SpaceX, частная космонавтика и прочий флейм о космической гонке

Xan>>> Не вижу расчётов.
Fakir>> А от Маска - видишь?
zaitcev> У Маска за плечами есть результат, стало быть есть и рассчёты.

Ну да, "ты суслика не видишь - а он есть".
Может и так. Но обсуждать-то нечего пока.

И даже если есть (что пока не факт) - то спуск с орбиты и связанные задачи это как раз та область (очень сложная!), где у него еще нет никакого опыта. Ну не имел он дело с такими задачами, самое близкое - это СА Драгунов.

zaitcev> Не всегда верные, конечно.

Ото ж. Или просто даже пока нету, что тоже может быть.
Пока он ковыряется с прототипами первой ступени (дело вполне достойное), а общий дизайн, тем более второй ступени, может быть пока вообще в стадии черновой проработки.
Глядишь, еще скажет, что вторую пока возвращаемой делать не будет.
Про многоразовость 2-й ступени для Ф-9 как-то мельком поминалось, но до дела так и не дошло.

zaitcev> А если ты хочешь рассчёты, то наприме J. Powell утверждает, что 10 же при входе - заблуждение.

Ну-ну. Кто же такой этот мистер Пауэлл, полёт Гагарина он еще не опровергает?

zaitcev> Рассчёты опубликованы где-то (правда на его сайте фига с маслом - одни картинки). У него пузырь с водородом должен сходить с орбиты, а потом плавать как дирижабль.

Для настолько порнографической выдумки, кстати, пиковая перегрузка действительно могла бы отличаться - напр., потому, что уже станет заметной и архимедова сила, а не только лобовое сопротивление, и это на самом деле уже не будет чистой баллистикой, результат, конечно, изменится. Ситуация будет почти эквивалентна случаю СА с ненулевым аэродинамическим качеством, со всеми вытекающими.


zaitcev> Между прочим, именно его рассчёты показали, что невозможно создать орбитальный дирижабль запускаемый с земли. Чтобы преодолеть проклятие баллистического спуска и твоих святых 10 же, он должен быть таким хрупким, что он не может опуститься даже в стратосферу, где его ветер сразу порвёт. Поэтому у него в проекте есть промежуточная станция, куда орбитальный дирижабль пристыковывается для посадки-высадки пассажиров. Вот такие рассчёты. Нифига не летало, а рассчёты есть.

Гидропонная анаша!

Xan> Поэтому ты делаешь железный вывод, что качество использоваться не будет.

Покажешь, где?

Чем тебя не устраивает формат обсуждения "если ..., то ..."?

Xan> Да конечно, школьная физика может применяться только для решения школьных задачек!

Да, только при решении школьной задачке можно уверенно рассчитывать на получение правильного результата при помощи одной лишь школьной физики. (примечание: результата, правильного с точки зрения составителей задачки)

Во всех остальных случаях - как повезёт. Иногда результат получается удивительно хорош, иногда - не попадает даже в порядок, численно. Иногда численно не годится никуда, но выявляет характер зависимости от какого-то параметра, так что может быть использован для прикидок после появления эмпирических коэффициентов. Иногда и того не бывает - даже характеры зависимостей получаются совершенно иными.
И априори не угадаешь, как оно будет. Вернее, иногда можно понять, когда элементарные соображения (скорее всего) окажутся неверны - когда, например, явно проигнорирован какой-то заведомо значимый фактор.

К сожалению, как-то оно так. Неприятно, но не удивительно - если бы хорошие оценки было всегда легко получить из "школьных" соображений, мы все были бы счастливы, сэкономили кучу труда, и вообще жилось бы куда легче.

В учебники и научпоп часто попадают те случаи, когда здорово совпало. Но очень редко - те, где не совпало нифига.
А в некоторых таких книжках встречаются ошибки - авторами-неспециалистами в конкретном узком вопросе приводятся именно элементарные соображения и делаются выводы, которые на деле оказываются совершенно ошибочными. В "Кванте" и "Библиотечке..." были прецеденты.


