Ещё один сверхтяжёлый носитель

Alexandrc> А про Рачука то забыли 🤷‍♂️

Плоды тяжких размышлений

Д.В.> Плоды тяжких размышлений
И куда приведут тяжкие думы?
Сразу же замахнутся на
У. Шекспира некий Старшип-лайт.

Alexandrc>> А про Рачука то забыли 🤷‍♂️
Д.В.> Плоды тяжких размышлений
Из уважения к вам, Дмитрий, прочитал.

Divergence> Сразу же замахнутся на ... некий Старшип-лайт.

Не совсем. Замахнуться на моноблочный 40-тонник, который:
а) может быть одно- или многоразовым в зависимости от ситуации
б) может служить основой для РН СТК.
в) может служить основой полностью многоразовой стстемы (а вот это уже что-то вроде Старшип-лайт).

Д.В.> а) может быть одно- или многоразовым в зависимости от ситуации
Многоразовость накладывает жесткие массовые ограничения, для выполнения которых приходится использовать дорогие технические решения и материалы.
Применять многоразовую конструкцию в одноразовом исполнении, конечно, можно. Но оптимальной для этого исполнения она быть не может.

Д.В.> б) может служить основой для РН СТК.
Строительство национальной космической станции с использованием РН СТК рассматривается?

Д.В.> в) может служить основой полностью многоразовой стстемы (а вот это уже что-то вроде Старшип-лайт).
Для полностью многоразовой системы в нынешних условиях требуется создание многоразового разгонного блока.

Д.В.> Не совсем. Замахнуться на моноблочный 40-тонник, который:

Помнится Вы считали водородный моноблок и с какими-то уж очень оптимистичными допущениями по весовому совершенству.
Врядли такое выйдет на метане.

Divergence> Помнится Вы считали водородный моноблок и с какими-то уж очень оптимистичными допущениями по весовому совершенству

Какой именно? Я их на своём веку пересчитал ого-го.

Divergence> Врядли такое выйдет на метане.

На самом деле несколько лучше, чем у приснопамятной Россиянки от ГРЦ Макеева. Что и не удивительно, учитывая более высокое конструктивное совершенство моноблока, более высокую стартовую массу и более оптимальное распределение тяги и массы по ступеням. Впрочем, я обозначил в Концепции, что плученная энергетика - является верхней границей оценки.

Полл> Применять многоразовую конструкцию в одноразовом исполнении, конечно, можно. Но оптимальной для этого исполнения она быть не может.

На самом деле, зависит от конструкции. Опыт SpaceX показывает, что одна и та же конструкция может эффективно работать и в одноразовом, и многоразовом исполнении. (А вот в крылатой конструкции, этого, очервидно, достичь невозможно). При этом необходимо, чтобы диапазон масс ПГ и в одноразовом, и в многоразовом исполнении находился в некотором приемлемом диапазоне.


Полл> Строительство национальной космической станции с использованием РН СТК рассматривается?

В этом нет необходимости.

Полл> Для полностью многоразовой системы в нынешних условиях требуется создание многоразового разгонного блока.

Можно, но это лишнее пока.

Д.В.> Плоды тяжких размышлений
Д.В.> Скачайте файл или обновите браузер

Дмитрий, я вот тоже прочитал и сам теперь в тяжких размышлениях.
Извини, но это похоже на обсуждение формы парусов в становление эпохи паровых двигателей.

Поясню почему.
Рассмотрим тяжёлые ракеты с массой 700 тонн и РЗТ первой ступени в 500 тонн.
Одна - РД-276 с УИ 288
Вторая - РД-0146 с УИ 299 и 311 (6 страница)

ХС 1 - 3539
ХС 2 - 3674 разница 135 м/с
ХС 2' - 3822 разница 283 м/с

Разница между двигателями - 60 лет. Разница по итогу их работы - первые проценты. Да, расчёт гораздо сложнее чем я привёл, так как и масса баков больше у метановых, и УИ у них потом растёт быстрее, и тягу надо учитывать, и так далее. Но разницы при сопоставимых параметрах тяги даже в десяток процентов вряд ли получится. Опять же пример Ф-9 показывает, что не так уж важно, какие параметры у первой ступени. Если можно тупо увеличить ракету. А первая ступень - самая тяжёлая часть ракеты и работающая в самых тяжёлых условиях её полёта.

В вакууме - там да, каждая секунда УИ на счету, равно как и каждый килограмм топлива/сухой массы.

То есть для реализации проекта на перспективу нужно совершенствовать вакуумные ступени, но атмосферные - только в плане надёжности допиливать. Ну, может ещё по цене.

