Одноразовые vs многоразовые

Fakir> Что-то я протормозил... Из композитов сколько лет уж самые разные РДТТ наматывают - от маленьких (я такие ногами пинал ) для всякого там разделения ступеней или подачи топлива и до "Тополей" -

Если бы только Тополей - МХ тоже знаешь ли "мотанная"

Но на самом деле - люминь рулит Тем более, что во времена Сатурнов 7075 и 2029 были хайтек, а сейчас из них стремянки и каркасы палаток лепят

Ник

А вот вопрос - насколько реально залить в 55..60-тонный ВКС 400 тонн кислорода и керосина (100 т керосина и 300 т кислорода) ?

Доп условия:
ДУ: 2хРД-180 + 1хРД-191 + 4..6 ВРД. (Либо 4..5хРД-191 + 4..6 ВРД)
Макс скорость - 6 км/с (ТЗП нужно, но не такое жестокое как для Шаттла).
Взлёт предположительно горизонтальный.
Gмах=3..4.

Угу. Масса ВРД? Тяга?
Фантазируем в вольном стиле?

Вот по ВРД я, увы, не спец.
Тяга с каждого двигателя, наверное, тонн 15-20. Массу не скажу. Пытался найти порядок величин, но не смог.

Фантазируем - да. Но вольного стиля не получается - физики законы-с соблюдать пытаемся.

_B1_> Вот по ВРД я, увы, не спец.
_B1_> Тяга с каждого двигателя, наверное, тонн 15-20. Массу не скажу. Пытался найти порядок величин, но не смог.
_B1_> Фантазируем - да. Но вольного стиля не получается - физики законы-с соблюдать пытаемся.
РЖУНИМОГУ!!
А теплозащита для полета на гипере на 20-40 км на каком материале/принципе?

Пардон? О гипере на 20-40 км никто не говорил. Надо вскарабкаться на 10-15 км на дозвуковой скорости - а дальше вверх на ЖРД.

А зачем тогда ВРД?

Запускать ЖРД на большой высоте, чтобы сразу использовать высотное сопло, чтобы увеличить интегральный УИ.
Кроме того, для обеспечения горизонтального взлёта, что позволит сэкономить на оборудовании стартовых комплексов.
Кроме того - вся равно понадобятся для посадки (как-то, имхо, неуютно летать без запаса скорости и высоты) и для перегона таком массивной птички на стартовый комплекс.

Макс скорость 6 км/с имелось в виду - при спуске в атмосферу. Предполагается, что аппарат должен совершать суборбитальные прыжки.

_B1_> А вот вопрос - насколько реально залить в 55..60-тонный ВКС 400 тонн кислорода и керосина (100 т керосина и 300 т кислорода) ?
_B1_> Доп условия:
_B1_> ДУ: 2хРД-180 + 1хРД-191 + 4..6 ВРД. (Либо 4..5хРД-191 + 4..6 ВРД)
_B1_> Макс скорость - 6 км/с (ТЗП нужно, но не такое жестокое как для Шаттла).
_B1_> Взлёт предположительно горизонтальный.
_B1_> Gмах=3..4.



Что бы 500 тонная дура взлетела предположим ей надо 6х25тс=150тс НК-25 6х2,85т= 17,1т
Далее, когда она сожжет 40тонн керосина, взлетев на высоту 25км и разогнавшись до 2М (предположим) ей надо будет 3х212тс=636тс РД-191 3х2,2т=6,6т.
Итого, моторы у нас весят 23,7т.
Из данных нам 60тонн, остается 36,3
300т кислорода это минимум 300х9кг= 2,7 тонный бак, 140т керосина еще 1,4 тонна.
На констукцию и ПН у нас 19,6 тонны.

Мнээээ...600м\сек+ln(460\60)*3300м\сек= 7321м\сек...на орбиту мы так и не выходим

Ник

Гм.
Как бы оценить какая тяга нужна, чтобы его поднять. Может 4х хватит?
До 2М разгоняться не нужно, да и 15 км, пожалуй, хватит, так что подсократим массу керосина вдвое.