Fakir>> А от Маска - видишь?
Xan> А Маск мне не утверждал, что его корабь развалится.

А кто утверждал? Ты читай внимательнее. У нас при отсутствии информации формат "если... то ...".

zaitcev> Он ведь обещал перели в Фальконе Хэви, и многие тогда указали ему, что это фантазия. Ну и оказалось, что гораздо дешевле средний блок удлиннить, результат такой же как у мороки с переливом.

Кстати, эти намерения как-то мимо меня прошли - нельзя ли ссылочек?

Naib> О чём и речь. Конечно, они снова могут тормознуть двигателями, но расход топлива будет весьма ощутимым.

Огромными, это не решение вообще.

S.I.> Не совсем боком:
S.I.> Updated - SpaceX Starship Re-Entry Post Elon Tweet - YouTube
S.I.> О повторном входе Starship в атмосферу, метрической системе, магии числа 420 и самочувствии Илона Маска – Журнал "Все о Космосе"

Ага, направление их мыслей несколько проясняется. Хотя не то чтоб
И так же становится совершенно ясно, что они сами еще в фазе исканий и накопления тумана.
Что в общем вполне ожидаемо.

S.I.> Чисто геометрически, из треугольника сил аэродинамическое качество порядка 0,36 получается.

Ну так некорректно, но в общем можно б-м уверенно предполагать, что качество в десятые доли единицы.
Что безусловно даст некое снижение пиковых перегрузок, может и до 4-5 - меньше вряд ли.


S.I.> Какая-то теплозащита у Маска есть:
S.I.> Orbital SpaceX Starship assembly animation - YouTube

Под каждый вариант, под каждое сочетание, она нужна другая.

То самое снижение перегрузки - оно же совершенно не самоцель для беспилотного носителя.
Наверное, надо проговорить подробнее - похоже, в формате рассуждений "если ..., то ..." не была уловлена ключевая мысль.
Вход орбитальной ступени боком с последующим баллистическим спуском вовсе не есть нечто однозначно плохое.
У него есть минусы, и есть плюсы. Как и у любого варианта - "закон рычага: проигрываем в расстоянии, выигрываем в силе" © школьный учебник (он же - "тришкин кафтан" в теории систем ) В общем случае совершенно неочевидно, кто перевесит. Смахивает на однозначный проигрыш это лишь в случае стальной конструкции - но не в общем случае. Минусы и плюсы - по части механической и тепловой.


1. Баллистический спуск.
Минусы - а) высокая пиковая перегрузка б) высокие пиковые теплопотоки.
Плюс: малые интегральные теплопотоки.
Мелкий минус - отсутствие возможности бокового и продольного манёвра. В контексте некритично.

П. 1а - проблема чисто прочностная и выливающаяся в рост сухой массы. Для малого СА - вообще некритично. Для "среднего" корабля масштаба шаттла или Бурана (но с балл. спуском) - не слишком значимо. Для большого полноценного полностью многоразового носителя с баками - уже повлияет. Конструкция большая, протяжённая, пустотелая и тонкая, далека от "сплошного бруска", всякие изгибающие нагрузки важны и т.п. - поэтому чувствительнее, чем маленькая. Легко перекрыть без опор балкой 3-метровый пролёт, сложнее - 30-метровый, и нереально - полукилометровый.
Насколько это повлияет - хз. Скорее может и убить всё на корню, особенно если не использовать самые ультралёгкие материалы.

П. 2а - требования к тепловой защите. Для малых СА - фигня, 3-5% сухой массы на абляционку, и всё отлично. Со средним та же история. С большим можно бы в принципе решить так же, рост массы совершенно не смертелен. Но усложняет межполётное обслуживание. А, главное - априори неочевидно, что будет с тепловым режимом сопел и всего, что не есть бок, обмазанный абляционкой. Какие там обтекания-затекания-локальные перегревы, не убьёт ли это многоразовость движков, не ослабит ли локальный перегрев местную прочность до невозможности повторного использования и пр. А всю 2-ю ступень не обмажешь.

