я ознакомился с его "Горькой теоремой" - статьей, из которой потом вылупилась "Почему Россия - не Америка?", я пытаюсь найти в печати и Сети эмоционально нейтральные, без видимого политического ангажемента, АРГУМЕНТИРОВАННЫЕ опровержения его теории, но пока не получается. Я был бы ИСКРЕННЕ рад ХОТЬ В ЧЕМ-ТО его опровергнуть - уж больно горька его "теорема".
Если кто что-нибудь найдет - киньте ссылку в мой private, буду очень признателен.