Одноразовые vs многоразовые

нет, растёт пока только себестоимость. Цена возросла один раз - с 5,9 до 6,7 лимона, но теперь в неё включена страховка ответственности (т.е. если раньше было "FB", то теперь "AI")

Очень спорно, что Хотол жизнеспособная в принципе концепция, как и Макс-М.

Но даже если так - остается все то же самое возражение. А именно - есть ОЧЕНЬ дорогой космоплан. С ОЧЕНЬ сложным ТО - в отличие от Шаттла спасается еще и внешний бак. С МАЛОЙ относительной ПН - поскольку на орбиту он тащит крылья, ноги и хвосты (с). Грубо говоря, пользуясь примером Старого, химическая энергия топлива обеспечивает на орбите 50 тонн из 250 тонн стартовой массы. У предлагаемого одноразового легкого бустера из этих 50 тонн 20 тонн - это конструкция ступени, а 30 - ПН. А у Хотола - 40 тонн конструкция ступени, а 10 - ПН. При этом его ТО сугубо более сложное, чем ТО самолета-разгонщика - поскольку обслуживать приходится вынужденно легкую и очень теплонапряженную теплозащиту.

Не, я не исключаю возможность Хотола. Но должен отметить, что уникальный космоплан даже в небольшой серии будет стоить этак 500 мегабаксов, и иметь ПН в 10 тонн, в то время как стартующая с ТОГО ЖЕ носителя чисто ракетная ступень будет стоить 5 мегабаксов и иметь ПН в 30 тонн. Т.е. для окупаемости, Хотолу придется сделать порядка 300 запусков. Шаттл, напомню, 'сломался' на 30 с небольшим. И даже после этого, не факт что обеспечение его многоразовости обойдется дешевле чем штамповка одноразовых ракетных блоков банальной конструкции. Причем если захочется ЕЩЕ сэкономить - достатоёчно сделать разьемное крепление двигателя и бака, и двигатели спускать на поверхность для повторного использования (запуская каждым пятым стартом НТУ для посадки 5 штук двигателей), а баки использовать как конструкционные материалы на орбите.

А намного сложнее пользоваться всю дорогу с Земли до орбиты одним двигателем? а сбрасывать только баки?
и двигатель чтоб "самооптимизирущийся" по типу aerospike...

Речь не о том, чтобы строить мега-паровоз, а о легком многоразовом корабле снабжения-пассажирском челноке.
Допустим, берем шаттл, убираем крылья и руль, ставим легкие-складные, можно добавить сбрасываемые взлетные крылья с большой подъемной силой, в грузовой отсек ставим баки с топливом, если надо - удлинняем сам. Потом разгоняемся с ВПП, делаем свечку у летим как обычно.

sergey_manakov
>Речь не о том, чтобы строить мега-паровоз, а о легком многоразовом корабле снабжения-пассажирском челноке.

Нужен в первую очередь многоразовый грузовик, а не пассажирское такси.
Потому что эконом. эффективности многоразовой системы летать надо часто.

Андрей Суворов
>нет, растёт пока только себестоимость. Цена возросла один раз - с 5,9 до 6,7 лимона,

Ну так если себестоимость пока постоянно растёт, то вполне можно предположить, что она может возрасти так, что возрастёт и цена.

>но теперь в неё включена страховка ответственности (т.е. если раньше было "FB", то теперь "AI")

А это еще что за звери?

hcube
>Очень спорно, что Хотол жизнеспособная в принципе концепция, как и Макс-М.

Кривые они - что Хотол, что МАКС. Уродцы.
Естественно, что такие многоразовые системы пинают все, кому не лень.

>Но даже если так - остается все то же самое возражение. А именно - есть ОЧЕНЬ дорогой космоплан.

Ну так зажигалка дороже спичек

>С ОЧЕНЬ сложным ТО - в отличие от Шаттла спасается еще и внешний бак.

Спасение бака - это плюс, а не минус. Т.к. уменьшает тепловые нагрузки.

>С МАЛОЙ относительной ПН - поскольку на орбиту он тащит крылья, ноги и хвосты (с).

