Одноразовые vs многоразовые

Ну что ж... давайте.
Разделочный стол для двух концепций.

Для затравки спрошу вот что:
Возьмём гипотетический многоразовый ВКС.
Так вот, в обслуживании сего аппарата на что идут основные деньги? ДУ? Конструкция? Электроника? СЖО?

Может, в поиск... вроде говорили об этом...

Хм... видимо плохо искал. Ладно, поищу ещё. Торопиться-то некуда..

У гипотетического аппарата - гипотетическое же распределение расходов
А если касаться реального шатла - он весь настолько "на пределе" сделан, что его приходится практически полностью разбирать, тестить каждую детальку и собирать обратно.

Dem_anywhere> У гипотетического аппарата - гипотетическое же распределение расходов
Dem_anywhere> А если касаться реального шатла - он весь настолько "на пределе" сделан, что его приходится практически полностью разбирать, тестить каждую детальку и собирать обратно.

Дело еще хуже:
Хотя это и предвзятое мнение
________________________________________________
На этапе концептуальных исследований облика новой транспортной системы произошла замена принципиального подхода к проектированию: вместо создания аппарата для определенных целей в рамках отпущенных средств разработчики начали любой ценой, путем "притягивания за уши" экономических расчетов и будущих условий эксплуатации, спасать существующий проект челнока, сохраняя созданные производственные мощности и рабочие места. Другими словами, не челнок проектировался под задачи, а задачи и экономическое обоснование подгонялись под его проект ради спасения отрасли и американской пилотируемой космонавтики. Такой подход "продавливало" в Конгрессе "космическое" лобби, состоящее из сенаторов - выходцев из "аэрокосмических" штатов - в первую очередь, Флориды и Калифорнии.

Именно такой подход и сбил с толку советских экспертов, не понимавших истинных мотивов в принятии решения на разработку шаттла. Ведь проверочные расчеты заявленной экономической эффективности шаттла, проведенные в СССР, показали, что затраты на его создание и эксплуатацию никогда не окупятся (так оно и вышло!), а предполагаемый грузопоток "Земля-орбита-Земля" не обеспечивался реальными или проектируемыми полезными нагрузками. Не зная о будущих планах по созданию крупной космической станции, у наших экспертов сформировалось мнение, что американцы к чему-то готовятся - ведь создавался аппарат, возможности которого значительно предвосхищали все обозримые цели в использовании космоса... "Масла в огонь" недоверия, опасений и неопределенности "подливало" участие Министерства обороны США в определении будущего облика челнока. Но иначе и быть не могло, ведь отказ от одноразовых РН означал, что шаттлы должны запускать и все перспективные аппараты Минобороны, ЦРУ и Агентства национальной безопасности США.(Губанов)
________________________________________________

Ник

Ключевая ошибка при создании "шаттла" - cовмещение пилотируемого и грузового корабля в одном флаконе.
Именно поэтому катастрофа "Челленджера" лишила шаттлы всяких шансов на удешевление пусков (там было коммерческих заказов чуть не на шесть пусков вперёд, но после катастрофы коммерческое выведение запретили), а катастрофа "Колумбии" добила его окончательно. "Шаттл-С" (Shuttle-Cargo) мог бы, возможно, спасти положение в конце 80-х, но - на это не пошли.

Вот это да - с этим спорить трудно.
Мне кажется, сегодня имеет смысл сделать чисто пассажирский ВКС - двухступенчатый с большим собственным запасом ХС (2-5 км/с) - для снабжения орбитальных станций и туризма, а для выведения массивных и габаритных грузов развивать одноразовые носители.

На сегодняшний день - с точностью до наоборот

B1_> Мне кажется, сегодня имеет смысл сделать чисто пассажирский ВКС - двухступенчатый с большим собственным запасом ХС (2-5 км/с) - для снабжения орбитальных станций и туризма, а для выведения массивных и габаритных грузов развивать одноразовые носители.

Fakir> На сегодняшний день - с точностью до наоборот

Ваше РАЗНОЧТЕНИЕ как раз и говорит, что нет пока перспектив для многоразовых систем.
Их единственная ниша - "чехол" для спуска с орбиты ГРУЗОВ. Ниша узкая, но видимо необходимая. Сие надо реализовывать на основе одноразового носителя.

Вообще не имеют смысла разговоры о "многоразовых-одноразовых" СРЕДСТВАХ ВЫВЕДЕНИЯ. Они априори всегда ОДНОРАЗОВЫЕ. У того же Шаттла, из средств выведения одни SSME на Землю возвращались, да еще и в таком состоянии, что требовали полной переборки
Не проще ли ЖРД по-дешевле сделать?

