Одноразовые vs многоразовые

Naib> Зачем!?!
как понимаю, наработки технологий, чтоб не отстать безнадежно, если таки выстрелит... Потому что настанет день, когда союзы перестанут покупать.

S.I.>> В России разработают многоразовую ракету в ответ на Falcon 9 | Новости | Известия | 08.12.2017
Naib> Зачем!?!
Каргокульт

Naib>> Зачем!?!
Bredonosec> как понимаю, наработки технологий, чтоб не отстать безнадежно, если таки выстрелит... Потому что настанет день, когда союзы перестанут покупать.

В полной версии об этом прямо говорится:

— Мы сейчас делаем «боковую» опытно-конструкторскую работу, чтобы не отстать от мирового тренда, — рассказал Владимир Солнцев. — Посмотрим на целесообразность. Главный критерий при разработке — сколько стоит вывод килограмма груза на низкую околоземную орбиту. Технически мы к этому готовы.

 

Парашютный вариант, ЯТП, аналогичный тому, что делали для ББ Энергии. Посадка "как у Маска" на РД-170 выглядит... фантастикой.

Alexandrc> Парашютный вариант, ЯТП, аналогичный тому, что делали для ББ Энергии.
Тем более, что парашютные системы нужных характеристик у нас уже есть.

Alexandrc> Посадка "как у Маска" на РД-170 выглядит... фантастикой.
Ну не совсем фантастикой. Просто очень сложной, рискованной и дорогостоящей.

S.I.>> В России разработают многоразовую ракету в ответ на Falcon 9 | Новости | Известия | 08.12.2017
Naib> Зачем!?!

Технический уровень. Семёрка и УР-500 прекрасные ракеты, но им больше полувека уже. Надо смотреть в будущее. Космос может стать дешевле только с многоразовой ракетой, хотя бы первой ступенью.

Naib> ЧТО ей запускать в таком объёме, чтобы она оправдала хотя бы свою серийную постройку, не говоря уж о НИОКР?

"-- Жена, жарь рыбу! — Но ведь рыбы же нет!? — Ты жарь, жарь, а рыба будет!"

Alexandrc> Парашютный вариант, ЯТП, аналогичный тому, что делали для ББ Энергии. Посадка "как у Маска" на РД-170 выглядит... фантастикой.

Надеюсь, хватит ума и решительности на крылатый вариант. Первая ступень целиком а-ля ранние версии "Ангары", или хотя бы спасение двигательной группы по французскому варианту.
Но без всей этой порнографии с ракетной посадкой и без рисков и неудобств посадки парашютной.

Недостатки парашютной схемы очевидны: в каждом пуске возможна посадка только в строго определённом районе (соотв. полям падения), этот район зависит от траектории запуска, куда сядет - бог его знает, как и где стукнется при посадке - одному Буддет известно, риск потери или повреждения есть всегда, необходима тщательная и дорогая диагностика. Это не говоря об эвакуации севшей ступени чёрт-те откуда, из полной глуши, с Алтая или из тундры - где может не быть ни дорог, ни тем более ж/д.

Крылатая ступень при любом азимуте пуска может совершать достаточно приличный манёвр, до нескольких подготовленных полос, садится штатно и мягко, без непредсказуемых и непредсказуемо распределённых ударных нагрузок (будь то непосредственно от соударения с землёй или срабатывания пороховым тормозов).
Плюс по ср. с ракетной посадкой - не надо мучиться с управлением вертикальной посадкой, есть большой простор для манёвра по дальности, жопа не подгорает, движок не нуждается в глубоком дросселировании и повторном запуске (= проще и дешевле).

Fakir> Надеюсь, хватит ума и решительности на крылатый вариант. Первая ступень целиком а-ля ранние версии "Ангары", или хотя бы спасение двигательной группы по французскому варианту.
Fakir> Но без всей этой порнографии с ракетной посадкой и без рисков и неудобств посадки парашютной.

