Форум Новости Космонавтики

Пообсудим "шаттлы" ещё разок? :)


Цели:
- Замена РН Союз и КК Союз для снабжения орбитальных станций (МКС, туризм и т.п.).
- Снижение стоимости кг ПН на орбите.
- Снижение перегрузок при выведении/возвращении (не более 4).

Идеи:
- Одна ступень - в принципе, перспективно, но пока не серьёзно.
- Три ступени - много, соответственно, дорого.
Вывод - 2 ступени.

Мысли:
- Обслуживание многоразового аппарата - дорогое удовольствие. Это, как бы, аксиома. В нулевом приближении стоимость обслуживания прямо пропорциональна размерности аппарата и напичканности высокоэффективными (т.е. сложными) системами.
- Как следствие предыдущего утверждения -> первая ступень в виде гиперзвукового самолёта-разгонщика представляется несколько сомнительной в экономическом плане.
(Стоимость НИОКР будет однозначно и многократно выше, чем для классической одноразовой ракетной ступени той же размерности. Экономия на многоразовости не вполне очевидна.)
- Значит надо делать первую ступень одноразовой. Но, для той же экономии, хорошо бы предельно сократить число таких вот одноразовых элементов. Значит надо попытаться поставить сравнительно небольшой многоразовый аппарат на первую ступень.
- А для этого сам ВКС должен обладать существенным запасом ХС.


В результате обдумывания и просчёта различных вариантов, образовалась такая система:
1я ступень:
Одноразовая.
Сухая масса - 25 тонн.
Масса топлива - 300 тонн.
ДУ - 3х РД-191.
2я ступень:
Многоразовый пилотируемый ВКС.
Сухая снаряженная масса (аппарат+ПН+топливо для орбитальных двигателей+чего я там ещё забыл?) - 15 тонн.
Масса топлива - 35 тонн.
ДУ - 1х НК-39

Что получается:
3100ln((300+25+50)/(25+50))+3450ln(50/15)=9140 м/с.

Маловато, однако  :|  Не хватит, чтобы на орбиту выбраться.
Если и получается - на пределе.


В реальности первой ступени сомнений нет.
Стартовая масса системы порядка 375 тонн. ДУ первой ступени обуспечивает тяговооруженность 1,48. По мере опустошения баков должны последовательно отключиться два двигателя.

С самолётиком - посложнее: на всё про всё - 15 тонн.
ПН - 2 тонны.
Обитаемый отсек с СЖО и прочей начинкой (в расчёте на 4 чел и 7 дней) - 2 тонны.
Маневровые двигатели (они же используются для торможения) - 2,5 тонны, вместе с баками и запасом топлива (запас ХС порядка 300 м/с).
Маршевый двигатель со всей топливной системой - 0,7 тонны.
Баки - 1 тонна.

Итого, получаем на всё остальное (конструкция + ТЗП + резерв) - 6,8 тонны.
Думаю, вполне реально. У МАКСа конструкция+ТЗП 6,3 тонны, но и размеры там поболе, и ДУ потяжелее.


САС... типа клиперной - 6х РДТТ на переходнике. Использование их (3 раза по 2) для доразгона ВКС даёт ХС больше всего на 30 м/с.

Возможно, можно существенно увеличить ХС, навесив на первую ступень один-два РДТТ, который должны сэкономить топливо первой ступени во время полёта в плотных стоях атмосферы (скажем, до 30-40 км).
Кроме того, УИ ДУ 1й ступени будет расти по мере увеличеняи высоты полёта, так что, думаю, такая системы на орбиту выйдет.


Размеры системы, надо сказать, получились довольно скромные.
Длина КК порядка 13,5м. Размах крыльев 10м.
Длина 1й ступени - порядка 32м вместе с ДУ. Диаметр - 3,8м.
Полная длина на старте около 46м.
Обитаемый объём ВКС - более 14 м^3.

(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/3415.gif)
Ах сволочь. не грузится рисунок. Зря рисовал, что ли? Смотреть здесь (20Кб):
https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/3415.gif

Неправильно ты, Дядя Федор, колбасу ешь...

Стоимость ступени грубо говоря пропорциональна ее сухой массе. А тут 80% сухой массы выкидывается. И эти люди нам говорят о многоразовости (с)? ;-)

Еще раз - спасать надо то что ЛЕГКО спасти. Т.е. именно первую ступень. ВОЗМОЖНО - вторую, но не обязательно - поскольку стоит выбор - или многоразовая вторая ступень, или ПН вдвое-втрое выше.

Ну, какие ещё модные фичи можно здесь придумать...

Большой объём баков ВКС даёт меньше массы на еденицу площади - можно надеяться на более мягкие температурные условия при торможении в атмосфере.

Этот же объём позволяет поиграться с центровкой, сместить крылья немного вперёд и разместить основные стойки шасси за крыльями по бокам в фюзеляже - в тени крыльев. Мелочь, как говорится, а приятно.

Размеры обитаемого отсека позволяют при желании запихнуть туда одного пилота и 5 пассажиров.

А про стык узел я и забыл :( Кил 500, наверное, схавает...

Можно конструкцию сделать модульной:
корпус, основная ДУ, двигатели маневрирования, СЖО.
Это позволит не перебирать по винтику весь корапь после каждого полёта, а снимать на плановую проверку отдельные системы, заменяя их свежими и отправляя в очередной полёт.
Неспешность проверки модулей и возможность проверять их в достаточно тепличных условиях должны так же привести к снижению стоимости обслуживания.

За один запуск расходуется только 3 однокамерных двигателя.
Думаю, это даст существенную экономию по сравлению с современными одноразовыми ракетами - не менее 6 камер и 3х ДУ за запуск.


Ну и о грустном - такая система, как и любая многоразовая, нуждается в частом использовании.
Туристы могли бы помочь, если бы система дала существенное уменьшение стоимости. А она снижения стоимости не даст, пока её не начнёт активно использовать*. А кстивно пользовать не начнут пока...
Замкнутый круг, короче.
нашелся бы добрый человек, "заказавший" за свои деньги количество полётов, необходимое для разрыва этого замкнутого круга...

* - Имхо, активное использование = не менее 1 пилотируемого полёта в месяц (а лучше не менее 2х) - Стабильно!

ЦитироватьЕще раз - спасать надо то что ЛЕГКО спасти. Т.е. именно первую ступень.

А не всё так однозначно. Ибо гимор со спасением так же прямо пропорционален сухой массе ступени, габаритам и массовому совершенству  :?
А в случае с лёгким небольшим пилотируемым орбитальным кораблём, существенный вклад в стоимость даёт навигация, СЖО и прочие прикладные к пилотируемому кораблю системы.