Ник

> На сегодняшний день - с точностью до наоборот

Мне кажется, вы ошибаетесь.

При выводе "массивных и габаритных" грузов в качестве паразитной ПН на орбите мы получаем верхнюю ступень носителя. Финансовая потеря с которой, в принципе, можно мириться, что сейчас с успехом и делают.

При выводе же пилотируемого корабля, фактической ПН является экипаж и его, скажем так, чемоданы - небольшой сопутствующий полезный груз.
Остальные же системы КК (СЖО в первую очередь) не выполняют полезной роли и обеспечивают лишь жизнедеятельность экипажа. При этом это "паразитное" оборудование стоит весьма и весьма прилично. Да и КК сам по себе стоит немало.

Это, на мой взгляд, является весткой причиной для использования сопутствующего экипажу оборудования более чем 1 раз. Для этого надо обеспечить оборудованию (а заодно и экипажу - хуже не будет) более мягкие условия вывода и приземления. При этом, естественно, неизбежны потери в массе фактической ПН пилотируемого корабля.


То есть, формально, даже убогая концепция Клипера должна была оказаться дешевле Союза.
Для ещё большего снижения стоимости вывода и нужен большой собственный запас ХС - это позволит использовать более лёгкий носитель, или носитель без верхних ступеней, что, несомненно, несколько ужешевит запуск.

Многоразовость корабдя, равно как и экономия верхних ступеней, путём ввода их многоразового эквивалента в состав многоразового КК, очевидно и неизбежно приведёт к увеличению стоимости эксплуатации КК.


Вот здесь вылезают на арену два условия, выполнение которых жизненно необходимо для жизнеспособности системы:
- предельное уменьшение стоимости обслуживания
- регулярная и частая эксплуатация.

При обуспечении этих двух условий многоразовая система должна и будет дешевле одноразовой. Даже при существенном (вплоть до многократного) увеличении стоимости разработки и многократном увеличении стоимости изготовления.


А использовать многоразовый КК для вывода "грузовой" ПН... При таком использовании КК играет роль просто верхней ступени. То есть паразитной нагрузкой является весь КК.
При этом мы экономим лишь ДУ и баки, зато тратим много денег на обслуживание такого грузовика.
(вы не забыли, что для пилотируемого корабля мы экономим не только ДУ с баками, но и всё прочее, присущее пилотируемому кораблю, оборудование?)

Что касается "сегодняшнего дня" - вы правы.
Если запускать многоразовый пилотируемый корабль 2, максимум 4 раза в год - он никогда не окупится.

Надо увеличить эту величину на порядок. За счёт туристов. А туристов привлечь существенный (в разы) снижением стоимости. А стоимость снижать изначально "виртуально".
Т.е., чтобы реально снизить стоимость пилотируемых полётов, надо вначале вложить в это снижение туеву хучу $$$, причём без серьёзных гарантий. А на это могут пойти только очень идейные люди.
А среди богатых таких очень немного.
Обидно.

Многоразовая система на первых порах должна быть именно и только грузовой. Это единственная возможность снизить её стоимость.
1) Основная часть расходов при пилотируемом полёте вызваны требованиями безопасности, отсюда - перестраховки, перерасходы, запасы по прочности и надёжности, как следствие - избыток массы, сложности, и стоимости. В грузовом же носителе можно всё лепить на пределе: грохнется - ну и хрен с ним, страховка покроет (тут, конечно, будут свои нюансы со страховыми компаниями, процедуры return to flight и всё такое, но это разруливается). В результате затраты на межполётное обслуживание снижаются в разы.
2) Снижение стоимости килограмма возможно только при росте грузопотока. "Беспилотный" грузопоток в обозримом будущем будет больше пилотируемого, пилотируемый существенного роста не обеспечит никак.


Нормальная многоразовая система должна быть крылатой, с ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ посадкой (всех многоразовых компонент, если их несколько) и ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ взлётом.
Система-прототип может быть с вертикальным стартом (а-ля "Урал" или "Байкал"), но горизонтальная посадка - ОБЯЗАТЕЛЬНА.
Только она позволяет гарантированно избежать ударов, и, таким образом, свести к минимуму послеполётную диагностику и переборку.

Горизонтальный, "самолётный", старт - необходим, т.к. он позволит избавиться от ремонта старта после каждого запуска. Что позволит снизить расходы, и увеличить при необходимости частоту пусков. И построить полосу, по всему, куда дешевле, чем стартовый стол - тем более что полоса нужна и для посадки.

