Увеличение массы ПН на КК Союз на 1 тонну за счёт довыведения
По порядку:
1. Сначала рассмотрим РН Протон-М: 3-х ступенчатая РН Протон выводит 22 тоны на опорную орбиту (Нкр=200 км, i=51.6°)
4-х ступенчатая РН Протон выводит на ту же опорную орбиту 25.3 тонны: ПН + РБ Бриз-М с остатками топлива. Такой эффект получается за счёт довыведения с помощью четвёртой ступени. Для довыведения из Бриза-М тратится 2.8 тонн топлива. То есть ПН на опорной орбите увеличивается на 15%.
2. Вернёмся к КК Союз. Вся красота даной модернизации заключается в том, что КК Союз уже имеет двигательный отсек! Этот отсек является неотемлемой и жизненно важной частья КК. Всё что необходимо сделать - увеличить размер топливных баков этого двигательного отсека!!! Такая модернизация технически не сложна и экономически не дорога.
РН Протон выводит, примерно, в 3 раза больший ПН, чем РН Союз.
Тяга двигателя КК Союз, примерно, в 3 раза меньше тяги двигателя РБ Бриз-М.
Таким образом, если КК Союз будет сам себя довыводить на орбиту, то его общая масса на опорной орбите может быть увеличена на ~15%. На 15% больше чем масса ПН выводимой РН Союз.
В случае РН Союз-2-1б общая масса КК Союз на опорной орбите будет 8250 кг + 15% = 9487 кг.
При этом КК Союз должен будет затратить ~900 кг на собственное довыведение (1/3 от случая в примере РН Протон).
На сколько увеличится масса топливных баков? Судя по РБ Фрегат и РБ Бриз-М на ~1/10 от массы дополнительного топлива.
В итоге сухая масса корабля возрастает на 100 кг, а масса выводимой полезной нагрузки на 900 кг!!!
В случае теперешней РН Союз-ФГ масса КК Союз на опорной орбите будет 7130 кг + 15% = 8200 кг. На 1000 кг больше чем КК Союз-ТМА!
Ну как, всё правильно, нигде не ошибся?
Зачем всё это надо?
1. Можно увеличить топливный отсек КК Союз. Тогда можно будет доставлять больше топлива к МКС и использовать это топливо для поднятия орбиты МКС. В итоге снизится требумое количество КК Прогрессов для этого дела. Хдесь может быть большая экономия, которая вообще может экономически оправлать эту затею.
2. Можно увеличить БО.
3. Можно везти дополнительные грузы на МКС в БО.
4. Новый топливный отсек будет также использоваться и на КК Прогресс. Это приведёт к увеличению ПН на Прогрессах.
5. Можно сразу сделать «правильный», «идеальный» КК Союз-Л (Лунный), но использовать его не только для полётов на Луну, но и для полётов к МКС. «Правильный» КК Союз-Л это такой Союз, который имеем ХС достаточную, чтобы затормазить себя у Луны (для выхода на орбиту Луну при полёте по трассе Земля-Луну) и достаточную ХС чтобы улететь от Луны к Земле. Такой Союз будет иметь массу ~14.2 тонн (заправленный), запасов топлива в нём ~7.1 тонн. Сухая масса КК Союз-Л ~7.1 тонн. С довыведением, такой корабль будет выводить к МКС больший ПН, чем теперешний Союз-ТМА на теперешней РН Союзе-ФГ !!!
Варианты "увеличенного Союза" рассматривались в 80-х, когда планировалась пересадка на РН "Зенит". Жаль, не получилось...
ЦитироватьУвеличение массы ПН на КК Союз на 1 тонну за счёт довыведения
По порядку:
1. Сначала рассмотрим РН Протон-М: 3-х ступенчатая РН Протон выводит 22 тоны на опорную орбиту (Нкр=200 км, i=51.6°)
4-х ступенчатая РН Протон выводит на ту же опорную орбиту 25.3 тонны: ПН + РБ Бриз-М с остатками топлива. Такой эффект получается за счёт довыведения с помощью четвёртой ступени. Для довыведения из Бриза-М тратится 2.8 тонн топлива. То есть ПН на опорной орбите увеличивается на 15%.
Ну как, всё правильно, нигде не ошибся?
Ошиблись. Протон-М выводит на ЛЕО не 22 а 26 тонн - 22 тонны ПН и 4 тонны последняя ступень. В Вашем варианте получается 25 тонн - вес на орбите уменьшается.
В вашем варианте Бриз играет роль последней ступени. Его масса должна учитываться как масса последней ступени а не ПН. А ПН у него тонн 5 всего. Если вы четырёхступенчатым Протоном решите вывести на ЛЕО 25 тонн настоящей ПН то у вас это просто не получится. Бриз потребуется упрочнить и соответственно утяжелить а за счёт слишком маленькой тяговооружённости гравитационные потери превысят эффект от снижения сухой массы. Реально ПН даже уменьшится.
Поэтому ни о каком повышении ПН на 15% и даже прсто повышении нет и речи. Поэтому при выведении на ЛЕО на ракеты и не ставят "лишние" ступени.
Не совсем так. Действительно, использовав движки Союза для донабора этак 200-300 м/с скорости можно получить приличный выигрыш на орбите. Небольшой проигрыш при этом будет из-за того что лишние баки придется тащить на МКС и обратно, с дельта-в порядка 400 м/с.
И еще вопрос безопасности - так Союз оказывается на низкой орбите, а так - на суборбитальной траектории и если с движком что-то случится, плавать ему в океане ;-).
ЦитироватьЦитироватьУвеличение массы ПН на КК Союз на 1 тонну за счёт довыведения
По порядку:
1. Сначала рассмотрим РН Протон-М: 3-х ступенчатая РН Протон выводит 22 тоны на опорную орбиту (Нкр=200 км, i=51.6°)
4-х ступенчатая РН Протон выводит на ту же опорную орбиту 25.3 тонны: ПН + РБ Бриз-М с остатками топлива. Такой эффект получается за счёт довыведения с помощью четвёртой ступени. Для довыведения из Бриза-М тратится 2.8 тонн топлива. То есть ПН на опорной орбите увеличивается на 15%.
Ну как, всё правильно, нигде не ошибся?
Ошиблись. Протон-М выводит на ЛЕО не 22 а 26 тонн - 22 тонны ПН и 4 тонны последняя ступень. В Вашем варианте получается 25 тонн - вес на орбите уменьшается.
В вашем варианте Бриз играет роль последней ступени. Его масса должна учитываться как масса последней ступени а не ПН. А ПН у него тонн 5 всего. Если вы четырёхступенчатым Протоном решите вывести на ЛЕО 25 тонн настоящей ПН то у вас это просто не получится. Бриз потребуется упрочнить и соответственно утяжелить а за счёт слишком маленькой тяговооружённости гравитационные потери превысят эффект от снижения сухой массы. Реально ПН даже уменьшится.
Поэтому ни о каком повышении ПН на 15% и даже прсто повышении нет и речи. Поэтому при выведении на ЛЕО на ракеты и не ставят "лишние" ступени.
Нет, не ошибся.
Про пример с Протом, наверно, я не совсем ясно выразился. Я не говорил: 4-х ступенчатый Протон выводит 25 тонн ПН на ЛЕО. Я говорил, что на ЛЕО получается 25.3 тонны (связка: 5.6 тонн ПН + 2.5 тонн сухой РБ Бриз-М + 17.2 тонн топлива в РБ Бриз-М).
Пример с Протоном я использовал для того чтобы показать аналогию с РН Союз: Протон, примерно, в 3 раза больше РН Союз,
4-я ступень РН Протон (Бриз-М) это аналогия двигательно-топливного отсека КК Союз (играющий роль как бы 4-ой ступени РН Союз в моём примере).
Эх, как бы это вам объяснить. :roll:
Связка: ПН + РБ Бриз-М это как бы аналог КК Союз.
Вычисления не точные, а эмпирические. Абстрагироваться умеете?
Только на Протоне всё это дело в 3 раза больше и мощнее чем на РН Союз.
Ну вот, если вы абстрагируетесь, то поймёте, что при соответствующем увелечении топливного отсека на КК Союз и довыведении с помощью КК Союз на орбиту можно вывести КК Союз именно той массы, которую я указываю (9500 кг для РН Союз-2 и 8200 для РН Союз-ФГ).
Первые три ступени РН Союз при этом переделывать не надо.
ЦитироватьИ еще вопрос безопасности - так Союз оказывается на низкой орбите, а так - на суборбитальной траектории и если с движком что-то случится, плавать ему в океане ;-).
Да, это вы правильно заметили, первые три ступени РН Союз выведут КК Союз на суборбитальную траекторию.
На счёт безопасности. Двигатель КК Союз разработан и изготавливается с резервом безопасности. Часто ли он отказывал за последние 30 лет? Наверно, ни разу. Тем более это будет первое включение. Даже неудачный Блок-Д всю свою историю отрабатывал первое включение. :wink:
Когда техника отрабатывается до опредлённой степени надёжности необходимость в её дублировании отпадает. Мы же не запасной парашют тут выбрасываем. А что если третья ступень РН откажет? :wink:
ЦитироватьДействительно, использовав движки Союза для донабора этак 200-300 м/с скорости можно получить приличный выигрыш на орбите. Небольшой проигрыш при этом будет из-за того что лишние баки придется тащить на МКС и обратно, с дельта-в порядка 400 м/с.
Всё таки выигрыш намного больше чем проигрыш. :wink:
"...если даст отказ вторая мы в Алтай или в Китае,
если третия откажет здраствуй Тихий океан." :wink:
(С) Ю. Визбор
Кстати, Шаттл, ЕМНИП довыводится.
ЦитироватьЧасто ли он отказывал за последние 30 лет? Наверно, ни разу.
Ну, как же?
Рукавишников, Иванов - отказ КТДУ, по-моему даже взрыв КС основного движка;
Ляхов, Моманд - отказ "мозгов", ответственных за включение КТДУ.
Оба случая сопровождались достаточно длительным анализом ситуации, перед повторным включением. Боюсь, такого времени не будет в случае полета КК Союз по суборбитальной траектории...
ЦитироватьКстати, Шаттл, ЕМНИП довыводится
Да, конечно. Но при отказе ДУ, для шаттла есть резервные полосы на каких-то островах в Атлантике и Индийском (ЕМНИП) океане, а также в Испании, которые готовы принять шаттл..
А Союзу полоса - оно и не надо. Нужно только быть готовым к проведению спасательной операции. Что, правда, может быть не совсем простым делом - в зависимости от момента отказа двигателей разброс точки приземления будет огромен. Впрочем, при отказе 3-й ст. сейчас - тоже самое. Несколько проще, если закладываться на незапуск двигателя довыведения.
А что такого? неужели Союз в окане утонет?
Тем более все эти отказы были давно, а сейчас союз надежная машина. По моему плюсы такой модернизации значительно перевешивают минусы.
ЦитироватьВарианты "увеличенного Союза" рассматривались в 80-х, когда планировалась пересадка на РН "Зенит". Жаль, не получилось...
:shock:
Об этом поподробнее можно? А ссылочку?
ЦитироватьКстати, Шаттл, ЕМНИП довыводится.
С Шаттлом не всё так просто. "Довыведение" сделано с целью обеспечить вход в атмосферу внешнего бака на первом витке.
А с целью увеличения массы выводимой ПН "лишнее" топливо которое есть в Шаттле сжигается гдето посредине активного участка (Лисс может сказать точнее). То есть энергетически выгодне спалить топливо гдето в средине участка выведения нежели чем тащить его до орбиты и там с его помощью "довыводиться".
Но правда у Шаттла ситуация другая нежели чем у Союза. Бак по сравнению с Шаттлом весит значительно меньше чем третья ступень по сравнению с Союзом. И удельный импульс двигателей SSME значительно выше чем двигателей OMS. Поэтому перераспределять ХС от SSME к OMS не выгодно.
ЦитироватьРукавишников, Иванов - отказ КТДУ, по-моему даже взрыв КС основного движка;
Разрушение газогенератора.
ЦитироватьЦитироватьРукавишников, Иванов - отказ КТДУ, по-моему даже взрыв КС основного движка;
Разрушение газогенератора.
Ах, да... Были ПОДОЗРЕНИЯ, что КС КТДУ... Поэтому так долго решали - включать ли запасной движок...
ЦитироватьНет, не ошибся.
Про пример с Протом, наверно, я не совсем ясно выразился. Я не говорил: 4-х ступенчатый Протон выводит 25 тонн ПН на ЛЕО. Я говорил, что на ЛЕО получается 25.3 тонны (связка: 5.6 тонн ПН + 2.5 тонн сухой РБ Бриз-М + 17.2 тонн топлива в РБ Бриз-М).
Нет ошиблись! Я же вам объяснил: в случае без Фрегата масса на ЛЕО оказывается БОЛЬШЕ чем в случае с Фрегатом. (связка ПН+третья ступень). И общая масса и масса непосредственно самой ПН без Фрегата БОЛЬШЕ чем с Фрегатом.
ЦитироватьЭх, как бы это вам объяснить. :roll:
Очень просто. Посчитайте характеристическую скорость третей ступени исходно и в вашем варианте. В вашем варианте ХС третей ступени + довыведение.
ЦитироватьСвязка: ПН + РБ Бриз-М это как бы аналог КК Союз.
Вычисления не точные, а эмпирические. Абстрагироваться умеете?
Только на Протоне всё это дело в 3 раза больше и мощнее чем на РН Союз.
Абстрагироваться не умею. Конкретно мыслить умею.
Вам же показано: ПН на Протоне НЕ УВЕЛИЧИТСЯ. Вес топлива и баков увеличится. А ПОЛЕЗНОЙ нагрузки - нет. С чего вы решили что на Союзе она вдруг увеличится?
ЦитироватьНу вот, если вы абстрагируетесь, то поймёте, что при соответствующем увелечении топливного отсека на КК Союз и довыведении с помощью КК Союз на орбиту можно вывести КК Союз именно той массы, которую я указываю (9500 кг для РН Союз-2 и 8200 для РН Союз-ФГ).
Первые три ступени РН Союз при этом переделывать не надо.
Я понимаю что вы уже до такой степени абстрагировались что утратили всякую связь с реальностью.
Поэтому чтоб вернуть вас на грешную землю прийдётся взять не абстрактные мечты а конкретные цифры.
В нынешнем варианте штатная РН Союз имеет сухую массу 3-й ступени 2.5 тоны, запас топлива в ней 22.5 тоны и УИ 325 с.
Выводит она КК массой 7 тонн.
Характеристическая скорость ступени при этих условиях получается 3872 м/с. (начальная масса 32 т, конечная - 9.5 т)
Если вы увеличите массу корабля на тонну до 8 тонн то начальная масса станет 33 т и конечная - 10.5 т)
Тогда ХС уменьшится до 3650 м/с.
До орбитальной скорости вам станет не хватать 226 м/с. И добирать вам их прийдётся за счёт корабля.
Для этого кораблю начальной массой 8 тонн прийдётся израсходовать 600 кг топлива. Итого его масса на орбите окажется уже не 8 а только 7.4 т. Прибавка не 15 а всего лишь чуть более 5 %. Странно, правда? ;)
Но это общая прибавка. Однако часть её прийдётся потратить на баки для этого дополнительного топлива.
Вы очень хорошо посчитали удельную массу Фрегата. Но вот досада - вы же предлагаете Союз а не Фрегат! А у Союза удельная масса ДУ совсем другая! Так что смело списывайте 200 кг на второй комплект баков, баллонов с наддувом к ним и почее.
В двигательный отсек вам прийдётся по сути засунуть вторую ДУ. Насколько возрастёт его масса при удвоении размера? 200 кг вам хватит? Тогда всё. 200 кг на ДУ и 200 кг на отсек съедают те 400 кг что вам удалось вытянуть.
Весь геморой оказался напрасным - ПОЛЕЗНОГО груза не добавилось.
Но это полбеды.
Увеличение массы головного блока на тонну уменьшит ХС и второй ступени. Не буду утомлять вас рассчётами, поверьте мне на слово это уменьшение составит 50 м/с. Для его компенсации вам прийдётся потратить из баков корабля ещё 100 кг топлива. Соответственно уменьшив на эту величину ПН. Тут вы уже пошли в минуса.
Вот к чему приводит абстрагирование от конкретики. Надеюсь я понятно объяснил?
Откуда взялся минус и почему вам прийдётся УМЕНЬШАТЬ ПН сами понять сможете?
А если все это пересчттать для Союза-2?
ЦитироватьА если все это пересчттать для Союза-2?
Ну пересчитайте. Навскидку потери должны быть ещё больше так как происходит перераспределение ХС от двигателя 3-й ступени с более высоким УИ к двигателю Союза с более низким УИ.
ЦитироватьЦитироватьА если все это пересчттать для Союза-2?
Ну пересчитайте. Навскидку потери должны быть ещё больше так как происходит перераспределение ХС от двигателя 3-й ступени с более высоким УИ к двигателю Союза с более низким УИ.
Т.е., увеличение ПН для Союза-2 по отношению к Союзу-ФГ однозначно не приведет к возможному увеличению массы КК Союз и-или обьему заправки последнего, я верно понял?
ЦитироватьТ.е., увеличение ПН для Союза-2 по отношению к Союзу-ФГ однозначно не приведет к возможному увеличению массы КК Союз и-или обьему заправки последнего, я верно понял?
Чтото как я вас понял вы вобще говорите про чтото другое.
Применение "довыведения" на Союзе-2 приведёт к бОльшим потерям ПН чем на Союзе-У.