Ну ты докопался до этой относительной ПН
От относительной ПН зависит только расход топлива - цена которое составляет проценты от стоимости пуска. Даже втрое, впятеро больший расход топлива некритичен вообще.
Проще говоря - это сущие пустяки.

Для грузовика - дешевую ракету.

С точностью до наоборот
Уже ж жевали.

А я топливо и не считаю. Все затраты на запуск многоразовика - это ТО. ТО стоит пропорционально стоимости и массе РН. Масса РН пропорциональна выводимой ПН. В обозначенном примере для вывода эквивалентной ОДНОМУ запуску одноразовой (ну, ПОЛУодноразовой) системы многоразовая той же стартовой массы должна сделать 3 рейса. Сухая масса у нее при этом вдвое выше. Плюс затраты на создание самой многоразовости - т.е. грубо говоря 80 тонн Бурана стоят 'несколько' дороже чем 80 тонн блока Ц. Т.е. получается, что многоразовая ступень стоит в расчете на единицу ПН МИНИМУМ на порядок дороже чем одноразовая. Если не на два порядка - одноразовая серийная, ее НИОКР размазывается на серию, а многоразовая - штучное изделие, причем расходы на НИОКР там гигантские.

Вот против КК многоразового я ничего не имею - там 'ПН' мала, двигатели сугубо многоразовые, а стоимость корабля высокая - оправдывающая спасение. Вот там можно и какой-нибудь Клиппер-Паром запустить. А РН - не, нафиг не надо верхнюю ступень спасать.

hcube
>Все затраты на запуск многоразовика - это ТО. ТО стоит пропорционально стоимости и массе РН.

Кто сказал, что стоимость ТО прямо пропорциональна стоимости и массе носителя? Это довольно странное утверждение, как минимум, весьма неочевидное.

>т.е. грубо говоря 80 тонн Бурана стоят 'несколько' дороже чем 80 тонн блока Ц.

Не забывай, что Буран - ПИЛОТИРУЕМЫЙ корабль. Поэтому у него и потрохов "лишних" много, и надёжность избыточная.

>Вот против КК многоразового я ничего не имею - там 'ПН' мала, двигатели сугубо многоразовые, а стоимость корабля высокая - оправдывающая спасение.

Это важно и нужно, но это полумеры.
"Многоразирование" пилотируемой техники, по-видимому, разумнее всего проводить именно так - со стороны КК на "спичке".
А с грузовыми - совершенно иначе.

Правильно, с грузовыми надо минимизировать стоимость килограмма ПН. Не запуска как такового, а 1 кг чистой ПН на орбите. И многоразовик должен иметь стоимость межполетного ТО МИНИМУМ в 20 раз меньше своей стоимости, потому что его стоимость МИНИМУМ в 10 раз выше чем стоимость аналогичного по ПН одноразового блока. Это, заметьте, я не считаю 3 полета разгонщика вместо одного.

Не, конкретику конечно надо считать. Но мое мнение, что оптимальна схема многразовый низ - одноразовый верх. Она дает максимальную относительную ПН и минимальную удельную стоимость ПН. И еще стоимость разработки ниже.

Для начала - оптимальна. Для разминки.
Далее должна последовать полная многоразовость - например, когда разгонщик отобьётся.

Да в том-то и дело, что в многоразовость верхней ступени можно вбухать кучу денег, и ВСЕ РАВНО не достичь стоимости ПН одноразового блока. Чисто из конструктивных и прочностных соображений. Согласно моим прикидкам, даже в идеальном случае, 'условная стоимость носителя' для многоразовика будет на порядок выше чем у одноразовика, и это не считая расходов на обеспечение многоразовости двигателей. Их, знаешь ли, принципиально сложно многоразовыми сделать, если УИ высокий А если низкий - то ПН теряется, что опять же ОЧЕНЬ критично для ASSTO.

