Одноразовые vs многоразовые

Полл> http://vostokdrom.ru/sites/default/files/0_83558_b3c39847_xxl.png

Полл> Зачем сажать многоразовую ступень с системой управляемого парашютного спуска на неизвестную площадку вместо подготовленной не понял.
А зачем её вообще сажать сразу?
Системы обеспечения мягкой посадки первой ступени ракеты-носителя

При снижении ступени на парашюте эту ступень можно не ронять на землю, затрачивая дополнительный вес на системы амортизации удара, а ловить вертолётом, который затем обеспечит гарантированно мягкую посадку в нужном месте. Также можно сэкономить вес, уменьшив площадь парашютов, потому что увеличение скорости снижения не затруднит амортизацию удара. То есть можно добиться доли веса систем посадки <10%! Наиболее грузоподъемный из серийных вертолёт Ми-26 может поднять 20 тонн, чего хватает впритык. Что любопытно, есть статья, в которой утверждается, что эксперименты по вертолётному подхвату проводились в 90-х годах и были успешны.

Заключение
Если мы отсортируем перечисленные системы по удельному весу систем обеспечения посадки, то на первом месте будут вертолётный подхват и парашюты, а посадка на ракетных двигателях окажется последней или предпоследней.

Системы обеспечения мягкой посадки первой ступени ракеты-носителя

Люди, интересующиеся техникой и космонавтикой, с большим интересом смотрят на //  www.pvsm.ru

 

 

zaitcev> Я очень сомневаюсь, что у нормальных ракет есть прочность длай самолётных нагрузок. А если её добавить, то ПН провалится. Это, кстати, ещё при парашютном спасении Блока А проходили. Отсюда вывод - Маск нащупал верное решение.

Может и верное для посадки, но бессмысленное. Основная часть расходов Спейсов - это не ракеты, а персонал, причём эта часть расходов не меняется при переходе на многоразовые ракеты, а может снизиться только при радикальном росте числа запусков.

Полл> "Шаттл" выводил на полтонны меньше "Бурана".

Шаттл выводил на 5,5 тонн меньше Бурана. Обе системы очень странные, ракета сверхтяжелого класса выводит на орбиту как жалкий Протон. Единственный плюс возможность возвращения груза с орбиты, в остальном абсолютно шизофренические системы, особенно американский Шаттл, Буран хотя бы верхом на Энергии летел, а Шаттл полная параша. Зачем тащить в космос ненужный космический самолет? 100 тонн балласта.

Naib> Может и верное для посадки, но бессмысленное. Основная часть расходов Спейсов - это не ракеты, а персонал, причём эта часть расходов не меняется при переходе на многоразовые ракеты, а может снизиться только при радикальном росте числа запусков.

Оно точно бессмысленное. Максимальная полезная нагрузка, выводимая на низкую опорную орбиту (без возвращения первой ступени), составляет 23 тонны, при возвращении первой ступени уменьшится на 40 %. Зачем делать многоразовую ракету-носитель, если можно сделать на 40% менее мощную? Экономия от использования многоразовой первой ступени Фэлкон-9 в районе 10%. РЕБЯТА, ЗАЧЕМ ОНО ВООБЩЕ НАДО?

TT> Экономия от использования многоразовой первой ступени Фэлкон-9 в районе 10%.

Откуда взялась эта цифра? Стоимость 1-й ступени около 80% всей ракеты. Даже если запускать её всего 1 раз повторно, стоимость падает на 40%. А можно и не 1 раз, просто это не реализовано пока.

Да, есть накладные расходы на рекондицию. Но обозреватели упускают из вида один тонкий момент по этому поводу. Даже одну и ту же ракету, что одноразовую, что многоразувую, без каких-либо конструктивных изменений, можно пускать значительно дешевле при текущих темпах пусков. Я для примера скажу, что представители ULA клялись на прессере с Биглоу несколько лет назад, что Atlas V можно пускать в 2 раза дешевле, если число пусков довести до 16. Стало быть, для уменьшения цен нужно больше пусков, а где их взять? Очень просто - нужно цену сбить. Достаточно на 30%, чтобы весь мир стал телефоны обрывать. А после этого нужно только заняться логистикой и ракета сама будет дешеветь, даже ничего конструировать не надо. Ну и давайте посмотрим, сколько там у Фалькона пусков в год?

zaitcev> Откуда взялась эта цифра? Стоимость 1-й ступени около 80% всей ракеты. Даже если запускать её всего 1 раз повторно, стоимость падает на 40%.

