Одноразовые vs многоразовые

---

АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МНОГОРАЗОВОЙ РН В ПИЛОТИРУЕМОЙ ЛУННОЙ ПРОГРАММЕ

В настоящее время в соответствии с Федеральной космической программой России на 2006-2015 годы проводятся проектные исследования ракетно-космической системы с многоразовой первой ступенью.
Многоразовая РН должна обеспечить снижение удельной стоимости выведения, а также сократить площади отчуждаемых районов для падения отделяющихся частей.

Многоразовая РН представляет собой двухступенчатую РН тяжелого класса с многоразовыми, возвращаемыми в район старта, ракетными блоками первой ступени и одноразовым ускорителем 2-й ступени. В зависимости от модификации РН масса полезного груза на низкой орбите составляет от 20 до 60 тонн. Рассматриваемые модификации многоразовой РН могут быть использованы в составе пилотируемой транспортной системы для выведения элементов лунного пилотируемого комплекса в рамках пилотируемой лунной программы.

В настоящем докладе рассмотрена пилотируемая программа исследования и освоения Луны, являющаяся составной частью развития пилотируемой космонавтики. Она состоит из ряда этапов, включая создание окололунной станции и лунной базы.

Рассматривается несколько возможных сценариев развития средств выведения перспективных пилотируемых программ, которые разработаны для семейств РН «Русь», «Ангара», «Енисей», а также РН с многоразовой первой ступенью. Представлен их сравнительный анализ для начального этапа освоения Луны.

В качестве основного критерия сравнения вариантов РН рассматривается стоимость программы создания и эксплуатации пилотируемой транспортной системы для исследования и освоения Луны, куда входят и средства выведения.

В результате проведенных исследований показана эффективность многоразовых РН по сравнению с одноразовыми для задач освоения Луны.

---

На графике жёлтая линиия - РН с многоразовой 1-й ступенью (возвращаемыми разгонными блоками).

Утверждают, что на круг лунная программа с МРКС будет процентов на 10 дешевле "одноразовой".

Fakir> Утверждают, что на круг лунная программа с МРКС будет процентов на 10 дешевле "одноразовой".

Не прицепился слайд, повторяю.

Fakir> Утверждают, что на круг лунная программа с МРКС будет процентов на 10 дешевле "одноразовой".

Они не то делают многоразовым. Ну, то есть РН тоже небесполезно - но многоразовый лендер и установка по добыче лунного кислорода даст МНОГО - в разы - больший выигрыш. Фактически, можно будет всю Луну 'окучить' 40-тонной РН, если освоить хранение, наработку и заправку водорода на орбите. Я считал - если есть лунный кислород, то с многоразовым лендером и ЛОС-заправкой операции посадки на Луну требуют от 5 до 10 раз меньше привозного топлива. То есть можно болтаться на ЛОС на полярной орбите, и аки коршун садиться в любую точку Луны. Точнее, часть посадок - примерно треть - должна быть на ЛБ с генератором кислорода, при этом можно посадить на поверхность груз. А остальные - куда угодно.

Fakir> Утверждают, что на круг лунная программа с МРКС будет процентов на 10 дешевле "одноразовой".

То есть, в пределах точности расчетов.

Ну, факт тот, что при всей грубости оценки дороже с многоразовыми вроде как не получается, и уж всяко не получается существенно дороже
А если принять, что точность оценок именно такова - так не исключено, что и на 20% дешевле окажется

Fakir> Доклад хруничевцев на Королёвских-2011.

Нет пока возможности утянуть. Есть вопрос к слайду с уями Какое количество пусков предполагается? Есть там аналогичная картинка по годам?

Fakir> Немного старой технофэнтези ....(sic!!!).
.....
Fakir> Если это не фейк или журналистская ошибка, то у туполей тогда окопались ну ооочень смелые прожектёры ..

Приятно, что их расчеты практически совпадают с моими, десятком страниц ранее в этой же теме. Но уровень у них все же повыше

permeakra> Ну и второй вопрос - а сколько удастся получить ПН для РН при старте со спины (или из-под брюха, не суть) самолета с характеристиками Дрозда?
Ты читал цикл "История будущего" Хайнлайна? Там в "Человек, который продал Луну" был такой диалог:
Харриман был озадачен.

