Новый пилотируемый многоразовый корабль

Рискну вмешaться. Стoимoсть жизненнoгo циклa ЖРД сoстoит из стoимoсти нaучных рaзрaбoтoк, oбрoудoвaния и сырья и зaрплaты. У oднoрaзoвoгo двигaтеля бoльше дoля oбoрудoвaния , сырья и зaтплaты низкoквaлифицирoвaннoгo персoнaлa,тaк кaк тaм пoтoчнoе прoизвoдствo и технoлoгия прoще. У мнoгoрaзoвoгo - дoля НИOКР и зaпрлaты высoкoквaлифицирoвaннoгo персoнaлa, тaк кaк тaм выше технoлoгия и есть межпoлетнoе oбслуживaние. Aнaлoгичнo тoму, чтo в бывшем СССР чинили мaгнитoфoны, a нa Зaпaде - выбрaсывaли и пoкупaли нoвые, в Рoссии мнoгoрзaoвый двигaтель мoжет пoлучиться дешевле зa счет рaзнoгo рaсклaдa рaсxoдoв.

Обходной путь есть - это авиа-космические системы. Если набрать 2 км/с и 30 км высоты в атмосфере, то набрать оставшиеся 6 км/с в почти вакууме - уже значительно более простая задача, чем набрать 8.5 км/с начиная от поверхности. Можно сколько-то ПН потратить на упрочнение двигателя. Да что я говорю - можно вообще поставить запасной двигатель при желании ).

Совсем обходной путь - ВООБЩЕ не вкачивать энергию в ПН с помошью ЖРД, а сделать это как-то по другому.

Что же до предельности Ф-1 - если бы инопланетяне запретили двигатели более одного литра обьемом - будьте спокойны, на серийных грузовиках и легких самолетах стояли бы именно формульные двигатели и стоили бы куда дешевле ).

Просто ЖРД РЕАЛЬНО можно ценой уменьшения УИ от предельного (360 для керосинок, 450 для водородников) на 10% сделать ОЧЕНЬ многоразовым - если при проектировании ставить во главу угла именно многоразовость. По крайней мере, настолько же многоразовым как турбины истребителей - с ресурсом в десятки часов. Притом что водородный УИ можно реализовать полностью только в вакууме - на высотах более 20 км - и у земли УИ падает минимум процентов на 30.

Нет, ну просто посмотрите на этот XLR-99.
Многоразовый двигатель и никаких проблем.
Эдак 20 полётов до капремонта.

Не будет обслуживание многоразовых ЖРД дорогим. Может Существенно Дороже, чем ТРД те же, но не таким как их изготовление.

Но если мы производим 10 пусков РН вроде Союза, это удешевление НЕ ПОЛУЧИТСЯ. Потому что надо содержать много людей, которые просто "знают".
Они непосредственно не нужны, но могут понадобиться в любой момент.

10 пусков Союза это 50 двигателей в год. Я думаю, при такой загрузке завод более-менее нормально работает и все получают "достаточные деньги". Есть какое-то равновесие.
Если всё удешевить, денег не хватит на содержание кучи людей и разрушится научно-производственная база.

А 500 двигателей в год завод не сделает. Но обслужить 50 многоразовых сможет.

hcube, полностью согласен, но только где вы видали ЖРД с УИ 360 секунд?
И зачем Уменьшать Удельный Импульс?
Сейчас двигатель весит менее 1% от тяги. Просто сделать его Тяжелее Несколько.
И, я думаю, даже не в разы, а на десятки процентов.

Где... где... РД-191, вот где. Вопрос был риторическим, бе такие керосинки - это только и исключительно продукт программы Энергия - больше высокоимпульсных керосинок ни у кого нету )

А снизить УИ придется по простой причине - чтобы снизить давление в камере и соответственно нагруженность элементов конструкции.

Прикинем, однако.

Тяга 200 тонн, УИ - 3200 м/с, расход 614 кг/с.
Тяга те же 200 тонн, УИ - 3400 м/с, расход 578 кг/с.

За секунду разница 36 килограммов топлива, эдакое "среднее время работы ступени" - 150 секунд.
Разница в расходе 5400 килограммов, что есть примерно 4 массы двигателя НК-33.

А камеру сгорания никак нельзя упрочнить за счёт утяжеления?

