Одноразовые vs многоразовые

Dem_anywhere> Разница всего 6% - на массе топлива (а следовательно размере баков) сильно не скажется, тем более там ещё на куб/квадрат делить надо

А теперь возвращаемся в реальную жизнь, в которой форсируют двигатели,а не нращивают обьём баков.Иу Союза и у Протона.

Бяка> .
Wyvern-2>> Такие что ли? Холодное сердце корвета будущего использует чудеса сверхпроводимости
Бяка> Вот когда он,хотя бы, полетит...

Я же написал - безотносительно Идея "гиперзвукового электролета" слегка бредовенькая Хорошо бы, что бы автор подсчитал на пальцах:
-удельную энергоемкость топливных элементов
-удельную мощность электродвигателя
-а самое важное - можно ли разместить на аппарате имеющем аэродинамические обводы , да еще для гиперзвука, достаточно ЖВ
Даже имея на борту достаточно электричества (чудесным, например, термоядерным способом) - выгодней просто греть нагревательные элементы в прямоточнике или ТРД

Ник

Дем, ты забыл, что имеешь дело с ракетой. Что бы "просто" увеличить массу топлива в 2 раза, тебе придеться для того же ускорения увеличивать тягу двигателей в два раза.
Вот и получается, что "простой" путь увеличения запасов топлива оказывается жутко дорогим, а уменьшение гравитационных потерь на ЦЕЛЫХ 6% - огромным преимуществом.

Не я увеличиваю массу топлива - а вы её уменьшаете
Тяга двигателей - величина конструктивная, и может считаться "точкой отсчёта". А вот топливо в баках - может быть разное количество.
Вот например для Союза тяга на старте - 400т. Зальём 300т топлива - получим ускорение в сколько_там_при_старте_лень_смотреть. зальём 100т - будет на старте 4 же. Но на орбиту она выведет значительно меньше нынешних 7т.

Дем, а массу топливного бака И конструкций для его переноса ты считаешь?
Да, еще - в твоем последнем примере "Союз" действительно выведет менее 7т. Но вот насколько менее - очень сложный вопрос.

А при чём тут масса? Важен вес А он что от 300т*1.2же, что от 100т*4же одинаковый - следовательно и масса конструкций одинаковая получится...

Оптимизировать по цене тоже можно пытаться. Было бы здорово, если бы идея BDB заработала.

Для оживления - пара "весёлых картинок", различные варианты многоразовых систем, в т.ч., мягко говоря, довольно экзотические

ЗыСы Попутно проредил тему - оффтоп об одноступенчатых РН вынес в отдельный топик О возможности создания одноступенчатой РН (одноразовой) и её параметрах , о тросовых системах - тоже, а флуд вычистил вантузом.

На НК добрые люди кинули ссылочку на книжку по теме.

Spaceplanes: From Airport to Spaceport
(свежак - 2009 годом помечена! )

Издательство: Springer
Автор(ы): Matthew A. Bentley
Название: Spaceplanes: From Airport to Spaceport
Язык: English
Год издания: 2009
Количество страниц: 242
ISBN: 978-0-387-76510-5
Формат: pdf (e-book)
Размер: 5.08 mb

 

Скачать можно тут:
http://rapidshare.com/files/205220805/2747.rar

или



ЗыСы Впрочем, беглый просмотр показал, что книжка попсовая. Ну что ж, хай остаётся как показатель неугасания интереса к теме.

В какой ситуации может начаться разработка многоразовых носителей? В такой:
"Количество запусков превысило 300 в год а требуется 600. Ракетные заводы уже работают в три смены без выходных не успевая производить необходимое количество ракет. Построить дополнительные заводы и обеспечить их рабочей силой - слишком дорого, ни сил ни средств не хватит. А выполнение программ запусков под угрозой. Единственный разумный выход - потратиться на создание многоразового носителя - так будет дешевле."

