Метановый не_Зенит - альтернатива Союз-5

Автор ZOOR, 31.03.2020 09:19:51

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

ZOOR

На самоизоляции много свободного времени - решил и я свой проект линейки средств выведения выдвинуть. Проработка конечно концептуальная  :)

Основания для раздумий:
- существует разрыв в Мпг для отечественных РН от  9 т для С-2 до 24 т для Протона/Ангары-А5.
- создающийся С-5 не обладает возможностью увода от СК при отказе ДУ-1. Из-за этого в свое время МО отказалось от локализации Зенита в России, отказалось от создания А-3 и сейчас не участвует в создании С-5 (аналога Зенита). К тому же линейка РД-170 дорога в производстве.
- в КБХА на завершающей стадии кислород-метановый РД-0162 тягой 85 т, позволяющий сделать ракету по типу Ф-9  и потенциально многоразовый. Не стесняясь деру идеи Маска - зачем изобретать велосипед.

Из этого цели:
- заполнить разрыв в грузоподъемности от 9 до 24 т (потенциально 27 т) ракетой - функциональным аналогом Зенита, но меньшей стоимости и обладающей отказоустойчивостью и возможностью многоразовости.
- оценить возможность девайса (рабочее название не_Зенит) по выведению ПГ на востребованные типы орбит
- посмотреть, какую из него можно сделать линейку РН по многоблочной схеме
- попытаться оценить стоимость - должно быть не дороже С-5. Ангара сама приложится.

Идеи для оценки:

1.  Разменять небольшой выигрыш метана по УИ на снижение стоимости изготовления баков. Вместо вафли гладкая стенка, усиленная наружными стрингерами (слизано у Михальчука). В качестве минимального усиления предполагаются четыре гаргрота по 1 ступени, внутри которых проходят заправочные коммуникации О , Г и кабельная сеть (БКС) для 2 ступени, в 4-м БКС связи СУ с ДУ. Т.о. все операции с РН на СК "через Ж".

2. Надоели расплывчатые требования к Мпг. Полагаю, что для востребованности РН она должна обеспечить:

2.1 Мпг на ГСО и ГПО не менее, чем С-5. В качестве РБ рассматривать Бриз-М. Это даст возможность на старте обойтись без заправочного оборудования для РБ и кабель-мачтой для КГЧ без заправочных магистралей.

2.2 Мпг на ССО-600 не менее 6 тонн без повторного включения ДУ-2. Растягивание АУТ осуществлять отключением части РД-0162 в конце полета 1 ступени  и глубоким дросселированием (до 40%) ДУ-2.

2.3 Мпг на 83 град х 600 км не менее 8 т (для развертывания многоспутниковых) о5 без повторного включения ДУ-2. Обеспечивать как в п.2.2.

2.4 Оценить Мпг на орбиту МКС. РН предполагается надежной и отказоустойчивой - почему бы не посмотреть на аккредитацию для ПК.

3  ГО пятиметровый. Чтоб все влезло без вопросов. В качестве прототипа - то, что ваяют для Ангары. 24 м, металл, 4 тонны. Все кабели для ПН и термостатирование через кабель-мачту и БРС на одной из створок.

4  Конструкция РН. Кое-что уже было выше.

4.1 Главное. Тоже в 5 м диаметре.

ВНИМАНИЕ! Вопрос 2-х лошадиных задниц мне известен и предлагаю оставить его на потом.

Посмотрел предварительно облик РН - при 4,1 получается сперматозоид с удлинением больше 20 (у Маска 18). Управляемость будет никакая. А тут где-то 13 - 15 должно получиться (см. ниже).

4.2 Совмещенные днища. Мсух хоть где-то жать надо.

4.3 Девять РД-0162 на 1-й, два 40-тонных "прототипа РД-0162 в высотной версии" на 2-й ступени. ИМХО 360 с УИ для них можно принять. Для запусков по п.п. 2.2 и 2.3 ставить один (по-Центавровски).

5 Линейка РН.

5.1 Дву_не_Зенит. Видимо для запусков на ГСО/ГПО. Какой РБ не знаю, в качестве критерия нужности предлагаю Мпг=32 т. Влезть между А-5М и А-5В. Но дешевле водородной А-5В.

5.2 Три_не_Зенит. Для запуска ТЭМа. Который 37 тонн явно перерастет, причем А-5В до них не дотянет. Конечно хотелось бы задаться РБ и посчитать на 800 км сколько будет, но предлагаю ограничиться критерием "не менее 40 на НОО со спасением ББ". О5 40-ка тонник :)

6  Оценить стоимость. Первое - могут ли 9 РД-0162 быть дешевле "царь-двигателя". Второе - будет ли дешевле изготовление баков. Если "да" и "да", то в сумме с более дешевым по сравнению с керосином метаном может что-то получиться. И не надо экстремалить про "в два раза" - процентов 20 - это уже результат.