ЦитироватьВОЗМОЖНО - вторую, но не обязательно - поскольку стоит выбор - или многоразовая вторая ступень, или ПН вдвое-втрое выше.

Тут я согласен, но только для грузового ВКС. Ибо действительно, нафейхоа тащить в дополнение к ПН ещё и самолёт.

В случае пассажирского аппарата, фактически, ПН являются только человечки. Но в нагрузку к ним мы вынуждены тащить и СЖО, и средства, обеспечивающие возвращение человечков.
При замене одноразовой капсулы на ВКС мы получаем уменьшение количество человечкив, либо их багажа, зато увеличиваем комфорт и получаем многоразовость. Причём не только кораблика, но и всей-всей начинки.
Уловили мысль? Для пилотируемого корабля средство спасения требуется по-любому. Инвариант, ткскзть. Так почему бы под это дело не спасти и всё остальное?

ЦитироватьСтоимость ступени грубо говоря пропорциональна ее сухой массе. А тут 80% сухой массы выкидывается. И эти люди нам говорят о многоразовости (с)?  

Эхе-хе. Только сейчас заметил, а то сказал бы раньше.
Сухая масса 1й ступени - 25т.
Сухая масса самолётика - 15т.
След-но, выбрасывается не 80% сухой массы, а 60. :) Причём одним куском. А с учётом стоимости самолётика, полагаю, эти 60% массы по стоимости за 30% вряд ли перевалят :)

 :idea:  :arrow:

Конечно, для привершенцев сугубо одноразовой техники можно предложить того же страуса, но без крыльев и на парашюте. Сажать можно на воду. Думаю, ПН вырастет тонн до 3-4.
(суть идеи даже одноразового корабля - запускать за один раз всего 2 куска, вместо... сколько там получается для Союза - 7?)

ЦитироватьТуристы могли бы помочь, если бы система дала существенное уменьшение стоимости. А она снижения стоимости не даст, пока её не начнёт активно использовать*. А кстивно пользовать не начнут пока...
Замкнутый круг, короче.
нашелся бы добрый человек, "заказавший" за свои деньги количество полётов, необходимое для разрыва этого замкнутого круга...

Проблема возникла не вчера, как и методики решений. Рынок исследовать не пробовали для начала?

ЦитироватьРынок исследовать не пробовали для начала?

Не-а.
Я умею решать только достаточно очевидные проблемы.
Проблемы рынка пилотируемого околоземного космоса мне совсем не кажутся очевидными.

Поэтому при задумке прожекта ориентир был только один - как Союз, только подешевле, проще, многоразовей и с возможностью достаточно безболезненного увеличения грузо- и пассажировместимости от номинала.
Но по назначению как Союз - время от времени летать на орб станции.
(Если есть спрос на Союз - значит и на это должен быть.)

Аэрокосмическая ракета :roll:
"Типа - Буря"

Пара стартовых бустеров, на ЖРД, + ПВРД-разгонная "самолетная" ступень - это "низ" (который впоследствие, "по мере прогресса", можно будет заменить на гиперзвуковой самолет)

Вертикальный старт

Наверху одно или двухступенчатая ... э... лайба :roll:  :mrgreen: ... , включающая "типа шаттл"
Ну, или "типа МАКС"
"Двуступечатость" может означать наличие сбрасываемого бака

Если "верх" одноступенчатый, то все элементы системы могут быть многоразовыми

ЦитироватьАэрокосмическая ракета  
"Типа - Буря"
Пара стартовых бустеров, на ЖРД, + ПВРД-разгонная "самолетная" ступень - это "низ" (который впоследствие, "по мере прогресса", можно будет заменить на гиперзвуковой самолет)
Вертикальный старт
Наверху одно или двухступенчатая ... э... лайба   ... , включающая "типа шаттл"
Ну, или "типа МАКС"
"Двуступечатость" может означать наличие сбрасываемого бака
Если "верх" одноступенчатый, то все элементы системы могут быть многоразовыми

А не многовато принципиально новых элементов? ;)

В моей системке из нового только самолётик.
Всё остальное, как бы, давно освоенные  технологии. :)
Кстати, можно спасти как минимум 2 двигателя первой ступени - поставить всю тройку в ряд и после перехода в горизонтальный разгон отстрелить боковые и опустить на парашютах.  8)
(Скромнейше полагаю - систему спасения каждого двигателя можно в 500 кил уложить  :roll: )

ИМХО:

1. Первую ступень вполне можно сделать и (частично) спасаемой  - как минимум двигатели - с помощью планирующей посадки куда-нибудь.

2. На второй ступени баки спасать не стоит - сделать тонкостенные внешние, разместить параллельно ВКС над крыльями. После выработки/перед посадкой сбрасываются нафиг.
В аварийной ситуации отстреливаются и САС вытягивает ВКС без них

Цитировать1. Первую ступень вполне можно сделать и (частично) спасаемой - как минимум двигатели - с помощью планирующей посадки куда-нибудь.

Полностью ступень спасти - малореально. Конструкция слишком тонкая.
А вот чисто двигатели на парашютах - вполне. 2 из 3х как минимум.

Цитировать2. На второй ступени баки спасать не стоит - сделать тонкостенные внешние, разместить параллельно ВКС над крыльями. После выработки/перед посадкой сбрасываются нафиг.
В аварийной ситуации отстреливаются и САС вытягивает ВКС без них

А смысл? Баки весят слишком мало (масса чисто оболочки баков - менее тонны), чтобы их спасение дало ощутимую пользу.
Зато появляется гемор с подачей компонентов в ВКС, узлами крепления баков.

ЦитироватьА не многовато принципиально новых элементов? ;)

Принципиально новый элемент вообще-то один - разгонный ПВРД "достаточной мощности" с рабочим диапазоном где-то 2 - 6 М
А, да, ЖРД-разгонники тоже можно сделать многоразовыми, но тогда это будет "типа Байкал", тоже "как бы новое"
Но не совсем :mrgreen:
И можно и не делать :wink:  :mrgreen:

А в роли "верха" ну о-очень смотриться "тот МАКС, который с ГПВРД"
Ну просто О-О-ОЧЕНЬ :mrgreen:

Не-а, не смотрится.
Во-первых, ГПВРД ему нах не нужен. Не та уже высота.
Во-вторых, такой ВКС будет неоптимален для решения обозначеных целей. Он перетяжелён ввиду переделки из "грузовика", объёма внутреннего отсека недостаточно, чтобы залить требуемое количество топлива.
 :|

ГПВРД - это самое тое и есть :mrgreen:

ЦитироватьГПВРД - это самое тое и есть :mrgreen:

А по мне - так не есть. И не будет есть. (  :wink: )