– Боб, но ведь это улучшенная модель, верно? Это то самое, что уже на две трети построено?

– Верно, – подавленно ответил Костер. – Но она не выполнит задачи. Не сработает.

– Почему?

– Слишком много мертвого груза, вот почему. Вы, мистер Харриман, не инженер и, наверное, не поймете, насколько быстро падают характеристики, когда приходится впихивать в корабль помимо топлива и двигателей все остальное. Например, оборудование для посадки кольцевой пятой ступени. Она должна использоваться всего полторы минуты, а затем будет отстрелена, однако при этом нельзя позволить ей упасть на Уичиту или Канзас-Сити. Значит, нужны парашюты. И плюс к тому ее требуется все равно отслеживать радарами и парашюты отстреливать по радиосигналу, который будет послан, когда ступень окажется над пустынной местностью и на подходящей высоте. Значит, опять прибавка в весе. И в конце концов ступень не дает нам даже добавочной мили в секунду! Ее недостаточно.

permeakra>X-15 разгонялся до 6 км/с, а орбитальная для земли - 8 км/с

6 км/сек плюс 1 км/сек (скорость Дрозда) в сумме 8км/сек никак не даст.
Это ещё не вспоминая про такую "мелочь", что Х-15 быстрее 2 км/сек никогда не разгонялся.

permeakra>>X-15 разгонялся до 6 км/с, а орбитальная для земли - 8 км/с
ED> 6 км/сек плюс 1 км/сек (скорость Дрозда) в сумме 8км/сек никак не даст.
ED> Это ещё не вспоминая про такую "мелочь", что Х-15 быстрее 2 км/сек никогда не разгонялся.

Черд =(. Попутал км/ч с м/с. Тогда вопрос снимается.

Ок, тогда попробуем так: что можно выжать из воздушного старта, если опираться на самолеты, которые уже есть (пусть рекордные и уникальные), не сочиняя гипотетических гиперзвуковых разгонщиков? Да, есть Пегас, и он даже имеет преимуществом в ПН перед аналогичными ракетами с наземным стартом. Еще что-то придумать можно?

Ответ "позорно мало" принимается, но хотс с какими-то конкретными цифрами.

permeakra> Ок, тогда попробуем так: что можно выжать из воздушного старта,
1. Запуск из оптимальной точки земного шара.
2. Доставка частей РН к месту сбора без привлечения дополнительного транспорта.

permeakra> Ответ "позорно мало" принимается, но хотс с какими-то конкретными цифрами.

"Позорно" - чрезмерно сильно. Просто "слишком"...

Энергетика выведения находится где то в пределах ХС 9000+- м/сек и высот порядка 200 км. Что нам может дать авиация? Стандартно: 600-700м/сек и 20-25 км. В максимуме: 1000-1200м/сек и 30-35 км. Ну, еще по мелочам, в т.ч. перечисленное Поллом.
И что?

Wyvern-2> И что?
И ничего, потому что ненаглядно. Наглядно - это сколько от массы ракеты составляет ПН. Т.е. для примера, сколько выведет Тополь при старте с поверхности Земли и из-под крыла топового самолета.

permeakra> И ничего, потому что ненаглядно. Наглядно - это сколько от массы ракеты составляет ПН. Т.е. для примера, сколько выведет Тополь при старте с поверхности Земли и из-под крыла топового самолета.
Ракета—носитель на базе "Тополя" это "Старт":
Старт — пятиступенчатая, причём вторая ступень ракеты аналогичная второй ступени 15Ж58 встраивается дважды. Полезная нагрузка для низких орбит (400 км) составляет примерно 570 кг для ракеты Старт. Максимальный диаметр обоих типов ракет составляет 1,8 метра. Высота ракеты составляет 28,8 м, масса — 60 т.
Старт-1 — четырёхступенчатая. Полезная нагрузка для низких орбит (400 км) составляет примерно 500 кг. Высота — 22,7 м, масса — 47 т.

Вот можешь считать, что "Старт—1" это "Тополь" с Земли, а "Старт" это "Тополь" с самолета. Разница в ПН 70 кг из 500, 14%.

