День добрый!
На литературном форуме Самиздата (Все знают библиотеку Мошкова? Это часть ее) при обсуждении проекта НФ-альтернативки (попаданец из 2010 свалился в 1965-й) зашел разговор о сравнении РН Н-11 (Н-1 без первой ступени с заменой движков НК-43 на НК-33, а в идеале - НК-33-1, двадцатитонник.) и РН Протон. (Протон-К)
Я промоделировал взлет Н-11 (ничего сложного, пошаговый метод, шаг времени 10мс, шаг плотности атмосферы - 1м)
Взялся за Протон-К - и пошли непонятки с развесовкой.
Во многих местах говорится: Протон-К - 700т, Протон-М - 702т.
У меня получилось 689т
Вопрос: Где 10 тонн? (Цифра немаленькая, если вся полезная нагрузка 20 весит.)
Вот что собрал по разным источникам:
========================
{ Расчет старта ракето-носителя Протон-К }
{
1-я ступень
Время 120сек
Тяга 971.4 - 1069.8тс (6 х РД-275 6*162=972 6*178=1068)
Тяга 1022.4 - 1120.8тс (6 х РД-275M 6*170.4=1022.4 6*186.8=1120.8) 07,07.2007
Сухая масса 31.0т. Стартовая 450.51т. Топливо 419.4т.
Диам. 7.4м. (4.1м) Длина 21.18м
Итого 689.085 (Куда 10 тонн ушли???)
2-я ступень
Время 206сек
Тяга 237.44тс (3 х РД-0210 + 1 РД-0211 4*59.36=237.44 ).
Сухая масса 11.75т. Стартовая 167.828т. Топливо 156.1т.
Длина 17.05м. Диам. 4.1м. (4.35м по обтекателю п.н.)
Итого 238.575
3-я ступень
Время 238сек
Тяга 59.36тс + 3.15тс (РД-0213+РД-0214)
Сухая масса 4.15т. Стартовая 50.747т Топливо 46.6т.
Длина 4.11м. Диам. 4.1м. (4.35м по обтекателю п.н.)
Итого 70.747
}
{ 4-я ступень
Разгонный блок. Отсутствует.
}
{ Полезная нагрузка
20т
Сброс обтекателя - 183 или 344 секунда полета.
По другим данным - 351 секунда полета.
}
=======================
Кто заныкал 10 тонн?
--
Shumil
p.s. Посоветовали дернуться сюда, искать Дмитрия В.
Сухая масса 1 ступени д.б. 32500 кг, 2 ст. - 12100 кг, 3 ст. - 4350 кг. Обтекатель 4700 кг.
Третья ступень видимо 4350 кг?
Стартовая масса: 1 ст. - 449900 кг, 2 ст. - 172100 кг, 3 ст. - 50700 кг.
ЦитироватьТретья ступень видимо 4350 кг?
Да, конечно.
Цитироватьp.s. Посоветовали дернуться сюда, искать Дмитрия В.
У меня где-то дома лежит развесовка (полученная окольными путями)на первые модификации "Протон-К", если найду-выложу.
ЦитироватьСтартовая масса: 1 ст. - 449900 кг, 2 ст. - 172100 кг, 3 ст. - 50700 кг.
Спасибо!
Заложил в модель новые параметры. Бульк!
============
1014 Изделие потеряно в пучине океана
============
Включил вращение Земли. Изделие вышло на орбиту. Но - некрасивую, с низким перигеем Надо поиграть с управлением.
Можете дать контрольную точку? Например, высоту и удаление в момент отключения 1-й ступени.