Я вообще последнее время всё больше прихожу к выводу, что ГПВРД для транспортных космических систем - почти сон разума. Не спорю, очень красивый сон  :D  (мне и самому он очень долго снился).  Самое красивое в нём, конечно же, этот иллюзорный СУПЕР-у.и. от ВРД. Останавливаться на этом не хочу, его несостоятельность для разгоняющегося объекта на форуме уже неоднократно обосновывалась. Посему рискну предположить, что в ТКСах  в ближайшие 25-30 лет до ГПВРД ход не дойдёт. А если и дойдёт вообще, то позже и только на базе военно-коммерческих наработок для скоростной авиации. Уж больно велик пласт неопределенностей при реализации ЛА с ГПВРД, чтобы определить РЕАЛЬНО ДОСТИЖИМЫЕ его характеристики, нужно сперва получить хоть какой-то _практический_ опыт...  Да и всё равно за 6ю-10ю М разгоняться на ЖРД, так чего мудрить? Чем дешевле, тем целесообразнее, а в стоимость затраты на разработку включать по-любому придется.
   Что же касается концепции RaRw, то в плане решения поставленной в предпосылке задачи  имхо ближе всего к ней находится именно МАКС в доработанном для последнего конкурса виде. Ну подумаешь, меньше бортовой запас топлива - зато минимум одноразовых элементов. Уверен, что сравнивая в целом эксплуатация МАКСа дешевле выйдет.
   Но это всё журавли, а касательно синицы вопрос упирается в деньги...   Вот и получается, что если что-то и появится реально при нынешнем подходе, то это "Клипер" от РККЭ, и полетит он наверняка на уже существующей (на тот момент) ракете - делать под "пилотов" новый носитель смысла нет.
   А касательно самой идеи спасать последнюю ступень вместе с многоразовым пилотируемым кораблём - абсолютно верная идея, я в ней ещё со средней школы не сомневался. Имхо самый существенный недостаток - усложнение задачи САС. Придётся видимо или топливо выжечь как самолёты (вариант - слить компоненты поочерёдно), или спасаться отдельно от КК...

Не знаю, сон ГПВРД или не сон, но самая существенная часть любой аэрокосмической системы - разгонный ВРД
А самая "оптимизирующая" при этом - первая ступень
Так что вариант с АКРакетой с ПВРД-ступенью от 2 до 6 М независимо от наличия/отсутствия ГПВРД есть шаг решающий, принципиальный
От "архаики" "воздушного старта" в любом варианте к полноценной АКС
Клипер при этом - это не шаг вперед, а два шага назад :mrgreen:

Цитировать

Цитировать1. Первую ступень вполне можно сделать и (частично) спасаемой - как минимум двигатели - с помощью планирующей посадки куда-нибудь.

Полностью ступень спасти - малореально. Конструкция слишком тонкая.
А вот чисто двигатели на парашютах - вполне. 2 из 3х как минимум.

Тогда их в ряд ставить надо :)
Но вполне возможно, что проще сажать ступень целиком - пусть баки после посадки и в металлолом пойдут.
Кстати - а если её в воду ронять?

Цитировать

Цитировать2. На второй ступени баки спасать не стоит - сделать тонкостенные внешние, разместить параллельно ВКС над крыльями. После выработки/перед посадкой сбрасываются нафиг.
В аварийной ситуации отстреливаются и САС вытягивает ВКС без них

А смысл? Баки весят слишком мало (масса чисто оболочки баков - менее тонны), чтобы их спасение дало ощутимую пользу.
Зато появляется гемор с подачей компонентов в ВКС, узлами крепления баков.

Смысл - во-первых - САС.
И во-вторых - у тебя не только оболочка бака, на неё сверху теплозащита и прочие силовые элементы повешены.
Так что несколько тонн экономится запросто...

ЦитироватьЧто же касается концепции RaRw, то в плане решения поставленной в предпосылке задачи имхо ближе всего к ней находится именно МАКС в доработанном для последнего конкурса виде. Ну подумаешь, меньше бортовой запас топлива - зато минимум одноразовых элементов. Уверен, что сравнивая в целом эксплуатация МАКСа дешевле выйдет.

А я, между прочим, и не спорю.  :roll:
Просто мне представляется, что чем более концепция классическая (читай - чем ближе к использующейся сегодня технике), тем проще и дешевле её "пробить" и реализовать.
Потому и чисто ракетная первая ступень.

Цитироватьто это "Клипер" от РККЭ, и полетит он наверняка на уже существующей (на тот момент) ракете - делать под "пилотов" новый носитель смысла нет.

Кстати, можно попробовать аналогичный корапь нарисовать - на вторую ступень Союзов ставить...

Насичёт САС мысли очень грустные. Большой объём топлива и высокое массовое совершенство (для КК) второй ступени существенно ограничивают ускорение, с которым, случись что, САС должна его уносить. Проще и надёжнее всего было бы поставить катапультируемые кресла, но они тяжелые и места много просят.
Будь моя воля - вообще не стал бы САС делать. По крайней мере не стал бы делать по сегодняшней концепции - чтобы максимально быстро и далеко утащить корапь от носителя. Ибо всё равно от взрыва не убежишь (имхо, в случае быстро развивающейся авари шансы есть только у капсулы), а при медленно развивающейся аварии проще просто отключить ДУ носителя и спокойно отделиться с небольшим ускорением (менее 5g).
А этобез особого напряга позволяет реализовать и нарисованная САС (можно даже пару РДТТшек убрать).

ЦитироватьТогда их в ряд ставить надо  
Но вполне возможно, что проще сажать ступень целиком - пусть баки после посадки и в металлолом пойдут.
Кстати - а если её в воду ронять?

Не обязательно в ряд. Можно треугольником, симметричным относительно вертикальной плоскости ВКСа. После отключения (и, возможно, отстыковки) двух двигателей ассиметрия тяги убирается небольшим наклоном оставшегося двигателя в вертикальной плоскости :)
Хотя, прочность первой ступени, конечно, нужна будет побольше.

Сажать ступень целиком, безусловно, проще и надёжнее. Особенно, если бак можно пускать в расход (читай - использовать как амортизатор). Единственное сомнение - как такой стресс переживут двигатели?
Ещё подумал - да, масса ступени позволяет достаточно легко её спасти. Гут. Здравая идея :) Особенно, учитывая стоимость двигателей  :|

На воду было бы вообще волшебно, да где ж её столько взять? Не для Штатов, ведь, корапь - для нас :)

ЦитироватьСмысл - во-первых - САС.
И во-вторых - у тебя не только оболочка бака, на неё сверху теплозащита и прочие силовые элементы повешены.
Так что несколько тонн экономится запросто...

Насчёт САС мой мнение можно выше почитать.
Экономия массы... всё равно сомнительно. Конечно, с самолётика изрядно металла облезет, так ведь он на бак переползёт. И не факт, что в результате легче получится, и уж точно не быдет надёжнее.
А если и получится - не факт, что экономия на пользу пошла - массы с корабля слезет больше чем объёма, так что нагрев и перегрузочки при торможении будут серьёзнее...