Да, на конструкцию, пожалуй, маловато остаётся.
А на орбиту оно выходить и не должно. Это всего лишь первая ступень. Сверху ещй и вторая - 50 тонн.

Вот здесь почитать можно поподробнее:



Баки керосина, кстати, можно сделать интегрированными - как на самолётах. В крылья залить, в другие полости подходящие...

Грустно мне.

Короче, так.
ДУ я подсократил:
- 4хРД-191 (суммарная тяга -740/800т, стартовая тяговооруженность - 1,45/1,57)
- 4хВРД (суммарная тяга - около 80т)
Масса всех восьми двигателей с узлами крепления, подводами магистралей и прочими причиндалами потянет на 30 тонн.
На всё остальное остаётся, соответственно, тоже 30 тонн.

Баки аллюминиевые, без теплоизоляции (изначально, но надо ещё подумать), циллиндрические, сдвоенные - диаметром 3м.
Сдвоенные - то есть каждый компонент располагается в двух одинаковых циллиндрических баках, расположеных в горизонтальной плоскости. Полная длина циллиндрических баков - около 30м. Естественно, эта цифра изменится, стоит только добавить к бакам сферические днища или, например, залить керосин в крылья и корпус, вместо специально отведённой "бочки".
Масса баков с толщиной стенки 2мм (давление наддува - 0.2МПа, окружное разрывное напряжение бака как тонкостенной оболочки - около 165МПа) около 3х тонн.

Получается фюзеляж размерами примерно 35..40/6..7/3,5..4.5.
Экипаж - 2..3 человека. Герметичная кабина - около 3 тонн.
Шасси - 3 тонны.
Остаётся на конструкцию и ТЗП порядка 20т...
Учитывая большую площадь, сравнительно малую массу (меньшие механические и температурные нагрузки при торможении), полагаю, это реально. Хоть и непросто.

_B1_> ДУ я подсократил:
_B1_> - 4хРД-191 (суммарная тяга -740/800т, стартовая тяговооруженность - 1,45/1,57)
_B1_> - 4хВРД (суммарная тяга - около 80т)

Как только скорость объекта становиться не равной нулю (в идеале -в реале достаточно высокой) и появляется запас высоты - тяга может быть уже меньше, чем масса объекта. Посмотри на Сатурн=Фау - тяга ЖРД была избыточной только у первой ступени, у всех других меньше массы. Дальше g делиться на cos угла к горизонту. Поэтому трех - с избытком, можно даже два
4 НК-25 (сверхзвуковые,те, что на Ту-144 и Ту-160 и родственники на Ту-22М3) имеют 25тс тяги на форсаже, а с учетом меньшего ресурса то и до 30 можно форсировать.

Ник

А теперь как всё становиться сладко, если включаем в схему ГПВРД:
Девайс аэродинамической схемой подобный Т-4МС "200"

Те же 4 НК-25 форсированные за счет Т турбины до 30тс.
ГПВРД внешнего сжатия-расширения расположен между мотогондолами ТРД.
И ЖРД РД-701 -ТРЕХкомпонентник керосин-Н2-О2. За счет впрыска водорода в кол-ве 6% он дает очень высокий импульс - до 4070м\сек при тяге 200тс, а в чисто Н2-О2 режиме - до 4530м\сек при 80тс, что отлично для орбитальных маневров.
Итак, наш девайс стартует с массой 320 тонн. Разгоняется на ТРД до 600м\сек на высоте 20км, затратив на это 10т керосина. Затем совместная работа ТРД-ГПВРД на еще 10т керосина до 3М (1000м/сек). Затем разгон на ГПВРД до 12М (+3000м\сек) до высоты 45км с затратой 55 тонн Н2.
Дальше, с начальной массой 245т, начинается разгон еще на 3800м/сек, с расходом 121 тонны LOX, 19 т керосина и 9 тонн LH2 на орбиту выходит 96 тонн.
Предположим, что наш аппарат должен иметь на орбите еще 500м\сек ХС -т.е. еще 9т топлива (1,5т Н2 и 7,5т О2)
Остается сухого остатка 87 тонн.ПН - 20 тонн.
4 НК-25 = 11т
1 РД- 1,9т
ГПВРД -сложный вопрос - на Буре собственно оборудование ПВРД весило 800кг.
10% массы - теплоизоляция = 6,7т
Конструкция = 46 тонн.
Вполне прилично для девайса с ПН Протона взлетающего и садящегося с обычной ВПП

Ник

Много технического риска. ГПВРД, трехкомпонентник. Хотя конечно многоразовость рулит .