Fakir> Немного старой технофэнтези от туполевцев на тему АКС, в т.ч. одноступенчатого (sic!) и ядерного (sic!!!).

Работы по ВКС с ЯРД начались в ОКБ совместно с рядом предприятий и организаций отрасли в 1966 г. В качестве основной силовой установки предполагалось использовать газофазный ядерный ракетный двигатель, который должен был иметь следующие основные особенности, влиявшие на компоновку ВКС.

 

Fakir>Если это не фейк или журналистская ошибка, то у туполей тогда окопались ну ооочень смелые прожектёры

Пришла по мотивам в голЯву безумная идея...и де я нахожуся!?
Мы знаем, что ЯРД с УИ 900сек, тягой 40-50 тонн при мощности ~200МВт весил с защитой порядка 2 тонн...
Схема полета:
1. С земли-матушки взлетает тяжелый самолет-носитель аналог Т-100/200 или "Валькирии", а в заду у него - ЯРД. Заглушенный наглухо заглушкой
2. На высоте 15000 встречается с заправщиком и заправляется LHX (операция стандартная, правда не с водородом)
3. На форсаже разгоняется до 700-800м/сек, подскакивает до 30-40км и включает ЯРД (в +: нет пуска реаХтура на земле, меньше фонит атмосфЭра)
4. Выскочив на орбиту...отстыковывает отдельный аппарат в составе: ЯРД, малый бачок с топливом, аппаратура управления который на остатках топлива уходит на орбиту захоронения...
5. Далее по вкусу.
?

Wyvern-2> ?
Одно непонятно: если мы все равно хороним ЯРД с аппаратурой управления при каждом вылете, зачем нам АКС? Чтобы побольше балласта на орбиту таскать?
Сделай двухступенчатую с ЯРД на второй ступени и получишь все те же самое, только лучше.

Полл> Вот можешь считать, что "Старт—1" это "Тополь" с Земли, а "Старт" это "Тополь" с самолета. Разница в ПН 70 кг из 500, 14%.

Ну т.е. говорить в общем не о чем =). Спасибо.

Мои мысли на сегодня.
Коли с многоразовыми разгонниками на сегодня плохо, то давайте на них забьем. Сделаем многоразовый подъемник!
Который будет РН поднимать километров на 40 как минимум, а желательно повыше, километров на 60. Принимать на себя все (или большинство) аэродинамических нагрузок. Доливать и охлаждать баки верхних ступеней.
Соответственно РН не нужно будет нести аэродинамические поверхности, всевозможные обтекатели. Кроме того, РН можно будет компоновать не беспокоясь об аэродинамике, то есть опустить ЦМ.

permeakra> И ничего, потому что ненаглядно.

Если знать по-английски, то Джон Гоф довольно толково описал разные возможности для переиспользуемых средств, включая разновидности воздушного старта.


P.S. "Подъемник" там тоже рассмотрен, в разделе III: "Pop-up TSTO". Причем, если верить Джону, то его требования к ХС 2-й ступени меньше, чем у воздушного старта, несмотря на то, что самолет имеет заметную горизонтальную скорость в момент разделения. В основном это потому, что самолет вынужден сбрасывать 2-ю ступень в атмосфере, и ступень должна это компенсировать. У Пегаса для этого даже крылья есть! Подъемник же может закинуть 2-ю ступень полностью за пределы атмосферы. В результате выходит 8 км/с против 7,4 км/с подъемника.

Wyvern-2> Энергетика выведения находится где то в пределах ХС 9000+- м/сек и высот порядка 200 км. Что нам может дать авиация? Стандартно: 600-700м/сек и 20-25 км. В максимуме: 1000-1200м/сек и 30-35 км. Ну, еще по мелочам, в т.ч. перечисленное Поллом.

Еще максимальный УИ второй ступени сразу со старта, отсутствие ограничения по скоростному напору, и халявную многоразовость первой ступени.

Я когда считал двухступ, получалось, что оптимально по мюПН дополнительно к 800 м/с на ТРДФ, еще набрать примерно 1200 м/c на ЖРД интегрированных в разгонщик, и после этого уже сбросить вторую ступень на восходящей ветке горки.