ЦитироватьЦитироватьТ.е., увеличение ПН для Союза-2 по отношению к Союзу-ФГ однозначно не приведет к возможному увеличению массы КК Союз и-или обьему заправки последнего, я верно понял?
Чтото как я вас понял вы вобще говорите про чтото другое.
Применение "довыведения" на Союзе-2 приведёт к бОльшим потерям ПН чем на Союзе-У.
Почему Союз-У? КК Союз сейчас
выводится на Союз-ФГ вроде.
А если имелся в виду Союз-ФГ, то тогда
где обоснование тезиса что Союз-2 с
довыведением выведет меньше чем Союз-ФГ без довыведения?
Я не верю в выигрыш тонны между СоюзФГ - СоюзФГ с довыведением,
но _возможно_ кил 200-300 там лежит. Надо считать. А что касается
разницы Союза-ФГ (тем более Союз-У) и Союз-2 с довыведением,
то ответ и вовсе не очевиден. надо считать
откуда выводы что увеличение количества топлива в КК Союз может быть обеспечено исключительно установкой вторых комплектов
баков, и не может быть обеспечено увеличением размеров баков (что явно не столь утяжелит конструкцию).
И потом, раскладки по Протону приведены в принципе верные.
Суммарный вес связки ПН+БризМ при окончании работы 3й ступени
28000кг (суборбитальная траектория), после первого импульса БризМ - 25200кг (круговая орбита). в трехступенчатом же виде Протон выводит 22т. если иметь в виду сухой вес БризМ, выигрыш как минимум 600кг, врядли стоит сбрасывать по счетов. (и не сбрасывается, а реально этим пользуются).
Возможно разгадка тут не в весовых характеристиках и запасах ХС, а в прочностных параметрах 3й ступени. Возможно что Протон позволяет установить сверху на него на 6т больше, а Союз-2 (У,ФГ) лишнюю тонну полторы - нет.
Кстати стоит отметить что ДУ Союза в виду его специфики имеет импульс дето на 100-150м/с меньше чем импульсы специально заточенных под довыведение и прочий разгон разгонных блоков (Бриз, Фрегат, етц)
Насколько давно ДУ Союза пересматривалась? Может быть, сейчас можно сделать повыше УИ, при допустимых остальных параметрах?
ЦитироватьНасколько давно ДУ Союза пересматривалась? Может быть, сейчас можно сделать повыше УИ, при допустимых остальных параметрах?
я сравнивал данные Союз ТМА, то есть, самого современного,
по данным от Вейда
с РБ Фрегат и РБ БризМ
(это я делал для другой ветки форума, там где я фаготу вопросы разные задавал. У меня вышло что существенно эффективнее
к КК Союз пристегнуть Бриз/Фрегат чем раздувать топливные запасы на Союзе.)
Но вот Вейд например оценивает сухую массу БризМ 2370кг,
а фагот утверждает что 2600кг.
впрочем разница непринципиальна.
ЦитироватьВ нынешнем варианте штатная РН Союз имеет сухую массу 3-й ступени 2.5 тоны, запас топлива в ней 22.5 тоны и УИ 325 с.
Выводит она КК массой 7 тонн.
Характеристическая скорость ступени при этих условиях получается 3872 м/с. (начальная масса 32 т, конечная - 9.5 т)
Если вы увеличите массу корабля на тонну до 8 тонн то начальная масса станет 33 т и конечная - 10.5 т)
Тогда ХС уменьшится до 3650 м/с.
До орбитальной скорости вам станет не хватать 226 м/с. И добирать вам их прийдётся за счёт корабля.
Для этого кораблю начальной массой 8 тонн прийдётся израсходовать 600 кг топлива. Итого его масса на орбите окажется уже не 8 а только 7.4 т. Прибавка не 15 а всего лишь чуть более 5 %. Странно, правда? ;)
Но это общая прибавка. Однако часть её прийдётся потратить на баки для этого дополнительного топлива.
Вы очень хорошо посчитали удельную массу Фрегата. Но вот досада - вы же предлагаете Союз а не Фрегат! А у Союза удельная масса ДУ совсем другая! Так что смело списывайте 200 кг на второй комплект баков, баллонов с наддувом к ним и почее.
В двигательный отсек вам прийдётся по сути засунуть вторую ДУ. Насколько возрастёт его масса при удвоении размера? 200 кг вам хватит? Тогда всё. 200 кг на ДУ и 200 кг на отсек съедают те 400 кг что вам удалось вытянуть.
Весь геморой оказался напрасным - ПОЛЕЗНОГО груза не добавилось.
Но это полбеды.
Увеличение массы головного блока на тонну уменьшит ХС и второй ступени. Не буду утомлять вас рассчётами, поверьте мне на слово это уменьшение составит 50 м/с. Для его компенсации вам прийдётся потратить из баков корабля ещё 100 кг топлива. Соответственно уменьшив на эту величину ПН. Тут вы уже пошли в минуса.
Вот к чему приводит абстрагирование от конкретики. Надеюсь я понятно объяснил?
Откуда взялся минус и почему вам прийдётся УМЕНЬШАТЬ ПН сами понять сможете?
1. Старый, вы на 600 кг дополнительного топлива соорудили конструкций на 400 кг. ИМХО это очень много.
Нам не нужен "второй комплект баков, баллонов с наддувом к ним и прочее". Нам нужно просто увеличить отсек и размер баков в нём. Баки и баллоны останутся в таком же количестве.
КК Союз-7К-ОК:
ПАО 2,650 кг, топлива в нём 500 кг, сухая ПАО 2150 кг.
http://www.astronautix.com/craft/soyz7kok.htm
КК Союз-7К-ЛОК:
ПАО 5,646 кг, топлива в нём 3,152 кг, сухая ПАО 2494 кг.
http://www.astronautix.com/craft/soy7klok.htm
Топлива в ЛОК на 2615 кг больше, а вес на 344 кг больше. Примерно, 130 кг конструкций на 1000 кг топлива.
Конечно начинка ПАО различалась, и соотвественно вес начинки, но ИМХО незначительно.
У Фрегата 900 кг конструкций на 5600 топлива или 160 кг конструкций на 1000 кг топлива. Если отбросить двигатели и систему управления, то ИМХО получится ~100 кг конструкций на 1000 г топлива. И при этом Фрегат может выводить до 6 тонн ПН.
2. Я предпологал начальный вес КК Союз ~9500 кг, чтобы после довыведения на орбите вес КК Союз был ~8200 кг. Тогда и получится прирост в 15%.
Какой массы головную часть можно ставить на 3-х ступенчатый РН Союз?
У Арианспэйс здесь:
http://www.arianespace.com/site/documents/soyuz_man_baikonur_index.html
указано, что РН Союз-2 с РБ Фрегат может выводить 6 тонн на 400 км орбиту. Тогда получается: 6 тонн ПН + 6.5 тонн Фрегат + 4.1 м ГО (тоже несколько тонн). Там не говорится о том, что Фрегат в данном случае может быть недозаправлен. Может быть кто точно знает, Фрегат полностью заправляется в данном случае? Такая здоровая головная часть получается - ~15 тонн.
Цитировать1. Старый, вы на 600 кг дополнительного топлива соорудили конструкций на 400 кг. ИМХО это очень много.
Нам не нужен "второй комплект баков, баллонов с наддувом к ним и прочее". Нам нужно просто увеличить отсек и размер баков в нём. Баки и баллоны останутся в таком же количестве.
КК Союз-7К-ОК:
ПАО 2,650 кг, топлива в нём 500 кг, сухая ПАО 2150 кг.
http://www.astronautix.com/craft/soyz7kok.htm
КК Союз-7К-ЛОК:
ПАО 5,646 кг, топлива в нём 3,152 кг, сухая ПАО 2494 кг.
http://www.astronautix.com/craft/soy7klok.htm
Топлива в ЛОК на 2615 кг больше, а вес на 344 кг больше. Примерно, 130 кг конструкций на 1000 кг топлива.
Конечно начинка ПАО различалась, и соотвественно вес начинки, но ИМХО незначительно.
У Фрегата 900 кг конструкций на 5600 топлива или 160 кг конструкций на 1000 кг топлива. Если отбросить двигатели и систему управления, то ИМХО получится ~100 кг конструкций на 1000 г топлива. И при этом Фрегат может выводить до 6 тонн ПН.
2. Я предпологал начальный вес КК Союз ~9500 кг, чтобы после довыведения на орбите вес КК Союз был ~8200 кг. Тогда и получится прирост в 15%.
Конечно, Старый чересчур категоричен, как раз если судить просто по развесовке и набору ХС, выигрыш должен быть (правда не такой все же большой, по моим прикидкам), но с другой стороны если бы все
было так просто, то так бы давно умные дяденьки и сделали.
Вообще говоря, для того чтобы делать какието выводы надо посмотреть с какими максимальными весами улетал Союз-ФГ с какиминибудь спутниками плюс РБ (Фрегат или ещё что).
Вполне вероятно, например, что запасы прочности третьей ступени не позволят добавить более 300-400килограмм, а в этом случае овчинка
выделки скорее всего не стоит.
Кроме того , еще раз акцентирую внимание, что УИ КК Союз существенно меньше чем УИ того же Фрегата.
Если же можно безболезненно добавить на Союз-ФГ 2300кг (до 9500кг,
как у вас ), и прочностных характеристик третьей ступени при этом хватит , то мой прогноз - около 250кг выигрыша(дополнительное горючее либо дополнительный груз), может чуть больше.
Вообще говоря, надо учитывать, что при бОльшей массе головной части (КК Союз) после отработки третьей ступени мы оказываемся не на круговой орбите, а на суборбитальной траектории (правда достаточно близкой к круговой), и недостаток ХС нужно будет компенсировать расходом топлива.
Каким - надо считать.
Взять запуск КК Союз в классическом варианте, просчитать ХС
по ступеням от самого старта, затем сменить вес КК Союз на гипотетический обьект весом 9500кг, просчитать точно так же,
посмотреть насколько меньше выйдет суммарная ХС,
и посчитать сколько горючего будет израсходовано для доразгона
обьекта весом 9500кг на разницу ХС первого и второго случая.
Затем вычесть на вес увеличенных баков. итоговая разница Будет тяжелее чем КК Союз ТМА, но ему нужна будет таже ХС для орбитальных маневров (сейчас - 400м/c), следовательно для бОльшего веса на ту же ХС потребуется бОльшая заправка (сейчас 900кг, а будет больше). После этого вычитаем еще и этот довесок. Разница, уверен, выйдет положительная а не отрицательная, т е некий выигрыш по ПН видимо будет. Но мой прогноз - не тонна и не 600кг. а в районе 250.
(Ктонить возьмется посчитать?)
По оконцовке расчетов два неизвестных фактора:
1. выдержит ли Союз-ФГ довеска в в почти 2.5тонны.
2. стоит ли овчинка выделки ради 250кг
Цитировать1. Старый, вы на 600 кг дополнительного топлива соорудили конструкций на 400 кг. ИМХО это очень много.
Посмотрите сколько весит нынешний двигательный отсек на 900 кг топлива.
ЦитироватьНам не нужен "второй комплект баков, баллонов с наддувом к ним и прочее". Нам нужно просто увеличить отсек и размер баков в нём. Баки и баллоны останутся в таком же количестве.
Каким образом вы в те же баки поместите почти вдвое больше топлива? Каким образом вы будете вытеснять дополнительное топливо из баков в двигатель?
Вы постоянно очень многое не учитываете поэтому у вас и появляется экономия из ниоткуда.
Если вы даже ни на один кг не увеличите сухую массу ДУ и всего корабля то эффект составит всего 300 кг.
ЦитироватьУ Фрегата 900 кг конструкций на 5600 топлива или 160 кг конструкций на 1000 кг топлива. Если отбросить двигатели и систему управления, то ИМХО получится ~100 кг конструкций на 1000 г топлива. И при этом Фрегат может выводить до 6 тонн ПН.
А если взять не Фрегат а Центавр? Вы объясните самому себе, вы что хотите довыводить? Фрегат или Союз-ТМ? Если Союз-ТМ то и берите характеристики Союза а не Фрегата.
Цитировать2. Я предпологал начальный вес КК Союз ~9500 кг, чтобы после довыведения на орбите вес КК Союз был ~8200 кг. Тогда и получится прирост в 15%.
Ну проведите тот же расчёт что провёл я только взяв начальную массу корабля не 8000 а 9500 кг. И расскажите что у вас получилось.
ЦитироватьПо оконцовке расчетов два неизвестных фактора:
1. выдержит ли Союз-ФГ довеска в в почти 2.5тонны.
2. стоит ли овчинка выделки ради 250кг
Союз выдержит - при запусках на ГПО нагрузка была что-то порядка 8,5 тонн, а с Метопом все 10,5. Овчинка выделки не стоит и не известно, есть ли она у нас вообще.
ЦитироватьКонечно, Старый чересчур категоричен, как раз если судить просто по развесовке и набору ХС, выигрыш должен быть (правда не такой все же большой, по моим прикидкам), но с другой стороны если бы все
было так просто, то так бы давно умные дяденьки и сделали.
В том то и дело. Проблема не в прочности или УИ. Проблема принципиальная. Использование довыведения фактически превращает космический аппарат в эрзац-верхнюю ступень. А введение дополнительных ступеней может быть эффективным только тогда когда характеристическая скорость распределена по ступеням оптимально. Если она окажется распределена неоптимально то вместо положительного эффект станет отрицательным.
У Протона и Союза (РН) характеристическая скорость какраз распределена по ступеням оптимальнейшим образом. Поэтому введение дополнительной эрзац-ступени-недомерка способно только испортить всё дело. Что мы и видим на примере расчётов.
Оптимальность достигается именно за счёт того что данные РН уже оснащены относительно небольшой лёгкой третьей ступенью. Масса третей ступени Союза около 1/3 от массы ПН, а третей ступени Протона около 1/4 от массы ПН. Куда тут ещё чтото выжимать и вводить ещё одну ступень? Тем более эрзац-ступень.
Эффект от довыведения на ЛЕО будет максимальным для двухступенчатых РН с большой тяжёлой второй ступенью. Таких как Зенит, Циклон, Космос-3М. У них масса верхней ступени превышает массу полезной нагрузки. Если бы Егор оснастил блоком довываедения космические аппараты выводимые этими РН то эффект был бы на лицо. УСы вот даже и в самом деле довыводятся. А оснащать довыведением ПН Протонов и Союзов бессмыслено, результат будет только отрицательным.
ЦитироватьЦитироватьКонечно, Старый чересчур категоричен, как раз если судить просто по развесовке и набору ХС, выигрыш должен быть (правда не такой все же большой, по моим прикидкам), но с другой стороны если бы все
было так просто, то так бы давно умные дяденьки и сделали.
В том то и дело. Проблема не в прочности или УИ. Проблема принципиальная. Использование довыведения фактически превращает космический аппарат в эрзац-верхнюю ступень. А введение дополнительных ступеней может быть эффективным только тогда когда характеристическая скорость распределена по ступеням оптимально. Если она окажется распределена неоптимально то вместо положительного эффект станет отрицательным.
У Протона и Союза (РН) характеристическая скорость какраз распределена по ступеням оптимальнейшим образом. Поэтому введение дополнительной эрзац-ступени-недомерка способно только испортить всё дело. Что мы и видим на примере расчётов.
Оптимальность достигается именно за счёт того что данные РН уже оснащены относительно небольшой лёгкой третьей ступенью. Масса третей ступени Союза около 1/3 от массы ПН, а третей ступени Протона около 1/4 от массы ПН. Куда тут ещё чтото выжимать и вводить ещё одну ступень? Тем более эрзац-ступень.
Эффект от довыведения на ЛЕО будет максимальным для двухступенчатых РН с большой тяжёлой второй ступенью. Таких как Зенит, Циклон, Космос-3М. У них масса верхней ступени превышает массу полезной нагрузки. Если бы Егор оснастил блоком довываедения космические аппараты выводимые этими РН то эффект был бы на лицо. УСы вот даже и в самом деле довыводятся. А оснащать довыведением ПН Протонов и Союзов бессмыслено, результат будет только отрицательным.
итак убил кучу времени, но посчитал таки ;-)
Союз без довыведения
1 этап: работа первой ступени Союз-ФГ совместно со второй ступенью
Время работы - 120 секунд , 0.42 по времени от работы второй ступени.
1я ступень вначале весит 161140кг , в конце - 15660кг.
2я ступень вначале весит 95800,
в конце (95800-6100)*0.42+6100 = 43774кг.
3я ступень весит 22490кг,
КК Союз весит7220кг.
итого - начальный вес= 161140+95800+22490+7220=286650кг
конечный вес = 15660+43774+22490+7220=89144кг
УИ берем среднеарифметический наземный-пустотный для 5 блоков:
((3038+2590)/2+(3038+2590)/2+(3038+2590)/2+(3038+2590)/2+(2400+3050)/2)/5 ~ 2796м/c
ХС первого этапа= 2796*ln(286650/89144)=3265м/c
2 этап: работа второй ступени с отделившимися
блоками первой ступени
Начальный вес: 43774+22490+7220=73484
конечный вес: 6100+22490+7220=35810
УИ=3050м/c
ХС второго этапа=3050*ln(73484/35810)=2190м/c
3 этап: работа 3й ступени
Начальный вес: 22490+7220=29710
конечный вес: 2710+7220=9930
УИ=3235м/с
ХС третьего этапа=3235*ln(29710/9930)=3545м/c
Итого суммарно имеем
3265+2190+3545=9000м/c
Союз с довыведением
1 этап: работа первой ступени Союз-ФГ совместно со второй ступенью
Время работы - 120 секунд , 0.42 по времени от работы второй ступени.