ЦитироватьНа воду было бы вообще волшебно, да где ж её столько взять? Не для Штатов, ведь, корапь - для нас :)

Если сделать управляемый спуск - вполне реально попасть в какое-нибудь крупное озеро/реку. Конечно не в 100% случаев - но достаточно часто...

ЦитироватьЭкономия массы... всё равно сомнительно. Конечно, с самолётика изрядно металла облезет, так ведь он на бак переползёт. И не факт, что в результате легче получится, и уж точно не быдет надёжнее.

А зачем ему переползать? бак израсходовал и выкинул - он вполне может быть даже тонкостенным "надувным пузырём"...

Если поставить предложеный самолётик на первую ступень Зенита (Мсух=28т, Мст=318т, РД-170) - получится ХС 8600-9050 м/с.
Правда, под конец работы первой ступени перегрузочки будут не очень гуманные...

Так что, нарастить слегка первую ступень (тонн на 20-30 топлива), поставить 191е (для возможности существенно регулировать тягу, отключением двигателей) и можно, в принципе, лететь :)

А если сверху на вторую ступень Союза - порядка 8500 м/с.


Пересчитал Союз-2 с грубым учётом изменения УИ двигателей и одновременной работы 2х ступеней...
Получилось следующие значения ХС на момент отделения ВКС:
-) для ВКС с Мстарт=10т   ХС=7780 м/с
0) для ВКС с Мстарт=20т   ХС=6480 м/с
1) для ВКС с Мстарт=30т   ХС=5650 м/с
2) для ВКС с Мстарт=40т   ХС=5060 м/с
3) для ВКС с Мстарт=50т   ХС=4600 м/с

Расчёты, конечно, +-лапоть (без учёта аэродинамических и гравитационных потерь, без пересчёта ускорений и т.п.), но некоторое представление дают.

Вопрос ламерский - для ВКС - можно использовать двигатели с  топливом азот+кислород?

Кислород с азотом???  :shock:
Есть у меня некоторые сомнения по этому поводу (имхо, разумеется)  :?

А зачем вам азот, если не секрет?

P.S.
Ежели кому интересно, скромнейше информирую, что для своих прожектов предполагал кислород-керосин для выведения и какую-нибудь вонючую гадость (возможно, с керосинкой или аммиаком) на орбите.

P.P.S.
Кстати, появилась тут у меня одна коварная мыслишка - на замену Прогресса... Завтра, наверное, расскажу.  :roll:

ЦитироватьВопрос ламерский - для ВКС - можно использовать двигатели с  топливом азот+кислород?

На воздухе  :shock:  :?:

а помнится мне, когда-то казанцев написал книжку "пылающий остров". и по той книжке ученые (наймиты империалистов) создали такой катализатор, который превращал реакцию 2O2+N2 (не уверен в валентности азота в данном случае) в экзотермическую...
для ракетчиков между прочим повод задуматься, а еще больший повод для двигателистов  :D

Вообще говоря, для ВКС+вторая ступень возможен вариант когда кабина есть конструктивно отдельная капслуа со своим САС и своей теплозащитой и ретродвигателями. Т.е. полноценный спасаемый аппарат. Такое вроде на шаттле хотели сделать, но до реализации не дошло. Зато на Спирали с самого начала было такое спроектировано.

Кстати, мне тут вдруг интересно стало: что здесь люди подразумевают под термином ВКС?

Воздушно-космический самолет. КК способный к планирующему полету и использующий атмосферу.

Ххехе :)
Ну, тогда Шаттл, Гермес и т.п. - ВКСы.
А как насчёт крылана, не выходящего на орбиту и использующегося как первая ступень? ;)
Спрошу по другому: суборбитальный самолёт ВКСом считается?

ЦитироватьХхехе :)
Ну, тогда Шаттл, Гермес и т.п. - ВКСы.
А как насчёт крылана, не выходящего на орбиту и использующегося как первая ступень? ;)
Спрошу по другому: суборбитальный самолёт ВКСом считается?

считай его разгонной ступенью ;)

Цитировать- Обслуживание многоразового аппарата - дорогое удовольствие. Это, как бы, аксиома. В нулевом приближении стоимость обслуживания прямо пропорциональна размерности аппарата и напичканности высокоэффективными (т.е. сложными) системами.

Размерность -- далеко не единственный параметр. Цена многоразовости гораздо больше зависит от скорости, с которой ступень входит в атмосферу, причем отнюдь не линейно. Скажем, если первая ступень -- дозвуковой самолет, то его повторное использование ничего не стоит в первом приближении. ;) Жаль только, что польза для вывода в космос от дозвукового самолета мизерная. Гиперзвуковой самолет немногим лучше: вместо того, чтобы подниматься в безвоздушное пространство и там разгоняться, он зачем-то бороздит атмосферу и тупо ее греет. К тому же гипервзвуковой самолет будет дико дорог в разработке. Вывод: спасать надо первую ступень классической ракетной конструкции, которую а) спасать легко и которая б) составляет большую часть всей системы вывода. Можно предложить простые и дешевые технологии спасения, как в смысле стоимости, так и в смысле потери выводимой ПН. Например, вертолетный подхват. А повторное исаользование последних ступеней оставить до лучших времен. Экономический провал шаттла заключается в том, что там повторно используется именно верхняя ступень, которую спасать тяжело поскольку она входит в атмосферу с первой космической. И потери ПН "на многоразовость" огромные: 4/5 коту под хвост.

Тады получается - Урал рулит ;)


ЗЫ. Только пожалуста не надо тут в суе поминать вертолетный подхват ;)

ЦитироватьЦена многоразовости гораздо больше зависит от скорости, с которой ступень входит в атмосферу, причем отнюдь не линейно.

Вот я бы не стал утверджать, что цена спасения зависит от скорости больше, чем от размера. Существенно - да. Но не больше.
Даже не так - цена спасения зависит от того, какая ступень. А от этого зависит ещё туева хуча факторов.

И многоразовость орбитального корабля системы Спейс Шаттл - это как раз его сильное место, ибо спасается самая дорогая часть системы (если не считать за части системы элементы инфраструктцры :) ).
Проблема Шаттла в том, что в него понапихали кучу всяко-разного. Это и пассаширский корапь, и транспортный... Классический образец поговорки "лучшее - враг хорошего".