Второе.
Какой предел массы вообще можно поднять супертяжем? 500 тонн? 1000 тонн? А если больше потребуется?
Может пора начать прорабатывать теорию и практику орбитальной сборки на орбитальной верфи? Рано или поздно ракеты упрутся в предел грузоподъёмности или риска.
Вот давеча у Маска просто так сгорело 40 спутников. Пусть каждый стоит 10 млн уе + сам пуск. Итого - где-то 400 - 450 млн чистых убытков. Для него это приемлемые потери. А если ПН будет стоить 10 млрд, да строиться несколько лет, да риск её потери при пуске супертяжем без статистики полётов будет 50+%? Даже штатовцы на такое вряд ли решатся.

А у России - вообще нет опыта эксплуатации супертяжей (Энергии были при СССР и мало кто с той поры остался в строю), да и ПН отказывает чаще, чем хотелось бы. Фобос-грунт, Марс-96, да даже Наука при стыковке с МКС. Зато опыт пилотируемых полётов самый большой и не растерянный.
То есть я хочу сказать, что постройка и полёты супертяжей - это такой риск, что может прихлопнуть всю космонавтику, как по расходам, так и по репутационным потерям. И сроки реализации - как бы не на 20+ лет вперёд с такими темпами. К этому времени даже у китайцев массово залетают "старшипы" и появление ещё одной страны, умеющей это делать это что? Ну, ква, как говорится.

В общем, ИМХО, реальное будущее и перспективы, где Россия может конкурировать и опережать всех - это орбитальные верфи и орбитальные буксиры. Снабжаемые простым сырьём и топливом сверхдешёвыми высокосерийными "грузовиками", пусть даже с аварийностью 10%.

И для первой ступени пары лучше, чем гидразин/тетроксид придумать сложно. ИМХО.

Naib> Опять же пример Ф-9 показывает, что не так уж важно, какие параметры у первой ступени. Если можно тупо увеличить ракету. А первая ступень - самая тяжёлая часть ракеты и работающая в самых тяжёлых условиях её полёта.

Вот именно. Элементарные расчёты приводят к пониманию того, что для первой ступени всё, что важно — это просто тупая мощь. В силу законов механики она в основном разгоняет саму себя. Сквозь плотные слои атмосферы.

Naib> Может пора начать прорабатывать теорию и практику орбитальной сборки на орбитальной верфи?

Нужно. Хотя бы потому, что есть конструкции, которые в цилиндрическую бочку жд формата не упакуешь.


Naib> И для первой ступени пары лучше, чем гидразин/тетроксид придумать сложно. ИМХО.

Керосин-кислород всё-таки для нас лучше. Моторы же есть прекрасные, синткеросин вроде не так уж и дорог. Один фиг, НДМГ тоже продукт химической промышленности.

Sandro> Керосин-кислород всё-таки для нас лучше. Моторы же есть прекрасные, синткеросин вроде не так уж и дорог. Один фиг, НДМГ тоже продукт химической промышленности.

Я имел в виду именно гидразин, а не НДМГ. Гидразин производится десятками тысяч тонн на "нужды народного хозяйства", он недорог и не дефицитен. Он не даёт всяких нитрозаминов при распаде, так что с экологией тоже всё красиво.

Да, у него высокая Тпл. Но если уж мы морально готовы переохлаждать керосин, кислород и метан, то что нам мешает подогревать гидразин?

Ну и гиперголическая пара - это тоже очень много плюшек, вплоть до мягкой посадки.

Naib> риск её потери при пуске супертяжем без статистики полётов будет 50+%?

Вот про твои "50+ процентов", задачка из теорвера:

Завод производящий брички, лошадиные сбруи и навоз внезапно решил заняться космосом.
Сделали они несколько десятков одинаковых ракет, одну поставили на старт, подожгли, отбежали...
И, совершенно неожиданно для всех, ракета удачно вышла на орбиту.

Спрашивается, какова вероятность что и вторая ракета полетит удачно?

А если и вторая удачно, то что с третьей?

Ответ оказывается гораздо более оптимистичным, чем "50%" (N — число удачных пусков):

N = 1 --> p = 2/3
N = 2 --> p = 3/4

p_удачи = (N + 1) / (N + 2)

(Это, конечно, для случая только подряд удачных пусков.)

Xan> Завод производящий брички, лошадиные сбруи и навоз внезапно решил заняться космосом.
Xan> Сделали они несколько десятков одинаковых ракет, одну поставили на старт, подожгли, отбежали...
Xan> И, совершенно неожиданно для всех, ракета удачно вышла на орбиту.
Ксан, мы все любим сказки, но можно мне пример из реальной жизни, когда первая ракета нового коллектива не в космос вышла, а просто программу полета штатно отработала?