Если посчитать такой же точно самолет, но на метане и раздельный - получится не менее 40 тонн ПН. 7 тонн - отказ от теплозащиты, еще 13 - полегчание конструкции под метан, а не LH2.

Да хрен с ней с той ПН!!!
Если система полностью многоразовая - пущай хоть втрое меньше будет

Факир, а тебе не кажеться, что похоже ("Да хрен с ней с той ПН!!!
Если система полностью многоразовая - пущай хоть втрое меньше будет") думали авторы шаттла?

Ник, я тебя уважаю, но предложенный тобой ероплан будет ОЧЕНЬ сложным и, соответственно, очень дорогим в эксплуатации. К чему стремимся?

Полл> Ник, я тебя уважаю, но предложенный тобой ероплан будет ОЧЕНЬ сложным и, соответственно, очень дорогим в эксплуатации. К чему стремимся?

А я чо - спорю что ли? Миллиард убиеных енотов вынь - да положь, не менее. А то и два - как за Б-2. Преположим девайс за свою судьбу совершит 1000 полетов -что для такого самоля нормально. Выведет соответственно 20000 тонн, или 20 000 000 кг. $2 000 000 000\20 000 000 =$100 + расходы эксплутационные = цена кг на LEO = $200-300

Ник

Ник, каким местом он за свою жизнь совершит 1000 полетов?!
Вот это, я так считаю, ближе к реальности:

>Разгонщик

>Основным требованием к М-52 оставалось все же обеспечить воздушный старт многоразовой космической системы. Для этого гигантский самолет должен был разогнаться на высоте 10 км с подвешенным кораблем до скорости свыше 700 км/ч и перед пуском выйти на угол тангажа 25-30°. Использование М-52 в качестве разгонщика орбитальных самолетов накладывало на него интересные ограничения. В частности, он должен был обеспечить в экстренных случаях катапультирование вверх двух членов экипажа орбитального самолета. А как это сделать, если космический корабль прикреплен прямо под брюхом у гиганта? Специально для этого у разгонщика напротив люков катапульт были прорезаны вертикальные туннели с отстреливаемыми крышками! В случае экстренных ситуаций сначала отстреливались люки, после чего срабатывали катапульты, выбрасывая пилотов прямо сквозь фюзеляж разгонщика.

Взято отсюда: 404 Not Found
Короче, я за целиком одноразовые системы вроде тобой же (извиняюсь, уважаемым Хкубом) описанной метаново-кислородной с баком из фольги для вывода спутников - модулей орбитальных станций и двух или более ступенчатые многоразовые системы воздушного старта для перевозок на орбитальные станции.
Все остальные транспортные задачи должны выполнять орбитальные корабли, базирующиеся на орбитальных станциях.

Полл> Ник, каким местом он за свою жизнь совершит 1000 полетов?!

Ресурс современного самолета составлет примерно 30 000-60 000 часов при 20000-50000 циклов взлет\посадка. У Б-52 он еще выше, у Конкорда и ту - 144 был такой же. Я "подсократил" эти цифры в 20-50 раз!