Более того, а вдруг у разработчиков хватит безбашенности на воздуходышащую первую ступень, а точнее — боковушки? Они уходят как раз на 3..4 М, впритык для ВРД классической схемы. Собственно, о чём сотни раз было сказано, но пока ещё никто не решился. А может, выйдет каменный цветок, а?

Это была бы принципиальная революция в ракетостроении.

Sandro> Более того, а вдруг у разработчиков хватит безбашенности на воздуходышащую первую ступень, а точнее — боковушки? Они уходят как раз на 3..4 М, впритык для ВРД классической схемы. Собственно, о чём сотни раз было сказано, но пока ещё никто не решился. А может, выйдет каменный цветок, а?

"Понимаешь, Михалис, этто не имело пы смысла".
Тяги не те. Соотношения тяга/масса.
И революции бы не вышло.

ВРД там имеет смысл малой тяги для увеличения бокового манёвра при планировании домой. Маленький и лёгкий.

Fakir> Тяги не те. Соотношения тяга/масса.

А ты не смотри на это, ты смотри на Его Величество Удельный Импульс. Который у ВРД измеряется тысячами секунд против сотен у ЖРД. Сколько там теоретический предел у ЖРД? 950 вроде как? А у даже самого древнего ЮМО под две тысячи на память (сильно ЕМНИМС, букварь искать лень).

Fakir> И революции бы не вышло.

Ты выкинь для начала массу топлива и окислителя, которые не надо будет поднимать в небеса просто из-за большего УИ мотора. Ракета мгновенно похудеет в разы, и вместо тыщи тонн тяги на старте хватит и 150..200, я полагаю. Десять истребительных моторов всего-то.

Fakir> ВРД там имеет смысл малой тяги для увеличения бокового манёвра при планировании домой.

С ВРД это уже будет полноценный полёт

Я вообще удивляюсь этому вот максимализму в ракетостроении — ну не надо же путать МБР и коммерческую ракету! Но блин до сих пор запускают на технологии МБР. И с ценником от МБР.

Просто поищи сам цифры и попробуй посчитать.
"...и вы неприятно удивитесь результату".

ВРД существующих типов (особенно ТРД) - не для вертикального взлёта.

Если ВРД - это неизбежно АКС.
Причём в этом же топике озвучивалась вся логическая цепочка еще N лет назад. Перечитай с начала.

Fakir> Плюс по ср. с ракетной посадкой - не надо мучиться с управлением вертикальной посадкой, есть большой простор для манёвра по дальности, жопа не подгорает,
Крылатая ступень а-ля "Байкал" очень тяжелая... По ХС в 1,5 раза сливает УРМ-1.
Для сравнения, Фолконовская первая ступень в многоразовом исполнении своему одноразовому варианту сливает только 20% по ХС.
В итоге: 4 шт Байкала + одноразовый УРМ-1 + одноразовый УРМ-2 (скопом 6 блоков) выведут на НОО 14-15 тонн ПН.
Форменое сумашествие, эта ваша крылатая первая ступень!

Alexandrc> Парашютный вариант, ЯТП, аналогичный тому, что делали для ББ Энергии.
а какова скорость касания при парашютной посадке? И каковы меры по обеспечению посадки правильной стороной, по обеспечению неполомки конструкции от удара или падения после посадки?
имхо, парашютная система в чистом виде (не знаю, как планировалось для энергии) - тупиковый вариант, поскольку подразумевает удар о землю и спасение в лучшем случае только двигателя, и то не факт.
Можно, конечно, сделать ступень чугуниевой, но что будет с нагрузкой после этого?

>Посадка "как у Маска" на РД-170 выглядит... фантастикой.
но, опять же, имхо, это единственный вариант, который обеспечивает полное спасение первой ступени для повторного использования после заправки. И если это сейчас фантастика для рф - значит надо много-много работать, а не говорить "это невозможно".