Wyvern-2
>Вообще не имеют смысла разговоры о "многоразовых-одноразовых" СРЕДСТВАХ ВЫВЕДЕНИЯ. Они априори всегда ОДНОРАЗОВЫЕ. У того же Шаттла, из средств выведения одни SSME на Землю возвращались, да еще и в таком состоянии, что требовали полной переборки

Во-первых, шаттл - не эталон. Это просто единственный (пока) пример многоразовой системы выведения. Пример во многом (очень многом) неудачный, но по одной точке график построить нельзя
Во-вторых, у шаттла не только ССМЕ, но и твердотопливные боковухи вполне многоразовые, если ты забыл
Ну и в-третьих, как уже было говорено, "смерть шаттлова" - в его пилотируемости. Вот она, иголочка-то, где.
Кстати, МАКС плох тем же. Уже в зародыше, идеологически плох.

Fakir> Wyvern-2
Fakir> Во-вторых, у шаттла не только ССМЕ, но и твердотопливные боковухи вполне многоразовые, если ты забыл

"Дорога в ад вымощенна многоразовыми ТТУ"©Я
И что - хоть один разик слетали ТТУ дважды?
Городить целый парашютно-буксирно-катерный огород ради пустой стальной бочки?
Если ты не забыл есть такой показатель- Иу Так вот - более 4000м\сек на Земле нам его не видать. Соответвенно ВСЕ системы выведения априори всегда будут МНОГОСТУПЕНЧАТЫМИ. Многоразовые появяться ( в чем я сильно сомневаюсь) только тогда, когда ЧТО ВЗЛЕТИТ ТО И ПРИЗЕМЛИТЬСЯ.

Ник

> Многоразовая система на первых порах должна быть именно и только грузовой. Это единственная возможность снизить её стоимость.
Не-а. Наоборот.

> 1) Основная часть расходов при пилотируемом полёте вызваны требованиями безопасности, отсюда - перестраховки, перерасходы, запасы по прочности и надёжности, как следствие - избыток массы, сложности, и стоимости. В грузовом же носителе можно всё лепить на пределе: грохнется - ну и хрен с ним, страховка покроет (тут, конечно, будут свои нюансы со страховыми компаниями, процедуры return to flight и всё такое, но это разруливается). В результате затраты на межполётное обслуживание снижаются в разы.

С точностью до. Насчёт перестраховки - отчасти верно. Это существенная часть увеличения стоимости пилотируемых полётов, но отнюдь не основная. Пилотируемые полёты - способ быстро, хоть и не так дёшево, довести безопасность до нужного уровня. А процесс доводки... это всегда риск. Приходится с ним мириться.

> 2) Снижение стоимости килограмма возможно только при росте грузопотока. "Беспилотный" грузопоток в обозримом будущем будет больше пилотируемого, пилотируемый существенного роста не обеспечит никак.

Опять же, наоборот. Транспортный грузопоток с наполнением орбиты будет только снижаться. Пассажирский же грузопоток можно увеличивать совершенно свободно, был бы спрос. А он неизбежно увеличится с уменьшением стоимости. Причём спрос будет расти быстрее, чем будет падать цена полёта.

> Нормальная многоразовая система должна быть крылатой, с ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ посадкой
Согласен...

> ...и ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ взлётом.
НЕ согласен.
Нафейхоа вам сплющился горизонтальный старт? Что это даст, кроме больших потерь?
С какой стати старт каждый раз ремонтировать? Сделать стол повыше, газоотводы побольше, отключаться от корабля не в последний момент, а минут за 5-10 и вуаля! Многоразовый старт, вряд ли требующий даже косметического ремонта после каждого запуска.


> Во-вторых, у шаттла не только ССМЕ, но и твердотопливные боковухи вполне многоразовые, если ты забыл
А есть инфа о том, сколько стоит межполётное обслуживание ССМЕ и СРМ? Вообще, сколько стоит обслуживание каких систем шаттла?

> Ну и в-третьих, как уже было говорено, "смерть шаттлова" - в его пилотируемости. Вот она, иголочка-то, где.Кстати, МАКС плох тем же. Уже в зародыше, идеологически плох.
Нет. Нет, нет и ещё раз нет. Его смерть - это грузовые наклонности! Он ни разу даже не летал с полной нагрузкой!

Вы сами подумайте - нафейхоа гонять на орбиту в дополнение к ПН ещё и полную массу ВКС?!?!?! Что это даст?
НИЧЕГО!