Однако, что могу сказать, для Первой ступени, особенно если её делать многоразовой УИ не слишком важен, как и массовое совершенство.
Дотащит вторую где-то до 40 километров и разгонит до скорости эдак 1200 м/с и достаточно.
(Что я в "Ракетоплане" и предлагаю. )

Дело не столько в упрочнении, столько в том, что при бОльших давлении и температуре происходит более активная эррозия ТНА, фрсунок и КС. То есть снизив УИ на 10% мы повысим износостойкость двигателя в разы, безотносительно запаса прочности.

Еще ж про стоимость ПН не забывайте
Ну будет вывод кирпича на орбиту стоить 5000, а не 50000. Но зачем там кирпич?
Бывает ПН на порядок дороже носителя под нее. С этим тоже надо чтото делать.

Вопрос тут в том, как ресурс двигателя влияет на его стоимость. По мнениям о виде этой функции большие расхождения.

Известно, например, что у RL-10 при работе ни одна часть не нагревается больше, чем до 350 C. Правда, RL-10 - старейший водородник, и с не очень напряжёнными параметрами.

Перепад давления на форсунках от давления в камере не зависит.

Смею высказать крамольную идею, что от ресурса двигателя стоимость его не зависит НИКАК.
Есть некий научно-производственный агрегат. Ему безразлично что разрабатывать, разумеется если он на это способен.

Что двигатель с ресурсом 10 часов, что двигатель с ресурсом 100 часов, что двигатель с ресурсом 100 секунд, что обычный пылесос.

Людей "столько-то", оборудование "такое-то" и всё надо содержать в рабочем состоянии. Оборудование амортизировать, даже если оно простаивает, людям платить.

Да, могут быть некие дополнительные затраты на "железки разные", но это не массовое производство.

Приведу пример всем понятный. Пусть есть фирма. В ней стоят компьютеры, 20 штук и сеть.
Если она нанимает собственного сисадмина, то она должна платить ему примерно 1000 долларов в месяц, иначе он не пойдёт туда работать.
Сами компы стоят не больше тысячи долларов сейчас, если это обычный эдакий бизнес-компьютер. Затраты на сетевые дела - примерно 100 долларов на один комп в сети. Так что компьютеры будут стоить всего 20000 долларов сами и сетевые компоненты эдак 2000.
А сисадмин будет стоить 12000 долларов. В Год.
А он может бОльшую часть времени ничего практически не делать.

Возвращаясь к теме, мне кажется, что вариант "Клипер+Зенит" едва ли не самый удачный из возможных - и самый реальный. При этом всё равно, к сожалению, не слишком реальный, чтобы на него слишком рассчитывать.

Уж больно Зенит хорош. Да и опыт МКС - или ILS - показывает, что вполне можно долговременно сотрудничать, к общему успеху. "Клипер+Зенит" мало того, что самый дешёвый вариант Клиперу реализоваться, ещё и политически может быть успешен - надо же когда-то начинать. А начинать можно, например, с договора об ответственности сторон в совместном проекте как, собственно, и с МКС...

Есть альтернатива.

Берем базовый планер Клипера и делаем для него альтернативную орбитальную часть - с запасом топлива и двигателями как у 3й ступени Протона. Собственно, можно прямо движок от последней и взять. Шлюзовой люк придется перенести на боковую поверхность, правда... ну, тут можно поиграть с компоновкой.

И эту чуду устанавливаем на Ангару3 - Байкал.

То есть ступень самостоятельно довыводится своим двигателем.

Что имеем в расходе - один УРМ, одну одноразовую орбитальную ступень. Если бы Клипер был полностью многоразовым, включая 3-ю ступень, был бы один УРМ в расходе. Вывод ПН Протона по цене 1 УРМ ).

Что же до многоразовых движков - правильно Бродяга сказал - надо их проектировать 'на ресурс', и сам планер тоже 'на ресурс', глядишь и получится Спираль с ресурсом в 1000 полетов и техобслуживанием как у самолета...

А что вообще мешает спасать Зенит? Особенно с СиЛанча.
Парашют и какие-нибудь надувные подушки. Двигатель точно не пострадает.
Вторую ступень наверно сложнее спасать, но тоже можно подумать.