> Я уже говорил, что надо делать - надо сделать многоразовой ту часть РН, которой БОЛЬШЕ.
А вам не кажется, что с точки зрения килограмма на орбите, спасать надо не ту часть, которая БОЛЬШЕ, а ту, которая БОЛЬШЕ СТОИТ?
Зависимость от размера верна лишь для систем одного порядка сложности, коими являются, к примеру, ступени РН.
Но КК существенно сложнее и дороже ступени РН (если ступень, конечно, не очень уж большая и навороченная). КК Союз, емнип, не намного дешевле РН Союз.

Мой концепт, кстати, подразумевает спасение и КК и ДУ 1й ступени (скромно - ах какой я молодец =) ).

> А самое главное - что в одну телегу стали впрягать коня и трепетную лань.
> Грузовик и пилотируемый КК.
> Довели бы Шаттл-С хотя бы - может, и было бы им щастье.
О! Наконец-то единомышленник!
Именно! Компромисс, как говорится, дороже, чем любая из альтернатив. А в данном случае - дороже обеих вместе взятых. =)

Кстати, о ремонтных способностях: не сильно понятно - что мешает прицепить манипулятор (ясное дело - не такой здоровый) к "пассажирскому" КК (Аполло-Орион, Союз, пассажирский ВКС) ? Весит эта хреновина не так уж много.
Да и экипаж Аполло безо всяких манипуляторов справлялся с ремонтом Скайлэба =)

> Если начинать с "многоразирования" одноразовых РН - надо, конечно, начинать с первой ступени.
> Вариантов тут много. Это и "Орёл", и спасение только "двигательных модулей", и т.п.
> Но всё должно садиться ТОЛЬКО на крыльях.
А можно поинтересоваться - почему?

А почему надо предпочитать ту конструкцию, которая стоит БОЛЬШЕ, если цель - стоимость МИНИМИЗИРОВАТЬ? Еще раз - цель - получить минимальную стоимость килограмма ПН, а не провести локальную оптимизацию типа 'а не выгодно ли спасать дорогую верхнюю ступень'. Ясно дело, выгодно - но еще вопрос, НАДО ли ее, такую дорогую, вообще делать.

Если на пальцах - вот был уже пример. Есть разгонщик, который может сбросить на 100км/3км/с допустим 250 тонн. Эти 200 тонн могут быть многоразовым ASSTO, которые имеют массу 40 тонн и выводят 10 тонн ПН, а могут - одноразовым бустером, имеющим массу 20 тонн и выводящим 30 тонн ПН. По порядку величины, оценим стоимость прыжка разгонщика в 2 мегабакса, стоимость ракетной ступени в 3 и стоимость многоразовой ступени в 30 мегабаксов, с ТО в 1 мегабакс за полет (что явно сильно занижено).

Принимается?

Так вот - для вывода 30 тонн ПН нужно или ОДИН запуск одноразовой системы, или ТРИ - многоразовой. Раз.

Два - конструкционная масса многоразовика в принципе не может стоить меньше чем у одноразовика. А этой конструкционной массы у него вдвое больше. Два.

Три - многоразовик требует ТО на каждый запуск. И разгощик кстати тоже требует ТО на каждый запуск.

Считаем. Одноразовик требует 3 мегабакса на ракетную ступень и 2 на ТО разгонщика. Итого 5 мегабаксов на 30 тонн.

Многоразовик требует ТРИ ТО разгонщика - 6 мегабаксов. ТРИ ТО многоразовой ступени - 3 мегабакса. РАспределенную стоимость самой ступени, допустим на 30 пусков - 1 мегабакс. Итого 10 мегабаксов на 30 тонн, я правильно считаю?

Упростим картину. Пусть даже летное время разгонщика ничего не стоит. Тогда получается 3 мегабакса за ракетную ступень против 3 мегабаксов за ТО разгонщика - паритет. Но при этом надо еще произвести эту самую многоразовую ступень. Надо провести НИОКР. И т.д и т.п.

Скажете, надо срезать стоимость эксплуатации? Но это же порочный путь, так нельзя делать. Есть определенные расходы, для космического челнока они довольно высоки - надо перебрать двигатель, проверить и обновить ТЗП, проверить электронику и электромеханику и т.д. Все это НАДО делать, иначе - катастрофа! Причем сделать это все специально под тестирование нельзя - жесткое ограничение по массе!


