40-тонник. керосин vs водород.

Покумекав на скорую руку я подумал что на данный момент во всём мире включая Россию есть всего 2 (две) РН имеющие на первой ступени более одного двигателя на блок. Это CZ (Китай) и Протон (Россия). Все остальные по одному двигателю.
Кого забыл?

ЗЫ. Впрочем Протон пожалуй я включил неправильно. Хотя у него первая ступень формально состоит из одного блока, но наличие шести навесных баков делает его по сути полиблочным. И получается на каждый навесной бак по одному двигателю. Так что на сегодня из нормальных ракетных блоков первых ступеней имеет больше одного двигателя только CZ?

Эдак вы скоро Н-1 по росту перегоните.
И на какие только извращения не идут люди, чтобы третью ступень не добавлять
Считал по формуле Циолковского, заложил УИ первой ступени 278, второй 330, третьей 349; ХС 8759,4м/с; соотношение Мт/Мк по ступеням 10,9,6.
Получил:

	M	Mt	Mk
1ст	1173,64	1066,94	106,69
2ст	157,33	141,59	15,73
3ст	51,04	43,75	7,29
	1422

Прикинул длину, с учетом того, что 1ст пакет из трех блоков - около 67м, без ГО.
С Зенитовскими УИ и Мт/Мк :

	M	Mt	Mk
I	854,94	785,94	69,00
II	135,24	121,81	13,43
III	31,03	26,15	4,88
	1061,21

Первая ступень 3 блока по 284,98т, длина около 50м.

Сорокатонник проистекает из природы вещей, он не просто так, с потолка
Есть принципиальная разница между околоземным и межпланетным полетом
Для межпланетного полета принципиальна сборка на орбите, а в околоземном космосе МОЖНО (реально!) летать в однопуск
При этом корабль "укладывается" в 40-тонник (ну, принципиально, до "плюс-минус"), а "модули" и прочие грузы - в двупуск
А учитывая, что они идут РЕДКО и БЕСПИЛОТНО, то двупуск вполне терпИм
Так что все, что около Земли, включая Луну - на одной ракете
А дальше уже все равно, по-любому "сборка"
А при сборке ограничение только в массе одного "куска" и тут на самом деле даже и 20-тонником можно было бы обойтись, но каким-нибудь только "экологичным"
Так или иначе, но "всё говорит" об оптимальности 40-тонника, как "основы"
Третья градация выводимых масс, Семерка - Протон - "Ряд-1.5"
Удвоенный 40-тонник вообще-то удобен, но он не может быть "оптимальным", он должен лишь "легко собираться из серийного"
А свыше этого вообще ненужно нигде и никогда
Всё!

Скажем так - если мы рассматриваем ненапряженный двигатель, может быть даже открытой схемы, то камер на нем должен быть минимум. А минимум - это две камеры - они обеспечивают качанием все три управления - тангаж-крен-рысканье. В то же время, 2 150-тонные камеры (учитывая вполне себе летающий на тот момент Протон со 180тонными РД-253) не являются чем-то сверхестественным.

Более того, я скажу такую мысль - ЛКИ можно вообще на движке открытой схемы начинать. А потом можернизировать РН на движок закрытой схемы.

Итого, получается следующее - центр 4.1 метра. ЖД транспортировка, все такое. Заправка центра примерно в 1.5 раза меньше чем у Зенита - т.е. порядка 350 тонн. Боковые блоки - вероятно диаметр 3 метра, заправка 200 тонн, длина та же что у центра. На ЦБ - 6 узлов крепления боковых блоков, старт расчитан на максимальный вариант - т.е. с 6 блоками - это порядка 1650 тонн стартовой массы.

Третья ступень - керосиновая 4.1 метра либо водородная 4.1 метра, двигатель - аналог НК-43 с рулевыми соплами по крену. Либо 2 водородника 11Д57. Заправка водородной ступени 100 тонн, керосиновой - 120 тонн.

Возможны два варианта апгрейда - керосиновый центр 6 метров с навеской в качестве ББ ЦБ с удвоенным числом двигателей - при этом ПН грубо говоря растет вдвое. Либо водородный центр 7.5 метров, фактически - слегка уменьшенный Вулкан.