В соседнем топике уже постил график УИ разных типов ВРД (на керосине и водороде) в широком диапазоне Махов:





а вот еще один любопытный, из дарповской презенташки 2008-го:

И что особенно любопытно - коридор полёта АКС с ВРД:

ИМХО если говорить о возвращаемых первых ступенях РН - это разорительно. Это намного дороже одноразовых перовых ступеней. Во всякуом случае, пока речь идет про ЖРД. Многоразовые первые ступени могут быть выгодны, если обслуживание и плата стоимостей полей падения для одноразовых ступеней станет совсем заоблачной. В этом случае спасение ступеней может быть выгодным. Хотя - не факт. Еще не известно, что может быть дешевле - плата за поля падения или возврат ступеней РН. В любом слоучае (ИМХО) спасение ступеней РН никаким боком не имеется к многоразовости их (т.е. ступеней) Вся выгода - неочевидна и опосредованна.

Lev1> Многоразовые первые ступени могут быть выгодны, если обслуживание и плата стоимостей полей падения для одноразовых ступеней станет совсем заоблачной. В этом случае спасение ступеней может быть выгодным. Хотя - не факт. Еще не известно, что может быть дешевле - плата за поля падения или возврат ступеней РН. В любом слоучае (ИМХО) спасение ступеней РН никаким боком не имеется к многоразовости их (т.е. ступеней) Вся выгода - неочевидна и опосредованна.

Смотрите моё крайнее сообщение двумя сообшениями выше.

Lev1> ИМХО если говорить о возвращаемых первых ступенях РН - это разорительно. Это намного дороже одноразовых перовых ступеней.
Не так. В общем очевидно, что многоразовая будет дороже, но и запускаться она будет неоднократно - т.е свою стоимость окупит. Но! Тут вступает в действие ещё один фактор - частота запусков.
Потому как 2рубля сегодня - это на несколько десятков процентов дороже, чем рубль сегодня и рубль через год (даже если его на инфляцию помножить) - потому как этот рубль целый год прибыль приносить будет.
Поэтому при 2 запусках в год многоразовая ступень нафиг не нужна, а при 100 - с руками оторвут.


Lev1> Многоразовые первые ступени могут быть выгодны, если обслуживание и плата стоимостей полей падения для одноразовых ступеней станет совсем заоблачной.
В этом случае будут выгодны управляемо-падающие ступени - чтобы поле падения было 100*100м.
От многоразовых на них нужна только система вывода в требуемую точку.

Старый> Смотрите моё крайнее сообщение двумя сообшениями выше.
Ты уж выбери - или крайнее, или двумя выше

Еще любопытный график.


"Заштрихованная область – это потолок аэродинамического подъема. Более низкие пределы определяются равновесием температуры обшивки летательного аппарата и максимально допустимой нагрузкой. При оснащении летательного аппарата воздушно-реактивным двигателем коридор еще более ограничен (двойная штрихпунктирная линия) необходимостью достигнуть полного сгорания топлива".

Давайте ещё я выскажу свою текущую точку зрения по теме.

Итак, одноразовые системы вывода груза на орбиту - сейчас достаточно близки к пределу своих возможностей. Можно, конечно, ещё улучшать массовое совершенство, снижать стоимость двигателей, упрощать эксплуатацию, но даже с экзотическими композитами, ЖРД со скромными параметрами и табуреточными стартами на каждый кг ПН получается несколько кг одноразовой ракеты. Такой вариант трудно удешевлять радикально.

Поэтому профессионалы - в развитых космических странах, типа России и США - давно уже пытаются делать многоразовые системы вывода. Это Шаттл, это Энергия-Буран. В недавнем прошлом такую же попытку предпринял Элон Маск. Пока что такие системы широкого применения не находят - Шаттл "летал скорее вопреки, чем благодаря".

Однако саму идею это дискредитирует слабо, разве что для некотрых наивных . В сегодняшних системах очень дорога разработка - а она часто удешевляется для многоразовых систем, которые можно испытывать - в реальности - и доводить ещё задолго до завершения работы над всей системой, и часто без ПН. Парадокс, но когда бюджет на разработку системы очень мал, и не получается целиком промоделировать всю систему на компьютерах с должной детализацией, то оказывается дешевле снимать данные с реального воплощения системы в задачах более простых, чем впоследствие планируемые.