1я ступень вначале весит 161140кг , в конце - 15660кг.
2я ступень вначале весит 95800,
в конце (95800-6100)*0.42+6100 = 43774кг.
3я ступень весит 22490кг,
КК Союз-(?) весит9500кг.
итого - начальный вес= 161140+95800+22490+9500=288930кг
конечный вес = 15660+43774+22490+9500=91424кг
УИ берем среднеарифметический наземный-пустотный для 5 блоков:
((3038+2590)/2+(3038+2590)/2+(3038+2590)/2+(3038+2590)/2+(2400+3050)/2)/5 ~ 2796м/c
ХС первого этапа= 2796*ln(288930/91424)=3217м/c
2 этап: работа второй ступени с отделившимися
блоками первой ступени
Начальный вес: 43774+22490+9500=75764
конечный вес: 6100+22490+9500=38090
УИ=3050м/c
ХС второго этапа=3050*ln(75764/38090)=2097м/c
3 этап: работа 3й ступени
Начальный вес: 22490+9500=31990
конечный вес: 2710+9500=12210
УИ=3235м/с
ХС третьего этапа=3235*ln(29710/9930)=3116м/c
Итого суммарно перед довыведением имеем
3217+2097+3116=8430м/c
То есть - недобор 570м/c.
Чтобы их добрать при помощи движков КК Союз (УИ 2990м/с)
при условии что КК имеет начальный вес 9500кг,
необходимо израсходовать 1650кг топлива.
(так как 2990*ln(9500/7850)=570м/c )
Конечная масса станет 7850кг
КК Союз ТМА имеет запас ХС для орбитального маневрирования
400м/c (начальная масса 7220кг, топливо 900кг, УИ 2990м/с, посчитайте сами)
"Союз с довыведением" должен иметь такой же запас ХС при бОльшей начальной массе -
7850кг.
это обеспечивается при оставшейся после довыведения заправке в 1000кг
(т е, на 100кг больше чем Союз-ТМА).
Итого имеем разницу в 7850-7220-100=530кг.
Топлива должно быть вместо 900кг - 2650кг.
при увеличении размера баков , (а не установкой дополнительных такихже, что
IMHO, бред) втрое - вес их увеличится как раз на 250-300кг, что оставит
для ПН как раз около 250кг, как я и предрекал.
Стоит оно того? Не знаю, не спрашивайте, этот вопрос не я ставил.
И кстати да... Еще один отрицательный момент . У РН Союз при такой схеме выведения
изменятся поля падений по отношению к "обычным".
PS: Старый, Протоновские полезные нагрузки таки довыводятся.
Бриз-ом.
И именно для начала на круговую.
(а уж потом ГПО)
ЦитироватьА введение дополнительных ступеней может быть эффективным только тогда когда характеристическая скорость распределена по ступеням оптимально. Если она окажется распределена неоптимально то вместо положительного эффект станет отрицательным.
У Протона и Союза (РН) характеристическая скорость какраз распределена по ступеням оптимальнейшим образом.
Старый, для меня понятия "оптимально", "неоптимально", и "оптимальнейше"
- не есть реальность данная в зрительных, слуховых или тактильных ощущениях цифровых знаков ;) - нагляднее все же живые цифры ;)
ЦитироватьМасса третей ступени Союза около 1/3 от массы ПН,
Старый ошибка. Строго наоборот.
Масса ПН на СоюзеФГ - примерно одна треть от массы третьей ступени (если брать именно Союз-ТМА).
Или ты имеешь в виду массу сухой 3-ей ступени?
тогда да, но такое соотношение смысла не имеет.
ЦитироватьТоплива должно быть вместо 900кг - 2650кг.
при увеличении размера баков , (а не установкой дополнительных такихже, что
IMHO, бред) втрое - вес их увеличится как раз на 250-300кг, что оставит
для ПН как раз около 250кг, как я и предрекал.
А увеличение размера и веса двигательного отсека внутри которого находятся баки вы учли? Отсек несущий, он воспринимает на себя вес корабля вчетверо увеличеный перегрузкой. Какраз 250 кг он и сожрёт. Если не больше.
Увеличение втрое запаса газа наддува который будет вытеснять топливо в двигатель вы учли? Баллоны для него?
ЦитироватьPS: Старый, Протоновские полезные нагрузки таки довыводятся.
Бриз-ом.
И именно для начала на круговую.
(а уж потом ГПО)
Только при запусках на высокие орбиты. Это совершенно другая история, мы ведь рассматривали ПН на ЛЕО.
И довыводятся практически все разгонные блоки, Центавры, Фрегаты, даже блок Д с первого своего полёта. И т.д.
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьКонечно, Старый чересчур категоричен, как раз если судить просто по развесовке и набору ХС, выигрыш должен быть (правда не такой все же большой, по моим прикидкам), но с другой стороны если бы все
было так просто, то так бы давно умные дяденьки и сделали.
И кстати да... Еще один отрицательный момент . У РН Союз при такой схеме выведения
изменятся поля падений по отношению к "обычным".
PS: Старый, Протоновские полезные нагрузки таки довыводятся.
Бриз-ом.
И именно для начала на круговую.
(а уж потом ГПО)
Как я понял, тов. Старый, писал о бесполезности "эрзац-ступеней", имея ввиду ДУ типа КТДУ КК "Союз ТМА" - тяжелых за счет вытеснительной системы подачи и, соответственно, толстостенных баков, а также с относительно малым уд.импульсом.
РБ "Бриз-М" является вполне пристойным космическим РБ с насосной подаче, легкими баками, сравнительно высоким Iуд.
Поэтому довыведение на нем дает выигрыш.
К слову, довыведение на РБ Д/ДМ/ДМ-SL используется достаточно давно, регулярно и с хорошим эффектом.
P.S. А другой пример "эрзац-ступени" - это ДУ САС, которые пока не удается приспособить для эффективного довыведения.
P.P.S. Относительно сравнения КТДУ КК "Союз ТМА" и ДУ ЛОК (Блок И, но не тот, что от РН "Союз"):
Топливный отсек блока И ЛОКа - это один сравнительно большой сферический бак с промежуточным днищем и сравнительно тонкой стенкой под сравнительно небольшие давления наддува, а также с сравнительно легкими капиллярными фазоразделителями.
Баки КТДУ "Союза ТМА" - 4 сравнительно маленьких сферических бака со сравнительно толстыми стенками под сравнительно большие давления наддува, а также с сравнительно тяжелыми мембранными фазоразделителями.
Поэтому их конструктивное совершенство заметно отличается, как вы уже поняли, в пользу "древнего полузабытого" блока И ЛОКа.
Это я к тому, что прямой пересчет здесь не проходит.
ЦитироватьЦитироватьМасса третей ступени Союза около 1/3 от массы ПН,
Старый ошибка. Строго наоборот.
Не понял? Масса третей ступени - 2.5 т. Масса ПН - 7.5 тонн. 2.5 тонны разве не составляет 1/3 от 7.5? Или у меня чтото с арифметикой?
ЦитироватьИли ты имеешь в виду массу сухой 3-ей ступени?
А! Ну да, естественно.
Цитироватьтогда да, но такое соотношение смысла не имеет.
Наоборот. Имеет смысл, причём самый прямой и физический.
ЦитироватьКак я понял, тов. Старый, писал о бесполезности "эрзац-ступеней", имея ввиду ДУ типа КТДУ КК "Союз ТМА" - тяжелых за счет вытеснительной системы подачи и, соответственно, толстостенных баков, а также с относительно малым уд.импульсом.
РБ "Бриз-М" является вполне пристойным космическим РБ с насосной подаче, легкими баками, сравнительно высоким Iуд.
Поэтому довыведение на нем дает выигрыш.
К слову, довыведение на РБ Д/ДМ/ДМ-SL используется достаточно регулярно с хорошим эффектом.
Тов. Старый говорил о довыведении полезных нагрузок на ЛЕО. Именно это ведь предлагал Егор и даже назвал так топик. О довыведении разгонных блоков которые потом летят на высокие орбиты тов. Старый не говорил.
ЦитироватьЦитироватьТоплива должно быть вместо 900кг - 2650кг.
при увеличении размера баков , (а не установкой дополнительных такихже, что
IMHO, бред) втрое - вес их увеличится как раз на 250-300кг, что оставит
для ПН как раз около 250кг, как я и предрекал.
А увеличение размера и веса двигательного отсека внутри которого находятся баки вы учли? Отсек несущий, он воспринимает на себя вес корабля вчетверо увеличеный перегрузкой. Какраз 250 кг он и сожрёт. Если не больше.
Увеличение втрое запаса газа наддува который будет вытеснять топливо в двигатель вы учли? Баллоны для него?
да, ИМЕННО ЭТО я и учел;-) потому что если это не учитывать было бы килограмм 50;-)
ЦитироватьЦитироватьPS: Старый, Протоновские полезные нагрузки таки довыводятся.
Бриз-ом.
И именно для начала на круговую.
(а уж потом ГПО)
Только при запусках на высокие орбиты. Это совершенно другая история, мы ведь рассматривали ПН на ЛЕО.
И довыводятся практически все разгонные блоки, Центавры, Фрегаты, даже блок Д с первого своего полёта. И т.д.
нет, мы рассматривали довыведение как таковое.
Бризом при весе БризМ+ПН 28тонн тратится на довыведение на НИЗКУЮ круговую орбиту 2.8т
Вообще говоря, мы рассматривали именно данный конкретный случай.
Я его взял да посчитал. Смысла в таком пути развития по данным этих расчетов - не вижу никакого. Только куча гимора. И вообще Егору все эти вопросы надо задать, а не мне;-)
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьМасса третей ступени Союза около 1/3 от массы ПН,
Старый ошибка. Строго наоборот.
Не понял? Масса третей ступени - 2.5 т. Масса ПН - 7.5 тонн. 2.5 тонны разве не составляет 1/3 от 7.5? Или у меня чтото с арифметикой?
ЦитироватьИли ты имеешь в виду массу сухой 3-ей ступени?
А! Ну да, естественно.
Цитироватьтогда да, но такое соотношение смысла не имеет.
Наоборот. Имеет смысл, причём самый прямой и физический.
КАКОЙ ИМЕННО ;-) ??? вы мне в граммах плиз расскажите;-)
за исключением того что 2.5т - это вес балласта с точки зрения ПН?
тогда давай и КК Союз посчитаем незаправленый и без экипажа ;-)
ЦитироватьЦитироватьКак я понял, тов. Старый, писал о бесполезности "эрзац-ступеней", имея ввиду ДУ типа КТДУ КК "Союз ТМА" - тяжелых за счет вытеснительной системы подачи и, соответственно, толстостенных баков, а также с относительно малым уд.импульсом.
РБ "Бриз-М" является вполне пристойным космическим РБ с насосной подаче, легкими баками, сравнительно высоким Iуд.
Поэтому довыведение на нем дает выигрыш.
К слову, довыведение на РБ Д/ДМ/ДМ-SL используется достаточно регулярно с хорошим эффектом.
Тов. Старый говорил о довыведении полезных нагрузок на ЛЕО. Именно это ведь предлагал Егор и даже назвал так топик. О довыведении разгонных блоков которые потом летят на высокие орбиты тов. Старый не говорил.
Эгхм. Метоп судя по всему довыводился, судя по весу 10.5т.
он разве выводился на ГПО?
ЦитироватьЭгхм. Метоп судя по всему довыводился, судя по весу 10.5т.
он разве выводился на ГПО?
ССО это явно не ЛЕО. Выводился он на орбиту на которую прямое выведение трёхступенчатым Союзом невозможно. Пришлось применять Фрегат. Ну а уж если Фрегат применён то как же не довывестись то? Однако был ли эффект увеличения ПН? Если бы блок "И" мог запускаться дважды была бы выведена та же ПН на ту же орбиту без Фрегата?
ЦитироватьХС третьего этапа=3235*ln(29710/9930)=3116м/c
хм. вот тут у меня ошибка. серьёзная;-(
На самом деле Старый совершенно прав - нынешний вариант близок к оптимуму. Возможно, за счёт довыведения и можно выиграть несколько десятков кг ПН - но это явно не стоит таких перемен.
Единственный вариант, который может дать более-менее серьёзный выигрыш - это отказ от третьей ступени вообще (возможно - с увеличением количества топлива во второй)
Ну и тут конечно для КК потребуется совсем другой двигатель. Хотя для транспортных, для которых не стоит задача длительно находится на орбите - можно и нынешний от третьей ступени. Затормозиться они и маневровыми смогут.
ЦитироватьНа самом деле Старый совершенно прав - нынешний вариант близок к оптимуму. Возможно, за счёт довыведения и можно выиграть несколько десятков кг ПН - но это явно не стоит таких перемен.
В принципе согласен. Даже не понимаю почему со мной Старый
спорит - я же практически доказал его точку зрения но не эмоциональнj-беллетристическими "оптимально! нигде и никогда! эрзац!" - а конкретными посчитаными цифрами. Может быть он просто зануда? ;)
ЦитироватьЦитироватьНаоборот. Имеет смысл, причём самый прямой и физический.
КАКОЙ ИМЕННО ;-) ??? вы мне в граммах плиз расскажите;-)
за исключением того что 2.5т - это вес балласта с точки зрения ПН?
Смысл не может выражаться в граммах. Тем более физический. :)
Физический смысл учёта сухой массы верхней ступени таков:
В топливе заключённом в ракете содержится химическая энергия позволяющая грубо говоря определённой массе сообщить определённую потенциальную и кинетическую энергию. Например в РН Союз заключена химическая энергия позволяющая поднять на высоту 200 км и разогнать до 8 км/с массу в 10 тонн.
Именно в 10 тонн, ни больше и не меньше. Иначе нарушится закон сохранения энергии.
Эти 10 тонн состоят из верхней ступени и полезной нагрузки. Увеличиваем массу ступени - уменьшается масса ПН. И наоборот. Поэтому масса ступени так важна. Собственно говоря именно на этом физическом законе и основана идея "довыведения" - если мы какимто образом обойдёмся без верхней ступени то все 10 тонн окажутся полезной нагрузкой!
Поэтому и так важна масса 3-й ступени.
Но вот досада - если мы какимто неваероятным способом сделаем третью ступень невесомой то в случае Союза ПН увеличится всегото на треть. Это если невесомой. Но мы ж её невесомой не сделаем.
А вот если соотношение другое.
У Космоса-3М масса второй ступени кажется 1.6т. А масса ПН - 0.8т. Если мы сделаем ступень невесомой то ПН увеличится ажно втрое! На 1/3 и втрое - есть разница? Разница на порядок! Вот какой эффект от разницы в соотношении масс верхней ступени и ПН.
Так вот, грубо говоря если мы оснастим Союз некой доводочной 4-й ступенью массой в 600 кг (1/3 от третей ступени) то на орбиту всё равно выйдет грубо 10 тонн. Из них полезной нагрузкой будут уже 9.4 тонны. Две тонны мы выиграли (это грубо, реально будет меньше). То есть ввведеним небольшой доводочной ступени мы увеличили ПН на четверть.
Если мы на Космосе-3 введём третью доводочную ступень массой тоже в 1/3 от верхней ступени то есть массой в 500 кг то на орбиту всё равно выйдет 2.4 тонны. Но полезной нагрузкой из них будет уже 1.9 тонны то есть ПН увеличится в 2.5 раза. На 25% и на 250% - есть разница?
В обоих случаях мы добавили к РН дополнительную ступень с массой равной 1/3 от массы исходной верхней ступени. В одном случае ПН возросла на 25%, в другом - на 250%. И вся разница из-за начального соотношения масс ПН и верхней ступени.
Я тут немножко утрировал но думаю илюстрация хорошая. Хорошо показывает когда выгодно применять довыведение а когда нет.
Цитироватьтогда давай и КК Союз посчитаем незаправленый и без экипажа ;-)
Пощитать можно что угодно но при чём тут довыведение?
ЦитироватьВ принципе согласен. Даже не понимаю почему со мной Старый
спорит - я же практически доказал его точку зрения но не эмоциональнj-беллетристическими "оптимально! нигде и никогда! эрзац!" - а конкретными посчитаными цифрами. Может быть он просто зануда? ;)
О! Я такая зануда! :)
Я разве с вами по этому поводу спорил?
И вроде как это я по крайней мере первым с помощью рассчёта ХС показал что не будет эффекта. И только после этого рассчёта с точными цифрами уже использовал описательные эпитеты. :)
ЦитироватьНа самом деле Старый совершенно прав - нынешний вариант близок к оптимуму. Возможно, за счёт довыведения и можно выиграть несколько десятков кг ПН - но это явно не стоит таких перемен.
Единственный вариант, который может дать более-менее серьёзный выигрыш - это отказ от третьей ступени вообще (возможно - с увеличением количества топлива во второй)
Ну и тут конечно для КК потребуется совсем другой двигатель. Хотя для транспортных, для которых не стоит задача длительно находится на орбите - можно и нынешний от третьей ступени. Затормозиться они и маневровыми смогут.
Другими словами, смысл Вашего предложения - вернуться к 1,5-ступенчатой РН, подобной той что запускали ИСЗ №№ 1-3 (Мпг~1,4т), а нынешний блок И сделать частью ПАО КК.
Очевидно, это уведет от оптимальности ой как далеко.