Naib> Может пора начать прорабатывать теорию и практику орбитальной сборки на орбитальной верфи? Рано или поздно ракеты упрутся в предел грузоподъёмности или риска.
Даже не верфи а просто сборки на орбите. При полётах на Луну полвека назад все "монолитные" железяки имели сухую массу порядка 5 тонн, остальное топливо.
Т.е. в принципе даже ракеты на 10 тонн (полностью многоразовой для дешевизны) вполне достаточно для вывода чего угодно.

Д.В.> Плоды тяжких размышлений
Д.В.> Скачайте файл или обновите браузер

Проработка впечатляет, это вам не на форумах мусорить. Иллюстрации только разбросаны как-то случайно. Мне всё равно приходилось перематывать взад-вперёд, чтобы посмотреть например на Рис.10 проходя по тексту. Можно было бы свести их в блок.

Главное, однако, эта ракета не полностью многоразовая, а это уже вчерашний день. Планирование для многоразовой верхней ступени поверхностное. Хорошо хоть крылья пропали.

Upd: по последнему пункту см. Ещё один сверхтяжёлый носитель [Дмитрий В.#12.02.22 16:28]

Naib> Вот давеча у Маска просто так сгорело 40 спутников.

При чём тут это? Вины РН не было. Фалькон вывел их на заданную орбиту.

Naib> И для первой ступени пары лучше, чем гидразин/тетроксид придумать сложно. ИМХО.

ПМСМ ядовитые компоненты политически неприемлемы. Ну и потом в записке Саныча были приведены преимущества метана. Они не только в УИ.

Полл> Ксан, мы все любим сказки, но можно мне пример из реальной жизни, когда первая ракета нового коллектива не в космос вышла, а просто программу полета штатно отработала?

Запросто: Orbital, Pegasus.

Это исключение, конечно. Но раз ты попросил

А вообще-то многие близко подшли. У Electron хорошие шансы были, если бы его не подорвали ошибочной командой с Земли. По-моему Афина слетала успешно в первом и единственном пуске, хотя за давностью лет я не помню.

Полл>> Ксан, мы все любим сказки, но можно мне пример из реальной жизни, когда первая ракета нового коллектива не в космос вышла, а просто программу полета штатно отработала?
zaitcev> Запросто: Orbital, Pegasus.
zaitcev> Это исключение, конечно. Но раз ты попросил
В 1985 году Orbital заключила свой первый контракт на поставку НАСА до четырех аппаратов переходной орбитальной ступени.
...
В 1988 году Orbital приобрела Space Data Corporation в Аризоне, одного из ведущих мировых поставщиков суборбитальных ракет, тем самым расширив свой ракетный бизнес и производственные возможности.
________________________________
Я надеюсь, мы не будем спорить о терминах "новый коллектив"/"новая команда" и "первая ракета"?

zaitcev> А вообще-то многие близко подшли. У Electron хорошие шансы были

Посмотри на стену за Питером Беком. Это - ракеты его команды, полетевшие до "Электрона".

З.Ы. Сюда же:
zaitcev> Главное, однако, эта ракета не полностью многоразовая, а это уже вчерашний день.
Что еще стало вчерашним днем - покраска ракеты в розовый цвет, использование полутораступенчатой или трехступенчатой конфигурации?
Ракета должна соответствовать своему ТЗ.
А это ТЗ у разных заказчиков - очень разное.

Полл>> Ксан, мы все любим сказки, но можно мне пример из реальной жизни, когда первая ракета нового коллектива не в космос вышла, а просто программу полета штатно отработала?
zaitcev> Запросто: Orbital, Pegasus.
zaitcev> Это исключение, конечно. Но раз ты попросил
zaitcev> А вообще-то многие близко подшли. У Electron хорошие шансы были, если бы его не подорвали ошибочной командой с Земли.

Не было у Электрона хороших шансов, он по крену вертелся, явно с управляемостью были проблемы, думаю, за время выведения у него бы тангаж с рысканием здорово перемешались.
У него инерциальные датчики вовсе не идеальные, а максимум точности за минимум цены, и ошибка выведения даже в штатном полёте (начиная со второго проблему с креном убрали) ошибка в конце выведения по ориентации где-то четверть градуса, судя по высоте перигея и ошибке наклонения. Соответственно, при непрерывном вращении перемешивание осей было бы очень даже ощутимым. А, когда ракета путает тангаж с рысканием, высота перигея падает очень быстро, я считал.

zaitcev> При чём тут это? Вины РН не было. Фалькон вывел их на заданную орбиту.