7  Ну и оценить, что можно выжать из многоразовости. Масковский "кузнечик". Нужно ли тут его делать и для каких орбит/конфигураций.

Вот что предварительно получилось по компоновке когда тупо взял заправки С-5 (немного увеличил на остатки и испарение). Считал пока для цилиндров конечно. Длины баков округлял в бОльшую сторону. Сухие отсеки ППП - пол палец потолок.
Так что критикуйте.

По массам оценить не могу - прошу помощи.
Я зуб даю за то что в первом пуске Ангары с Восточного полетит ГВМ Пингвина. © Старый
Если болит сердце за народные деньги - можно пойти в депутаты. © Neru - Старому

Дмитрий В.

Было у меня что-то такое в 2013 г. Правда, в диаметре 5,5 м:
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

ZOOR

ЦитатаДмитрий В. написал:
Было у меня что-то такое в 2013 г. Правда, в диаметре 5,5 м:
Свой обтекатель разрабатывать надо. Что тоже очень недешево. А так идея - ЦиХовский 5,2 заимствуется. Все равно лет через 5 будет - никуда не денутся.

Как массы баков оценить, не подскажете? Плотность АмГ6 и его приблизительная требуемая толщина?
И кстати из каких соображений радиус днищ выбирается - вообще нуб в данных вопросах :(
Я зуб даю за то что в первом пуске Ангары с Восточного полетит ГВМ Пингвина. © Старый
Если болит сердце за народные деньги - можно пойти в депутаты. © Neru - Старому

Дмитрий В.

31.03.2020 08:48:31 #3 Последнее редактирование: 31.03.2020 10:11:40 от Дмитрий В.
У РД-0162 тяга стартовая 200 тс. Куда нам 1800 тс для моноблока? :o
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

ZOOR

ЦитатаДмитрий В. написал:
У РД-0162 тяга стартовая 200 тс. Куда нам 1800 тс для моноюлока? :o

Я про эти варианты смотрел
ЦитатаПо состоянию на конец октября 2017 года состоялась серия огневых испытаний двигателя РД-0162Д2А тягой 40 тонн; разработан эскизный проект на кислородно-метановый двигатель тягой 85 тонн[4]. Следующий этап предусматривает выпуск конструкторской документации на двигатель тягой 85 тонн, а также продолжение подготовки производства и изготовление энергетических установок для отработки отдельных систем двигателя[5].
Я зуб даю за то что в первом пуске Ангары с Восточного полетит ГВМ Пингвина. © Старый
Если болит сердце за народные деньги - можно пойти в депутаты. © Neru - Старому

Дмитрий Инфан

ЦитатаZOOR написал:
Основания для раздумий:- существует разрыв в Мпг для отечественных РН от  9 т для С-2 до 24 т для Протона/Ангары-А5. - создающийся С-5 не обладает возможностью увода от СК при отказе ДУ-1. Из-за этого в свое время МО отказалось от локализации Зенита в России, отказалось от создания А-3 и сейчас не участвует в создании С-5 (аналога Зенита). К тому же линейка РД-170 дорога в производстве.- в КБХА на завершающей стадии кислород-метановый РД-0162 тягой 85 т, позволяющий сделать ракету по типу Ф-9  и потенциально многоразовый. Не стесняясь деру идеи Маска - зачем изобретать велосипед.
Задача, ИМХО, бессмысленна, потому что:
1. Глобализация закончилась. Рынка больше нет и не будет. Следовательно, конкурировать с Ф-9 мы не будем никогда. А тогда нафига размерность Ф-9 (и многоразовость заодно - если только для понтов)? С выводом ПН до 24 тонн вполне справляются существующие носители и "Ангара" - тратить средства на ещё одну ракету этого класса, следовательно, - разбазаривание средств.
2. А вот потребность в супертяжах будет только расти. "Енисей", безусловно, паллиатив, сработанный по принципу "я тебя слепила из того, что было". Он позволяет быстро, к 2030 году, высадиться на Луне, а вот для дальнейшего освоения Луны желателен более крупный супертяж, с возможностью применения его в качестве 40-тонника для околоземного космоса (ибо ПН растут и к середине века 24 тонн будет маловато).
3. Поэтому надо делать 40-тонник, естественно, на метане, который в моноблочном варианте может быть использован у Земли, в трёхблочном - для полётов к Луне, а в пятиблочном и семиблочном - для полётов к Марсу и астероидам. Если ПН меньше 40 тонн, но больше 24, то 40-тонник используется как одноступ, с заменой нормальной второй ступени на небольшой разгонный блок, типа "Фрегата", который будет осуществлять довыведение.
ЦитатаZOOR написал:
4.1 Главное. Тоже в 5 м диаметре. ВНИМАНИЕ! Вопрос 2-х лошадиных задниц мне известен и предлагаю оставить его на потом.
Если вопрос с транспортировкой не рассматривается, то с какой стати ужиматься до 5 метров? Диаметр должен быть как можно больше - это, во-первых, снижает общую высоту ракеты (и облегчает её предстартовое обслуживание), а, во вторых, наращивает диаметр головного обтекателя. Последнее будет особенно актуально, поскольку габариты ПН со временем будут только расти.
ЦитатаZOOR написал:
7  Ну и оценить, что можно выжать из многоразовости. Масковский "кузнечик". Нужно ли тут его делать и для каких орбит/конфигураций.
Не нужно.