ЦитироватьЭти 10 тонн состоят из верхней ступени и полезной нагрузки. Увеличиваем массу ступени - уменьшается масса ПН. И наоборот. Поэтому масса ступени так важна. Собственно говоря именно на этом физическом законе и основана идея "довыведения" - если мы какимто образом обойдёмся без верхней ступени то все 10 тонн окажутся полезной нагрузкой!
если я правильно помню то Союз без верхней ступени суть Р7.
И Пн для нее - обьект Д, весом чтото около полутора тонн вроде?
чет никак на 10 тонн не тянет
ЦитироватьЯ разве с вами по этому поводу спорил?
И вроде как это я по крайней мере первым с помощью рассчёта ХС показал что не будет эффекта. И только после этого рассчёта с точными цифрами уже использовал описательные эпитеты. :)
там был расчет ХС только третьей ступени, и весьма прикидочный ,существенно более прикидочный чем у меня.
плюс всякая словоболтовня по поводу веса баков, хотя пример 7к-ЛОК
налицо.
В принципе , я этой ОЧЕНЬ ЧЕРНОВОЙ прикидке поверил (ибо у самого в голове примерно то же было), но захотелось посчитать поближе к фактическому материалу. Ну, что посчитал - то выложил. Пусть теперь Егор оценивает - нужно нашей космонавтике лишние (воистину лишние) 250кг на Союзе путем превращения ПАО практически в новый РБ , и сопутствующих этому расходов на разработку, испытания и т д и т п.
Хотя вообще говоря, я лично считаю что запас ХС у СоюзаТМА в нынешнем виде анекдотично мал, надо чтото делать.
"И эти люди запрещают ковырять мне в носу"
ЦитироватьЦитироватьЭти 10 тонн состоят из верхней ступени и полезной нагрузки. Увеличиваем массу ступени - уменьшается масса ПН. И наоборот. Поэтому масса ступени так важна. Собственно говоря именно на этом физическом законе и основана идея "довыведения" - если мы какимто образом обойдёмся без верхней ступени то все 10 тонн окажутся полезной нагрузкой!
если я правильно помню то Союз без верхней ступени суть Р7.
И Пн для нее - обьект Д, весом чтото около полутора тонн вроде?
чет никак на 10 тонн не тянет
Чтото я совсем уже вас не понял. Зачем и куда вы блок "И" то дели - третью ступень Союза?
Вы опять чтоли расширительно протрактовали "если мы какимто образом обойдёмся без верхней ступени"? Это означает что мы её не будем тащить на орбиту а отбросим гдето ниже а на орбиту выйднем за счёт довыведения самим кораблём. Или к примеру сделаем её невесомой. Топливо, тяга и удельный импульс есть, а массы конструкции нет. :)
ЦитироватьЦитироватьЭти 10 тонн состоят из верхней ступени и полезной нагрузки. Увеличиваем массу ступени - уменьшается масса ПН. И наоборот. Поэтому масса ступени так важна. Собственно говоря именно на этом физическом законе и основана идея "довыведения" - если мы какимто образом обойдёмся без верхней ступени то все 10 тонн окажутся полезной нагрузкой!
если я правильно помню то Союз без верхней ступени суть Р7.
И Пн для нее - обьект Д, весом чтото около полутора тонн вроде?
чет никак на 10 тонн не тянет
А еще на орбиту выходила вторая ступень массой пять или семь тонн (точно не помню). Особенно забавно это выглядело в случае запуска 83 килограмов ПС-1 :)
Верно. 1.5 тонны. Плюс вторая ступень в 6.9 тонны - итого 8.4 тонны - проигрыш за счет меньшей заливки топлива и меньшего УИ РД-107.
В общем, был бы у Союза движок с УИ повыше... можно было бы. А так - игра свеч не стоит ;-). Лучше на третьей ступени УИ поднять. Скажем, замена керосина там на мой любимый метан, даст ПН порядка 11 тонн против 9.2 у Союза-2, который, к слову, тоже апгрейжен именно по УИ 3-й ступени.
А вообще интересно было бы пририсовать к КК Союз разгонник Фрегат ВМЕСТО ПАО (ну, довесив на него нужное из ПАО и переместив что положено по модернизации в ТМА-Ц из ПАО в СА).
там и движки поэффективнее и весовое совершенство получше, да и вообще.
ЦитироватьА еще на орбиту выходила вторая ступень массой пять или семь тонн (точно не помню). Особенно забавно это выглядело в случае запуска 83 килограмов ПС-1 :)
Кстати, очень хороший пример в тему.
Ступень весила около 7 тонн и могла вывести на ЛЕО около 3 тонн. Итого десять. (Напоминаю, выводимая масса определяется общим количеством топлива в РН). Ставим сверху третью ступень массой 2.5 тонны. На орбиту выходят те же 10 тонн (общая масса топлива в ракете не изменилась) но ступень занимает в них только 2.5 тонны а ПН уже 7.5. ПН увеличилась в 2.5 раза. Именно потому что в исходном состоянии ступень была в 2.5 раза тяжелее ПН.
Вобщем этот закон можно сформулировать так: Можно повышать массу ПН перераспределяя массу между ПН и верхней ступенью.
Если ступень тяжёлая а ПН лёгкая - простор для перераспределения есть. Если ступень лёгкая а ПН тяжёлая - простора для перераспределения нет. Именно поэтому на Союзе и Протоне применение довыведения бессмысленно.
ЦитироватьА вообще интересно было бы пририсовать к КК Союз разгонник Фрегат ВМЕСТО ПАО (ну, довесив на него нужное из ПАО и переместив что положено по модернизации в ТМА-Ц из ПАО в СА).
там и движки поэффективнее и весовое совершенство получше, да и вообще.
А это практически уже предложили в соседнем топике:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=4165&postdays=0&postorder=asc&start=0
Неужто, эта идея дозревает?
ну , во первых, 6.5 а не 7, а во вторых максимальный вес ПН
на орбиту при помощи Р7 был 1.5 тонны а не 3...
это уже притягивание за уши по моему. типа, лыко в строку...
Замена ПАО на Фрегат тут недавно обсуждалась.
Если мы добавляем топлива в ракету, и это топливо по дороге на орбиту сжигаем, то характеристическая скорость должна, просто обязана вырасти. По вышеупомянутому закону сохранения энергии, или формуле Циолковского, по вкусу. А поскольку орбитальная - первая космическая - скорость не изменится, то повышенная ХС означает повышенную ПН для той же конечной скорости.
Изменить состояние дел может рост потерь - главным образом гравитационных. То есть, если мы будем дольше выходить на орбиту. Ну и тут уже надо считать тщательнее - хотя бы пресловутым ратмановским спредшитом. Заметим, что ХС растёт линейно по массе добавочного топлива, а потери - линейно плюс большая константа; поэтому при малых добавках топлива влияет только соотношение масс Союза - сухой против заправленной. Если это соотношение окажется настолько невыгодным, что потери перевесят рост ХС, то выгоднее будет недозаправлять Союз, а довыводить третьей ступенью - которая будет иметь к моменту выхода на орбиту запас топлива.
Это соотношение - массы топлива к массе сопутствующих элементов - у КК Союз нам, строго говоря, неизвестно. Можно его оценить...
ЦитироватьКстати, очень хороший пример в тему.
Надо только не забывать, что константой является не ПН на орбите, а (примерно) суммарная скорость, приданная разным частям ракеты. Если третья ступень недовыведется на орбиту на 5 м/с, то, несмотря на то, что на орбите масса будет на 2,5 тонны меньше, эта масса десятью тоннами не окажется.
Цитироватьну , во первых, 6.5 а не 7, а во вторых максимальный вес ПН
на орбиту при помощи Р7 был 1.5 тонны а не 3...
это уже притягивание за уши по моему. типа, лыко в строку...
1.5 тонны это на орбиту с апогеем выше 1000 км а на стандартную ЛЕО на которую Союз вытягивает 7.5 т - на неё 3.
И в ЦБ надо учитывать систему радионаведения.
ЦитироватьНадо только не забывать, что константой является не ПН на орбите, а (примерно) суммарная скорость, приданная разным частям ракеты. Если третья ступень недовыведется на орбиту на 5 м/с, то, несмотря на то, что на орбите масса будет на 2,5 тонны меньше, эта масса десятью тоннами не окажется.
О! Я какраз хотел к этому перейти когда кто-нибудь наконец додумался бы сказать: А давайте сделаем одну большую-пребольшую первую ступень массой 300 т (стартовой) и одну маленькую прималенькую вторую ступень массой 1 кг. Выйдет у нас на орбиту 10 тонн из которых только 1 кг - ступень?
ЦитироватьЦитироватьА вообще интересно было бы пририсовать к КК Союз разгонник Фрегат ВМЕСТО ПАО (ну, довесив на него нужное из ПАО и переместив что положено по модернизации в ТМА-Ц из ПАО в СА).
там и движки поэффективнее и весовое совершенство получше, да и вообще.
А это практически уже предложили в соседнем топике:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=4165&postdays=0&postorder=asc&start=0
Неужто, эта идея дозревает?
Ну, меня полеты на Луну , как там описывается _пока_ не интересуют.
Вполне можно взять для этого гипотетического Фрегатного ПАО мЕньшую заправку, так чтоб вписаться в весовые размерности 2-1б;
Но вот либо увеличить располагаемую Союзом ХС, либо увеличить грузоподьемность (в смысле отношение полезной массы к служебной в КК Союз) - это было бы интересно.
Интересно, насколько можно изменить ПАО в сторону роста ХС без радикальной переработки ПАО. Удастся ли, например, довести массу КК Союз до ПН Союз 2-1б только за счёт запасов топлива и размеров баков?
И ещё: а почему в качестве газа наддува на КК Союз не использовать продукты разложения, скажем, того же гидразина?
ЦитироватьИнтересно, насколько можно изменить ПАО в сторону роста ХС без радикальной переработки ПАО. Удастся ли, например, довести массу КК Союз до ПН Союз 2-1б только за счёт запасов топлива и размеров баков?
А увеличенные баки куда ставить? Корпус все равно придется переделывать.
ЦитироватьИ ещё: а почему в качестве газа наддува на КК Союз не использовать продукты разложения, скажем, того же гидразина?
Чтобы не усложнять конструкцию - бачки для гидразина, АТ, ГГ, газ наддува для бачков. При этом баки долгое время находятся под наддувом, особенно на этапе причаливания, значит газ наддува не должен быть слишком горячим и его надо сильно разбавлять плюс он все время остывает. Ну а поскольку молекулярная масса этого газа не меньше чем у азота, то итогом имеем снижение надежности без существенного выигрыша в массе, а уж если использовать гелий, то химический наддув и вовсе пролетает.
ЦитироватьЦитироватьИнтересно, насколько можно изменить ПАО в сторону роста ХС без радикальной переработки ПАО. Удастся ли, например, довести массу КК Союз до ПН Союз 2-1б только за счёт запасов топлива и размеров баков?
А увеличенные баки куда ставить? Корпус все равно придется переделывать.
Конечно, переделывать. Например, так, как увеличивают, скажем, БО Союза: вставкой. А что?
ЦитироватьЦитироватьИ ещё: а почему в качестве газа наддува на КК Союз не использовать продукты разложения, скажем, того же гидразина?
Чтобы не усложнять конструкцию - бачки для гидразина, АТ, ГГ, газ наддува для бачков.
Как раз упрощение и предлагается - избавиться от баков газа наддува для основных компонентов топлива.
ЦитироватьПри этом баки долгое время находятся под наддувом, особенно на этапе причаливания, значит газ наддува не должен быть слишком горячим
Продукты разложения гидразина не слишком горячие, и их можно дополнительно охладить.
Цитироватьи его надо сильно разбавлять
Не надо :) . Зачем?
Цитироватьплюс он все время остывает.
И в чём тут проблема? Остыл, давление упало - ещё добавим для наддува.
ЦитироватьНу а поскольку молекулярная масса этого газа не меньше чем у азота
Это Вы откуда взяли? :) Гидразин разлагается так -
1. 3 N2H4
Собственно, я уверен, что разработчики Союза эту схему знают. Хотелось бы узнать их аргументацию - почему так не делают :) . Может, просто ПАО давно не пересматривался, а в своё время не так было нужно, и не было времени? Тогда сейчас может быть хороший момент сэкономить массу, использовав отработанное решение.
ЦитироватьКонечно, переделывать. Например, так, как увеличивают, скажем, БО Союза: вставкой. А что?
Да я подумал, что это уже будет радикальной переработкой :)
ЦитироватьКак раз упрощение и предлагается - избавиться от баков газа наддува для основных компонентов топлива.
И добавить вспомогательных компонентов, систему наддува для них и ГГ.
ЦитироватьПродукты разложения гидразина не слишком горячие, и их можно дополнительно охладить.
Конечно 900 К сравнительно с КС всего ничего.
ЦитироватьНе надо :) . Зачем?
Так баки греются и прочность их падает, вот за этим и охлаждать.
ЦитироватьИ в чём тут проблема? Остыл, давление упало - ещё добавим для наддува.
Проблема в повышении расхода газа на наддув.
ЦитироватьЭто Вы откуда взяли? :) Гидразин разлагается так -
1. 3 N2H4
ЦитироватьЦитироватьКонечно, переделывать. Например, так, как увеличивают, скажем, БО Союза: вставкой. А что?
Да я подумал, что это уже будет радикальной переработкой :)
Увеличение длины цилиндрического корпуса-то? :) И это, конечно, никак не вписывающаяся операция, по объёмам работ, в создание, скажем, Союза-К?
ЦитироватьЦитироватьКак раз упрощение и предлагается - избавиться от баков газа наддува для основных компонентов топлива.
И добавить вспомогательных компонентов, систему наддува для них и ГГ.
Сэкономив массу и объём. Вы, кстати, забыли ещё теплообменник - для охлаждения - добавить. Эта операция особенно неподъёмна :) .
ЦитироватьЦитироватьПродукты разложения гидразина не слишком горячие, и их можно дополнительно охладить.
Конечно 900 К сравнительно с КС всего ничего.
Во :) и я об этом. Вы, кстати, в курсе, до какой температуры газ наддува нагревают?
ЦитироватьЦитироватьНе надо :) . Зачем?
Так баки греются и прочность их падает, вот за этим и охлаждать.
А баки-то и не знают :) . В них нагретый гелий или азот подают, они и ломаться должны... а как-то летают ;) .
ЦитироватьЦитироватьИ в чём тут проблема? Остыл, давление упало - ещё добавим для наддува.
Проблема в повышении расхода газа на наддув.
Что-то я никак не пойму :) о каком повышении речь. Хранение газа наддува в жидкой форме не изменяет массы газа - меняет массу только контейнера для этого газа, правда, довольно радикально.
ЦитироватьЦитироватьЭто Вы откуда взяли? :) Гидразин разлагается так -
1. 3 N2H4
ЦитироватьСистемы высокого давления нужны для вытеснения гидразина в ГГ, они просто будут меньше, так что надежности не с чего повышаться.
Во-первых, экономия массы и объёма позволит эти системы задублировать. Во-вторых, мы заменяем баллоны на 300 атм баллонами на 10 атм. Почувствуйте разницу.
ЦитироватьДа добавляйте, жалко чтоли, хотя я действительно по привычке подумал про НДМГ.
Хм. Или мы берём дополнительно гидразин - то есть, ещё один компонент - и с ним берём ёмкости, баллоны вытеснения, ГГ. Но зато имеем отработанное решение - на спутниках гидразиновые ДУ коррекции хорошо отработаны. Или мы используем НДМГ. Тогда не нужны специальные ёмкости, нет дополнительного компонента, нет баллонов наддува. Есть более сложный газогенератор.
По массе и объёму выигрыш в любом случае. Надёжность и сложность лучше аргументировать.
ЦитироватьЦитироватьИ ещё вопрос, получится ли в итоге сложнее, чем исходная система - ведь мы убираем баки наддува вместе с газом наддува, а ставим катализатор для разложения и вентиль на газогенератор. По массе-то точно будет выигрыш.
Я так и не понял, что это за чудо-ГГ в который гидразин попадает сам-собой.
Да, тут верно подмечено. Насос придётся поставить, вероятно.
ЦитироватьЦитировать, то итогом имеем снижение надежности без существенного выигрыша в массе, а уж если использовать гелий, то химический наддув и вовсе пролетает.
Вы берёте неверные исходные данные, поэтому у Вас и результаты такие. На самом деле баллоны высокого давления гораздо тяжелее, чем баки для жидкости при низком давлении
Да, но тогда нужен насос, который подавать будет гидразин из бака с низким давлением в газогенератор!
Цитировать- и в этом основной выигрыш, именно по массе. Это по сравнению с гелием. Надёжность тоже повысится, так как не нужны дополнительные системы высокого давления, вентили на высокое давление и т.п.
Как это? Нужны, конечно! Не тут, так там! Что жидкость, что газ, без насоса могут распространяться только из зоны высокого давления в зону низкого. Значит, мы либо ставим насосный двигатель вместо вытеснительного, проигрывая на массе двигателя, но выигрывая на массе баков и газа для вытеснения, либо гидразин в баке для наддува находится при высоком давлении, и в остальных баках - тоже при высоком давлении. А при этом химический наддув именно что пролетает.
Химический наддув неплох в больших ракетах-носителях, типа "Днепра", там выходит баш на баш, насосы всё равно стоят, и отобрать немного компонента из тракта высокого давления выгодней, чем наддувать гелием.
В КА всё иначе.
ЦитироватьХимический наддув неплох в больших ракетах-носителях, типа "Днепра", там выходит баш на баш, насосы всё равно стоят, и отобрать немного компонента из тракта высокого давления выгодней, чем наддувать гелием.