У меня сейчас:
==================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
119 1.002 50.669 1.375 44.517 4.00 36 32 0.02046 1701.456
120 1.014 51.677 1.408 45.898 4.05 35 32 0.01877 1735.195
120 1-я ступень работу закончила
120 Прошел запуск двигателей 2-й ступени
121 1.007 52.688 1.699 47.583 0.01 30 30 0.01244 1974.698
122 0.997 53.690 1.699 49.268 0.01 30 30 0.01079 1969.688
123 0.988 54.683 1.698 50.952 0.01 30 30 0.00936 1964.728
124 0.979 55.666 1.698 52.635 0.01 29 29 0.00814 1959.815
124 Произошло отделение 1-й ступени
124 0.979 55.676 1.698 52.652 0.01 29 29 0.00813 1959.766
125 0.975 56.643 1.705 54.322 0.97 29 33 0.00717 1964.432
126 0.971 57.616 1.713 56.016 0.98 29 33 0.00633 1969.216
=================
(Блин! Не нашел способа сохранить пробелы в таблице)
--
Shumil
Отделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4 км
Вот упомянутые данные по самому первому Протону-К:
Масса сухого ускорителя, кг
- первой ступени 34000
- второй ступени 11730
- третьей ступени 4570
Масса заправленной ракеты, кг
- первой ступени 685280
- второй ступени 236590
- третьей ступени 68660
Стартовая масса, кг
- первой ступени 683680
- второй ступени 236400
- третьей ступени 68650
Масса заправляемых компонентов топлива, кг
а) Ускоритель первой ступени
- окислитель 300870
- горючее 113710
б) Ускоритель второй ступени
- окислитель 112230
- горючее 43280
в) Ускоритель третьей ступени
- окислитель 32800
- горючее 12940
Суммарная масса заправляемых компонентов топлива, кг
- окислитель 445900
- горючее 169930
Конечная масса, кг
- первой ступени 280110
- второй ступени 82780
- третьей ступени 23500
Баллистические параметры
Отношение стартовой массы к конечной
- первой ступени 2.44
- второй ступени 2.86
- третьей ступени 2.92
Отношение тяги двигателей к стартовой массе ступеней
- первой ступени 1.33
- второй ступени 0.99
- третьей ступени 0.90
Время работы двигателей
- первой ступени 126.6
- второй ступени 213.3
- третьей ступени 234.0
ЦитироватьОтделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4 км
Спасибо!
Время у меня то же, а высоту я поднял аж до 55км.
Сейчас буду давить РН к земле!!! :) Потеряю вертикальную скорость, но получу прибавку горизонтальной.
(Блин! У меня же 2-я ступень "просядет"!)
--
Shumil
ЦитироватьВот упомянутые данные по самому первому Протону-К:
Спасибо!
По тяге 1-й ступени вижу, что это на самом деле древний Протон. :)
А по баллистическим характеристикам 3-й - что он сбросил обтекатель еще на участке работы 2-й ступени.
Надо над этими цифрами помедитировать и выделить в отдельный вариант. Вроде Протон-К-1967.
--
Shumil
ЦитироватьЦитироватьВот упомянутые данные по самому первому Протону-К:
Спасибо!
По тяге 1-й ступени вижу, что это на самом деле древний Протон. :)
А по баллистическим характеристикам 3-й - что он сбросил обтекатель еще на участке работы 2-й ступени.
Надо над этими цифрами помедитировать и выделить в отдельный вариант. Вроде Протон-К-1967.
--
Shumil
А разве бывает по-другому?
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьВот упомянутые данные по самому первому Протону-К:
По тяге 1-й ступени вижу, что это на самом деле древний Протон. :)
А по баллистическим характеристикам 3-й - что он сбросил обтекатель еще на участке работы 2-й ступени.
l
А разве бывает по-другому?
Если полезная нагрузка нежная и деликатная, то да.
Вот что я нарыл по разным источникам.
============
Сброс обтекателя - 183 или 344 секунда полета.
По другим данным - 351 секунда полета.
============
--
Shumil
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьЦитироватьВот упомянутые данные по самому первому Протону-К:
По тяге 1-й ступени вижу, что это на самом деле древний Протон. :)
А по баллистическим характеристикам 3-й - что он сбросил обтекатель еще на участке работы 2-й ступени.
l
А разве бывает по-другому?
Если полезная нагрузка нежная и деликатная, то да.
Вот что я нарыл по разным источникам.
============
Сброс обтекателя - 183 или 344 секунда полета.
По другим данным - 351 секунда полета.
============
--
Shumil
Согласен.
ЦитироватьОтделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4 км
Настроил управление первой ступенью.
=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.551 41.652 1.867 62.779 0.06 16 16 0.05399 1946.993
=================
Но вторая ступень здорово просела. Можете дать контрольную точку по концу работы второй ступени?
--
Shumil
ЦитироватьЦитироватьОтделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4 км
Настроил управление первой ступенью.
=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.551 41.652 1.867 62.779 0.06 16 16 0.05399 1946.993
=================
Но вторая ступень здорово просела. Можете дать контрольную точку по концу работы второй ступени?