Верхнюю ступень нужно спасать по-любому, без этого существенно снизить стоимость килограмма на орбите невозможно. Чтобы в этом убедиться - достаточно сравнить цены на КК Собз/Прогресс и их носители (подскажу - первые дороже).
первые ступени спасать, пожалуй, имеет смысл только если на них используются довольно совершенные и дорогие двигатели (РД-170/180/190). В противном случае, возможно, уменьшение эффективности ступени из за обеспечения мер по спасению, вкупе с затратами на спасение/обслуживание превысят выгоду от спасения.

Да и спасать ступень целиком, в принципе, не обязательно. Достаточно спасти только ДУ. Это позволит существенно упростить (и удешевить) процедуру спасения.

Урал - это тот который с ВРД и раскладными крыльями?
Что-то сильно сомнительно мне, что таким макаром можно спасти полноценную первую ступень. Она же (ступень) хрупкая довольно таки.

Хотя, такие вот крылатые хреновины можно использовать в кач-ве бустеров, если чисто системе не хватает ХС. Тем более, после просмотра небезызвестного видео с Дельтой - доверие к РДТТ несколько пошатнулось :)

ЦитироватьИ многоразовость орбитального корабля системы Спейс Шаттл - это как раз его сильное место, ибо спасается самая дорогая часть системы (если не считать за части системы элементы инфраструктцры :) ).

Потому и дорогая, что многоразовая. В неспасаемом грузовом варианте от него остались бы двигатели да обтекатель ПН, в пилотируемом еще и капсула.

ЦитироватьВерхнюю ступень нужно спасать по-любому, без этого существенно снизить стоимость килограмма на орбите невозможно. Чтобы в этом убедиться - достаточно сравнить цены на КК Собз/Прогресс и их носители (подскажу - первые дороже).
первые ступени спасать, пожалуй, имеет смысл только если на них используются довольно совершенные и дорогие двигатели (РД-170/180/190). В противном случае, возможно, уменьшение эффективности ступени из за обеспечения мер по спасению, вкупе с затратами на спасение/обслуживание превысят выгоду от спасения.

Совершенно не вижу никакой логики. Это явно какая-то религия. Верхнюю ступень надо спасать по-любому и все тут. А нижнюю только если...

ЦитироватьДа и спасать ступень целиком, в принципе, не обязательно. Достаточно спасти только ДУ. Это позволит существенно упростить (и удешевить) процедуру спасения.

Можно, хотя это и усложняет систему и дальнейшее межполетное обслуживание. Тут навскидку не скажешь.

ЦитироватьТолько пожалуста не надо тут в суе поминать вертолетный подхват ;)

Упоминал, упоминаю и буду упоминать. :lol: Потому как дешево и сердито.

ЦитироватьУрал - это тот который с ВРД и раскладными крыльями?

Нет, это который Oural

Еще раз задаю тот же вопрос. Зачем нужно закладывать в проект ДОРОГУЮ ступень, когда можно получить ПН втрое выше на ДЕШЕВОЙ? Почему, по вашему, не делают многоразовые РБ? ;-)


По моему, наивыгоднейшим варинатом при текущем уровне технологии будет многоразовый низ и одноразовый верх. Низ при этом может быть просто вертикальной ступенью, может быть самолетом-разгонщиком, это непринципиально. Главное, что для его спасения нужны более простые технические средства, это раз. И два - удельный вес этих средств в орибтальной ПН составляет примерно 0.3. И главное - что можно обеспечить малый относительный вес верхней ступени. Что дает при схеме ASSTO непропорциональный выигрыш в ПН ;-).

ЦитироватьЕще раз задаю тот же вопрос. Зачем нужно закладывать в проект ДОРОГУЮ ступень, когда можно получить ПН втрое выше на ДЕШЕВОЙ? Почему, по вашему, не делают многоразовые РБ?  

Это вот к чему?  :|
В смысле - эт аргумент за что и против чего?

ЦитироватьПо моему, наивыгоднейшим варинатом при текущем уровне технологии будет многоразовый низ и одноразовый верх.

Для чисто самостоятельной ПН (модули, спутники и т.п.) - да.
Для кораблей снабжения и пилотируемых - нет. Слишком уж много в них понапихано дорогих примочек, чтобы каждый раз спускать в унитаз.
Можно сообрезить и микс этих концепций - многоразовый низ и одноразовый верх, на котором выводится многоразовый корапь/капсула...

ЦитироватьГлавное, что для его спасения нужны более простые технические средства, это раз.

Крылья, парашюты - чего проще-то?



 :arrow:  Э-эх, все материалы на старом винте. Посчитал сегодня на бумажке. Концепт примерно такой:
Чисто грузовичок.
Ставится на 2ю ступень Союза.
Масса при отделении - 10т. Скорость при отделении что-то около 7700 м/с (в этом не уверен, пересчитать надо).
Масса топлива (кислород-керосин) для довыведения - 4,8т (УИ=3400м/с)
Масса орбитального топлива - 0,8т (УИ=3000м/с  ХС~500м/с - какая-нибудь самовоспламеняющаяся вонючая гадость).
Соответственно, полная сухая масса - 4,4т.
ПН - 1т. ТЗП - 1т. Полный объём баков выведения - 4,7 м^3.
Вся ДУ, топливная система, баки и капсула для ПН включая стыкузел - 1,5..1т.
На конструкцию и систему спасения остаётся 1..1,5т.

Диаметр порядка 2..2,2м, длина полная менее 7м. По форме - утюжок с щитками сзади. После торможения опускается на парашюте (а лучше на параплане) в воду (можно и на землю, но придётся раскошеливаться на шасси какое-нибудь и двигатели мягкой посадки).

ПН маловата... :( Конечно, если из всего чего можно "выжать" массу - можно, наверное, кил на 500-1000 увеличить.  :(

Я имею в виду, что если у нас есть два способа решения проблемы - дешевый и дорогой, то почему надо предпочитать _дорогой_ способ?

Применительно к КК - Прогресс стоит ДЕШЕВЛЕ мини-Клиппера или там мини-Спирали. Думаю, при той же массе - раза в три. При этом он несет большую ПН - 2.5 тонны против 1 тонны. Даже если взять вес пропорционально сухой массе на орбите - 5 тонн против 10, все равно будет ПН у Прогресса выше.

Поэтому я и говорю - многоразовый КК нужен в ДВУХ случаях.

1) это пилотируемый КК, и его сложность окупает его спасение. Экономическую эффективность _дорогого_ КК оставим за рамками ;-)

2) это КК совершающий очень частые челночные рейсы земля-орбиты-земля. Т.е. имеющий возможность окупиться за относительно короткое время.