КК Союз, к слову, ДОРОЖЕ РН Союз. AFAIK РН стоит порядка 7 мегабаксов, а КК порядка 20.

Манипулятор - да, можно. Например европейский манипулятор весит всего около 200 кг - его вполне можно зацепить например за КК Союз, запускаемый на Союз-2 (там более 500 кг ПН выигрыш). Но... птичку жалко - этот манипулятор как сам КК стоит .

Это ещё один аргумент делать по крайней мере КК многоразовым =)
Думаю, никто не будет спорить, что многоразовый КК (даже весьма сложный) отобьётся очень быстро - гораздо быстрей чем многоразовая РН (которой, по сути и отчасти, и является SS).
=)

НО! И это моё твердое убеждение. Даже два убеждения:
1) КК надо спасать ПОЛНОСТЬЮ! Включая ДУ. Никаких отбрасываемых отсеков (именно из за этого я не люблю Клипер).
2) КК надо совместить с верхней ступенью. Ибо не очень сложно, снижает тепловые нагрузки и перегрузки при торможении, и вообще. =)

Ну... по поводу совмещения... я склонен согласиться, что ЕСЛИ уж мы спасаем КК, то можно спасать и третью ступень тоже.

С другой стороны, если интегрирование третьей ступени снизит ПН на величину неадекватную стоимости ступени, то еще вопрос, надо ли ее спасать

Касательно Клиппера - согласен, желательно спасать все сразу, как на шаттле OMS спасается вместе со всем кораблем. Но опять же - надо смотреть на стоимость.

Fakir> А тебе не кажется, что два этих тезиса друг другу противоречат? Да, используя старые РН, мы используем давно оплаченные НИОКР, за счёт чего эти "спички" могут быть относительно (весьма относительно ) дёшевы.
Проблема в том, что нынешние спички - алмазные

Cormorant> А намного сложнее пользоваться всю дорогу с Земли до орбиты одним двигателем? а сбрасывать только баки?
Cormorant> и двигатель чтоб "самооптимизирущийся" по типу aerospike...
В начале и в конце сильно разная тяга нужна - на порядок минимум. Не то, чтобы единственный двигатель нельзя было настолько заоптимизировать - но массы ПН на орбите он сожрёт на порядок больше...
Так что как минимум два.

_B1_:

НО! И это моё твердое убеждение. Даже два убеждения:
1) КК надо спасать ПОЛНОСТЬЮ! Включая ДУ. Никаких отбрасываемых отсеков (именно из за этого я не люблю Клипер).
2) КК надо совместить с верхней ступенью. Ибо не очень сложно, снижает тепловые нагрузки и перегрузки при торможении, и вообще. =)

 

Ну я об этом на НК и писал Ещё:
1) Моноблок достаточно интересен даже в случае одноразового корабля.
На него конечно потребуется больше теплозащиты намазать - но зато избавлямся от всех внутренних переборок и люков.
2) ИМХО, оптимальный на данный момент вариант - двухступенчатая ракета с довыведением КК своими силами.

ЗЫ: Для тех, кто не читает форум НК: Старый там привёл статистику, из которой видно, что РН Союз в любой конфигурации выводит на орбиту 10т - что в варианте Спутника-1, что в нынешнем. Только в первом случае в эти 10т входит 7т второй ступени и чуть-чуть спутника - а в нынешнем 7т КК и 2.5т третьей ступени.

hcube
>Да в том-то и дело, что в многоразовость верхней ступени можно вбухать кучу денег, и ВСЕ РАВНО не достичь стоимости ПН одноразового блока.

Пока это совершенно голословно.

B1
>О! Наконец-то единомышленник!
>Именно! Компромисс, как говорится, дороже, чем любая из альтернатив. А в данном случае - дороже обеих вместе взятых. =)

Э?! Я об этом с самого начала топика твержу.

>Кстати, о ремонтных способностях: не сильно понятно - что мешает прицепить манипулятор (ясное дело - не такой здоровый) к "пассажирскому" КК (Аполло-Орион, Союз, пассажирский ВКС) ? Весит эта хреновина не так уж много.