Туман Андромедов

ЦитатаZOOR написал:
И кстати из каких соображений радиус днищ выбирается - вообще нуб в данных вопросах
Минимальная высота (уменьшение общей длины ракеты) при минимально возможной толщине оболочки (уменьшение массы конструкции) для заданных давления и диаметра цилиндрической части бака..

ZOOR

31.03.2020 10:26:00 #7 Последнее редактирование: 31.03.2020 10:27:38 от ZOOR
ЦитатаДмитрий Инфан написал:
Задача, ИМХО, бессмысленна
Конечно бессмыслена. Потому как ни сил, ни средств, ни знаний на ее реализацию у меня нет. А вот пообсуждать можно.
ЦитатаДмитрий Инфан написал:
1. Глобализация закончилась. Рынка больше нет и не будет. Следовательно, конкурировать с Ф-9 мы не будем никогда. А тогда нафига размерность Ф-9 (и многоразовость заодно - если только для понтов)? С выводом ПН до 24 тонн вполне справляются существующие носители и "Ангара" - тратить средства на ещё одну ракету этого класса, следовательно, - разбазаривание средств.
Про конкуренцию с Ф9 я нигде не пишу. Во внутреннем рынке дырка в средствах выведения. С переходом на А-5М (а перейдут - вот тут действительно 2 РН держать незачем ) эта дыра вырастет.
И на чем запустить науку эквивалентную НОО 15 тонн? Искать ей попутку? Завязывать проекты один на другой? А если орбиты существенно разные требуются - кого плющить?
Уже сейчас планируют запуски А-5 с парой Г-К2. Это недогруз более 20%. Кстати, надо добавить будет

2.5 Мпг на орбиту ГЛОНАСС не менее 4 тонн с РБ Бриз-М

ЦитатаДмитрий Инфан написал:
2. А вот потребность в супертяжах будет только расти. ....
...
3. Поэтому надо делать 40-тонник, ....
Пусть растет. Делайте. В том году отправили нах - задач нет. До сих пор ищут - кроме ЛуноТыка придумать ничего не могут. А тут практически востребованный в ближайшем будущем диапазон.

ЦитатаДмитрий Инфан написал:
Если вопрос с транспортировкой не рассматривается, то с какой стати ужиматься до 5 метров? Диаметр должен быть как можно больше - это, во-первых, снижает общую высоту ракеты (и облегчает её предстартовое обслуживание), а, во вторых, наращивает диаметр головного обтекателя. Последнее будет особенно актуально, поскольку габариты ПН со временем будут только расти.
При 5-и метрах получилось практически оптимальное по соотношению прочностных характеристик - зачем больше? И потом надкалиберный можно поставить - если запаса управляемости хватит.
При 6м диаметр у меня получается удлинение 10. Толстячок, который будет бороться с аэродинамическим сопротивлением. Неся пустой дорогой тяжелый ГО.

ЦитатаДмитрий Инфан написал:
Не нужно.
Экспертная моментальная оценка?
Я зуб даю за то что в первом пуске Ангары с Восточного полетит ГВМ Пингвина. © Старый
Если болит сердце за народные деньги - можно пойти в депутаты. © Neru - Старому

Дмитрий В.

ЦитатаДмитрий Инфан написал:

3. Поэтому надо делать 40-тонник, естественно, на метане, который в моноблочном варианте может быть использован у Земли, в трёхблочном - для полётов к Луне, а в пятиблочном и семиблочном - для полётов к Марсу и астероидам.