....
Это в каком же смысле выгоднее наддувать основными компонентами, чем гелием. Баллонная система наддува с гелием по массовой эффективности не имеет равных (за исключением наддува газообразным водородом). А по стоимости тоже надо посмотреть. Ну, для боевых МБР, годами стоящих в заправленном состоянии, естественно наддув основными компонентами предпочтительнее.
ЦитироватьСэкономив массу и объём.
Только частично. И еще кто-то тут говорил про упрощение :wink: .
ЦитироватьВы, кстати, забыли ещё теплообменник - для охлаждения - добавить. Эта операция особенно неподъёмна :) .
Я опасаюсь за его производительность.
ЦитироватьВо :) и я об этом. Вы, кстати, в курсе, до какой температуры газ наддува нагревают?
А баки-то и не знают :) . В них нагретый гелий или азот подают, они и ломаться должны... а как-то летают ;) .
Прям до 900 К и нагревают? :wink: И баки те несколько минут работают и не успевают прогреться, к тому же и плотность газа при вытеснительной подаче выше и значит теплообмен интенсивнее.
ЦитироватьЧто-то я никак не пойму :) о каком повышении речь. Хранение газа наддува в жидкой форме не изменяет массы газа - меняет массу только контейнера для этого газа, правда, довольно радикально.
Выгода от газогенераторной подачи во многом возникает из-за высокой температуры газов наддува, но в нашем случае между включениями газ будет остывать и расход его увеличится.
ЦитироватьНу так не разбавляйте. Всё равно до молекулярной массы азота не дойти.
Но приблизиться можно, до гелия тоже не дойти, как гидразин ни разлагай :wink:.
ЦитироватьВо-первых, экономия массы и объёма позволит эти системы задублировать.
Сначала съэкономить, а потом использовать резерв массы, прям как китайские пионеры.
ЦитироватьВо-вторых, мы заменяем баллоны на 300 атм баллонами на 10 атм. Почувствуйте разницу.
10-то почему, вы таким газом хотите гидразин вытеснять?
ЦитироватьХм. Или мы берём дополнительно гидразин - то есть, ещё один компонент - и с ним берём ёмкости, баллоны вытеснения, ГГ. Но зато имеем отработанное решение - на спутниках гидразиновые ДУ коррекции хорошо отработаны. Или мы используем НДМГ. Тогда не нужны специальные ёмкости, нет дополнительного компонента, нет баллонов наддува. Есть более сложный газогенератор.
И для НДМГ емкости нужны, надо же его как-то в ГГ подавать.
ЦитироватьПо массе и объёму выигрыш в любом случае. Надёжность и сложность лучше аргументировать.
Больше элементов - больше сложность и меньше надежность. Выигрыш незначительный.
ЦитироватьДа, тут верно подмечено. Насос придётся поставить, вероятно.
Насос с аккумуляторами еще съест кусок надежности и массы.
Дмитрий, в гелиевых баках на давление 300 атм основную массу составляет баллон, а не сам гелий, разве не так? В то время как для хранения жидкости под давлением 10 атм масса бака относится к массе жидкости - равной массе потребного газа наддува - гораздо более выгодно. Это, в частности, объясняет, почему на Союзах азот хранят в сжиженном состоянии.
Фагот, какие принципиальные - которые сведут на нет выигрыш - возражения по сложности?
ЦитироватьФагот, какие принципиальные - которые сведут на нет выигрыш - возражения по сложности?
Вообще конечно все что не противоречит законам физики не принципиально, да вот только на Союзе не стоит ваше система не из-за косности мышления, а как раз из-за неоправданного усложнения. И на Аполлоне тоже.
Что касается гелия, то его меньшая молекулярная масса компенсирует вес баллона. На Союзе азот подают насосом в составе ТНА, а тут нужен отдельный насос.
Фагот, какой нужен вес баллона для 1 кг гелия при 300 атм?
ЦитироватьДмитрий, в гелиевых баках на давление 300 атм основную массу составляет баллон, а не сам гелий, разве не так? В то время как для хранения жидкости под давлением 10 атм масса бака относится к массе жидкости - равной массе потребного газа наддува - гораздо более выгодно. Это, в частности, объясняет, почему на Союзах азот хранят в сжиженном состоянии.
Фагот, какие принципиальные - которые сведут на нет выигрыш - возражения по сложности?
На форуме неоднократно возникали дискуссии по этому вопросу.в том числе и недавно (не помню уж в какой теме) - участники согласились, что гелиевая система наддува самая легкая. Этот же факт изложен в известном учебнике под ред. Мишина "Основы проектирования ЛА (транспортные системы)". Вы можете убедиться в этом сами, для этого достаточно знаний на уровне уравнения Менделеева-Клапейрона и безмоментной теории оболочек. По моим расчетам масса гелиевой системы (с учетом массы шар-баллонов) раза в 2 меньше, чем других систем - опять же, за исключением наддува газообразным водородом.
Вообще говоря, если к связке БО+ОО Союза (это где-то 5 тонн) прицепить Фрегат (6.5 тонн, 1.1 сухая) или Бриз-КМ (6.5/1.6) и им довывестись, ИМХО запас ХС у связки будет мноооого больше чем те 400 м/с что сейчас есть у Союза, даже с учетом довыведения. Кстати, 'под Луну' такую связку можно выводить А-3
Основная фишка довыведения в том, чтобы НЕДОТАЩИТЬ до орбиты ТЯЖЕЛУЮ ступень, а вместо этого дотащить легкую, в идеале - просто дополнительный бак. Чтобы это имело смысл, надо недотащить ступень существенно - раз, два - действительно, на верхней ступени должен быть УИ по крайней мере не ниже УИ предыдущей ступени, ну и массовое совершенство должно быть не сильно хуже.
ЦитироватьФагот, какой нужен вес баллона для 1 кг гелия при 300 атм?
Сейчас мне некогда искать, но вы подумайте, почему газогенераторное вытеснение не применяется например на Икаре, его предках (там почти такой же двигатель как и на Союзе), ни на одном из спутников с гидразиновыми двигателями - уж там-то даже дополнительный компонент не нужен и вообще ни на одном спутнике или АМС, а только на баллистических ракетах. Или их конструкторы не догадались или что-то тут не так :wink:
Как обычно разговоры зашли в тупик, поэтому можно провести небольшой расчет. Возьмем например служебный отсек Аполлона. Для вытеснения там используется гелий общей массой в 40 кг, размещенный в двух баллонах весом 288 кг, всего значит 328 кг без учета клапанов и теплообменников. Если мы заменим гелий гидразином, его потребуется примерно 160 кг, ну и на ГГ и систему его хранения и подачи килограмм 10 накинем, выигрыш получается 160 кг. Но что такое 160 кг для Аполлона? - это 1,5 % конечной массы CSM, т.е. его ХС увеличивается на 1 %. Ну можно конечно резерв массы под топливо использовать или еще чего, хотя все равно мало, даже если всю систему подачи выкинуть, много не выиграть. Однако это Аполлон, у него масса ДУ составляет значительную часть от стартовой, для Союза же выигрыш еще меньше, т.к. у него запас топлива невелик, а значит и газа для его вытеснения требуется немного, тут мы даже с азотом не очень проиграем. Зачем на этих кораблях и вообще на спутниках делают вытеснительную подачу - прежде всего это простота и надежность, гидразин же повышению ни того ни другого очевидно не способствует.
ЦитироватьКак обычно разговоры зашли в тупик, поэтому можно провести небольшой расчет. Возьмем например служебный отсек Аполлона. Для вытеснения там используется гелий общей массой в 40 кг, размещенный в двух баллонах весом 288 кг, всего значит 328 кг без учета клапанов и теплообменников. Если мы заменим гелий гидразином, его потребуется примерно 160 кг, ну и на ГГ и систему его хранения и подачи килограмм 10 накинем, выигрыш получается 160 кг. Но что такое 160 кг для Аполлона? - это 1,5 % конечной массы CSM, т.е. его ХС увеличивается на 1 %. Ну можно конечно резерв массы под топливо использовать или еще чего, хотя все равно мало, даже если всю систему подачи выкинуть, много не выиграть. Однако это Аполлон, у него масса ДУ составляет значительную часть от стартовой, для Союза же выигрыш еще меньше, т.к. у него запас топлива невелик, а значит и газа для его вытеснения требуется немного, тут мы даже с азотом не очень проиграем. Зачем на этих кораблях и вообще на спутниках делают вытеснительную подачу - прежде всего это простота и надежность, гидразин же повышению ни того ни другого очевидно не способствует.
Какая у газообразного гидразина газовая постоянная? Я точно не помню, но наверное раз в 7-8 меньше, чем у гелия, то есть при равной температуре наддува вместо 40 кг гелия потребуется 280 кг гидразина, добавьте сюда еще и добавочную массу баков на его хранение.
ЦитироватьКакая у газообразного гидразина газовая постоянная? Я точно не помню, но наверное раз в 7-8 меньше, чем у гелия, то есть при равной температуре наддува вместо 40 кг гелия потребуется 280 кг гидразина, добавьте сюда еще и добавочную массу баков на его хранение.
Ну вытеснять газообразным гидразином это уже изврат :), поэтому его предлагается разлагать, в результате получается смесь азота, аммиака и водорода и её молекулярную массу я принял 16, т.е. гидразина нужно в 4 раза больше чем гелия. Вот газ скорее всего придется разбавлять (тут тоже не все просто, потому что если разбавлять не сильно то и свежий гидразин будет разлагаться) или же ставить теплообменник. На бачок я немного накинул, но целом брал все по-минимуму, в реальности выгода может быть и меньше. Еще мне не нравится высокая температура замерзания гидразина, что явно не упрощает эксплуатацию и не повышает надежность, перегревов он боится больше чем НДМГ, но это уже мелочи.
2 fagot
Это грубоватый расчет. Как известно, эффективность газа наддува определяется его "работоспособностью", т.е. произведением R*T. Соответственно, чем выше газовая постоянная и/или температура газа, тем меньше его требуется. У гелия R=2100 дж*град/кг, если с размерностью не ошибся :wink: Выше, только у водорода R=4200 дж*град/кг. А вот у смеси, которую Вы предлагаете рассмотреть, еще не факт, что R=500-510. Да, самое смешное, что масса шар-баллонов для баллонной системы наддува не зависит от давления, а только от массы газа наддува, температуры хранения, газовой постоянной газа наддува и материала, из которого изготовлен шар-баллон.
ЦитироватьЭто грубоватый расчет. Как известно, эффективность газа наддува определяется его "работоспособностью", т.е. произведением R*T. Соответственно, чем выше газовая постоянная и/или температура газа, тем меньше его требуется. У гелия R=2100 дж*град/кг, если с размерностью не ошибся Выше, только у водорода R=4200 дж*град/кг. А вот у смеси, которую Вы предлагаете рассмотреть, еще не факт, что R=500-510.
Это все понятно, R обратно пропорциональна молекулярной массе, а считать мне ее лень, но при достаточном количестве водорода можно обеспечить и меньше 16-ти, правда температура будет ого-го и на разбавлении мы что-то потеряем. Если даже R будет мала, тем хуже для гидразина, поскольку я против него :)
ЦитироватьДа, самое смешное, что масса шар-баллонов для баллонной системы наддува не зависит от давления, а только от массы газа наддува, температуры хранения, газовой постоянной газа наддува и материала, из которого изготовлен шар-баллон.
Ну немного все же зависит. И еще неполное использование запаса газа сказывается на массе в большей степени, чем недоиспользование гидразина, но это ему не поможет, к тому же эффект незначителен.
ЦитироватьВообще говоря, если к связке БО+ОО Союза (это где-то 5 тонн) прицепить Фрегат (6.5 тонн, 1.1 сухая) или Бриз-КМ (6.5/1.6) и им довывестись, ИМХО запас ХС у связки будет мноооого больше чем те 400 м/с что сейчас есть у Союза, даже с учетом довыведения. Кстати, 'под Луну' такую связку можно выводить А-3
К Фрегату придется приделать еще часть систем, которые стояли в ПАО - СЭП, часть СТР и т.п., ДПО с вытеснительной подачей вместо гидразинников СОЗ, переходник, наверно с полтонны наберется. Еще напрягает отсутствие дублирующего двигателя, хотя в принципе конечно можно как и на исходном Союзе использовать ДПО, если увеличить запас топлива для них. Тогда получается ХС порядка 900 м/c, но думаю дешевле их получить переработав ПАО - поставить двигатель с ТНА и большим УИ, несущие баки и увеличив запас топлива, тогда довыведение не понадобится. Или увеличив ПАО пересесть на Союз-2.
При разложении гидразина при 10 атм и равновесной температуре 500 К газовый состав - по 36 процентов водород и аммиак, остальное азот. Средняя молярная масса - 14,6 г/моль, то есть, больше, чем у гелия, в 14,6 / 4 = 3,65 раза. Соответственно понадобится вчетверо большая масса гидразина.
При разложении НДМГ молярная масса получается примерно 20 г/моль (та же температура и давление). Метана там 70%.
На борту, кроме НДМГ, есть ещё и перекись - её можно для наддува баков АТ использовать. Молярная масса там получается 22 г/моль.
Надо бы посчитать массу гелиевых баллонов; если оказывается, что гелиевая система легче, интересно было бы взглянуть на расчёт.
Кстати, для оценок газовых постоянных - рекомендую инструмент http://rocketworkbench.sourceforge.net/equil.phtml . Если нужны пояснения, как пользоваться, напишу.
ЦитироватьПри разложении гидразина при 10 атм и равновесной температуре 500 К газовый состав - по 36 процентов водород и аммиак, остальное азот. Средняя молярная масса - 14,6 г/моль, то есть, больше, чем у гелия, в 14,6 / 4 = 3,65 раза. Соответственно понадобится вчетверо большая масса гидразина.
Значит я почти угадал, а вот температура что-то маленькая. Если же газ наддува придется разбавлять гидразином, для АТ понадобится отдельный ГГ, если конечно в баках нет мешков.
ЦитироватьПри разложении НДМГ молярная масса получается примерно 20 г/моль (та же температура и давление). Метана там 70%.
Тогда выигрыш совсем мал.
ЦитироватьНа борту, кроме НДМГ, есть ещё и перекись - её можно для наддува баков АТ использовать. Молярная масса там получается 22 г/моль.
А она разве не в СА? В парогазе есть вода, она будет конденсироваться и расход перекиси значительно увеличится, к тому же и коррозионная активность АТ возрастет. Перекисью парогаз не разбавить, а в низкоконцентрированной много воды.
ЦитироватьНадо бы посчитать массу гелиевых баллонов; если оказывается, что гелиевая система легче, интересно было бы взглянуть на расчёт.
У меня получается, что немного тяжелее, но выигрыш как вы видели совсем мал и не оправдывает усложнения.
Цитироватьитак убил кучу времени, но посчитал таки ;-)
Союз без довыведения
1 этап: работа первой ступени Союз-ФГ совместно со второй ступенью
Время работы - 120 секунд , 0.42 по времени от работы второй ступени.
1я ступень вначале весит 161140кг , в конце - 15660кг.
2я ступень вначале весит 95800,
в конце (95800-6100)*0.42+6100 = 43774кг.
3я ступень весит 22490кг,
КК Союз весит7220кг.
итого - начальный вес= 161140+95800+22490+7220=286650кг
конечный вес = 15660+43774+22490+7220=89144кг
УИ берем среднеарифметический наземный-пустотный для 5 блоков:
((3038+2590)/2+(3038+2590)/2+(3038+2590)/2+(3038+2590)/2+(2400+3050)/2)/5 ~ 2796м/c
ХС первого этапа= 2796*ln(286650/89144)=3265м/c
2 этап: работа второй ступени с отделившимися
блоками первой ступени
Начальный вес: 43774+22490+7220=73484
конечный вес: 6100+22490+7220=35810
УИ=3050м/c
ХС второго этапа=3050*ln(73484/35810)=2190м/c
3 этап: работа 3й ступени
Начальный вес: 22490+7220=29710
конечный вес: 2710+7220=9930
УИ=3235м/с
ХС третьего этапа=3235*ln(29710/9930)=3545м/c
Итого суммарно имеем
3265+2190+3545=9000м/c
Союз с довыведением
1 этап: работа первой ступени Союз-ФГ совместно со второй ступенью
Время работы - 120 секунд , 0.42 по времени от работы второй ступени.
1я ступень вначале весит 161140кг , в конце - 15660кг.
2я ступень вначале весит 95800,
в конце (95800-6100)*0.42+6100 = 43774кг.
3я ступень весит 22490кг,
КК Союз-(?) весит9500кг.
итого - начальный вес= 161140+95800+22490+9500=288930кг
конечный вес = 15660+43774+22490+9500=91424кг
УИ берем среднеарифметический наземный-пустотный для 5 блоков:
((3038+2590)/2+(3038+2590)/2+(3038+2590)/2+(3038+2590)/2+(2400+3050)/2)/5 ~ 2796м/c
ХС первого этапа= 2796*ln(288930/91424)=3217м/c
2 этап: работа второй ступени с отделившимися
блоками первой ступени
Начальный вес: 43774+22490+9500=75764
конечный вес: 6100+22490+9500=38090
УИ=3050м/c
ХС второго этапа=3050*ln(75764/38090)=2097м/c
3 этап: работа 3й ступени
Начальный вес: 22490+9500=31990
конечный вес: 2710+9500=12210
УИ=3235м/с
ХС третьего этапа=3235*ln(29710/9930)=3116м/c
Итого суммарно перед довыведением имеем
3217+2097+3116=8430м/c
То есть - недобор 570м/c.