Масса выводимого груза в многоразовом варианте на 40% меньше. Дальше включаем логику. Типовая нагрузка определяется массой серийных спутников. Какая такая нагрузка на 40% меньше? Ракета класса Ангары и Протона нужна такой какая она есть, потому что на геостационар надо запускать спутники определенной массы. Если заказчику понадобится спутник на 40% легче, то кто мешает использовать ракету на 40% меньше? Л - логика. Не? Если спутник меньше стандартной нагрузки, то можно оставшиеся 40% догрузить всякой мелочью и заработать бабла.

TT> Масса выводимого груза в многоразовом варианте на 40% меньше. Дальше включаем логику. Типовая нагрузка определяется массой серийных спутников. []

Ну и пальцем в небо. Разброс масс и орбит будь здоров. Во-первых, даже комсаты разной массы. Кто на Ариан в нижнем слоте летает, а? Кроме того, есть всякие ДЗЗ, разведка, научники, пилотируемая космонавтика. Навигация ещё.

А по цене Фалькон всё равно побъёт конкурентов в классе "на 40% меньше". Смотрим внимательно на Антарес.

И потом, там запас есть, если не по 2 раза пускать, а, скажем по 4. И ещё можно обтекатель спасать. В перспективе снижение цен на 80%, то есть в 5 раз. Он так даже Союз сможет подмять, что уж там Протон...

suyundun>> Плюс 1-2 АЛ-31 отношение тяга к весу- 10.
Divergence> АЛ-31 имеет отношение тяги к весу 1 к 7.5.
Ладно, пусть будет АЛ-31Ф 12 штуков-150т . 117 никто на такое баловство не даст. Врочем АЛ-31Ф тоже. Вернемся к нашим баранам. Эта связка со всем провсем потянет на тонн 30.
Чисто ракетная часть-90 тонн с начальной скоростью 750м/с и высотой 20 км(УИ увеличится). Мелочь, а приятно . 5 тонн на ЛЕО . Правда вопрос-Зачем 5, 10, 100, 1000тонн в космосе?-пока открыт.Точнее с нынешними целями летать нам на Союзах до конца. Причем улучшение надо запретить законом.

Fakir>> Куда она попадёт, и как об енто стукаться будет, или в этом плавать и т.п.
s.t.> куда зарулит, туда и сядет. Это же мягкое крыло.
Я думаю парашют- это для камасутры. А если помножить это на две фундументальные, двуединые проблемы России, так это вообще пятнашка с конфискацией.

TT>> Очень просто - нужно цену сбить. Достаточно на 30%, чтобы весь мир стал телефоны обрывать. А после этого нужно только заняться логистикой и ракета сама будет дешеветь, даже ничего конструировать не надо. Ну и давайте посмотрим, сколько там у Фалькона пусков в год?

Проблема в том, что серьезная полезная нагрузка стоит на порядок больше носителя. То есть при снижении на 30% общая стоимость контракта снизиться незначительно. И никакого роста пусков. Тем более, что цикл создания спутника куда дольше, чем ракеты.

Здесь нужен некая нагрузка которую нужно пускать где-то раз в месяц. И нельзя сделать более живучей. Для "семерки" такой стали спутники фоторазведки. На Шаттле планировали проводить самые разнообразные эксперименты. Которые разработать легче, чем такой спутник. Что может быть сейчас, я даже без понятия..

suyundun> Ладно, пусть будет АЛ-31Ф 12 штуков-150т .Эта связка со всем провсем потянет на тонн 30.
suyundun> Чисто ракетная часть с начальной скоростью 750м/с
30 тонный бустер с одним РД-253 и баком на 26 тонн РЗТ сообщит РН тех же 750 м/с без всяких геморроев с

АЛ-31Ф 12 штуков

 

suyundun> Точнее с нынешними целями летать нам на Союзах до конца. Причем улучшение надо запретить законом.
Не выйдет!
Союз,так же как и Протон, Зенит и тд очень дорогие ракеты-носители с высокой долей ручного труда и задействованых людских ресурсах.
Свежий пример,- стоимость РН "Зенит",( сотрудники ЮЖаша за 100$ воробья в поле до смерти загоняют) приблизительно равна стоимости Фалкона (месячная зарплата стартует от 5000$)
Это просто другой технологический уклад.