Fakir> Надеюсь, хватит ума и решительности на крылатый вариант.
Вес крыла на лайнерах составляет примерно 40% веса конструкции.
Складываемое крыло будет а-приори тяжелее.
И теперь представь, что сухая масса ступени увеличивается минимум вдвое.
А если серьезно, то намного больше, потому что корпус ступени не рассчитан на поперечные нагрузки, он тупо сложится. А если учесть, что крыло помимо складываемости должно быть еще и обеспечивающим серьезную перегрузку для выведения из пикирования, или нагрев при падении из стратосферы, всевозможный бафтинг и флаттер, и точно так же должны расти прочности корпуса, - получаем, что крылатый вариант при всей красоте далеко не оптимальный по массе и сложности.

Fakir> садится штатно и мягко, без непредсказуемых и непредсказуемо распределённых ударных нагрузок (будь то непосредственно от соударения с землёй или срабатывания пороховым тормозов).
гражданские лайнеры рассчитаны на перегрузку 2.5Ж при МТОМ. Меньше нельзя, поскольку даже при гражданском профиле и ограничениях меньшая прочность не будет обеспечивать безопасность при пролете через погоду и обычной штатной посадке.
При данном профиле придется увеличить потребную перегрузку.

Fakir> Плюс по ср. с ракетной посадкой - не надо мучиться с управлением вертикальной посадкой, есть большой простор для манёвра по дальности, жопа не подгорает, движок не нуждается в глубоком дросселировании и повторном запуске (= проще и дешевле).
Но нужно мучаться с управлением обычной посадкой без тяги (воздушный порыв - и всё, сел до впп), нужно мучаться с прочным корпусом, прочным раскладным крылом, и смириться с мизерной ПН.

Bredonosec> а какова скорость касания при парашютной посадке?
Какая нужна - такую и обеспечил, не проблема.

Bredonosec> И каковы меры по обеспечению посадки правильной стороной, по обеспечению неполомки конструкции от удара или падения после посадки?
Такие же, как у Маска.
Вот как раз их и можно будет отработать на подобной ступени, Маск свою тоже далеко не с первого раза удачно посадил.

Bredonosec> но, опять же, имхо, это единственный вариант, который обеспечивает полное спасение первой ступени для повторного использования после заправки.
Сегодня, ИМХО, спасение ДУ ступени и изготовление остальной части заново, в нынешних объёмах запусков на уровне десяти штук в год, обойдётся дешевле создания полностью многоразовой ступени.

Bredonosec> Вес крыла на лайнерах составляет примерно 40% веса конструкции.

Вообще не ориентир, т.к. всё другое. Ступень уже пустая и отн. лёгкая.
И соотношения веса сухой конструкции и топлива совершенно разное у самолёта и РН.

Ты лучше посмотри на долю в конструкциях КР.

Bredonosec> Складываемое крыло будет а-приори тяжелее.

1. Пофиг.
2. Ему даже и складным быть не обязательно. Скажем, поворотным. Или даже вполне жёстким, м.б. даже без изменяемой стреловидности (ранние концепты шаттл, "Урал"/"Орёл").

Bredonosec> И теперь представь, что сухая масса ступени увеличивается минимум вдвое.

Совершенно ничего страшного не происходит. Она всего лишь увеличивается вдвое, ~на 10-30% растёт заправка топлива.

Bredonosec> А если серьезно, то намного больше, потому что корпус ступени не рассчитан на поперечные нагрузки, он тупо сложится.

Как же её бедную по дорогам-то возят?
Поперечной жёсткости вполне хватит, особенно если этим специально озаботиться. Пустая конструкция лёгкая, поперечник большой - грубо говоря, довольно жёсткая цилиндрическая балка, даже без наддува опустевших баков (каковой совершенно нетрудно сделать с помощью пороховых генераторов давления).