Альтернативный возможный вариант.
Необходимость использования абляционки вылезает из высоких пиковых удельных мощностей нагрева. Если мидель очень большой - то удельная мощность может оказаться ниже порога, требующего абляционки, можно выехать на теплоёмкости, теплопроводности и излучении, ну так, максимум "войлоком" прикрыться. Но нужен большой мидель. Что почти что "само собой получается" для водорода, и даёт экономию помимо УИ. Для неводородной ступени выглядит сильно проблематичным. Особенно для стальной.
Чтобы проскользнуть в такую щёлочку - особенно важна как можно меньшая сухая масса: это снижает эти самые пиковые мощности. Чуть-чуть туда или сюда - щёлка открылась или закрылась. Конструкция завязалась или нет.
Можно попробовать охлаждать, но это и гемор, и прирост массы - т.е. опять повышение потоков. То ли выйдет, то ли нет.

Проблема: такие тепловые вещи плохо считаются и моделируются. Значит или перезаложиться и всё перетяжелить - или на эксперименты угробить несколько больших лётных изделий.


2. Спуск с небольшим аэр. качеством.
Плюсы: а) меньше перегрузка (экономим на весе конструкции) б) меньше пиковые тепловые потоки.
Минусы: выше интегральные тепловые потоки.

Пока качество маленькое - ситуация непринципиально отличается от предыдущей, достаточно лишь повысить массу абляционки. В каком-то диапазоне это вполне приемлемо. Снижение перегрузок позволяет снизить требования к прочности и вес, что компенсирует затраты на рост массы ТЗП, а то и позволит пролезть "в щёлочку" с пассивным охлаждением (опять же, скорее для водородника).
Но - "затекания": там всё может вырасти в разы, летим дольше, варимся в горячем газе за скачком дольше, задница с движками греется дольше - значит сильнее. Удастся, не удастся уложиться в тепловой режим - априори не скажет никто. Опыт шаттлов скорее подсказывает, что наверное, можно, но не на 100% - геометрия иная, картина обтекания иная.

Ну, для спуска с большим качеством на примере шаттлов примерно ясно должно быть. Только с поправкой на то, что надо спускать еще баки (= растёт размер и т.п.). Всё равно это не наш случай, т.к. требует развитых аэродинамических поверхностей, что явно в Старшипе не предусматривает - это нужны или большие крылья, или сама ступень в виде толстого дельта-крыла.

Как-то так, грубо.
То есть граничных условий и узких мест много, у каждого варианта свои. Многие наверняка окажутся неожиданными - ну, так всегда бывает.


Собственно и удивляют поэтому все эти заявы и прожекты про стальной (!!!) полностью многоразовый Старшип. По логике вещей, было бы куда разумнее сперва Ф-9 довести до полной многоразовости, набраться опыта - до того-то было боле-мене последовательно, сперва лёгкий носитель просто, потом средний носитель просто, потом на его основе частично-многоразовый, потом на его основе тяжёлый и частично многоразовый. Вполне разумно.
Ан нет, тут замах СРАЗУ на полностью многоразовый ТЯЖЁЛЫЙ носитель. Перепрыгивание через ступеньку. Если не две.

Fakir> То самое снижение перегрузки - оно же совершенно не самоцель для беспилотного носителя.
Беспилотный Маска вообще не интересует, кроме как побочный продукт. 100-150 пассажиров он хочет возить на Марс. Т.е. спуск с аэродинамическим качеством, перегрузки - не более чем у Союза. Разумная достаточность.
Fakir> Ан нет, тут замах СРАЗУ на полностью многоразовый ТЯЖЁЛЫЙ носитель. Перепрыгивание через ступеньку. Если не две.
Ну вот этим он мне и нравится. Р-7 тоже была прыжком через две ступеньки. Ну грохнет Маск еще пару десятков Старшипов при входе в атмосферу, но своего добьётся. Нержавейка технологичная, легко сваривать - лучше алюминия. И температуру выдерживает бОльшую. Керамическая плитка будет потоньше чем для алюминия. По весу может и не особо проиграют, а по цене - выиграют заметно.