Чтобы их добрать при помощи движков КК Союз (УИ 2990м/с)
при условии что КК имеет начальный вес 9500кг,
необходимо израсходовать 1650кг топлива.
(так как 2990*ln(9500/7850)=570м/c )
Конечная масса станет 7850кг
КК Союз ТМА имеет запас ХС для орбитального маневрирования
400м/c (начальная масса 7220кг, топливо 900кг, УИ 2990м/с, посчитайте сами)
"Союз с довыведением" должен иметь такой же запас ХС при бОльшей начальной массе -
7850кг.
это обеспечивается при оставшейся после довыведения заправке в 1000кг
(т е, на 100кг больше чем Союз-ТМА).
Итого имеем разницу в 7850-7220-100=530кг.
Топлива должно быть вместо 900кг - 2650кг.
при увеличении размера баков , (а не установкой дополнительных такихже, что
IMHO, бред) втрое - вес их увеличится как раз на 250-300кг, что оставит
для ПН как раз около 250кг, как я и предрекал.
Стоит оно того? Не знаю, не спрашивайте, этот вопрос не я ставил.
И кстати да... Еще один отрицательный момент . У РН Союз при такой схеме выведения
изменятся поля падений по отношению к "обычным".
Феликс, огромное спасибо за ваши расчёты! :D
А быстро посмотрел, всё, кажется, у вас правильно. Только одна опечатка:
"Союз с довыведением"
у вас
ХС третьего этапа=3235*ln(29710/9930)=3116м/c
а должно быть:
ХС третьего этапа=3235*ln(31990/12210)=3116м/c
но результат всё равно правильный.
ЦитироватьНу, что посчитал - то выложил. Пусть теперь Егор оценивает - нужно нашей космонавтике лишние (воистину лишние) 250кг на Союзе путем превращения ПАО практически в новый РБ , и сопутствующих этому расходов на разработку, испытания и т д и т п.
Да, 250 кг это маловато будет.
Я ожидал прибавку в 1000 кг.
ИМХО "Овчинка выделки не стоит". :(
ЦитироватьВ топливе заключённом в ракете содержится химическая энергия позволяющая грубо говоря определённой массе сообщить определённую потенциальную и кинетическую энергию. Например в РН Союз заключена химическая энергия позволяющая поднять на высоту 200 км и разогнать до 8 км/с массу в 10 тонн.
Именно в 10 тонн, ни больше и не меньше. Иначе нарушится закон сохранения энергии.
Старый, спасибо за такое наглядное объяснение!
Да, ПН зависит, в самой большой степени, от массы топлива и УИ двигателей.
ЦитироватьТолько одна опечатка:
"Союз с довыведением"
у вас
ХС третьего этапа=3235*ln(29710/9930)=3116м/c
а должно быть:
ХС третьего этапа=3235*ln(31990/12210)=3116м/c
но результат всё равно правильный.
я об этом почти сразу написал. дело в том что исходные данные
поставлены из предыдущего расчета но результат взят из текущих данных.
издержки копипаста.
ЦитироватьЦитироватьПри разложении гидразина при 10 атм и равновесной температуре 500 К газовый состав - по 36 процентов водород и аммиак, остальное азот. Средняя молярная масса - 14,6 г/моль, то есть, больше, чем у гелия, в 14,6 / 4 = 3,65 раза. Соответственно понадобится вчетверо большая масса гидразина.
Значит я почти угадал, а вот температура что-то маленькая.
Температура задана в условиях расчёта. Если взять, например, 900К, то аммиака будет полпроцента и средняя молярная масса примерно 10,7. Но мы же собираемся потом охлаждать газ - поэтому равновесие сместится в сторону того, которое будет при 500К.
ЦитироватьЦитироватьПри разложении НДМГ молярная масса получается примерно 20 г/моль (та же температура и давление). Метана там 70%.
Тогда выигрыш совсем мал.
Не забывайте, мы вообще избегаем дополнительных баков в этом случае, и дополнительного компонента. Правда, добавляем насосы, но и насосы будут весить меньше, чем издержки гелиевой системы.
ЦитироватьЦитироватьНа борту, кроме НДМГ, есть ещё и перекись - её можно для наддува баков АТ использовать. Молярная масса там получается 22 г/моль.
А она разве не в СА?
Я это к тому, что этот компонент уже есть, используется при заправке. Он не является новым для КК.
ЦитироватьВ парогазе есть вода, она будет конденсироваться и расход перекиси значительно увеличится, к тому же и коррозионная активность АТ возрастет. Перекисью парогаз не разбавить, а в низкоконцентрированной много воды.
Да, с перекисью вопросы сложнее, согласен.
ЦитироватьЦитироватьНадо бы посчитать массу гелиевых баллонов; если оказывается, что гелиевая система легче, интересно было бы взглянуть на расчёт.
У меня получается, что немного тяжелее, но выигрыш как вы видели совсем мал и не оправдывает усложнения.
Это Вы подгоняете действительное под желаемое :) . Моя интерпретация - что пока что выигрыш, несомненно, есть, как и должен быть вообще при использовании жидкости вместо газа в качестве аккумулятора наддува. Конкретные значения выигрыша считать сложнее, потому что, как обычно, нет точных исходных данных. Качественный выигрыш, однако, несомненен.
Хорошо бы, конечно, мнение энергиевцев послушать.
Вообще, в свете полетов на Луну апгрейд ПАО Союза - довольно интересная тема. Насколько сложно превратить ПАО в этакий мини-Фрегат? Или, скорее, сделать мини-Фрегат, совместимый по разьемам с ПАО? ;-) Сколько в обьем ПАО можно упихать топлива, если использовать несущие баки? Сколько могут весить аккумуляторы, электроника и СБ? Систему теплообмена я бы перенес в ОО, там она естественнее выглядит ;-) А СБ сделал по поверхности ПАО, имхо для снабжения современной электроники их, вместе с аккумуляторами, вполне хватит.
Движок я бы поставил http://www.astronautix.com/engines/17d61.htm вот этот - порядка 300 кг тяги, плюс дополнительные рулевые сопла, и УИ - 326 сек. Т.е. сравнимо с 3-й ступенью.
По поводу выигрыша 250 кг... нечего тут старичками разбрасываться. 250 кг выиграем на довыведении, еще 250 кг на увеличении УИ на маршруте 185-станция-185. Так полтонны и набежит. А между прочим Прогресс доставляет на станцию ВСЕГО 2.5 тонны. Т.е. полтонны - это 20% ПН, т.е. запусков надо на 20% меньше. Плюс еще, учитывая что Прогрессы используются для подьема рбиты, а это движком с более высоким УИ делать эффективнее - то еще 10% выигрыш будет. Пустячок, а приятно ;-).
Вообще, есть вот какая идея.
Сделать универсальный пропульсивный блок, расчитаный на довыведение и доставку к станции некоей ПН. В качестве такой ПН может выступать грузовая капсула либо пилотируемая капусла с собственной системой торможения, интегрированной в ОО. Т.е. капусла стыкуется, после чего ПАО отстегивается и топится с горя ;-). Отстыковка и выдача тормозного импульса происходит уже на долгохранимых компонентах. Т.е. ПАО выступает в роли такого РБ своеобразного.
ЦитироватьВообще, в свете полетов на Луну апгрейд ПАО Союза - довольно интересная тема. Насколько сложно превратить ПАО в этакий мини-Фрегат? Или, скорее, сделать мини-Фрегат, совместимый по разьемам с ПАО? ;-) Сколько в обьем ПАО можно упихать топлива, если использовать несущие баки? Сколько могут весить аккумуляторы, электроника и СБ? Систему теплообмена я бы перенес в ОО, там она естественнее выглядит ;-) А СБ сделал по поверхности ПАО, имхо для снабжения современной электроники их, вместе с аккумуляторами, вполне хватит.
Движок я бы поставил http://www.astronautix.com/engines/17d61.htm вот этот - порядка 300 кг тяги, плюс дополнительные рулевые сопла, и УИ - 326 сек. Т.е. сравнимо с 3-й ступенью.
По поводу выигрыша 250 кг... нечего тут старичками разбрасываться. 250 кг выиграем на довыведении, еще 250 кг на увеличении УИ на маршруте 185-станция-185. Так полтонны и набежит. А между прочим Прогресс доставляет на станцию ВСЕГО 2.5 тонны. Т.е. полтонны - это 20% ПН, т.е. запусков надо на 20% меньше. Плюс еще, учитывая что Прогрессы используются для подьема рбиты, а это движком с более высоким УИ делать эффективнее - то еще 10% выигрыш будет. Пустячок, а приятно ;-).
Вообще, есть вот какая идея.
Сделать универсальный пропульсивный блок, расчитаный на довыведение и доставку к станции некоей ПН. В качестве такой ПН может выступать грузовая капсула либо пилотируемая капусла с собственной системой торможения, интегрированной в ОО. Т.е. капусла стыкуется, после чего ПАО отстегивается и топится с горя ;-). Отстыковка и выдача тормозного импульса происходит уже на долгохранимых компонентах. Т.е. ПАО выступает в роли такого РБ своеобразного.
По моему это скорее идея одноразового мини-парома.
На мой взгляд более продуктивной выглядит идея более эволюционного развития.
Т е - для начала Союз-2-1б который выводит только за счет лучшего УИ третьей ступени (РД 0124 вместо РД 0110) на одну тонну больше. за счет этой тонны увеличиваем КК.
Далее - в ПАО действительно можно поставить чтонибудь новое, и с лучшим УИ,
с насосной подачей, за счет чего уменьшаем количество запаса вытеснительных газов и уменьшаем толщину стенок баков и выигрываем на массовом совершенстве.
Далее - возможно, можно и _чуточку_ довывестись (но - чуточку, а не расходом более полутора тонн горючего).
в принципе здесь может лежать суммарно до полутора тонн полезного груза в КК. (или груз или горючее для увеличения суммарного ХС).
Хотя по большому счету, даже замена движка - уже слишком революционно.
А дорога в тысячу ли начинается с одного шага....
А вообщето интересны планы апгрейда КК Союз именно в отношении ПАО. там ведь грядут какието перемены....
ЦитироватьТемпература задана в условиях расчёта. Если взять, например, 900К, то аммиака будет полпроцента и средняя молярная масса примерно 10,7. Но мы же собираемся потом охлаждать газ - поэтому равновесие сместится в сторону того, которое будет при 500К.
А, это для уже охлажденного, тогда понятно, может даже без катализатора рекомбинация будет невелика и гидразин еще немного выиграет. Вопрос еще, как охлаждать.
ЦитироватьНе забывайте, мы вообще избегаем дополнительных баков в этом случае, и дополнительного компонента. Правда, добавляем насосы, но и насосы будут весить меньше, чем издержки гелиевой системы.
Да я на баки и так почти ничего не брал, насосы их массу займут, но большая часть массы приходится на само топливо для ГГ, а тут мы от гелия меньше уходим, чем с гидразином.
ЦитироватьЯ это к тому, что этот компонент уже есть, используется при заправке. Он не является новым для КК.
Гидразин тоже используется при заправке Фрегата, так что и тут перекись не имеет преимущества. А на КК для нее все равно новую систему создавать.
ЦитироватьЭто Вы подгоняете действительное под желаемое :) . Моя интерпретация - что пока что выигрыш, несомненно, есть, как и должен быть вообще при использовании жидкости вместо газа в качестве аккумулятора наддува. Конкретные значения выигрыша считать сложнее, потому что, как обычно, нет точных исходных данных. Качественный выигрыш, однако, несомненен.
Точные исходные данные - это последняя соломинка геливой системы. Вы мой пост про Аполлон читали? И как там с выигрышем? А на Союзе он будет гораздо меньше.
ЦитироватьХорошо бы, конечно, мнение энергиевцев послушать.
Думаю они вам примерно тоже и ответят.
вопрос слегка не в тему - а течет ли гелий сквозь стенки -
металлические, пластиковые и т д?
(ввиду низкой молекулярной массы и малых размеров одноатомной молекулы)
по моему у него слегка такое есть.
я прав?
Мои рассуждения сводятся всего к двум мыслям.
1) Хранить средство наддува в жидкой форме более выгодно, по массе и объёму, чем хранить их в газовой форме.
2) Конкретных данных, чтобы рассчитать возможную экономию массы, у нас нет.
Судя по дискуссии, мысли верные - по крайней мере, мне так кажется :) - и по-прежнему хочется более точных исходных данных.
ЦитироватьМои рассуждения сводятся всего к двум мыслям.
1) Хранить средство наддува в жидкой форме более выгодно, по массе и объёму, чем хранить их в газовой форме.
2) Конкретных данных, чтобы рассчитать возможную экономию массы, у нас нет.
Есть еще и третья, определяющая, мысль - велика ли выгода. Данные по Аполлону я вам привел, если мне не верите, посмотрите у Шунейко.
ЦитироватьСудя по дискуссии, мысли верные - по крайней мере, мне так кажется :) - и по-прежнему хочется более точных исходных данных.
Если рассуждать вообще то выгода есть, но когда мы начинаем смотреть на ее размер, оказывается что овчинка выделки не стоит.
Я извиняюсь, вопрос, наверное, не совсем по теме - а сколько весит СА Союза?
ЦитироватьЦитироватьВ топливе заключённом в ракете содержится химическая энергия позволяющая грубо говоря определённой массе сообщить определённую потенциальную и кинетическую энергию. Например в РН Союз заключена химическая энергия позволяющая поднять на высоту 200 км и разогнать до 8 км/с массу в 10 тонн.
Именно в 10 тонн, ни больше и не меньше. Иначе нарушится закон сохранения энергии.
Старый, спасибо за такое наглядное объяснение!
Да, ПН зависит, в самой большой степени, от массы топлива и УИ двигателей.
Я думаю, что идея
Увеличения массы ПН КК Союз на 1-0,5 тонну за счёт довыведения,
может быть реализована, если применить способ, который РККЭ
предложила для Клипера:
использовать новую САС. При нормальном выведении использовать
часть двигателей САС для довыведения.
За основу ПАО Союза надо взять АБО Клипера, в основном уменьшив
и упростив его.
З-я ступень РН Союз выводит КК Союз на суборбитальную траекторию,
после отделения от нее часть двигателей САС на ТТ выводят КК на орбиту
примерно 150-300 км.
А 3-я ступень РН Союз падает в Тихий океан,
примерно через полвитка после старта.
Сейчас ПАО КК Союз выдает самый большой импульс для посадки.
На этапе от старта до стыковки выдается один большой - около 100 м/сек.
- импульс и ряд мелких импульсов, которые делают или можно сделать
блоками двигателей коррекции (сейчас, если не ошибаюсь,
4 таких блока на ПАО Союза).
Но если оставшиеся двигатели САС использовать для посадки,
то можно отказаться от маршевого двигателя ПАО Союза!?
Возможны варианты изменения АБО Клипера:
а) Новый Союз - Две трети Союза, одна треть Клипера.
АБО Клипера переделывается максимально близко к ПАО Союза.
Можно сказать, что это ПАО Союза (возможно, без маршевого даигателя),
к которму приделано кольцо с двигателями САС,
но, СА и ОО остаются те же самые.
Или заменяются на больший СА
(например, как у ЕвроСоюза - в полтора больше, чем сейчас) и,
наверное, меньший, чем сейчас ОО (массой около 1000 кг?).
Экипаж 4-5 человек!
Тесновато, но если
стыковку делать в первые же сутки через 12-13 витков (18-19,5 часов),
то терпимо, я полагаю. Экипаж около половины этих 18-19,5 часов спит.
Кроме того, если стыковка не получится, есть время подготовиться
к посадке на 15-16 витке.
По существу, это специализированный односуточный транспортный КК.
б) Новый Союз - Треть Союза, Две трети Клипера.
А что если использовать АБО Клипера как он уже спроектирован?
С минимальными модификациями.
Какова его масса? Кажется, 4-4,5 тонны?
А сверху СА как у ЕвроСоюза! Далее см. а)
В этом случае в днище СА надо сделать люк как у ВА ТКС для перехода
в АБО.
Общая масса КК в обоих вариантах около 8,5-9 тонн?
Критикуйте!
И развивайте, если есть, что развивать! Но только с цифрами,
с расчетами!
ЦитироватьВообще, в свете полетов на Луну апгрейд ПАО Союза - довольно интересная тема. Насколько сложно превратить ПАО в этакий мини-Фрегат? Или, скорее, сделать мини-Фрегат, совместимый по разьемам с ПАО?
Примерно так же сложно, как создать Фрегат.
ЦитироватьСколько в обьем ПАО можно упихать топлива, если использовать несущие баки? Сколько могут весить аккумуляторы, электроника и СБ?
Тут бы многие хотели видеть подробную развесовку Союза, но вот где ее взять?
ЦитироватьСистему теплообмена я бы перенес в ОО, там она естественнее выглядит :wink:
Но ее масса от этого не изменится.
ЦитироватьА СБ сделал по поверхности ПАО, имхо для снабжения современной электроники их, вместе с аккумуляторами, вполне хватит.
Вы думаете, что на Союзе все электичество пожирает электроника?
ЦитироватьДвижок я бы поставил http://www.astronautix.com/engines/17d61.htm вот этот - порядка 300 кг тяги, плюс дополнительные рулевые сопла, и УИ - 326 сек. Т.е. сравнимо с 3-й ступенью.
Это очередной глюк Вэйда, на Икаре почти такой же двигатель что и на Союзе со всеми вытекающими. Вот 11Д442 что на ФГБ стоит может и подошел бы, знать бы еще его импульс. Но двигателей нужно два или же большой запас топлива для ДПО.