Если не выполняется хотя бы одно из этих условий, думаю, проще клепать КК капсульного типа так же как и разгонные ступени. Еще и по стоимости их оптимизировать и унифицировать с серийными РБ. Т.е. применительно к Союзу - вниз поставить Фрегат, на него - увеличенный в размере до 3м СА, а сверху СА - новый бытовой отсек, тоже 3 м диаметром, с СБ и тепловыми радиаторами, и туда же засунуть систему торможения для схода с орбиты на долгохранимом топливе, как вариант - ТТРД САС.
Тогда Фрегат работает на довыведение и на подьем орбиты на уровень МКС, а в составе МКС корабль находится уже без РБ, только ОО и СА, РБ после стыковки или незадолго до нее отстыковывается и затапливается.
Прогресс выглядит как тот же Фрегат пристыкованный к удлиненному ОО - 3х6 м. Ну чем не ATV? ;-)

ЦитироватьЯ имею в виду, что если у нас есть два способа решения проблемы - дешевый и дорогой, то почему надо предпочитать _дорогой_ способ?

Почему вы считаете именно многоразовый "верх" дорогим способом? По мне так эксплуатация здоровенного разгонщика, созданного на переднем крае технической ткскзть мысли будет в разы дороже.

ЦитироватьПоэтому я и говорю - многоразовый КК нужен в ДВУХ случаях.

Ага. И я с этим категорически и полностью согласен.
Есть, правда, одно "но". Даже два.

Цитировать1) это пилотируемый КК, и его сложность окупает его спасение. Экономическую эффективность _дорогого_ КК оставим за рамками

А грузовик типа прогресса по технической начинке - тот же "пилотируемый КК". Только ограничения по перегрузке не такие жесткие.
Комплекс бортовых систем примерно тот же. СЖО тоже в принципе нужна (по крайней мере давление и температурный режим поддерживать нужно). Такшта...  :roll:

Цитировать2) это КК совершающий очень частые челночные рейсы земля-орбиты-земля. Т.е. имеющий возможность окупиться за относительно короткое время.

От по этому меня уменьшеная вдвое ПН не ввергает в состояние паники.
Меньше ПН = больше запусков = "частые челночные рейсы земля-орбиты-земля".
И если две РН + межполётное обслуживание такого утюга обойдутся существенно дешевле одного пуска Прогресса - остаётся единственный вопрос - получится ли клепать столько РН  :?

Да, и ещё - объясните всё таки, если не трудно - что именно вы считаете... э-э-э... _дорогоим_ КК - любой многоразовый орбитальный корабль?

P.S.
А если удастся из "утюга" выжать 1.5 тонны ПН - понадобится всего полторы РН  :roll:

ЦитироватьПочему вы считаете именно многоразовый "верх" дорогим способом? По мне так эксплуатация здоровенного разгонщика, созданного на переднем крае технической ткскзть мысли будет в разы дороже.

А зачем "на переднем слое"? Нам шашечки или ехать?
Лучше делать на уже дешёвых технологиях 10-50-летней давности...

ЦитироватьА грузовик типа прогресса по технической начинке - тот же "пилотируемый КК". Только ограничения по перегрузке не такие жесткие.
Комплекс бортовых систем примерно тот же. СЖО тоже в принципе нужна (по крайней мере давление и температурный режим поддерживать нужно). Такшта...  :roll:

А вот тут "Паром" и пригодится :)

Вот что понимать я категорически отказываюсь, так это "Паром".
То есть для полётов "далеко" (высокие орбиты, Луна и т.п.), возможно, оно и неплохо.
Но нафейхоа заниматься извращённым сексом с этой хреновиной там, где можно летать своими силами я понять не могу.  :|

ЦитироватьВот что понимать я категорически отказываюсь, так это "Паром".
То есть для полётов "далеко" (высокие орбиты, Луна и т.п.), возможно, оно и неплохо.
Но нафейхоа заниматься извращённым сексом с этой хреновиной там, где можно летать своими силами я понять не могу.  :|

Да
Причем что характерно, для полетов "далеко" тот Паром, который конкретно заявлен не годится совсем
"Извращенный секс", ага
А что - это щас модно :wink:  :mrgreen:

Первая ступень в смысле нагрева не сильно отличается от того же SS1. Т.е. в силу того что нагрев разовый, ей вполне достаточно иметь просто жаропрочную обшивку, например из жаропрочной стали. А не очень дорогую и капризную волоконную плитку как у SS.

Далее, почему я полагаю верхнюю ступень дорогой. Да потому что она ТЯЖЕЛАЯ. Многоразовая ступень, можно это принять за аксиому, при той же стартовой скорости и высоте разделения, том же двигателе и той же полной массе, выводит в 2.5-3 раза меньшую ПН чем одноразовая.

То есть нам надо в 2.5-3 раза больше рейсов разгонщика и рейсов самой многоразовой ступени. Иначе говоря, на ту же самую ПН надо потратить в 2.5 раза больше ресурса разгонщика, который большой, но не резиновый - и в 2.5 раза больше ресурса многоразовой ступени (в.т.ч. ее двигателей), который ТОЧНО не резиновый. Да плюс еще проводить аммортизацию этой многоразовой ступени, стоимость изготовления которой будет самый минимум раза в 4 выше чем у одноразовой - масса больше, и технический уровень выше, кто не верит - посмотрите на Протон и на Буран. Стоимость Бурана включая разработку была порядка 500 мегабаксов, сухая масса - 70 тонн. Стоимость Протона с той же суммарной сухой массой - 35 мегабаксов. Т.е. разница в 15 раз. Эти 15 раз умножаем на 2.5 - и еще не забываем аммортизацию разгонщика, которая того же порядка что аммортизация многоразовой верхней ступени. Итого 30-35 раз. И ЕЩЕ умножаем на 2.5. Итого - 80 раз. Вот столько раз должен слетать многоразовый челнок в космос чтобы быть выгодным. Причем это без замены двигателей и прочих запчастей - это чисто отбив стоимости разработки и изготовления.

Именно поэтому я и говорю, что при текущем уровне технологии выгодно делать многоразовый разгонщик как средство оптимизации конфигурации ракеты (вполне достаточно им набрать порядка 2-2.5 км/с скорости -  2 по горизонтали и 1 по вертикали, а дальше работает уже очень простая верхняя ступень которая тянет ПН до орбиты), но НЕвыгодно делать многоразовую верхнюю ступень - снижение ПН умноженное на увеличение стоимости не окупается многоразовостью.

Но это не совсем правильно для КК. Т.е. надо КК конечно тоже оптимизировать по критерию стоимость/пн, однако в КК есть много такого, что независимо от оного критерия все-таки окупает полное спасение ДАЖЕ если это невыгодно с точки зрения стоимости килограмма ПН на орбите ;-)

ЦитироватьВот что понимать я категорически отказываюсь, так это "Паром".
То есть для полётов "далеко" (высокие орбиты, Луна и т.п.), возможно, оно и неплохо.
Но нафейхоа заниматься извращённым сексом с этой хреновиной там, где можно летать своими силами я понять не могу.  :|

В представленном варианте Паром конечно сон разума. А сама идея - хороша.
Ведь многоразовость может быть обеспечена за счёт того, что мы многоразовую часть на Землю и не спускаем. Ведь на этапе вывода рулит комп РН - а груз летит пассивно.