В процессе проектирования космического корабля Starship компания SpaceX решила отойти от использования стального теплозащитного экрана с жидкостным охлаждением и обратиться к чему-то немного более традиционному.
Эта информация поступила от инженера SpaceX во время веб-трансляции миссии Cargo Dragon CRS-18, было сказано, что космический грузовик ознаменует первое орбитальное испытание керамической теплозащитной плитки, предназначенной для использования на наветренной стороне корабля. Это серьезное изменение конструкции стало значительным сюрпризом и, по-видимому, может задержать орбитальный дебют Starship.

 

Несмотря на то, что компания провела ряд испытаний концепции стального теплозащитного экрана, Маск написал, что теплозащитный экран с жидкостным охлаждением вряд ли когда-либо будет использоваться на корабле Starship. По неизвестным причинам SpaceX вместо этого использует некий тонкий керамический теплозащитный экран для защиты всей наветренной стороны звездолета (т.е. стороны, обращенной к атмосфере во время повторного входа).

Следует отметить, что это не единственное серьезное изменение дизайна, которое претерпел Starship за последние несколько месяцев. Выступая 30 мая, Илон Маск заявил, что конструкция посадочных ног/плавников Starship, крыльев и закрылков значительно изменилась. Согласно Маску, это изменение не должно существенно повлиять на график Starship.

 

Fakir> По логике вещей, было бы куда разумнее сперва Ф-9 довести до полной многоразовости, набраться опыта
Fakir> Ан нет, тут замах СРАЗУ на полностью многоразовый ТЯЖЁЛЫЙ носитель. Перепрыгивание через ступеньку. Если не две.

А вот тут момент интересный, всё что мы знаем о второй ступени - то, что она после отделения ПН сводится с орбиты. Но в трансляции даже этот тормозной импульс ни разу не показали.
Так что там на этапе входа в атмосферу вполне что-то могло отрабатываться.
Сама же посадка на поверхность - это они и на первой ступени умеют.

S.I.> Опять о космической гонке:
Роскосмос много чего говорит, но пока даже желающих застраховать старт "Науки" не нашлось.
Ибо не верят в реальное получение денег.

Naib> Ну тут да. Верхнюю ступень надо всемерно облегчать. Так что не исключён возврат к алюминиевым сплавам, что позволит почти удвоить ПН.
Не думаю.
Я считаю, что Маск добивается выполнения очень конкретного ТЗ или даже ТТЗ. Для "поиграться" не нужен "Раптор" и метан вообще.
Будь все дело в дешевизне - "водокачки" и на "Мерлинах" и керосине могли бы прыгать и взрываться.
А поскольку "Раптор" есть - значит дешевизна не при чем, и сталь в конструкции не потому, что так дешевле, а потому что так лучше - для выполнения ТТЗ.
Просто в этом ТТЗ максимальная ПН на НОО или минимальная цена вывода не стоят.

S.I.> Ну вот этим он мне и нравится. Р-7 тоже была прыжком через две ступеньки.
Не было никаких прыжков через ступени. Были Р-5М и "Буря" со всеми предшественниками.

S.I.>> Ну вот этим он мне и нравится. Р-7 тоже была прыжком через две ступеньки.
Полл> Не было никаких прыжков через ступени. Были Р-5М и "Буря" со всеми предшественниками.
Ага. ФАУ-2 например. Разница между Р-5М и Р-7 большая. И в двигателях и в конструкции. Буря вообще крылатая ракета.

Полл> Будь все дело в дешевизне - "водокачки" и на "Мерлинах" и керосине могли бы прыгать и взрываться.
Не могли. На керосине глубокое дросселирование двигателей при посадке сложно осуществить - коксуется керосин в отличие от метана.

S.I.>> Опять о космической гонке:
Дем> Роскосмос много чего говорит, но пока даже желающих застраховать старт "Науки" не нашлось.
Дем> Ибо не верят в реальное получение денег.