Бродяга> "Практики разной" - один-единственный шаттл.
Бродяга> И, я повторяю, ШАТТЛ НЕ ДОРОЖЕ ОДНОРАЗОВЫХ РАКЕТ, ПОТОМУ КАК ЭТО НЕ РАКЕТА!
Бродяга> Шаттлы это "сразу всё" и грузовик и пилотируемый корабль и платформа для научной аппаратуры.

А мне всё едино - ракета это или космический паровоз С Шатллом сложней - прикиньте по Энергии-Бурану - Энергия это сто тонн на орбите(с возвращенными ЖРД 1-ой ступени, кстати), а Буран - это двадцать. Остальное - непонятно зачем выведенный (и возвращенный!) планер и туалеты для экипажа
Цель программы Шатлл - возврат объектов с орбиты! Удешевление приплели для успокоения общественности, в т.ч. и тупых конгрессменов

Ник

2 Fakas
А что ты слышал о безгенераторных схемах с полностью регенеративным охлаждением КЗ отдельным хладоагентом в замкнутом контуре?
Вот НАПРИМЕР

С метан-кислородом должно получится очень красиво - даже красивее RL-10

Ник

Допустим, планер шаттла не такой уж "тяжеленный".
На НК дискутировался вопрос о массе союзовского СА - 3 тонны, тоже "немало", сухой корабль весит 6 тонн.

У шаттла планер и теплозащита, скорее всего весят меньше относительно, чем этот СА. Выводимая масса до 114 тонн декларировалась, масса пустого корабля 68 тонн, примерно 10 тонн SSME, и, скорее всего, не менее 10 - кабина экипажа.
Наверно есть и другие конструкции связанные только с наличием маршевых двигателей.

Так что "собственно самолёт" не такой уж тяжеленный сравнительно с тем же Союзом даже.

Может, оно не совсем сюда, но тут уже вовсю идет такая пьянка...

На конкурсе "Полет в будущее" - Хайнлайновская премия за лучший (около-)космический бизнес-проект - победителем вышел именно проект спасения первой ступени. "Протона"!
Второе место - тоже спасение первых ступеней (вроде, "Зенита", но не поручусь).
Ну и третье место - какие-то фишки в ЭРД, но это уже совсем не в тему.

Подробностей не знаю совершенно (не спрашивайте меня всякую фигню про ресурс ), но по сведениям из недостоверных источников все проекты занявшие первые три места были ну очень серьезно проработаны в техническом плане. Фактически, это были переработанные кандидатские или доведенные поисковые проработки серьезных КБ. Условие серьезной экономической проработки было одним из главных условий конкурса... Экспертиза, как уверяют те же источники, доверия заслуживает.

То есть, творческая мысль не стоит на месте, а интенсивно работает именно в этом направлении - спасение первых ступеней, многоразовые ЖРД.

Татарин>То есть, творческая мысль не стоит на месте, а интенсивно работает именно в этом направлении - спасение первых ступеней, многоразовые ЖРД.

Вот как раз та схема ЖРД по которой я мнением Fakasa интересуюсь(безгенераторная с теплоносителем в замк.контуре) как раз более всего подходит для многоразовых ЖРД

Ник

Кстати, не согласен с тезисом, что "одноразовое побеждает".
Не надо путать "одноразовое" и "неремонтопригодное".
Да, японцы не ремонтируют видеомагнитофоны, но не делают же видеомагнитофон Для Просмотра Одного Фильма.

Бродяга> Смею высказать крамольную идею, что от ресурса двигателя стоимость его не зависит НИКАК.

Уффф... Устал уже повторять...
При выдаче ТЗ на проектирование ЖРД определяется, назначение, тяга и ресурс. Каждое увеличение ресурса чего нибудь стоит — денег, времени разработчиков и т.д.

Бродяга> Есть некий научно-производственный агрегат. Ему безразлично что разрабатывать, разумеется если он на это способен.

Нет. При чем во всех отраслях нет.
Если сравнивать ЖРД с автомобилем, вы можете себе представить ситуацию, что все автомобили, сходящие с конвейера завода проходят ресурсыне испытания в объеме гарантийного пробега !? А с ЖРД это происхолит сейчас.
Еще раз — оесурс любого механизма это неотъемлемая часть его характеристик и очень важная. Это я вам как инженер механик говорю.