--
Shumil
Отделение 2 ст.
t=332,9 с
H=133,1 км
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьОтделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4 км
Настроил управление первой ступенью.
=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.551 41.652 1.867 62.779 0.06 16 16 0.05399 1946.993
=================
Но вторая ступень здорово просела. Можете дать контрольную точку по концу работы второй ступени?
--
Shumil
Отделение 2 ст.
t=332,9 с
H=133,1 км
=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.551 41.652 1.867 62.779 0.06 16 16 0.05399 1946.993
333 0.636 131.822 4.358 662.221 0.00 8 8 0.00001 4404.483
=================
Облом. Третья ступень поднялась всего до 175 км и недобрала до орбитальной скорости где-то 200 м/с.
Вторая ступень слишком круто нос задирала, чтоб на нужную высоту выйти.
Завтра перенесу сброс обтекателя на 2-ю ступень и оптимизирую управление первой. (там есть маленький резерв) А сейчас спать...
--
Shumil
Цитировать=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.551 41.652 1.867 62.779 0.06 16 16 0.05399 1946.993
333 0.636 131.822 4.358 662.221 0.00 8 8 0.00001 4404.483
=================
Облом. Третья ступень поднялась всего до 175 км и недобрала до орбитальной скорости где-то 200 м/с.
Вторая ступень слишком круто нос задирала, чтоб на нужную высоту выйти.
Завтра перенесу сброс обтекателя на 2-ю ступень и оптимизирую управление первой. (там есть маленький резерв) А сейчас спать...
Оптимизиолвал управление 1-й и 2 ступенями, сбросил обтекатель на 183 сек и сумел вывести полезную нагрузку (20т) на орбиту. Но орбита получилась некрасивая.
Контрольные точки:
Отделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4
Отделение 2 ст. t=332,9 с H=133,1 км
=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.571 41.531 1.863 63.272 0.06 17 17 0.05498 1948.295
333 0.619 131.287 4.500 671.529 0.00 7 7 0.00001 4542.255
=================
Апогей 198.940 км
Перигей 178.577 км
До двухсот километров не дотянул... Обидно, однако!
Очень некрасиво идет вторая ступень - задрав нос на 25 гр. от вектора скорости.
--
Shumil
p.s. Ох, тяжелая это работа - из болота тащить бегемота!
После долгой ловли долей градуса в управлении 2-й и 3-й ступенями сумел поднять орбиту
Апогей 202.688 км
Перигей 200.724км
ЗАДАЧА ВЫПОЛНЕНА.
ЦитироватьЦитировать=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.551 41.652 1.867 62.779 0.06 16 16 0.05399 1946.993
333 0.636 131.822 4.358 662.221 0.00 8 8 0.00001 4404.483
=================
Облом. Третья ступень поднялась всего до 175 км и недобрала до орбитальной скорости где-то 200 м/с.
Вторая ступень слишком круто нос задирала, чтоб на нужную высоту выйти.
Завтра перенесу сброс обтекателя на 2-ю ступень и оптимизирую управление первой. (там есть маленький резерв) А сейчас спать...
Оптимизиолвал управление 1-й и 2 ступенями, сбросил обтекатель на 183 сек и сумел вывести полезную нагрузку (20т) на орбиту. Но орбита получилась некрасивая.
Контрольные точки:
Отделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4
Отделение 2 ст. t=332,9 с H=133,1 км
=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.571 41.531 1.863 63.272 0.06 17 17 0.05498 1948.295
333 0.619 131.287 4.500 671.529 0.00 7 7 0.00001 4542.255
=================
Апогей 198.940 км
Перигей 178.577 км
До двухсот километров не дотянул... Обидно, однако!
Очень некрасиво идет вторая ступень - задрав нос на 25 гр. от вектора скорости.
--
Shumil
Попробую вечерком выложить данные по квази-оптимальной траектории выведения на круговую 200х200 км. Кстати, у первых Протонов-К ПГ не дотягивал до 20 т. Там было около 19.
ЦитироватьПопробую вечерком выложить данные по квази-оптимальной траектории выведения на круговую 200х200 км. Кстати, у первых Протонов-К ПГ не дотягивал до 20 т. Там было около 19.
О! Сравним. Я только что вывел его на орбиту 200х202.