Fakir> Это точно один и тот же человек?

Да. Точно. Есть замечания?

PSS>> Я в самом первом сообщении прикинул на примере совершенно реальной первой ступени второго Союза. Оказалось все нормально. Тяга подходит.
Fakir> Покажите, где была приведена тяга рулевиков?

В самом первом моем сообщение. О чем я сказал выше. Вот прямая ссылка



Fakir> Эта реальная ступень садилась на струе?! Правда?!

Нет. Эта ступень в которой рулевики должны выходить немного раньше на тягу. Иначе на тюльпане не стартовать. И соответственно НК-33 некоторое время работает в том же режиме, которого так боитесь. Кстати наддув баков происходит именно от рулевиков. Что опять было бы логично в контексте подобной многоразовой ступени.


Fakir> А вот с воздействием на сопло - о чём и талдычу - всё совершенно неочевидно.
А по мне очевидно. Я не вижу что может произойти за те доли секунды, что ракета будет у Земли.


PSS>> Замечательно. и почему тогда этому ЖРД перестают требоваться межполетное обслуживание?
Fakir> Оно не может перестать требоваться. Но это обслуживание должно быть минимальным. Надо быть уверенным, что сопло и его охладительные тракты не повело из-за неравномерного нагрева отражёнными струями посадочных двигателей, что тракты не пробиты каким-нибудь камушком, песчинкой или выкрошенным кусочком бетона с посадочной площадки и т.п.

Да это надо. Вот только откуда увереность, что крылатой ступени требуются меньшее обслуживание?

zaitcev> И ещё можно обтекатель спасать.
Обтекатель то мелочи...
FH позволит замахнуться на многоразовую вторую ступень.

Полл> "Шаттл" выводил на полтонны меньше "Бурана".
Полл> Читаем внимательно.
Ага...
Шаттл весил 2000 тонн, а Энергия-Буран 2400 тонн.
Вот он и пытается оправдаться, как это при супер-пупер РД-170 и на 20% большей стартовой массе у Бурана и Шаттла практически равная ПН.
В качестве одного из доводов фигурирует наличие системы спасения "блока А", которая привела к потери 6 тонн ПН.
Полл> Еще раз перечти надписи на тобой же запощенном документе.
Полл> 68 тонн - посадочная масса, включая 17 тонн авиационных средств.
Документ не бьётся с цыферками в тексте.
Элементарная проверка по заявленым ПН ГК-175 говорит что все таки 68+17.

Полл>> "Шаттл" выводил на полтонны меньше "Бурана".
Полл>> Читаем внимательно.
Divergence> Ага...
Divergence> Шаттл весил 2000 тонн, а Энергия-Буран 2400 тонн.

При том, что Энергия - это ТРИ разные системы: Энергия-Буран (многоразовая, до 30 тонн), Энергия-Вулкан (от 120 до 200 т на НОО) и Зенит(20 тонн, который летал до недавних пор). А Шаттл - "вещь в себе" (убившая кучу народу по ходу пьесы...) которую только, только пытаются приспособить хоть под что то...

Wyvern-2> Шаттл - "вещь в себе" (убившая кучу народу по ходу пьесы...)
Число космонавтов СССР/РФ vs США ( 120 чл vs 380 чл) и количество пилотируемых полетов в космос (на Шаттлы приходится 60% всех полетов,- 850 шт), статистически совпадает с числом погибших космонавтов 4 vs 14.
Ничем особенным Шаттл не выделяется.

TT> а Шаттл полная параша. Зачем тащить в космос ненужный космический самолет? 100 тонн балласта.

Да ну в самом деле, зачем запускать на две недели семь человек с оборудованием, да еще иметь возможность вернуть их домой?

Зачем запускать возвращаемые радары для съёмки поверхности с возможностью вернуть на землю дикие терабайты информации?
И т.п.

zaitcev> Стало быть, для уменьшения цен нужно больше пусков, а где их взять? Очень просто - нужно цену сбить. Достаточно на 30%, чтобы весь мир стал телефоны обрывать.