А я и не обвиняю ракету. Просто потерянные спутники - это чистые финансовые потери (довольно большие), объём которых для Маска приемлем и никак не отражается на его программах, а для Роскосмоса - уже не очень. Аварии супертяжей - это вообще за гранью допустимой ошибки. А без них вряд ли обойдётся.

zaitcev> ПМСМ ядовитые компоненты политически неприемлемы. Ну и потом в записке Саныча были приведены преимущества метана. Они не только в УИ.

Ну а недостатки?
Глубокая очистка от серы - раз
Тщательное фракционирование от этана и азота - два. (А я вот не знаю, образуют ли они азеотропы)
Метан не отработан до такой степени как керосин или гиперголические пары.
Криогеника, опять же.
В принципе - это всё вопросы решаемые, конечно.

Ну а ядовитость...
У меня сейчас на работе лежит 100 г субстанции преднизолона. Вляпаюсь - мало не покажется.
Витамин А в количестве, достаточном чтобы отравить несколько тысяч человек.
И далее по спискам.

Мы живём в мире, где технологи оперируют сильными ядами в количествах измеряемых тоннами. Вон, где-то Полл описывал золотодобычу, где он был. Породу орошают раствором цианида натрия. В работе его - несколько тонн.

Опять же - гидразин применяют почти все ТЭЦ в мире. Очень немногие ушли на технологии дегазации водородом или производными гидроксиламина. Его мировой расход под сотню тысяч тонн каждый год.

АТ - вообще удобрение. Да и ТЭЦ его выбрасывают пару миллионов тонн в год, не считая дизельных двигателей.

Короче, ничего особенного на самом деле. Просто очередная "зелёная истерия" вокруг ракетного топлива.

zaitcev> Главное, однако, эта ракета не полностью многоразовая, а это уже вчерашний день.

Ты это ещё пластиковым шприцам скажи.
Высокосерийные одноразовые ступени влёгкую могут стать несравнимо экономически выгоднее многоразовых.
Не говоря уж о падении ПН в многоразовых ступенях, особенно вдали от экватора.

Полл> Ракета должна соответствовать своему ТЗ.
Полл> А это ТЗ у разных заказчиков - очень разное.
ТЗ у правильных заказчиков одинаковое - вывести груз в космос.
А если заказчик начинает фигнёй страдать и указывать с какой скоростью надо везти ракету с завода до старта - то пусть идёт лесом.

Naib> А я и не обвиняю ракету. Просто потерянные спутники - это чистые финансовые потери (довольно большие)
~50 млн, считая с расходами на запуск - фигня в общем.
Naib> Ну а недостатки?
Naib> Глубокая очистка от серы - раз
А она разве не вымерзнет при сжижении?
Naib> Тщательное фракционирование от этана и азота - два.
А оно надо? Всё что не вымерзло - помех и не создаст.

Naib> Метан не отработан до такой степени как керосин или гиперголические пары.
Naib> Криогеника, опять же.
Криогенка давно отработана. Сам метан - ну да, новое... но и керосин для конкретной команды тоже новый.

Naib> Короче, ничего особенного на самом деле. Просто очередная "зелёная истерия" вокруг ракетного топлива.
Ну оно конечно да... но в компонентах которые бесследно испаряются при проливе есть плюс, даже при полной химической инертности.

Naib> Высокосерийные одноразовые ступени влёгкую могут стать несравнимо экономически выгоднее многоразовых.
Если их делать как сосиски... тысячами штук. Но что тогда ими запускать?

Дем> ТЗ у правильных заказчиков одинаковое - вывести груз в космос.
С какой широты этот груз выводим? На какое наклонение и высоту орбиты? Какую среднюю плотность имеет данный груз? Какая вероятность аварийного запуска допустима? Какие аварийные сценарии на старте допустимы? Какая частота запусков планируется? Какое топливо желательно использовать?
В зависимости от ответов на эти вопросы средство выведения будет ОЧЕНЬ разным.

Дем> А если заказчик начинает фигнёй страдать и указывать с какой скоростью надо везти ракету с завода до старта - то пусть идёт лесом.
А разработчик, который делает ракету, которую заказчик не сможет использовать, поскольку окна с хорошей погодой у него короткие, и ракету просто невозможно вывезти на старт и подготовить к полету, из-за необходимости перевозить только с малой скоростью - идет в неудачники ныть на форумах о плохих заказчиках?