Ну, хреновина весит порядочно. И запитки требует достаточно мощной - это тоже масса.
И прилепить её, скажем, на "Союз" (забудем даже на минуту об её цене) - весьма не просто. Как и куда вы его прилепите, чтобы не полетела к чертям вся центровка? Да вам же полностью новый
корабль делать придётся.

>Да и экипаж Аполло безо всяких манипуляторов справлялся с ремонтом Скайлэба =)

Потому что на Скайлэбе был стыкузел для Аполло. Если б его не было - посмотреть на то, как экипаж справился бы, было б весьма поучительно

>> Но всё должно садиться ТОЛЬКО на крыльях.
>А можно поинтересоваться - почему?

Так только крылья обеспечивают достаточно мягкую посадку. Уже ж обсуждали.

Оки. По примеру Союза можно примерно предположить, что ракетный блок на 250 тонн массы (скажем с парой НК-33) может стоить порядка 5 мегабаксов. 4 мегабакса двигатели и 1 - конструкция бака. Масса ступени - 20 тонн.
Далее, нужен разгонщик. Допустим, те же НК-33 в количестве 4 штук, АЛ-31Ф - 8 штук, конструкция... ну, скажем, 300 мегабаксов на все про все, ресурс 200 полетов. ТО после полета - ну, скажем мегабакса два - там, плановая замена двигателей, тестировани и т.д. Разделение происходит на 64 км высоты с горизонтальной скоростью 3 и вертикальной 1 км/с. Итого на разгонщик на 1 полет надо 2.5 мегабакса. Получается 7.5 мегабаксов на 20 тонн ПН.

Прошу привести данные на многоразовый аппарат, имеющий стартовую массу 250 тонн включая ПН и вышеприведенные параметры разделения. В первую очередь интересно сколько у него ПН Топливо - керосин или метан, не водород, иначе одноразовый блок тоже на водороде, и ПН у него будет хорошо за 30 тонн .

Читал, много думал...над вот ЭТИМ:
________________________________________________________
ТЕПЛОГАЗОАЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СОЗДАНИЯ ТЯГИ, СТАБИЛИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ СВЕРХСКОРОСТНОГО БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
Ю.Н.Нечаев, А.Г.Прудников, В.А.Скибин
(Российская академия космонавтики им. К.Э.Циолковского)

подтверждают возможность создания теплогазовоздушных реактивных двигателей прямоточного типа ТГПВРД с единым принципом и системой теплогазоаэродинамического (ТГАД) разгона, марша, стабилизации и управления беспилотным летательным аппаратом (БЛА) в широком диапазоне до, сверх и гиперзвуковых скоростей полета без единого твердотельного элемента комбинированного силового устройства (КСУ) таких как: пилоны, обечайка, критическая «горбушка» и само твердотельное сопло и т.д. кроме внешней твердой поверхности самого летательного аппарата.
________________________________________________________

И вообще можно "почувствовать пульс"
_http://www.ihst.ru/personal/akm/15t29.htm

Ник

картинки б к этой лабуде.. А то без них (404 not found on this server) абракадаброй выглядят.
// а сверхзвуковая зона подачи топлива вообще ... хм.. как-то не очень переваривается.

Ага, а какой у этого сопла внешнего расширения КПД будет? Ибо и так-то УИ ГПВРД на 12-16М становится равным УИ кислород-водородного ЖРД. А если эффективность падает - то он станет таковым уже не на 12, а скажем на 8М. Оно надо?

hcube> Ага, а какой у этого сопла внешнего расширения КПД будет?

Вообще то сопла внешнего расширения отличаются КПД большим, чем обычные, причем вне зависимости от высоты, т.е. внешнего давления -а значит и от скорости
А Иу у ПВРД обычно в пределах 1500сек. Проблема только в том, что выше 4-5М падает эффективность дозвукового горения, а системы с сверхзвуковым горением тоже не блещут - но внешнее сопло как раз и решает эту проблему!
Ну и кроме того, "виртуальный" ПВРД делают конструкцию намного легче.

Ник