Ник

Полл>> Ник, каким местом он за свою жизнь совершит 1000 полетов?!
Wyvern-2> Ресурс современного самолета составлет примерно 30 000-60 000 часов при 20000-50000 циклов взлет\посадка. У Б-52 он еще выше, у Конкорда и ту - 144 был такой же. Я "подсократил" эти цифры в 20-50 раз!
Wyvern-2> Ник
Ник, напомни мне, плиз, какой "современный самолет" летает на гипере?
Из тех, что я знаю - "Спейс Шаттл" и...
Я, конечно, понимаю, что первый блин, но на 1000 полетов не расчитывай - прикинь, сколько будет длиться каждый полет (как минимум сутки!) и добавь ТО. Не будет 1000 полетов.мДай боже, что бы этой птички на 100 вылетов хватило, ИМХО.
З.Ы. А вообще-то мы тут с тобой со вкусом и азартом сосем палец, без расчетов наши слова - лабуда.

Шаттл тоже на 50 полетов в год расчитывали. И де они???

Зато если стоимость вывода за кг действительно упадет в 10 раз, то фиг его знает...
Но это уже попахивает рэволюциёй

Не будет 1000 полетов в неизменном виде. Начать с того, что ресурс ЖРД - порядка 5 часов, т.е. 300 минут, т.е. полетов через 50 его по любому менять придется. Далее, ТЗП по кругу заменится примерно за то же время. Конструкция планера... не знаю, гражданские самолеты при взлете так не вибрируют, как АКС при полете на ЖРД . Нагрев опять же - и при взлете и разгоне, и при обратном входе.

В общем, 100 полетов птичка сделает, согласен. 1000 - сильно сомневаюсь. К тому же, где задача под 1000*20 тонн ПН? Ее и под 100*20 - то почти нету .

И главное что я стараюсь донести - это то что комбинация удешевления разгонщика и повышения серийности ракетной части - может быть выгоднее, чем делать многоразовую систему. Которая многоразовая на самом деле довольно условно.

hcube> В общем, 100 полетов птичка сделает, согласен. 1000 - сильно сомневаюсь. К тому же, где задача под 1000*20 тонн ПН? Ее и под 100*20 - то почти нету .


А вот ЭТО - и есть главная причина по которой ТАКИЕ девайсы не летают

Ник

Полл
>Факир, а тебе не кажеться, что похоже ("Да хрен с ней с той ПН!!!
>Если система полностью многоразовая - пущай хоть втрое меньше будет") думали авторы шаттла?

Я не знаю в точности, как они думали, но там главный косяк вовсе не в величине ПН.
И то - птичка получилась вовсе не такой плохой и дорогой, как принято считать
См. выше - сравнения, особенно с "Титаном-4"

>Короче, я за целиком одноразовые системы вроде тобой же (извиняюсь, уважаемым Хкубом) описанной метаново-кислородной с баком из фольги для вывода спутников - модулей орбитальных станций и двух или более ступенчатые многоразовые системы воздушного старта для перевозок на орбитальные станции.

На короткой перспективе одноразовые могут оказаться дешевле (хотя это далеко не однозначно), но дальше - у одноразовых минимум цены за килограмм куда выше, чем у многоразовых. Несмотря на любую массовость. Дальних перспектив у одноразовых НЕТ.

hcube
>Начать с того, что ресурс ЖРД - порядка 5 часов, т.е. 300 минут, т.е. полетов через 50 его по любому менять придется.

Никто в здравом уме не станет ставить ЖРД на разгонщик
А даже 50 полётов до замены ЖРД на космической ступени - это просто ОЧЕНЬ хорошо. Ну сравни сам - 50 и 1, что больше?

>Конструкция планера... не знаю, гражданские самолеты при взлете так не вибрируют, как АКС при полете на ЖРД .

Разгонщик не летает на ЖРД

>Нагрев опять же - и при взлете и разгоне, и при обратном входе.

И этих проблем у разгонщика почти нет

>К тому же, где задача под 1000*20 тонн ПН? Ее и под 100*20 - то почти нету .

При нынешних ценах выведения.
По эластичности рынка пусков я видел только одну работу, не самую надёжную, но другого нет - там пишут, что с уменьшением стоимости килограмма на порядок примерно так же увеличится спрос.

>И главное что я стараюсь донести - это то что комбинация удешевления разгонщика и повышения серийности ракетной части - может быть выгоднее, чем делать многоразовую систему.