Увы, это ничем не обоснованное предположение. Может, да, может, нет. Нифига никто не знает об эластичности спроса.

PSS> Да. Точно. Есть замечания?

Ну намёк понятен, да?

Fakir>> Покажите, где была приведена тяга рулевиков?
PSS> В самом первом моем сообщение. О чем я сказал выше. Вот прямая ссылка
PSS> Одноразовые vs многоразовые [PSS#11.12.17 16:38]

Ок. Было. Но надо сказать не слишком внятно.

PSS> Нет. Эта ступень в которой рулевики должны выходить немного раньше на тягу. Иначе на тюльпане не стартовать. И соответственно НК-33 некоторое время работает в том же режиме, которого так боитесь.

На тюльпане струя рулевиков (на полной их тяге?) отражается от подлежащей поверхности? Или она всё-таки достаточно далеко?

Fakir>> А вот с воздействием на сопло - о чём и талдычу - всё совершенно неочевидно.
PSS> А по мне очевидно. Я не вижу что может произойти за те доли секунды, что ракета будет у Земли.

Какие доли секунды?! Смотрим на посадку Флакона - где там доли секунды?!

А произойти - может всё что угодно. А может и не произойти. Но это риски, это неконтролируемость. Откуда лезет усложнение и удорожание процедуры межполётного.

PSS> Да это надо. Вот только откуда увереность, что крылатой ступени требуются меньшее обслуживание?

Оно другое. Движок в более безопасном положении - его вообще ничего не колышет, везут тихо, мирно и без потрясений. При должном уровне проектирования сводится к минимуму обслуживание, контроль и переборка движка и планера/силового набора.
При вертикальной посадке силовой набор тоже всё равно нуждается в контроле.


Кстати. Если большую ракету сажаем на рулевиках - то чем рулим при посадке? Плечо совсем другое, чем при взлёте в составе пакета. Управляющие моменты потребные - фиг знает, может меньше (всё пустое, легче, моменты инерции меньше), может и больше (реагировать надо быстрее). Управлять на посадке качанием - фиг знает, хорошо ли. Не понадобится ли более быстрое дросселирование тяги собственно рулевиков либо рулевики к рулевикам.

Fakir>Или она всё-таки достаточно далеко?

Ладно чтобы Вам было спокойнее. На опоры устанавливается заглушка которая при развертывании перекрывает сопло маршевого движка. Все никаких воздействий. Хотя уверен на 99% что тепловое воздействие будет несущественным, а камешки надуманны. Рулевики создадут избыток давления который не даст подняться камушкам. Унесет вбок.

Fakir> Кстати. Если большую ракету сажаем на рулевиках - то чем рулим при посадке? Плечо совсем другое, чем при взлёте в составе пакета. Управляющие моменты потребные - фиг знает, может меньше (всё пустое, легче, моменты инерции меньше), может и больше (реагировать надо быстрее). Управлять на посадке качанием - фиг знает, хорошо ли. Не понадобится ли более быстрое дросселирование тяги собственно рулевиков либо рулевики к рулевикам.

По пунктам. Рулим рулевиками. Как не странно. Плечо совершенно аналогичное. Ступень легче. При таком избытке тяги, запас будет гарантировано. Даже если представить неподвижные рулевики аля Е-6.

Оно другое. Движок в более безопасном положении - его вообще ничего не колышет, везут тихо, мирно и без потрясений. При должном уровне проектирования сводится к минимуму обслуживание, контроль и переборка движка и планера/силового набора.
При вертикальной посадке силовой набор тоже всё равно нуждается в контроле.

 

Да неужели? А где тесты движка на эксплуатацию в горизонтальном положении? Я уж молчу про усиление конструкции для такого полета. 15 тоннами, как в парашутной посадки точно не отделаться. А посадка на рулевиках дает те же нагрузки, что обычный полет.

Кстати, если без шуток. При испытаниях Rl-10 была чудная история (хоть и обратная этой). Он прошел изначально сотни успешных прожигов без каких либо проблем. Но его тестировали на стенде для авиационных двигателей. В горизонтальном положении. Когда его поставили на вертикальный стенд он начал взрываться. Причем как раз при втором включении.