> И что - хоть один разик слетали ТТУ дважды?
Да, летали. ЕМНИП, в среднем они летают раз по пять.

> Городить целый парашютно-буксирно-катерный огород ради пустой стальной бочки?
Ну, допустим, там не только бочка. Нам ещё и система управления... Короче - если бы выгоднее было их делать одноразовыми - так бы и делали. Может не сначала - переделали бы потом. Проблем никаких - снять всю оснастку спасения. Делов-то.
Раз так не сделали - значит многоразовость оправдана экономически.

> Если ты не забыл есть такой показатель- Иу Так вот - более 4000м\сек на Земле нам его не видать. Соответвенно ВСЕ системы выведения априори всегда будут МНОГОСТУПЕНЧАТЫМИ. Многоразовые появяться ( в чем я сильно сомневаюсь) только тогда, когда ЧТО ВЗЛЕТИТ ТО И ПРИЗЕМЛИТЬСЯ.
Вы забыли уточнить, что это верно только для современных химических РД.

Wyvern-2> Если ты не забыл есть такой показатель- Иу Так вот - более 4000м\сек на Земле нам его не видать. Соответвенно ВСЕ системы выведения априори всегда будут МНОГОСТУПЕНЧАТЫМИ. Многоразовые появяться ( в чем я сильно сомневаюсь) только тогда, когда ЧТО ВЗЛЕТИТ ТО И ПРИЗЕМЛИТЬСЯ.
Wyvern-2> Ник

foogoo> http://upload.wikimedia.org/.../700px-Specific-impulse-kk-20050824.png
foogoo> Specific impulse - Wikipedia, the free encyclopedia

И ЧТО? И рамджет и скрамджет дадут нам МАКСИМУМ 10Махов, эт если мы забудем о чудовищных проблемах полетов на таких скоростях в атмосфере (лучше чем Черный Дрозд мы вряд ли увидим в ближайшие 20-30лет)
А теперь прикинь КАКИХ габаритов должОн быть этот "самолетик", что бы вынести вторую и третью ступени Сатурна Фау? Ведь фактически даже на 10М мы заменили только первую ступень.
Если рассуждать по вашей логике, то вы спорите: "что лучше - многоразовые шприцы или многоразовые капельницы" - в то время как весь мир юзает и то и другое в виде пластиковых одноразовых

Ник

Это было просто возражение против утверждения о недостижимости большого УИ в атмосфере.

>> И что - хоть один разик слетали ТТУ дважды?
_B1_> Да, летали. ЕМНИП, в среднем они летают раз по пять.

По моим данным - НИ РАЗУ, А после Челленджера такое даже в голову никому не приходит - рискнуть кораблем ради стальной бочки и каучукового пошипника наклонения сопла

Ник

foogoo> Это было просто возражение против утверждения о недостижимости большого УИ в атмосфере.

Ты меня не так понял -не в "атмосфере", а вообще БОЛЬШОГО Иу. Слово в атмосфере я написал относительно ЖРД первой ступени. В вакууме выше, но не намного - рояли не играет

Ник

Если они повторно не используются - нафейхоа их спасают?

Wyvern-2
>"Дорога в ад вымощенна многоразовыми ТТУ"©Я

Слушай, хватит шаттлом тыкать, а? Он вообще система насквозь кривая.

>И что - хоть один разик слетали ТТУ дважды?

Угу. Уже ответили. Фейнман, кстати, описывал, как расспрашивал рабочих "Тиокола" о процедуре послеполётного контроля ТТУ и подготовки к след. пуску.

>Городить целый парашютно-буксирно-катерный огород ради пустой стальной бочки?

Я же специально подчёркивал: посадка должна быть горизонтальной, на полосу.
На начальном этапе - это схема а-ля "Урал" (он же "Орёл"), или "Байкал" (который ранняя "Ангара"): многоразовая первая ступень с вертикальным стартом и горизонтальной посадкой на полосу.

>Если ты не забыл есть такой показатель- Иу Так вот - более 4000м\сек на Земле нам его не видать.

Ты забыл сказать: у ЖРД
А если ЖРД на уровне моря не обеспечивает УИ выше 400 с, то что это значит?
Правильно! Это значит, что нужно использовать движок, которому воздух не мешает, а помогает держать высокий УИ! То есть использовать ВРД.
Да, у ВРД тяга на единицу массы движка куда меньше, чем у ЖРД. Именно поэтому нужно использовать подъёмную силу крыльев, то есть и старт должен быть горизонтальным.