И снова 2013!
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

Seerndv

Так ли будет дешев  РД-0162 тягой 85 т с его якобы "газ-газ" схемой?
Оптимальна ли тяга в 85 т?  :| 
Свободу слова Старому !!! >:(
Все могло быть еще хуже (С) ::)

Большой

Здесь анонсируют тягу РД0169А в 100 тс на земле. На 2-й ступени этот же двигатель но РД0169 В-1 с пустотной тягой 95 тс. На рисунке многоразовый Союз-СПГ с 5 ЖРД на 1 ступени. Дроссель до 25%. Одноразовый Союз-СПГ имеет 4хРД0169А на 1 ступени и 1хРД0169В-1. Его Мст=296,1 т, Мпн ноо=11 т.
Я верю тому кто ищет истину, и не верю тому, который говорит, что нашёл её...

ZOOR

ЦитатаТуман Андромедов написал:
 
ЦитатаZOOR написал:
И кстати из каких соображений радиус днищ выбирается - вообще нуб в данных вопросах
Минимальная высота (уменьшение общей длины ракеты) при минимально возможной толщине оболочки (уменьшение массы конструкции) для заданных давления и диаметра цилиндрической части бака..

А, то есть оптимизационная задача. Аналитической формулы нет.
Берется первое приближение - полусфера, для нее находится нужная толщина заданного материала для заданного давления. Вычисляется масса.
Потом радиус уменьшается, толщина увеличивается до нужной прочности, вычисляется масса  ........
И так продолжается до тех пор, пока масса не начинает расти :)

Но если нет аналитической формулы, диды явно насчитали какую-нибудь номограмму .......
Где бы ее посмотреть?
Я зуб даю за то что в первом пуске Ангары с Восточного полетит ГВМ Пингвина. © Старый
Если болит сердце за народные деньги - можно пойти в депутаты. © Neru - Старому

Плейшнер

ЦитатаБольшой написал:
Здесь анонсируют тягу РД0169А в 100 тс на земле
Где?
В смысле где написано 100 тс?
Не надо греть кислород!

Плейшнер

ЦитатаZOOR написал:
Основания для раздумий:- существует разрыв в Мпг для отечественных РН от  9 т для С-2 до 24 т
Существует. Только  разрыв Мпг  это следствие, а существует разрыв в потребной грузоподъемности в этом диапазоне. 
Не надо греть кислород!

Serge V Iz

Цитатадиды явно насчитали какую-нибудь номограмму .......
Где бы ее посмотреть?
Мне тут недавно подсказали, что у нее даже имя есть )
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%83%D0%BB%D0%B0_%D0%91%D0%B0%D1%80%D0%BB%D0%BE%D1%83

Большой

ЦитатаПлейшнер написал:
 
ЦитатаБольшой написал:
Здесь анонсируют тягу РД0169А в 100 тс на земле
Где?
В смысле где написано 100 тс?
Я верю тому кто ищет истину, и не верю тому, который говорит, что нашёл её...

Дмитрий В.

ЦитатаZOOR написал:
Но если нет аналитической формулы, диды явно насчитали какую-нибудь номограмму .......
Где бы ее посмотреть?

У Сердюка.
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!


ZOOR

ЦитатаПлейшнер написал:
 
ЦитатаZOOR написал:
Основания для раздумий:- существует разрыв в Мпг для отечественных РН от  9 т для С-2 до 24 т
Существует. Только  разрыв Мпг  это следствие, а существует разрыв в  потребной  грузоподъемности в этом диапазоне.  
ИМХО существовал. Поскольку для развертывания многоспутниковых ОГ требуется за раз выводить туеву хучу КА - иначе выведенные первыми начнут умирать раньше, чем завершится развертывание.
Я зуб даю за то что в первом пуске Ангары с Восточного полетит ГВМ Пингвина. © Старый
Если болит сердце за народные деньги - можно пойти в депутаты. © Neru - Старому

Плейшнер

ЦитатаZOOR написал:
 многоспутниковых ОГ
Многоспутниковые никак не подходят для выбора грузоподъемности ракеты, потому как для них можно выбирать от 0 до бесконечности.
За "квант" лучше принимать массы единичных аппаратов.
Например на ССО 5-6 т, больше не надо (ДЗЗ типа Метоп, Ресурс-П и т.п)
На Глонасс 1,8-2,0 т (Глонасс-К2)
На ВЭО 2,5-3,0т (масса КА примерно как масса аппаратов на ГСО )
Не надо греть кислород!