ЦитироватьПо поводу выигрыша 250 кг... нечего тут старичками разбрасываться. 250 кг выиграем на довыведении, еще 250 кг на увеличении УИ на маршруте 185-станция-185. Так полтонны и набежит. А между прочим Прогресс доставляет на станцию ВСЕГО 2.5 тонны. Т.е. полтонны - это 20% ПН, т.е. запусков надо на 20% меньше. Плюс еще, учитывая что Прогрессы используются для подьема рбиты, а это движком с более высоким УИ делать эффективнее - то еще 10% выигрыш будет. Пустячок, а приятно .
А эти 250 кг за счет довыведения нам бесплатно достаются? И еще неизвестно, есть ли они. И как вы выиграли 250 кг на большем УИ?
ЦитироватьЯ думаю, что идея
Увеличения массы ПН КК Союз на 1-0,5 тонну за счёт довыведения,
может быть реализована, если применить способ, который РККЭ
предложила для Клипера:
использовать новую САС. При нормальном выведении использовать
часть двигателей САС для довыведения.
Правильно Олигарх! Довыведения с помощью САС это самый простой и дешевый способ увеличить ПН КК Союз.
Как это мне самому в голову не пришло - пример с Клипером под рукой. :roll:
ЦитироватьИли заменяются на больший СА
(например, как у ЕвроСоюза - в полтора больше, чем сейчас) и,
наверное, меньший, чем сейчас ОО (массой около 1000 кг?).
Экипаж 4-5 человек!
Тесновато, но если
стыковку делать в первые же сутки через 12-13 витков (18-19,5 часов),
то терпимо, я полагаю. Экипаж около половины этих 18-19,5 часов спит.
Кроме того, если стыковка не получится, есть время подготовиться
к посадке на 15-16 витке.
По существу, это специализированный односуточный транспортный КК.
ИМХО для полётов на ЛЕО это самое то! В этом направлении и надо двигаться - убирать БО и лететь к ОС за короткое время.
Правда с Луной возникают проблемы в таком случае. :(
Разве что лететь на Луну втроём, в таком большом СА. Не знаю, насколько это приемлемо?
Но всё это уже другая тема. Для её обсуждения нужно заводить отдельную тему.
Цитироватьб) Новый Союз - Треть Союза, Две трети Клипера.
А что если использовать АБО Клипера как он уже спроектирован?
С минимальными модификациями.
Какова его масса? Кажется, 4-4,5 тонны?
А сверху СА как у ЕвроСоюза! Далее см. а)
В этом случае в днище СА надо сделать люк как у ВА ТКС для перехода
в АБО.
Общая масса КК в обоих вариантах около 8,5-9 тонн?
АБО Клипера ещё нет.
И это уже совсем новый КК.
Какой смылс делать и такой новый КК на 4-5 человек и Клипер?
Если делать только такой новый КК на 4-5 человек, то лучше его делать по схеме тепершнего КК Союза.
Не вижу выгод в этом вашем предложении?
И опять таки это уже совсем другая тема.
ЦитироватьЯ думаю, что идея
Увеличения массы ПН КК Союз на 1-0,5 тонну за счёт довыведения,
может быть реализована, если применить способ, который РККЭ
предложила для Клипера:
использовать новую САС. При нормальном выведении использовать
часть двигателей САС для довыведения.
За основу ПАО Союза надо взять АБО Клипера, в основном уменьшив
и упростив его.
У РДТТ САС УИ мал, да и массовое совершенство не выдающееся, так что выигрыша скорее всего не будет. Для Клипера это решение вынужденное т.к. у него сверху САС проблематично поставить и чтобы хоть как-то отыграть потери массы они и придумали довыведение. Для Союза же вы предлагаете вместо сброса небольшой САС тащить увеличенную (ведь теперь ей придется разгонять весь корабль, а не связку БО плюс СА) до самой орбиты. В то же время ХС САС мала и ее просто не хватит для довыведения, специально же увеличивать САС и вовсе глупо.
ЦитироватьСейчас ПАО КК Союз выдает самый большой импульс для посадки.
На этапе от старта до стыковки выдается один большой - около 100 м/сек.
- импульс и ряд мелких импульсов, которые делают или можно сделать
блоками двигателей коррекции (сейчас, если не ошибаюсь,
4 таких блока на ПАО Союза).
Сейчас у Союза объединенная ДУ и большая часть импульса выдается сближающе-корректирующим двигателем, если же оставить одни ДПО мы еще немного потеряем из-за меньшего УИ. Для посадки импульс гораздо меньше чем для полета к станции - около 85 м/с, но при полете к МКС импульс разбит на несколько небольших и тут РДТТ опять-таки не годятся.
ЦитироватьНо если оставшиеся двигатели САС использовать для посадки,
то можно отказаться от маршевого двигателя ПАО Союза!?
Тогда потери из-за низкого УИ еще больше возрастут. Да собственно и двигателей САС не останется. Кроме того ДУ Союза всегда дублировалась - сейчас в роли дублера служат ДПО и если откажет основной двигатель ДПО просто используют предназначавшееся для него топливо и сведут корабль с орбиты. В случае РДТТ придется тащить дополнительное топливо для ДПО, которое в большинстве полетов не будет использовано.
В общем в итоге получается следующее - предлагается заменить ОДУ Союза на две - твердотопливную и жидкостную, что уменьшает ПН и усложняет конструкцию.
ЦитироватьКритикуйте!
И развивайте, если есть, что развивать! Но только с цифрами,
с расчетами!
Обычно расчеты делает автор идеи :wink:
ЦитироватьКак это мне самому в голову не пришло - пример с Клипером под рукой. :roll:
"Пример с Клипером" это в смысле место рядом с ним на свалке истории? ;)
ЦитироватьЦитироватьКак это мне самому в голову не пришло - пример с Клипером под рукой. :roll:
"Пример с Клипером" это в смысле место рядом с ним на свалке истории? ;)
Вообщето был ещё и ТКС где САС был вроде как одновременно ТДУ...
Но мне по любому, больше нравится идея смены УИ на третьей ступени
(А по уму и на первой, и на второй... бо, по крайнему моему разумению РД-107/108 суть динозавры, по современным временам - с никудышним УИ) - по любому выигрыш лучше. А касательно самого КК - также переход на ДУ типа Фрегатовского или Бризовского (УИ больше на 200м/с!))даст выигрыш и по расходу горючего и по весовому совершенству ПАО.
Притом этот путь - наименее революционен, соответственно, более жизненен.
ЦитироватьВообщето был ещё и ТКС где САС был вроде как одновременно ТДУ...
Но уж точно не для довыведения, тем более всего корабля.
ЦитироватьНо мне по любому, больше нравится идея смены УИ на третьей ступени
(А по уму и на первой, и на второй... бо, по крайнему моему разумению РД-107/108 суть динозавры, по современным временам - с никудышним УИ)
Ну если сравнивать с ТТУ или твердотопливными первыми ступенями основных современных зарубежных РН то в принципе ещё очень даже ничего.
Цитировать- по любому выигрыш лучше. А касательно самого КК - также переход на ДУ типа Фрегатовского или Бризовского (УИ больше на 200м/с!))даст выигрыш и по расходу горючего и по весовому совершенству ПАО.
Притом этот путь - наименее революционен, соответственно, более жизненен.
Максимальный выигрыш даёт увеличение УИ верхних ступеней РН. Удельные параметры первых ступеней не так критичны. Там можно без особого ущерба даже ТТУ впарить.
Замена ДУ Союза на Бризовско/Фрегатовскую означает изменение тяги почти на порядок. А это радикально всё меняет. К тому ж только сам двигатель весит около 90 кг. Увеличение веса и габаритов может съесть эффект от лишних 20 секунд удельного импульса.
ЦитироватьЦитироватьВообщето был ещё и ТКС где САС был вроде как одновременно ТДУ...
Но уж точно не для довыведения, тем более всего корабля.
ЦитироватьНо мне по любому, больше нравится идея смены УИ на третьей ступени
(А по уму и на первой, и на второй... бо, по крайнему моему разумению РД-107/108 суть динозавры, по современным временам - с никудышним УИ)
Ну если сравнивать с ТТУ или твердотопливными первыми ступенями основных современных зарубежных РН то в принципе ещё очень даже ничего.
посему я и прописал в первую очередь третью ступень.
С другой стороны, твердотопливными боковухи Союза станут очень вряд ли ;) .
Что касается первой-второй - попробуй сам подставить и посчитать на первую-вторую ступень
НК-33 - РД-0155 - РД-120U и прочие предполагающиеся в планах по модернизации до Союз-2-3 , и сам увидишь каков эффект будет.
хотя в общем, с этим можно и сильно повременить.
ЦитироватьЦитировать- по любому выигрыш лучше. А касательно самого КК - также переход на ДУ типа Фрегатовского или Бризовского (УИ больше на 200м/с!))даст выигрыш и по расходу горючего и по весовому совершенству ПАО.
Притом этот путь - наименее революционен, соответственно, более жизненен.
Максимальный выигрыш даёт увеличение УИ верхних ступеней РН. Удельные параметры первых ступеней не так критичны. Там можно без особого ущерба даже ТТУ впарить.
Замена ДУ Союза на Бризовско/Фрегатовскую означает изменение тяги почти на порядок. А это радикально всё меняет. К тому ж только сам двигатель весит около 90 кг. Увеличение веса и габаритов может съесть эффект от лишних 20 секунд удельного импульса.
Веса там лучше, а сами движки я написал "типа" а не те же самые, т е
естественно смасштабированые по тяге(которая кстати больше не на порядок а втрое ;) ).
РД-0155 и РД-120U по тяге немного уступают РД-107/108, поэтому часть эффекта съедят гравпотери, 155-й к тому же надо рулевыми камерами оснащать или качающимися, ну и на центре либо рулевик либо креновые сопла нужны в случае РД-120. Баки опять же из-за разного соотношения компонентов переделывать, зато стартовая масса несколько увеличится, в т.ч. за счет использования того объема ХО где сейчас азот и перекись. В целом прибавка ПН конечно будет, но не очень большая.
А союзовский двигатель почти в 7 раз уступает бризовскому по тяге - 300 против 2000 кгс. Вместо него можно наверно 11Д422 поставить - тяга 400 кг, вот УИ неизвестен. Однако чем хороша ОДУ так это общими баками, а тут придется отдельную систему для ДПО городить и ставить дублирующий двигатель, а если баки общими оставить, то на их массе ничего не выиграть. И вообще при столь малых ХС как у Союза абсолютные значения прибавки ПН будут невелики, потому за ними никто и не гонится.
ЦитироватьЦитироватьМои рассуждения сводятся всего к двум мыслям.
1) Хранить средство наддува в жидкой форме более выгодно, по массе и объёму, чем хранить их в газовой форме.
2) Конкретных данных, чтобы рассчитать возможную экономию массы, у нас нет.
Есть еще и третья, определяющая, мысль - велика ли выгода. Данные по Аполлону я вам привел, если мне не верите, посмотрите у Шунейко.
На мой взгляд, это та же мысль, что мысль номер 2. Данные по Аполлону есть, оценить данные по Союзу можно, но, на мой взгляд, недостаточно точно. Поэтому и п.2.
ЦитироватьЦитироватьСудя по дискуссии, мысли верные - по крайней мере, мне так кажется :) - и по-прежнему хочется более точных исходных данных.
Если рассуждать вообще то выгода есть, но когда мы начинаем смотреть на ее размер, оказывается что овчинка выделки не стоит.
Это по-Вашему мнению не стоит. Пока что я не вижу подкрепления этого мнения фактами.
ЦитироватьНа мой взгляд, это та же мысль, что мысль номер 2. Данные по Аполлону есть, оценить данные по Союзу можно, но, на мой взгляд, недостаточно точно. Поэтому и п.2.
Куда нам большая точность-то, мы ведь не КД тут составляем.
ЦитироватьЭто по-Вашему мнению не стоит. Пока что я не вижу подкрепления этого мнения фактами.
Так от вас фактов еще меньше, я хотя бы расчет провел. Просто вы не хотите признавать мизерности прибавки и прикрываетесь малой точностью.
ЦитироватьРД-0155 и РД-120U по тяге немного уступают РД-107/108, поэтому часть эффекта съедят гравпотери, 155-й к тому же надо рулевыми камерами оснащать или качающимися, ну и на центре либо рулевик либо креновые сопла нужны в случае РД-120. Баки опять же из-за разного соотношения компонентов переделывать, зато стартовая масса несколько увеличится, в т.ч. за счет использования того объема ХО где сейчас азот и перекись. В целом прибавка ПН конечно будет, но не очень большая.
Вроде, РД-0155 на 9 тс "тяговитее" , чем РД-107 - 92 тс против 83,7 тс. По крайней мере, по данным КБХА - именно так. Вопрос - насколько реален этот ЖРД и в каком состоянии его разработка. А замена РД-107/108 на РД-0155 может дать приличную прибавку ПН, как мне кажется. Эх, надо будет на днях посчитать. Кстати, какой пустотный УИ у РД-0155?
ЦитироватьВроде, РД-0155 на 9 тс "тяговитее" , чем РД-107 - 92 тс против 83,7 тс. По крайней мере, по данным КБХА - именно так. Вопрос - насколько реален этот ЖРД и в каком состоянии его разработка.
С РД-0155 не совсем понятно, на сайте КБХА написано 90 т и есть рулевая камера, а в НК писали что 80 и без рулевиков. Может уже поставили, а если запас мощности ТНА позволял то и тягу увеличили. По пустотной тяге они значит примерно равны.
ЦитироватьА замена РД-107/108 на РД-0155 может дать приличную прибавку ПН, как мне кажется. Эх, надо будет на днях посчитать. Кстати, какой пустотный УИ у РД-0155?
УИ 333 с, у меня с РД-120U получается порядка полутора тонн плюс-минус лапоть - просто вместо УИ РД-107А/108А взял его УИ, а увеличение заправки за счет увеличения баков и другого соотношения компонентов лень считать, впрочем последняя прибавка невелика. Кстати если не хочется существенных переделок, можно вместо перекисного и азотного баков поставить дополнительный кислородный бачок и соотношение компонентов станет нормальным, хотя выглядит конечно несколько аляповато :)
ЦитироватьЦитироватьб) Новый Союз - Треть Союза, Две трети Клипера.
А что если использовать АБО Клипера как он уже спроектирован?
С минимальными модификациями.
Какова его масса? Кажется, 4-4,5 тонны?
А сверху СА как у ЕвроСоюза! Далее см. а)
В этом случае в днище СА надо сделать люк как у ВА ТКС для перехода
в АБО.
Общая масса КК в обоих вариантах около 8,5-9 тонн?
АБО Клипера ещё нет.
И это уже совсем новый КК.
Какой смылс делать и такой новый КК на 4-5 человек и Клипер?
Если делать только такой новый КК на 4-5 человек, то лучше его делать по схеме тепершнего КК Союза.
Не вижу выгод в этом вашем предложении?
И опять таки это уже совсем другая тема.
Вот еще один вариант попроще.
Возьмем для простоты нынешний Союз ТМА, выводимый РН Союз ФГ.
Отменяем старую САС, вводим новую, как у Клипера - кольцо с РД на ТТ.
В случае Клипера их 8, в случае Союза, очевидно, достаточно будет 6,
чтобы спасти экипаж в случае аварии на старте.
ПАО Союза тот же, что и сейчас, только к нему снаружи,
чтобы не трогать крепление КК с 3-й ступенью РН, прикрепляется
это кольцо с 6 РД.
КАКова масса САС Клпера? Такая же САС Союза должна быть легче
на примерно четверть.
Третья ступень выводит КК на суборбитальную траекторию, сама же
падает через полвитка или две трети витка (это еще в Тихом океане).
А может лучше вывести на низкую круговую типа 150-140 км. Надо считать.
Все двигатели САС отрабатывают, очевидно, парами или скорее тройками РД
и отбрасывается!
То есть, она фактически работает 4-й ступенью РН Союз!
КК Союз ТМА, в том вмде как он есть сейчас, оказывается на орбите. Какой?
Предположим, что выигрыш массы 500 кг в сравнении с нынешним выводом.
Мне кажется, на ПН
этот выигрыш использовать нельзя. Человека нельзя добавить.
Только груз. Но куда эти дополнительные 500 кг впихнуть в Союз ТМА?
Так что, если в каком-либо варианте с довыведением появляется выигрыш массы,
его можно использовать только на увеличение самого КК.
И мне кажется, надо увеличивать КК для увеличения экмпажа.
ЦитироватьЦитироватьНа мой взгляд, это та же мысль, что мысль номер 2. Данные по Аполлону есть, оценить данные по Союзу можно, но, на мой взгляд, недостаточно точно. Поэтому и п.2.
Куда нам большая точность-то, мы ведь не КД тут составляем.
Ну, Вы сами отметили, что Аполлоны от Союзов заметно отличаются. Массы другие, пропорции... Так что не такие уж применимые данные.
ЦитироватьЦитироватьЭто по-Вашему мнению не стоит. Пока что я не вижу подкрепления этого мнения фактами.
Так от вас фактов еще меньше, я хотя бы расчет провел. Просто вы не хотите признавать мизерности прибавки и прикрываетесь малой точностью.
Как интересно :) а мне казалось, что это я расчёт провёл :) а не Вы. Что и позволило, как я понимаю, подтвердить, что жидкостные системы экономичнее по массе газовых. По крайней мере, теперь не высказывается такое мнение :) .