>Соответвенно ВСЕ системы выведения априори всегда будут МНОГОСТУПЕНЧАТЫМИ.

Ну, не всегда, наверное - но на первых порах, безусловно, ДВУХСТУПЕНЧАТЫМИ.
Обе ступени - крылатые, садятся обе горизонтально.

>Многоразовые появяться ( в чем я сильно сомневаюсь) только тогда, когда ЧТО ВЗЛЕТИТ ТО И ПРИЗЕМЛИТЬСЯ.

О том и речь. К этому и надо идти. Тогда, с течением времени, стоимость запуска может (теоретически) приблизиться к цене израсходованного топлива. Т.е. есть шанс снизить стоимость килограмма в 100 раз по сравнению с нынешней.
С одноразовыми системами таких шансов НЕТ. Максимум - в 5-10 раз, и это О-ОЧЕНЬ оптимистично (уровень оптимизма такой же, как со снижением в 100 на многоразовых - так что в реальности, видимо, возможно снижение раз в 30 на многоразовых, и в 2-3 раза - на одноразовых).


>И рамджет и скрамджет дадут нам МАКСИМУМ 10Махов,

Ну почему же - теоретически и 15-20 возможны, на водороде. Но пусть даже 10. "Нет, ребята, я не гордый, я согласен и на пять" © почти по Твардовскому
10 М + 20 км высоты - это уже очччень хорошо.
И мы получаем условия, которых так не хватает наземному многоразовому SSTO
Ну и еще пару бонусов, о которых потом.

>эт если мы забудем о чудовищных проблемах полетов на таких скоростях в атмосфере

Есть проблемки, как без них. Но - преодолимые.

>А теперь прикинь КАКИХ габаритов должОн быть этот "самолетик", что бы вынести вторую и третью ступени Сатурна Фау?

А на кой ляд делать систему грузоподъёмностью Сатурна-5? ИМХО, ПН многоразовки должна быть максимум 20-30 тонн. Начинать лучше вообще с системы класса "10 тонн", "союзовского", так скз. Это раз.
А два - не пох ли, каких габаритов ступеня, ежели что взлетело - то и село? Все расходы - в горючке. Что несерьёзно.
Ну будет система, выводящая на орбиту 10 тонн, на полосе иметь массу 700 тонн - ну и ради аллаха.

>Если рассуждать по вашей логике, то вы спорите: "что лучше - многоразовые шприцы или многоразовые капельницы" - в то время как весь мир юзает и то и другое в виде пластиковых одноразовых

Не-а, аналогия неверная
Точно так же я могу, по твоей логике, сказать, что почему вы спорите, что лучше - одноразовые скальпели, или одноразовые эндоскопы, в то время как весь мир юзает многоразовые

_B1_> Если они повторно не используются - нафейхоа их спасают?

Зеленые...

Ник

B1
>Нет. Нет, нет и ещё раз нет. Его смерть - это грузовые наклонности! Он ни разу даже не летал с полной нагрузкой!

Да. Просто - да Его сгубила именно смешанность.
А почему не летал с полной... Вы прежде чем использовать опыть шаттлов в качестве аргумента против многоразовости, разберитесь сначала, что и как в нём было
А с полной не летал потому, что спроектирован был через задницу, по неудачной схеме "груз сбоку" - центровка плыла. Это косяки конкретной схемы, а не многоразовых систем выведения.

>Вы сами подумайте - нафейхоа гонять на орбиту в дополнение к ПН ещё и полную массу ВКС?!?!?! >Что это даст?
>НИЧЕГО!

Это даст то, что за полёт теряем только горючее, а не сложную и дорогую железку. Только горючее, цена которого - порядка процента от всей цены пуска современной РН (ну, если это керосин и кислород, а не АТ+НДМГ). Даже пусть мы потратим горючки вдвое, втрое, вчетверо больше по сравнению с одноразовым пуском - всё равно остаёмся в прибыли, и большой.

Убиваю базар
Помнишь модульную систему с единым блоком единым двигателем и топливной парой на всех ступенях, что я предлагал?
А теперь РАЗДЕЛИ НА 10
Система в которой максимальная нагрузка Союз-ТМА, т.е. ПН от 1 до 7 тонн. Сами блоки - 20-25 тонн, транспортируемые автотранспортом. движки с тягой 10-12 тонн. И стоимость системы из 4+1 - менее $5М
Такая система будет иметь огромадный коммерческий успех -практически все старты - её.

Ник