Моя ерундовина...
(http://cyberdesign.ru/list/TN_new6.JPG)
Вообще-то эта ерунда должна с ИЛ-76 стартовать...
Но и с земли можно научить... на метан, кстати, вместо керосина перейти...

Хм. Забавная парочка.  :?
Характеристики не дадите?
Массы, УИ, Тяги, Компоненты...

Высота разделения ~10000м. Масса КЛА - 35000 кг.
Система двух ступенчатая.
Окислитель - Кислород  (1440 кг/м3)
Горючее - Керосин (800 кг/м3)
Массовое отношение компонентов топлива - 2,726
Характеристическая скорость – 8900 м/c

Первая ступень, снабженная крылом
Масса со второй ступенью или военной ПН - 35000 кг
V= 4717 м/c; Vист = 3400 м/c
Масса топлива - 26260 кг
Масса горючего (керосин) - 7050 кг
Масса окислителя (кислород) - 19210 кг
1) Бак горючего - 250 кг
2) Бак окислителя - 350 кг
3) Крылья - 300 кг
4) Маршевая ДУ - 350 кг
5) Несущая ферма - 1230 кг
6) Носовой обтекатель - 50 кг
7) Обшивка - 180 кг
8 ) Пилоны - 140 кг
9) Система управления - 100 кг
10) Стабилизаторы - 100 кг
11) Теплозащита - 550 кг
12) Шасси - 210 кг
13) Другие узлы и системы - 130 кг
Итого:
Масса сухой ступени – 3940 кг
Масса заправленной ступени - 30200 кг.

Орбитальная ступень (4800 кг)
V=4183 м/c; Vист = 3400 м/c
Масса топлива - 3400 кг
Масса горючего (керосин) - 914 кг
Масса окислителя (кислород) - 2486 кг
Масса корпуса орбитальной ступени ~220 кг
Масса баков окислителя ~ 190 кг
Масса баков горючего ~75 кг
Масса шар баллонов ~ 20 кг
Масса теплозащиты днища ~ 120 кг
Масса теплозащиты "спины" ~ 60 кг
Масса маршевой двигательной установки ~ 60 кг
Масса парашютного контейнера ~100 кг
Масса системы управления ~ 45 кг
Масса двигателей ориентации ~ 60 кг
Полезная нагрузка ~ 450 кг; "Сухая" масса вместе с ПН 1400 кг.

Люминий по кругу? Хм.
Что-то как-то немного стрёмно.
200 кг шасси на 4 тонны посадочной массы? Хм-м-м... Возможно.

Сильно смущают 2 момента:
1) У первой ступени скорость, всё таки, порядочная. Как там с температурой при торможении - ТЗП не нужно?
2) Что-то ПН маловата. И её, похоже, придётся ещё довыводить - ХС, имхо, маловата...

Баки первой ступени хитрые... днища люминий, обечайка композит + вмотанные шпангоуты (см. ссылки в ЛС). Поэтому такие легкие. На первой ступени баки фактически подвесные, лежат на хитрой конструкции (опять же смотри ссылки).
ТЗП на первую ступень заложено – не хилый навесной экран внизу – 550 кг (на чертежах виден).
ХС считал в "ратмане", при отделение от ИЛа на высоте 10 км такая получается.
Экономия по сравнению с наземным стартом – 800 м/c
Вторая ступень минишаттл выходит на орбиту.
И в ее отсеке ПН – 450 кг.
http://www.cyberdesign.ru/list/list01.jpg
Кристаллами маяться там или белками какими. В общем замена "Фотону"
Если перейти на метан, да модернизировать немного, можно от воздушного старта отказаться, запускать вертикально.

Там задний нижний двигатель ДУ ориентации "светит" прямо в щиток - это ничего?


 :cry:
Грустно мне сегодня.
Двухступенчатая система. Мстарт=850т. Мпн=5т.
Обе ступени кислород-керосин.
ИУ=3500 м/с. (Рк=15МПа, Ра=0,01МПа (H=20км), пустотный 3700 округлил до 3500)
На первой ступени ещё и 4-6 ВРД суммерной тягой 80-100т.

3500ln((100+600+150)/(100+150))+3500ln((120+30)/(30))=9900 м/с.
Это без ПН. С ПН в 5т ХС получается 9440 м/с.
С ПН 8т - 9190 м/с.

Вторая ступень сверху на первой. первая взлетает горизонтально, на ВРД поднимается до 19-20 километров. Минут за 30 справится? Тонн 20-30, наверное, на это спустит.
Затем на этой высоте запускаются ЖРД ну и дальше оно летит.

1я ступень  :arrow:  примерно 4250 м/с.


Почему грустно?Потому что для обеспечения стоимости 1000$/кг, пуск должен стоить всего 5М$. :( И это с двигателями уровня РД-170/180.



 :idea:
В порядке бреда - если в фюзеляж среднестатистического пассажирского самолёта залить кислород-водорода и слегка его облегчить (на массу, равную массе баков H2 и О2) - можно получить ХС порядка 6 км/с.
Если широкофюзеляжника (Ил-86, Б-747) - то уже 7 км/с.
 :roll:

Настроение улучшается :)

Мстарт=510 т   Мпн=10 т
3300ln((60+400+50)/(60+50))+3300ln(50/14)=9262 м/с

1 ст:
Типа ВКС. Сухая масса около 50-60т.
Двигатели: 2хРД-180 + 1хРД-191 + 6хВРД. (Либо - 4..5хРД-191 + 4..6 ВРД)
Топливо: кислород-кнросин 400т + 20..25т керосина для ВРД.

2 ст:
Одноразовая.
Двигатель - что-то типа НК-39 (А хорошо бы - отмасштабированный по тяге до 20..30т).
Сухая масса - 4 т.
Масса топлива (кислород-керосин) - 36 т.
ПН - 10 т.

( Либо ВКС из начала этой темы для катания пассажиров и багажа на орб станции. )


Схема:
ВКС на ВРД взлетает горизонтально и набирает высоту ~15..20 км (ну хотя бы 10-12). Там запускаются ЖРД, ВРД отключаются и ВКС делает суборбитальный прыжок, разгоняясь до 5 км/с, и постепенно отключая двигатели для уменьшения перегрузок (Gmax=4). В невесомости и вакууме, после выключения двигателей, преспокойно и беспроблемно отделяется вторая ступень и летит по своим делам.
ВКС садится на аэродром (предполагается, что ещё тонн 5 керосина у него остаётся), заправляется и не спеша летит на базу.