Яркий пример - Армадилло. Подход воплощён в идее "build a little, test a little". То есть, движение вперёд, с проверками как можно ближе к полётам на каждом шаге. Такой подход требует, чтобы система была многоразовая - но при этом всё развитие делается с одним и тем же тестовым экземпляром. При крупных поломках этот экземпляр может быть создан заново, и это может быть дорого, но такие поломки редки. Зато есть экономия на тестовых стендах и одновременно тестирование идёт ближе к реальной задаче.

Подводя итог на данный момент, мне кажется, что перспективнее системы с меньшими удельными параметрами по массам, числу ступеней - но многоразовые, способные эксплуатироваться чаще. Думаю, в ближайшие лет пять мы увидим варианты такого подхода и в работах XCOR, Masten Space, Virgin Galactic, и в работах других команд. Перспективнее - это значит, что потенциалы роста, так сказать, качества у таких систем выше, такие системы могут достичь больших результатов.

avmich> Итак, одноразовые системы вывода груза на орбиту - сейчас достаточно близки к пределу своих возможностей.
Ага, и более того их можно рассматривать, как предельный случай многоразовых, так сказать, все тоже самое минус системы спасения/обеспечения многоразовости. Соответственно и характеристики, далее в оппонируемом посте перечисленные, у многоразовых хуже одноразовых. Единственно, что может быть лучше, так это экономические показатели, но только при условиях большого грузопотока, хотя бы в направлении Земля-орбита. Однако, в настоящий момент времени предпосылок для существенного роста грузопотока нет, что совершенно не запрещает проводить работы по многоразовым системам. IMHO, сейчас разработка и эксплуатация многоразовых систем это "деньги на ветер". Если они, деньги, есть, то "любой каприз за ваши деньги"

PS Так всегда с работой на перспективу.

Александр, ты пропустил важные соображения. Перечитай моё сообщение.

avmich> Александр, ты пропустил важные соображения. Перечитай моё сообщение.

Важное соображение только одно: растущий грузопоток, а не то каким образом "пилить" выданные на исследования деньги. Его там нет. Пока же, IMHO, у частников через пять лет будет тот же результат, что имеем и сейчас: технически возможно, но экономически не оправдано.

Не совсем так. Если подходить именно с экономической точки зрения - то нужно прежде всего определить, что имеет смысл спасать а что дешевле изготовить заново.
А не следовать нездоровому максимализму - "обязательно 100% многоразовое" или "100% одноразовое"
Например, какой смысл спасать такое простое изделие, как топливный бак? А вот сложный и дорогой движок спасать намного больше смысла. Ну и т.д.

Dem_anywhere, это не первопричина. Первопричина именно грузопоток.

Alexandrc> Dem_anywhere, это не первопричина. Первопричина именно грузопоток.

Нет-нет, пропущена важная часть. А именно, отработка многоразовых систем дешевле, при некоторых условиях.

Перечитайте. Причины, почему VG, XCOR, Armadillo, Masten Space, Unreasonable Rocket etc. делают многоразовые системы - потому что это дешевле, чем одноразовые, при определённом подходе.

avmich> Перечитайте. Причины, почему VG, XCOR, Armadillo, Masten Space, Unreasonable Rocket etc. делают многоразовые системы - потому что это дешевле, чем одноразовые, при определённом подходе.

Только при одном - удельные параметры ниже плинтуса. Вспомни, когда крайний раз Кармак публиковал УИ своих движков? Его приходится изыскивать, считая пустые баки, полные баки, остатки, режимы и т.д.

Ну так вот - УИ его кислородно-спиртового движка на максимале около 165-170 секунд, при том, что давление в камере у него примерно как у Фау-2, а концентрация спирта выше. а у Фау-2 было 198 секунд.

Если бы он попытался довести УИ хотя бы до значения, как у Фау, моментально его конструкция стала бы одноразовой.

А.С.> Если бы он попытался довести УИ хотя бы до значения, как у Фау, моментально его конструкция стала бы одноразовой.
Во-во. А если еще посчитать, во сколько обойдется межстартовое обслуживание таких "многоразовых" движков для коммерческого использования - то ну его нафиг, подобное "многоразовое".