Bredonosec> гражданские лайнеры рассчитаны на перегрузку 2.5Ж при МТОМ. Меньше нельзя, поскольку даже при гражданском профиле и ограничениях меньшая прочность не будет обеспечивать безопасность при пролете через погоду и обычной штатной посадке.

А причём тут вообще это? У гражданского лайнера по необходимости риски сводятся к минимуму миниморум - люди внутри, эксплуатация на порядки более интенсивная, плотная диагностика после каждого полёта невозможна, "пролёт через погоду" случается регулярно и полностью избежать его нельзя.
Тут всё это необязательно.

Ты бы блин еще эти нормы к флаконовской ракетной посадке попробовал применить.

Bredonosec> Но нужно мучаться с управлением обычной посадкой без тяги (воздушный порыв - и всё, сел до впп),

Как это шаттл ни разу не сел до ВПП, удивительно, правда? Ну вот ни единого! Не иначе как в киль кроличья лапка была вделана, а в каждое крыло - по четырёхлистнику клевера. И еще где-нибудь каббалистическая формула в неприметном месте у элерона
.
Не говоря о том, что ступень вполне может (и по уму должна) иметь ТРД. Как поначалу, кстати, планировалось даже на "Буране".

Bredonosec> и смириться с мизерной ПН.

С фига ей быть мизерной? Ты опасно близко к вступанию в секту "мюПНдрочеров"

Fakir> Просто поищи сам цифры и попробуй посчитать.
Fakir> "...и вы неприятно удивитесь результату".

Я как-то считал. При вертикальном взлёте тупо мало воздуха для значимого эффекта. Скажем, если заборник двигателя 1 м², то общая масса воздуха до границы атмосферы - чуть больше 10 тонн. Кислорода - 2 тонны. Любой бак вмещает в десятки раз больше.

Найди у себя две ошибки

Проблема не в этом. В отношении тяга/масса для ТРД.

Fakir> Найди у себя две ошибки
Fakir> Проблема не в этом. В отношении тяга/масса для ТРД.

Вариант- основной движок это ТТРД. Все крепится к нему. Он точно не сломается и УИ сравним с ЖРД . Небольшое отставание в УИ компенсируется большей тягой. Плюс 1-2 АЛ-31 отношение тяга к весу- 10. Помогают при старте. Размер крыльев рассчитан на вес пустого разгоника на посадке.Вторая ступень начинает работу только после отделения разгонника/ков
Работают ТРД, как вариант, от 0 м/с до 800м/с далее воздухозаборники закрываются и открываются на возврате/посадке.Должно быть предусмотренно легкая сборка разборка самолетной части и ТТРД. Если разгоник получится в 10 раз дороже а отработает 11 раз гарантированно- уже прибыль. Кстати, связка 12 АЛ-31 неплохая идея, это 180 тонн тяги

Bredonosec>> а какова скорость касания при парашютной посадке?
Полл> Какая нужна - такую и обеспечил, не проблема.
При чисто парашютной - проблема.
Если пиротехническую, как делают посадку армейские десантные платформы для техники, то можно хотя бы уменьшить удар. Если чисто парашют - нет.
Тут уже чисто физика с компромиссом массогабаритов парашюта, величиной сноса ветром, вероятности полоскания или смятия слишком большого купола, вероятности, что после посадки потащит ветром, култыхая по кочкам, и скорости снижения.

Bredonosec>> И каковы меры по обеспечению посадки правильной стороной, по обеспечению неполомки конструкции от удара или падения после посадки?
Полл> Такие же, как у Маска.
У маска система ориентации сажает с нулевой вертикальной скоростью строго на лапы строго на посадочную платформу. У парашюта это невозможно в принципе.

Полл> Вот как раз их и можно будет отработать на подобной ступени,
конечно, потому и удивительно, что выбрали то, что отрабатывать-то и нечего: тяжелые вещи сбрасывают с парашютами уже полвека минимум.