Ну тем не менее Роскосмос уже не поёт про преимущества одноразовых. Кроме отдельных солистов.
Дальше, глядишь сообразят, что сажать ступень на баржу в море и везти обратно морем дешевле чем строить несколько посадочных площадок в глухой тайге и вывозить ступени вертолётом, к стати Ми-26 больше 20 т не берёт - уже предел есть. А от этого один шаг до понимания что "Амур" лучше пускать с Морского старта и заправлять СПГ с проходящих в Китай танкеров, а не городить трубу на Восточный или по ж/д цистернами возить.
Правда тогда строительство Восточного покажется несколько странным..
ИМХО, именно из-за этого вся возня Роскосмоса с крылатыми первыми ступенями и прочим. Дураком никто выглядеть не хочет.
Эти ребята очень любят стройки, а не полёты.

В НКЦ создадут 20 тыс. рабочих мест. Там будут работать инженеры самых разных подразделений ракетно-космической отрасли из Москвы. Из них 8 тыс. человек – это сотрудники конструкторского бюро «Салют» центра Хруничева.

 

Как тебе такое, Илон Маск?

S.I.> Ага. ФАУ-2 например. Разница между Р-5М и Р-7 большая. Буря вообще крылатая ракета.
Так может перед тем, как "мнение иметь", прочитать, почему первая советская ЭВМ - БЭСМ, что значит буковка "Б" и почему она появилась, и почему после Р-5 появилась Р-7?
Ну чтобы свое невежество не выпячивать и не гордится своим незнанием?

S.I.> На керосине глубокое дросселирование двигателей при посадке сложно осуществить - коксуется керосин в отличие от метана.
У трех "Рапторов" полная тяга на уровне моря порядка 650 тс, у восьми "Мерлинов" - около 640 тс. Если не быть Сержиком, то становится понятно, что включение 1 из 8 "Мерлинов" на посадке позволяет получить тягу 12,5% от номинала ДУ вообще без дросселирования двигателя.
И как взлетающий на 8 "Мерлинах" "Фалькон 9" сможет сесть на 1 керосиновом "Мерлине", так же смог бы сесть и прототип "Старшипа", чьи 3 "Раптора" на взлете дают примерно ту же тягу, что и 8 "Мерлинов".

З.Ы. Утверждение про разную конструкцию у Р-5 и Р-7 - честный, заслуженный штраф. Р-5 с самонесущими баками и отказом от теплозащиты на баке кислорода как раз стала классической конструкцией космических ракет. Предположу, что ты говоришь про переход от одноступенчатой компоновки Р-5 к полутораступенчатой Р-7.
Ты, конечно же, не знаешь, почему эта компоновка называется "полутораступенчатой".

На керосине глубокое дросселирование двигателей при посадке сложно осуществить - коксуется керосин в отличие от метана.
Полл> У трех "Рапторов" полная тяга на уровне моря порядка 650 тс, у восьми "Мерлинов" - около 640 тс. Если не быть Сержиком, то становится понятно, что включение 1 из 8 "Мерлинов" на посадке позволяет получить тягу 12,5% от номинала ДУ вообще без дросселирования двигателя.
Павлуша, посчитай сколько нужно для посадки. Ну чтобы свое невежество не выпячивать и не гордится своим незнанием.

S.I.> Павлуша, посчитай сколько нужно для посадки. Ну чтобы свое невежество не выпячивать и не гордится своим незнанием.
Ты не знаешь, что "Фалькон 9", точнее его ускоритель первой ступени садится на 1 "Мерлине"?
Да, порой годы приходят не одни.

Полл> Ты не знаешь, что "Фалькон 9", точнее его ускоритель первой ступени садится на 1 "Мерлине"?

Речь идёт о Старшипе, а не о Фальконе. Старшип на одном Мерлине не сядет. Но не суть, можно и на двух. При чём тут вообще Мерлин, даже в рамках твоей теории заговора? Нужное количество Мерлинов физически нельзя разместить в габаритах BFR для старта системы.

hsm> При чём тут вообще Мерлин, даже в рамках твоей теории заговора? Нужное количество Мерлинов физически нельзя разместить в габаритах BFR для старта системы.
Мы в данном случае о теории Факира: "Старшип" сделан стальным, потому что Маск еще не знает, каким его делать, и сейчас только учится.
А чтобы учеба была дешевле - пока делает "Старшипы" стальными.
Ну так вот, если вопрос в дешевизне - "Старшип" с освоенным "Мерлином" был бы еще дешевле.
А если стоит задача освоения метана - то метановый "Фалькон" стоил бы дешевле.
То бишь дешевизна среди условий или целей "Спейс Икс" при создании нынешнего "Старшипа" отсутствовала.