Ну... наверное, да. Может даже и побольше, учитывая что УИ у НК-33 довольно приличный. Я бы поставил на 55 тонн. 4-х блочник - это 40 тонн. Трех - 25, но там придется недозаправлять ЦБ.

ПН определяется из задачи выведения "шеньжоунистого" продвинутого лунно-орбитального "Союза" на окололунную орбиту или ГСО

Видимо, порядка 45 тонн на ЛЕО

Собсссно, даже так:
для того и "легкий корабль", чтобы летать в основном, так сказать, варианте в однопуск

А двупуском может летать "большой корабль", который "сам как орбитальная станция" и летает редко, очень редко, как модули орб.станции, запускается "индивидуально", а не "серийно"

И добираться в двупуск может беспилотно, это не его задача, вообще-то, отвозить космонавтом куда-либо, он в основном для другого

"Концепция" в существенном опирается на легкий корабль и однопусковую транспортировку космонавтов между "наббитами", любого рода

Хоть на ЛЕО, хоть на окололунной орбите, хоть на Луне

От Земли до МКС, от Земли до ЛОС, от ЛОС до лунной базы - без всякий стыковок
Поэтому паром, в частности, для Клипера... э... не фачит, типа
Да, прально я говорю?

Ну, 40-тонный моноблок будет явно дешевле и надежнее полиблочной схемы.

Надежнее - да, в некоторой степени - с отказом одного двигателя что там что там программа полета невыполнима. А за счет транспортировки и обрабатывающего оборудования можно разницу в весовом совершенстве отыграть. Кроме того 2.5 ступени лучше чем 2.

Ну... я в принципе-то за... только смысл какой в многоразовом КК на одноразовом бустере? Добро бы это был АКС, который ВЕСЬ многоразовый. А такая половинчатость... в КК ценен сам КК. Т.е. аппаратура и гермообьем, предназначенные для управляемого орбитального полета. Его смысл есть спасать. Может быть, можно спасать установку орбитального маневрирования - чтобы ее повторно с КК не совмещать. Но вот третью ступень... вопрос. По стоимости это - процентов 10 от стоимости РН. А стоимость к примеру РН СОюз составляет сейчас в пуске КК Союз меньше половины. Т.е. омногоразивание КК экономит треть стоимости, а омногоразивание вместе с ним третьей ступени - всего лишь 5-6%, в 6 раз меньше. Конечно, 5% там, 5% тут... но я бы начал с многоразовых бустеров ПЕРВОЙ ступени. Причем с использованием возвратных ТРДФ для прохождения стартового минимума тяги, что в какой-то степени компенсирует рост сухой массы ступени.

По поводу ЖД транспортировки - давайте все-таки разберемся. При диаметре блоков 3/4.1 каждая ступень - это два вагона, деление идет по межбаковому отсеку. Т.е. перемещение РН - это порядка 12 вагонов по стандартному морскому контейнеру. Тариф на ЖД перевозки сейчас - порядка 50 килорублей за 40-тонный 40-футовый контейнер. Т.е. за всю РН - это 600 килорублей, 25 килобаксов.

Теперь берем авиационные перевозки. Допустим, у нас моноблок, и мы его тащим одним рейсом Мрии. 12 блоков нашей РН будут весить порядка 7.5 тонн каждый, 14 тонн 2 блока ЦБ, т.е. в сумме - около 100 тонн. Допустим, моноблок будет весить 80. В принципе, с этим мог бы справиться Руслан. Возьмем его как пример. Нам нужен чартерный рейс туда-обратно примерно на 4000 км. Это примерно 5 часов туда и обратно. Стоимость летного часа - 15 килобаксов, т.е. такой чартер обойдется в 150 килобаксов. Учитывая внешнюю подвеску груза - вряд ли меньше.

Получается сопоставимо, да. Но все-таки авиатранспортировка заметно дороже. Кроме того, стоит еще задача транспортировки этого самого моноблока в МИК с аэродрома. По ЖД можно блоки прямо в МИК завезти, а в случае моноблока понадобится еще наземный тягач делать на 100 тонн веса. И еще два крана для установки РН на самолет и снятия с него.