--
Shumil
Параметры траектории Протон-К (вариант кусочно-линейной программы тангажа на участках 2 и 3-й ступеней). Мпг=19,06 т
(http://s009.radikal.ru/i307/1108/9c/dc3e23e8454a.jpg) (http://www.radikal.ru)
Параметры траектории Протон-К (вариант линейной программы тангажа на участках 2 и 3-й ступеней). Мпг=19,16 т
(http://i078.radikal.ru/1108/e9/33f3830ce9eb.jpg) (http://www.radikal.ru)
ЦитироватьПараметры траектории Протон-К (вариант линейной программы тангажа на участках 2 и 3-й ступеней). Мпг=19,16 т
(http://i078.radikal.ru/1108/e9/33f3830ce9eb.jpg) (http://www.radikal.ru)
Начнем с последнего.
У меня немного другая цифирь. Не давление, а пересчет в тормозящее ускорение. Общий вид похож, но у меня кривая гладкая. Вершина - на 70-71-й секунде. Высота 14 км. Торможение 0.246 g.
Второй от конца график - АОА - не понял, что это такое. Но у меня такого нет, или надо высчитывать из имеющихся данных.
Третий от конца. Ускорения.
Отделение 1-й ступени - 3.91g - 0.92g Движки стоят помощнее.
Отделение 2-й ступени - 2.87 - 0.89g
Отделение П.Н. - 2.55 - 0 g
Общая картина похожа, но цифры плавают. Другие движки, немного другая развесовка. Не заметил на графике момента сброса обтекателя.
След. график.Характерные точки.
Отдел. 1 ст. 1781м/с
2ст. 4551 м/с
3 ст. 7778м/с (202 км. Апогей.) 7780 (200км. Перигей)
График высот. Не очень подробный.
50 км - 137-138с
100км - 261-262с
150км - 365-366с
521-538с На высоте 179.89 у меня просела 3-я ступень Отрицательная верт. скорость - до 2 м/с
Самый первый график. Не понял, что на нем - угол траектории или угол вектора тяги двигателя.
Судя по излому - вектор тяги двигателя.
Даю обв. Траект. Тяга
1 ст 90, 90 - 19, 14
2 ст. 18, 41 - 7, 32
3 ст. 7, 11 - 0, 4
Но графики у меня совсем не монотонные.
Мой график больше похож на 1-й график из 1-й пачки.
Уф!
--
Shumil
ЦитироватьНачнем с последнего.
У меня немного другая цифирь. Не давление, а пересчет в тормозящее ускорение. Общий вид похож, но у меня кривая гладкая. Вершина - на 70-71-й секунде. Высота 14 км. Торможение 0.246 g.
Это скоростной напор. Его график в действительности - гладкая кривая. Скачок получился в результате введения эмпирического поправочного коэф-та к плотности экспоненциальной атмосферы.
ЦитироватьВторой от конца график - АОА - не понял, что это такое. Но у меня такого нет, или надо высчитывать из имеющихся данных.
Angle Of Attack - угол атаки
ЦитироватьСамый первый график. Не понял, что на нем - угол траектории или угол вектора тяги двигателя.
Судя по излому - вектор тяги двигателя..
Да, угол тангажа.
ЦитироватьAngle Of Attack - угол атаки
Понятно. В модели я управляю или непосредственно тангажом (но при этом смотрю, чтоб угол атаки не зашкаливал, или углом атаки.
График угла атаки у меня больше похож на график из первой пачки. Для каждой ступени - свой алгоритм. (Каждая ступень считается своей процедурой)
--
Shumil
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
Кстати, у первых Протонов-К ПГ не дотягивал до 20 т. Там было около 19.
А когда вышли на 20,7 т?
Shumil, в чем Вы моделируете полет РН?
По циклограмме ТКСов , ЕМНИП, первая ступень Протона-К работала 102 с.
КО - 583 с
Разница в весе получается из-за разницы состава изделий в системах РН, добавления-снятия некоторых агрегатов, смены материалов, изменения схем заправки под разные пуски. Ну и конструкция тоже не остаётся без изменений, что дорабатывается, улучшается. Этот процесс практически бесконечен.
Типичная орбита первых "Салютов" и ТКС - 200х270км. Масса - 19600кг. Средний угол атаки на III ступени - 18°, на II - не знаю.
В советском техническом фильме про "Луноход" озвучено выключение ЖРД 1-й ступени - 125 с, сброса ГО - 200 с (80 км), выключение ЖРД 2-й ступени - 375 сек (4,5 км/с), выключение ЖРД 3-й ступени - 588 с.