Полл> Сегодня, ИМХО, спасение ДУ ступени и изготовление остальной части заново, в нынешних объёмах запусков на уровне десяти штук в год, обойдётся дешевле создания полностью многоразовой ступени.
Паш, при сегодняшних обьемах вообще невыгодно этим заниматься, выгодно ковырять в носу, пользуясь союзами. Просто это, как и в анеке про старого рэбе, не навсегда.
Потому мне и не нравится профанация ниокра этой темы и проедание бабла под громкими лозунгами вместо разработки.

suyundun> Плюс 1-2 АЛ-31 отношение тяга к весу- 10.
АЛ-31 имеет отношение тяги к весу 1 к 7.5.
Отношение 1 к 10 имеет "изд 117",- так называемое "изделие второго этапа" с которым на днях подняли в небо Су-57.
suyundun> Кстати, связка 12 АЛ-31 неплохая идея, это 180 тонн тяги
150 тонн тяги, при собственном весе всех 12 двигателей в 20 тонн,- это вес корпуса первой ступени РН Зенит ( без РД-170).
При этом сам РД-170 в два раза легче этой связки при в пять раз большей тяге. И что самое главное скорость первой ступени в момент отсечения двигателя -2600 м/с.
На таких скоростях и высотах АЛ-31 не способен работать в принципе.

Bredonosec> У маска система ориентации сажает с нулевой вертикальной скоростью строго на лапы строго на посадочную платформу. У парашюта это невозможно в принципе.
Парашютные системы доставки грузов сегодня сажают с точностью 50 метров на неподготовленную площадку груз точно на амортизатор.


Bredonosec> конечно, потому и удивительно, что выбрали то, что отрабатывать-то и нечего: тяжелые вещи сбрасывают с парашютами уже полвека минимум.
Ракеты в космос летают примерно то же время.

Bredonosec> Потому мне и не нравится профанация ниокра этой темы и проедание бабла под громкими лозунгами вместо разработки.
Чтобы разработка не была профанацией под лозунгами, она должна делаться ради дела.
Ради какого дела предлагается эта разработка?

suyundun> Вариант- основной движок это ТТРД. Все крепится к нему. Он точно не сломается и УИ сравним с ЖРД .

Плохой вариант, сложнее для многоразовости. Перезаправка сложнее и дороже.

Только ЖРД.
Причём ЖРД, оптимизированный именно под многоразовость. С пониженным давлением в КС, и скорее всего со спецконтуром охлаждения (не напрямую керосином или даже метаном), чтобы не переживать за возможное засорение каналов и удешевить межполётную проверку.

suyundun> Размер крыльев рассчитан на вес пустого разгоника на посадке.

А на что еще он может быть рассчитан?!

suyundun> Вторая ступень начинает работу только после отделения разгонника/ков

Можно и так, но не обязательно.
Даже скорее не обязательно.
Потому что при наличии многоразовой первой ступени (вероятнее всего, в виде нескольких боковушек) особенно привлекательной становится компоновка с переливом.

suyundun> Кстати, связка 12 АЛ-31 неплохая идея, это 180 тонн тяги

Плохая.
1. Масса.
2. Скорость.

Полл>> Такие же, как у Маска.
Bredonosec> У маска система ориентации сажает с нулевой вертикальной скоростью строго на лапы строго на посадочную платформу. У парашюта это невозможно в принципе.

Почему бы это? На видео парашютных посадок, например, системы Реактавр всегда видно срабатывание реактивного тормоза - так почему бы не "опускаться на ракетных двигателях и садиться на них", а опускаться на (управляемом) парашюте, а садиться - на РД?

Потому что все сложности и проблемы ракетной посадки остаются + надо тащить с собой парашюты.

Fakir> Потому что все сложности и проблемы ракетной посадки остаются + надо тащить с собой парашюты.
На первой ступени пара дополнительных тонн погоды не сделают.
Движок повторно запускать в полете не нужно, обеспечивать глубокое реверсирование ДУ не требуется.