Может быть. А может и не быть, между прочим
Но главное - перспектив для развития куда меньше. Принципиально.

>Которая многоразовая на самом деле довольно условно.

Это пока. Зато одноразовая - одноразова безусловно, и ныне, и присно и во веки веков
Так что лучше - аминь ей сразу, чтобы время не терять зря

Fakir> Полл
>>Факир, а тебе не кажеться, что похоже ("Да хрен с ней с той ПН!!!
>>Если система полностью многоразовая - пущай хоть втрое меньше будет") думали авторы шаттла?
Fakir> Я не знаю в точности, как они думали, но там главный косяк вовсе не в величине ПН.
Fakir> И то - птичка получилась вовсе не такой плохой и дорогой, как принято считать
Fakir> См. выше - сравнения, особенно с "Титаном-4"
Смотрю. Сравнивая с "Протоном". Причем, как я знаю, источники ТЕХ лет всячески ЗАНИЖАЛИ расходы на шаттлы.
>>Короче, я за целиком одноразовые системы вроде тобой же (извиняюсь, уважаемым Хкубом) описанной метаново-кислородной с баком из фольги для вывода спутников - модулей орбитальных станций и двух или более ступенчатые многоразовые системы воздушного старта для перевозок на орбитальные станции.
Fakir> На короткой перспективе одноразовые могут оказаться дешевле (хотя это далеко не однозначно), но дальше - у одноразовых минимум цены за килограмм куда выше, чем у многоразовых. Несмотря на любую массовость. Дальних перспектив у одноразовых НЕТ.
На короткой перспеткиве одноразовые НА ПОРЯДОК дешевле - для них есть огромный задел по НИОКР и опыту создания и эксплуатации, есть готовые движки и инфраструктура. А по поводу "дальней перспективы" - тирлимпапация всяко выгодней!
Fakir> hcube
>>Начать с того, что ресурс ЖРД - порядка 5 часов, т.е. 300 минут, т.е. полетов через 50 его по любому менять придется.
Fakir> Никто в здравом уме не станет ставить ЖРД на разгонщик
Я. Именно по такой схеме считал. "Воздушный старт", два разгонщика - простых и дешевых, при том - многоразовых. И сам челнок. Получилась вполне рабочая схема.
Fakir> А даже 50 полётов до замены ЖРД на космической ступени - это просто ОЧЕНЬ хорошо. Ну сравни сам - 50 и 1, что больше?
За какие деньги, главный вопрос?
>>Конструкция планера... не знаю, гражданские самолеты при взлете так не вибрируют, как АКС при полете на ЖРД .
Fakir> Разгонщик не летает на ЖРД
А вы уже знаете, какими будут вибрации при полете на ГПВРД?
>>Нагрев опять же - и при взлете и разгоне, и при обратном входе.
Fakir> И этих проблем у разгонщика почти нет
Можно узнать - КАК?
>>К тому же, где задача под 1000*20 тонн ПН? Ее и под 100*20 - то почти нету .
Fakir> При нынешних ценах выведения.
Fakir> По эластичности рынка пусков я видел только одну работу, не самую надёжную, но другого нет - там пишут, что с уменьшением стоимости килограмма на порядок примерно так же увеличится спрос.
О! А вот это интересная, ОЧЕНЬ, новость. Можно узнать название работы, где это было сказано?
>>И главное что я стараюсь донести - это то что комбинация удешевления разгонщика и повышения серийности ракетной части - может быть выгоднее, чем делать многоразовую систему.
Fakir> Может быть. А может и не быть, между прочим
Fakir> Но главное - перспектив для развития куда меньше. Принципиально.
>>Которая многоразовая на самом деле довольно условно.
Fakir> Это пока. Зато одноразовая - одноразова безусловно, и ныне, и присно и во веки веков
Fakir> Так что лучше - аминь ей сразу, чтобы время не терять зря
Таки да - тирлимпапация намного выгодней!! Так что все остальное - "ФФ топку!!"