Полл> Ну так вот, если вопрос в дешевизне - "Старшип" с освоенным "Мерлином" был бы еще дешевле.
А сколько на него надо мерлинов впихнуть? Он рапторов то 6шт имеет.

Полл> А чтобы учеба была дешевле - пока делает "Старшипы" стальными.

Вроде бы уже пришли к выводу что не-стальным он может быть только на водороде? Или ещё есть сомнения?

Полл> Ну так вот, если вопрос в дешевизне - "Старшип" с освоенным "Мерлином" был бы еще дешевле.

Без "Раптора" вся затея не имеет смысла. Отлаживать систему на одном двигателе, а потом отлаживать заново на другом - может выйти дороже. "Старшип" нужен не сам по себе, а в составе системы. "Раптор" в любом случае придётся отлаживать, так чего тянуть кота за хвост?

Полл> А если стоит задача освоения метана - то метановый "Фалькон" стоил бы дешевле.

С освоением метана, легко видеть, никаких проблем, пока, не возникает. И прожиги и полёты проходят нормально. Метановый Фалькон - новая ракета, с новым двигателем - впустую растраченные ресурсы и время.

Полл> То бишь дешевизна среди условий или целей "Спейс Икс" при создании нынешнего "Старшипа" отсутствовала.

Мысль с потолка, может и верная, но не имеющая никаких под собой оснований.

s.t.> А сколько на него надо мерлинов впихнуть? Он рапторов то 6шт имеет.

Интереснее вопрос - сколько их надо в первую ступень! (В два раза, грубо говоря.)

Полл>> Ну так вот, если вопрос в дешевизне - "Старшип" с освоенным "Мерлином" был бы еще дешевле.
s.t.> А сколько на него надо мерлинов впихнуть? Он рапторов то 6шт имеет.


"Старшип" штатно имеет 3 "Раптора". Ускоритель первой ступени для него должен будет иметь 37 "Рапторов".

Полл>> А чтобы учеба была дешевле - пока делает "Старшипы" стальными.
hsm> Вроде бы уже пришли к выводу что не-стальным он может быть только на водороде? Или ещё есть сомнения?
Когда тебя спросили, что ему мешает быть алюминиевым с теплозащитой не на водороде, а так же композитным с теплозащитой тоже не на водороде - ты ничего не ответил.

hsm> Без "Раптора" вся затея не имеет смысла.
Почему?

hsm> Отлаживать систему на одном двигателе, а потом отлаживать заново на другом - может выйти дороже.
Дай угадаю - ты не вел ни одной разработки? Отлаживать систему с двумя новыми техническими решениями вместо одного - всегда, ВСЕГДА, ВСЕГДА в разы дороже, чем систему с одним новым техническим решением.
Так что отработать возвращаемую ступень на "Мерлинах" и потом оснастить ее "Рапторами" или отработать "Рапторы" на "Фальконах 9" а потом делать возвращаемую ступень обязательно было бы дешевле.
И раз сделали не так - значит, делают не возвращаемую ступень на "Рапторах", а что-то совсем другое. Что только так, сразу одним целым и приходится делать.

hsm> С освоением метана, легко видеть, никаких проблем, пока, не возникает. И прожиги и полёты проходят нормально.
Завидую твоей Альтернативной Реальности. В моей крушение предпоследнего "Старшипа" списали на проблемы ДУ - она не выдала необходимой тяги.

hsm> Интереснее вопрос - сколько их надо в первую ступень! (В два раза, грубо говоря.)

Ну где-то так.

Полл> "Старшип" штатно имеет 3 "Раптора".
6. Вакуумные у него тоже Рапторы.