Проблемы:
1) Залить в 60..65 тонн ВКСа 400 тонн керосина и кислорода.
2) На 4-6 ВРД поднять его сначала в воздух, затем на 10-20 км.
3) Извернуться как-нибудь, чтобы за врмя подъёма выкипело как можно меньше кислорода.

Вкусности:
Вторая ступень одноразовая - допустим, 1М$.
Если удастся обеспечить полную стоимость одного полёта ВКСа в 4М$ - получим кг на орбите за 500$! (2500$, если вторая ступень пассажирский ВКС)  :?  8)  :roll:

Баки получаются что-то около 8-12 т.
ДУ, наверное, тонн 15-18, включая ВРД.
Пойду посчитаю массу элементов и нарисую пару картинок.

Граждане специалисты. Окиньте своим (полу)профессиональным взглядом скромные плоды моего больного сознания, и, если вас не затруднит, дайте свою оценку по следующим вопросам:

1) Какая нужна тяга ВРД, чтобы поднять ЭТО в воздух? Взлёт - горизонтальный.
2) Можно ли это на ВРД из вопроса 1 поднять на 10 км, затратив на это не более 30 т керосина?

-----------------------
http://globalproject.narod.ru/xplane/AKS.JPG
-----------------------

Вот кой-какие циферки. Может пригодятся:

Длина - 32 м
Размах крыльев - 16 м
Хорда крыла по корню - 12,5 м
Хода крыла по законцовке - 3 м
Высота вертикального оперения - 4 м
Хорда вертикального оперения по корневому сечению - 7,8 м (без учёта наплыва)
Ширина фюзеляжа - 7м
Высота фюзеляжа - 3,8 м
Сечение фюзеляжа - примерно прямоугольное со скруглёнными верхними углами.
Диаметр второй ступени или контейнера ПН - 2(3) м
Полная длина второй ступени или контейнера ПН - не более 20 м
Сухая масса самолёта-разгонщика - 60 т
Масса топлива самолёта-разгонщика - 400 т
Полная масса второй ступени - 50 т

Разумеется, я ещё не смотрел будет ли это оно в такой конфигурации вообще летать (надо хотя бы X-plane поставить), так что форма, размеры и расположение крыльев чисто условные - меняйте как хотите.

5 км/c скорости разделения имхо много. Достаточно 3-4. Там сильно нагрев зависит от скорости - как третья степень (время на величину пика). Т.е. с 3 км оно нагреется на 200С допустим, а с 5 - на 800. Первое не так страшно, а второе надо специально парировать ТЗП. В то же время, для второй ступени дает довольно большой выигрыш сам факт выхода за атмосферу и обнуления гравитационных потерь, дальше она сама справится.

Глянул картинку. Если бы меня спросили (с) - я бы делал по другому. Во первых, никакой ракеты на горбе - только внутрь. В крайнем случае - многоразовую ступень на верхнюю подвеску, а одноразовую - внутрь, в многоразовом варианте просто берем больше горючего в бак в грузовом отсеке. Во вторых, разместить баки так - горючее - грузовой отсек - окислитель. Стабилизаторы - шайбы на концах крыла, ТРД под крылом, ЖРД - в плоскости крыла, по бокам от ТРД - шасси, на уровне задней стенки бака горючего - большой цельноповоротный стабилизатор, он же ПГО, передняя стойка примерно там же, можно в наплывах по бокам все того же бака горючего. Ну, и плюс элероны на основном крыла. В общее, Хотол с ПГО ;-).

Цитировать5 км/c скорости разделения имхо много. Достаточно 3-4. Там сильно нагрев зависит от скорости - как третья степень (время на величину пика). Т.е. с 3 км оно нагреется на 200С допустим, а с 5 - на 800. Первое не так страшно, а второе надо специально парировать ТЗП. В то же время, для второй ступени дает довольно большой выигрыш сам факт выхода за атмосферу и обнуления гравитационных потерь, дальше она сама справится.

Звучит хорошо, только вот вторая ступень предполагается одноразовой. Так как время разгона с суборбитальной траектории у нас ограничего - оно определяет потребную тягу ДУ второй ступени.
Чем меньше скорость разделения - тем больше стоимость одноразового элемента (верхней ступени).
Имхо, 4000 - где-то близко к оптимуму по критериям простоты 1й ступени и стоимости второй.

ЦитироватьГлянул картинку. Если бы меня спросили (с) - я бы делал по другому. Во первых, никакой ракеты на горбе - только внутрь. В крайнем случае - многоразовую ступень на верхнюю подвеску, а одноразовую - внутрь, в многоразовом варианте просто берем больше горючего в бак в грузовом отсеке. Во вторых, разместить баки так - горючее - грузовой отсек - окислитель.

Внутрь целиком убирать - нерационально. Слишком много массы первой ступени уходит на этот "чехол". Достаточно убрать во внутреннюю полость только ПН (избавляемся от обтекателя), а сама вторая ступень пусть себе спокойно наружу торчит. она гладенькая - сильно не помешает.
Кроме того, не вполне понимаю, почему не надо ставить вторую ступень наверх? Разделяться-то они будут вне атмосферы и в невесомости, так что, грубо говоря, место размещения особой роли не играет. Зато если вторая будет лежать на первой - обе ступени выйдут несколько легче.

ЦитироватьСтабилизаторы - шайбы на концах крыла, ТРД под крылом, ЖРД - в плоскости крыла, по бокам от ТРД - шасси, на уровне задней стенки бака горючего - большой цельноповоротный стабилизатор, он же ПГО, передняя стойка примерно там же, можно в наплывах по бокам все того же бака горючего. Ну, и плюс элероны на основном крыла. В общее, Хотол с ПГО .

М-м-м... я тут свой самолётик продул слегка (Lin, спасибо за прогу), и вылезла другая проблема. :
   Предполагается горизонтальный старт. Взлётная масса 500-530 тонн.
Так вот, с таким корпусом и такими... гхм-гхм... крыльями, получается, что самолётик на взлёте (угол атаки - 8 градусов, скорость - 320 км/ч) должен весить не более 25 тонн. :(
То есть такая макака (Мпос=60т) даже сесть не сможет. Даже если предположить, что прога налажала раза в 2-3.

Поэтому, очевидно, дальше первая ступень будет "раскатываться" в горизонтальной плоскости в плоский треугольник и отращивать длинные узкие крылья...
Компоновку я предполагаю такую: в "фюзеляже" два циллиндрических бака с окислителем; между ними сверху отсек для второй ступени (или сама вторая ступень с "ангаром" для ПН); керосин залит в крылья и свободные полости фюзеляжа; ЖРД (3..4 штуки) - веростно, треуголиком (см SS), либо в ряд; ВРД на фюзеляже или на крыльях; возможно ПГО.