Wyvern-2>> Шаттл - "вещь в себе" (убившая кучу народу по ходу пьесы...)
Divergence> Число космонавтов СССР/РФ vs США ... статистически совпадает с числом погибших космонавтов 4 vs 14.
Divergence> Ничем особенным Шаттл не выделяется.

Ага. Только вот у СССР/РФ после экипажа Волкова в 1971 (за 10 лет до первого Шаттла) есть погибшие?

PSS> Ладно чтобы Вам было спокойнее. На опоры устанавливается заглушка которая при развертывании перекрывает сопло маршевого движка. Все никаких воздействий.

Это уже лучше.
Но наличие неслабой такой по поперечнику заглушки рядом со струями нескольких работающих на старте движков (основной + рулевые + другие элементы пакета) - отдельный головняк по интерференциям.

PSS> По пунктам. Рулим рулевиками. Как не странно. Плечо совершенно аналогичное.

Как плечо может быть аналогичным, если ступень садится сама по себе, а в составе РН работает как часть пакета с плечом втрое большим отн. ЦТ?

Так качать рулевики собираетесь или тягу дросселировать? И обеспечивать быструю управляемость.

PSS> Да неужели? А где тесты движка на эксплуатацию в горизонтальном положении?

За каким хреном?!!
Нафига вы хотите запускать его в горизонтали?!!

PSS> Я уж молчу про усиление конструкции для такого полета. 15 тоннами, как в парашутной посадки точно не отделаться. А посадка на рулевиках дает те же нагрузки, что обычный полет.

Да плевать на эти тонны. Хоть 30.
Хотя скорее всего 15-ти вполне хватит.


PSS> А посадка на рулевиках дает те же нагрузки, что обычный полет.

Посадка на рулевиках не даёт те же. Смотрим на Флакон - и "козлит" он при посадке, покачивается, от точек крепления посадочных опор на конструкцию передаются импульсные нагрузки, причём в т.ч. неравномерные и неоднородные. В итоге на ракету приходятся и изгибающие моменты.

Всё это наверняка отличается от расчётных случаев для нормального пуска. Не говоря о торможении на высоте, "петли", возвращения, торможения об атмосферу. См. траекторию Флакона на возвращении.

И это при ограничениях на боковой манёвр.

Хотим пускать с разных космодромов на разные азимуты - здравствуй, головняк, здравствуй, десятки площадок и головняк с вывозом севшей ступени.
А это всё деньги, деньги, деньги.
Не говоря о стоимости межполётного.

PSS> Кстати, если без шуток. При испытаниях Rl-10 была чудная история (хоть и обратная этой). Он прошел изначально сотни успешных прожигов без каких либо проблем. Но его тестировали на стенде для авиационных двигателей. В горизонтальном положении. Когда его поставили на вертикальный стенд он начал взрываться. Причем как раз при втором включении.

Какое это вообще имеет отношение?

Wyvern-2> Ага. Только вот у СССР/РФ после экипажа Волкова в 1971 (за 10 лет до первого Шаттла) есть погибшие?
У них до взрыва Челленджера в 1986 не было погибших.
Хотя были феерически сложные миссии,- семь миссий к Луне чего стоит + ремонты Хабла.
По закону больших чисел где-то должно было "хлопнуться",- вот оно и случилось.
В общей статистике, (число погибших к числу полетов в космос) каких-то особых различий с советско-российской пилотируемой космонавтикой нет.

Divergence> У них до взрыва Челленджера в 1986 не было погибших.
Divergence> Хотя были феерически сложные миссии,- семь миссий к Луне чего стоит + ремонты Хабла.

докопаюсь - Хаббл после Челленджера вывели.

Divergence> По закону больших чисел где-то должно было "хлопнуться",- вот оно и случилось.
Divergence> В общей статистике, (число погибших к числу полетов в космос) каких-то особых различий с советско-российской пилотируемой космонавтикой нет.

В таком случае, при ЧП с Союзами от Вас надо ждать сентенций в духе: "Это нормально", а не: "Шэф, всё пропало, полимеры просраны".

Cormorant> В таком случае, при ЧП с Союзами от Вас надо ждать сентенций в духе: "Это нормально", а не: "Шэф, всё пропало, полимеры просраны".

Нэ дождешьсИ! Тем более, что САМ РН СОЮЗ ни одного человека не убил.