Покажите мне Ваш расчёт. Может, я что-то пропустил?
ЦитироватьНу, Вы сами отметили, что Аполлоны от Союзов заметно отличаются. Массы другие, пропорции... Так что не такие уж применимые данные.
Основное отличие в том, что доля ДУ в массе Союза меньше чем в массе Аполлона, а вместе с ней меньше и доля системы подачи. Правда у Союза давление к КС немного больше, а охлаждение регенеративное и масса системы немного возрастет.
ЦитироватьКак интересно :) а мне казалось, что это я расчёт провёл :) а не Вы.
Не люблю я эти препирательсва, это вотчина базарных бабок :).
ЦитироватьЧто и позволило, как я понимаю, подтвердить, что жидкостные системы экономичнее по массе газовых. По крайней мере, теперь не высказывается такое мнение :).
Есть такое мнение, что в случае наддува баков на РН, особенно криогенных, гелий выигрывает или по крайней мере не проигрывает.
ЦитироватьПокажите мне Ваш расчёт. Может, я что-то пропустил?
Он на 6-й странице.
ЦитироватьЦитироватьЧто и позволило, как я понимаю, подтвердить, что жидкостные системы экономичнее по массе газовых. По крайней мере, теперь не высказывается такое мнение :).
Есть такое мнение, что в случае наддува баков на РН, особенно криогенных, гелий выигрывает или по крайней мере не проигрывает.
А есть расчёты, которые говорят об обратном.
ЦитироватьЦитироватьПокажите мне Ваш расчёт. Может, я что-то пропустил?
Он на 6-й странице.
Этот видел. Сделан для Аполлона, а не Союза, и, по мне, скорее представляет собой оценку. Потом, никто и не говорит, что один газ наддува существенно улучшит массовые характеристики аппарата - при замене газового АВД на жидкостный.
Мда, столько страниц переписывания, и всё без особого толку. Подожду новых проверяемых данных, или существенно новых идей. Пока что, как мне кажется, кое-кто черное представляет белым.
ЦитироватьА есть расчёты, которые говорят об обратном.
А где их можно увидеть? Да впрочем при турбонасосной подаче выгоды еще меньше.
ЦитироватьЭтот видел. Сделан для Аполлона, а не Союза, и, по мне, скорее представляет собой оценку.
Ну а для Аполлона это как - много или мало?
ЦитироватьПотом, никто и не говорит, что один газ наддува существенно улучшит массовые характеристики аппарата - при замене газового АВД на жидкостный.
А что же их улучшит, может быть ТНА и несущие баки? :wink: Хотя тут тоже свои заморочки.
ЦитироватьМда, столько страниц переписывания, и всё без особого толку. Подожду новых проверяемых данных, или существенно новых идей. Пока что, как мне кажется, кое-кто черное представляет белым.
Когда данные к вам придут, поделитесь, если не затруднит :wink: А пока я так думаю даже если выкинуть всю систему подачи больше 50 кг не выиграть.
Пределы модернизации РН «Союз».
Многочисленные варианты проектов модернизации РН «Союз» (11А511У), появившиеся за последнее десятилетие, а также их обсуждение на форуме, побудили меня «порассуждать» на указанную тему.
1.Сразу же возникает вопрос, что считать модификацией, а что – уже новой ракетой. Четкой границы здесь нет. Поэтому предлагаю ввести условное разграничение: если при модернизации не изменяется теоретический контур блоков РН, то это – «модификация», в противном случае, мы имеем дело с «новой РН». При всей условности такого подхода, в его основе лежит идея использования уже имеющейся производственной оснастки. Согласно такому подходу, РН «Ямал», «Аврора», «Онега», «Союз-3», «Союз 2-3» являются «новыми». РН «Союз-2», в которой существенно изменен блок «И», находится как бы в «промежуточном» состоянии (правда, внешние габариты блока «И» остались, практически, неизменными). Все же я склонен отнести «Союз-2» (14А14) к «модификациям». Учитывая, что 14А14 в перспективе придет на смену семейству 11А511У, все дальнейшие модификации предлагаю рассматривать на базе этой РН. Соответственно, варианты применения новых компонентов (метан, водород) остаются за рамками рассмотрения модификаций.
2.Дальнейшее развитие «Союз-2», имхо, возможно по следующим направлениям:
- замена двигателей РД-107/108 на новые ЖРД, с более высокими удельными параметрами.
- замена конструкционных материалов (в первую очередь, на 3-й и 2-й ступенях);
- мероприятия по уменьшению невырабатываемых остатков топлива и массы газов наддува.
По первому направлению, как известно, рассматриваются двигатели РД-0155 и РД-120К(У) (версия РД-120 с укороченным/коротким соплом) – для ББ и ЦБ, а также НК-33-1 и РД-191 – для ЦБ. Однако, применение НК-33-1 и РД-191 требует изменения (и существенного) заправки ЦБ, а значит и его габаритов, что выводит указанные ЖРД за рамки темы «модернизации».
РД-120К имеет более высокий среднетраекторный УИ, чем РД-0155 (295 у земли и 336 в вакууме, против 295/333 у РД-0155), но его стартовая тяга (77,9 тс) меньше, чем у РД-0155 (92 тс). Правда, точно не известно, предусматривается ли использование рулевых ЖРД в комплекте с РД-120К. По РД-0155, очевидно, стартовая тяга указана совместно с «рулевиками». РД-120К также на сотню килограммов легче РД-0155. Расчет показывает, что замена РД-107/108 на РД-0155 ведет обеспечивает массу ПН = 9655 кг (на опорной орбите 190*190 км, наклонение 51,7 град, т.е. при старте из Байконура) при стартовой массе 308,9 т («мю ПН» = 3,13%). Дальнейшее совершенствование ДУ возможно, на мой взгляд, по пути совершенствования процессов смесеобразования (дальнейшее наращивание давления в КС нецелесообразно, по причине снижения надежности и роста стоимости, без существенного улучшения энергетических возможностей).
По второму направлению представляется целесообразным постепенный переход к алюминий-литиевым сплавам 01420 и 01460. Первый из этих сплавов давно освоен и широко применяется при производстве МиГ-29. При той же прочности, что у Д16. его плотность составляет всего 2,5 т/кубометр, модуль упругости несколько выше, а свариваемость и коррозионная стойкость существенно лучше, чем у Д16. Применение этого сплава в сухих отсеках позволяет перейти к сварным соединениям, что обеспечит, кроме прочего, снижение массы крепежных элементов (а она может достигать в среднем 6-7% от массы силовой конструкции). В целом, применение сплавов 01420/01460 позволит снизить массу конструкции на 12-15%. Применение композитов на основе углепластиков в ГО и в несиловых элементах (типа гаргротов, лючков и т.п.) позволяет снизить массу этих элементов на 25-30%. Мероприятия по 3-му направлению могут включать в себя: совершенствование заборных устройств, улучшение точности датчиков расхода, переход к терминальным алгоритмам управления (снижение гарантийных запасов топлива), переход на газобаллонную систему наддува гелием (с погруженными в бак ЖК шар-баллонами из титана). Кроме прочего, переход на газобаллонную систему высвобождает объемы в хвостовых отсеках ББ и ЦБ, что позволит увеличить заправку при неизменных габаритах блоков. Полагая, что мероприятия по 2-му и 3-му направлениям, в целом, обеспечат снижение конечной массы блоков на 15%, а массы ГО на 25%, получим (с РД-0155) массу ПН = 11000 кг на той же орбите, при Мст=310 т. Если же учесть возможность некоторого увеличения УИ РД-0155 (предположим, до уровня 297 с на земле и 335 с в вакууме, при соответствующем увеличении тяги) и РД-0124 (до уровня 361 с в вакууме при тяге 31 тс), то ПН составит11370 кг при Мст =310,4 т.
Кроме того, за счет высвобождения объемов в ХО блоков, а также переохлаждения компонентов топлива ( с целью повышения их плотности), возможно увеличение заправки ББ и ЦБ, предположительно на 10% при неизменной сухой массе и габаритах блоков (впрочем, переохлаждение компонентов может прилично повысить эксплуатационные затраты). С учетом вышеуказанных мероприятий это обеспечит массу ПН = 12178 кг при Мст = 335,8 т. Правда, в данном случае не учтены ограничения на дальность падения блоков (использование существующих полей падения), а также ограничения на максимальный соростной напор и на скоростной напор при разделении ступеней. Тем не менее, указанную массу ПН (12178 кг) можно рассматривать, как теоретически предельную для РН в габаритах «Союз-2».
С уважением, Дмитрий В.
ЦитироватьПределы модернизации РН «Союз».
Многочисленные варианты проектов модернизации РН «Союз» (11А511У), появившиеся за последнее десятилетие, а также их обсуждение на форуме, побудили меня «порассуждать» на указанную тему.
1.Сразу же возникает вопрос, что считать модификацией, а что – уже новой ракетой. Четкой границы здесь нет. Поэтому предлагаю ввести условное разграничение: если при модернизации не изменяется теоретический контур блоков РН, то это – «модификация», в противном случае, мы имеем дело с «новой РН». При всей условности такого подхода, в его основе лежит идея использования уже имеющейся производственной оснастки.
Я бы в свою очередь предложил использовать общепринятый в мире критерий "конструктивно-технологической преемственности".
В соответствии с которым:
Развитие от Арианы-1 до Арианы-44L Это модернизация, Ариан-5 - новая ракета.
Развитие от Ариан-5G до Ариан-5ECB это модернизация.
Развитие от Тор-Эйбла до Дельты-7920Н это модернизация, Дельта-4 это новая ракета.
Развитие от Атласа D до Атласа-2AS это модернизация, Атлас-5 - новая ракета.
Развитие от 8К71 до 11А511У и даже 14А14 это модернизация.
То есть оснащение ракеты совершенно новыми верхними ступенями, довыми двигателями первых ступеней по размерности близких к предыдущим, увеличение объёма баков ступеней в пару раз, олснащение ракет стартовыми ускорителями и т.п. это модернизация.
Новой ракетой считать только разработку совершенно новой ракеты конструктивно и технически не связанной с предыдущей.
Дмитрий, чтобы не уходить далеко от недавнего обсуждения - вопрос.
ЦитироватьМероприятия по 3-му направлению могут включать в себя... переход на газобаллонную систему наддува гелием (с погруженными в бак ЖК шар-баллонами из титана). Кроме прочего, переход на газобаллонную систему высвобождает объемы в хвостовых отсеках ББ и ЦБ, что позволит увеличить заправку при неизменных габаритах блоков.
Почему Вы здесь считаете целесообразным переходить на вытеснительную систему подачи? Насколько я знаю, общее мнение специалистов таково, что массовые характеристики жидкостных аккумуляторов высокого давления лучше таковых для газовых аккумуляторов. В РК Союз уже реализована жидкостная система, зачем её переделывать в сторону ухудшения?
Интересно Ваше мнение по этой теме.
ЦитироватьТо есть оснащение ракеты совершенно новыми верхними ступенями, довыми двигателями первых ступеней по размерности близких к предыдущим, увеличение объёма баков ступеней в пару раз, олснащение ракет стартовыми ускорителями и т.п. это модернизация.
Новой ракетой считать только разработку совершенно новой ракеты конструктивно и технически не связанной с предыдущей.
Мне кажется, использование имеющихся ступеней, с адаптацией, можно считать новой ракетой. Как, например, считать "семёркой" ракету с двумя первыми ступенями от Союза, а третьей, скажем, от Протона? Ну, грубо говоря :) .
ЦитироватьПочему Вы здесь считаете целесообразным переходить на вытеснительную систему подачи? Насколько я знаю, общее мнение специалистов таково, что массовые характеристики жидкостных аккумуляторов высокого давления лучше таковых для газовых аккумуляторов. В РК Союз уже реализована жидкостная система, зачем её переделывать в сторону ухудшения?
Всего-то и надо - приделать к новым ЖРД мультипликатор и насос азота или вы хотите и сюда пристроить свой гидразин? :) А вот хуже ли будут массовые характеристики со сверхкритическим гелием при температуре его кипения да еще погруженном в кислородный бак это еще вопрос, не говоря об освобождении объема в ХО, который можно занять основными компонентами.
А если хочется выкинуть большую часть сжатых газов с ракеты, наддувать баки можно используя основные компоненты как на блоках И и Л, на первых ступенях много не проиграем.
ЦитироватьДмитрий, чтобы не уходить далеко от недавнего обсуждения - вопрос.
ЦитироватьМероприятия по 3-му направлению могут включать в себя... переход на газобаллонную систему наддува гелием (с погруженными в бак ЖК шар-баллонами из титана). Кроме прочего, переход на газобаллонную систему высвобождает объемы в хвостовых отсеках ББ и ЦБ, что позволит увеличить заправку при неизменных габаритах блоков.
Почему Вы здесь считаете целесообразным переходить на вытеснительную систему подачи? Насколько я знаю, общее мнение специалистов таково, что массовые характеристики жидкостных аккумуляторов высокого давления лучше таковых для газовых аккумуляторов. В РК Союз уже реализована жидкостная система, зачем её переделывать в сторону ухудшения?
Интересно Ваше мнение по этой теме.
2 avmich
Для начала сообщу, что я не предлагаю вытеснительную подачу. Подача, вполне себе насосная. Но для нормальной работы любой насосной подачи требуется ненулевое давление на входе в насос (из условия бескавитационной работы ТНА), для чего, собственно, баки и надуваются. Это общеизвестный факт, и, надеюсь, с этим Вы спорить не собираетесь. При всем многообразии систем наддува (газобаллонные на основе азота, гелия и т.п.; испарительные; с жидкостным газогенератором; с твердотопливным газогенератором; наддув от скоростного напора и т.д.), наиболее предпочтительной, с точки зрения минимальной массы, для РН предпочтительной является газобаллонная система с гелием, в качестве газа наддува. Не будучи человеком категоричным, оговорюсь, что выбор системы наддува в каждом конкретном случае должен быть тщательно обоснован. Например, наддув баков с жидким водородом, очевидно, целесообразно производить газифицированным же водородом. Гелий, кроме высокого значения R, обладает одним важным качеством – он не конденсируется на поверхности криогенных компонентов. Недостатки же его тоже известны: высокая стоимость и «текучесть/летучесть». Сравним, для примера, 2 системы наддува: газобаллонную с гелием и испарительную на базе жидкого азота. Расчеты проведены в экселе. Точность, конечно, достаточно приблизительная, тем не менее... Расчет строился при следующих допущениях:
- газ наддува – идеальный, описывается уравнением Менделеева-Клапейрона;
- гелий храниться в титановых шар-баллонах, погруженных в бак с переохлажденным ЖК (при этом уменьшается потребный объем баллона и уменьшается его масса, из-за криогенного упрочнения материала);
- жидкий азот храниться в сферическом баке из сплава типа АМГ-6Н. Толщина бака, исходя из конструктивно-технологических ограничений, не должна быть меньше 1 мм.
Прочие данные видны из нижепиведенного расчета.
1.Гелиевая газобаллонная система:
Объем топливных баков 42 м^3
Давление наддува 0,3 Мпа
Температура газа наддува 373 К
Газовая постоянная 2100 Дж/кг/К
расчетная масса газа наддува 16,08579 кг
Температура хранения газа наддува 83 К
Давление хранения газа наддува 35 Мпа
Объем шар-баллона 0,080107 м^3
Радиус шар-баллона 0,26742 м
Площадь поверхности шар-баллона 0,898667 м^2
Предел прочности материала шар-баллона 1500 Мпа
Коэффициент безопасности 2
Толщина стенки шар-баллона 0,00624 м
Плотность материала шар-баллона 4700 кг/м^3
Масса шар-баллона 26,35528 кг
Итого масса газа и шар-баллона 42,44107
2.Испарительная система с жидким азотом:
Объем топливных баков 42 м^3
Давление наддува 0,3 Мпа
Температура газа наддува 373 К
Газовая постоянная 287 Дж/кг/К
расчетная масса газа наддува 117,7009 кг
Температура хранения газа наддува 90 К
Давление хранения газа наддува 0,3 Мпа
Объем шар-баллона 0,117701 м^3
Радиус шар-баллона 0,304016 м
Площадь поверхности шар-баллона 1,161459 м^2
Предел прочности материала шар-баллона 450 Мпа
Коэффициент безопасности 1,5
Толщина стенки шар-баллона 0,001 м
Плотность материала шар-баллона 2800 кг/м^3
Масса шар-баллона 3,252086 кг
Итого масса газа и шар-баллона 120,953
При этом принято, что масса трубопроводов, клапанов, испарителя/подогревателя и т.п., одинакова для обеих систем. В реальности будут всякие нюансы, связанные с гарантийными запасами газа наддува, масса кронштейнов крепления и т.д. Тем не менее, видно, что масса гелиевой системы (объем надуваемых баков принят равным 42 кубометра, что примерно соответствует объему баков керосина и ЖК в одной «морковке» Р-7), на 78 кг меньше. Выигрыш налицо.
Вытеснительная подача - это, конечно, оговорка, имелась в виду система наддува. Пока у меня два вопроса - 1) почему Вы, Дмитрий, считаете, что предел прочности титанового ШБ 1500 МПа? Ссылку не дадите? Те значения, что я нахожу, заметно меньше. Если дело в криогенном упрочнении, то тоже хотелось бы поподробнее об этом почитать. 2) С использованием такое системы есть заметное неудобство, связанное с тем, что ШБ опасен при повышенной температуре. Понадобится делать систему, которая гарантирует непревышение предельного давления в таком ШБ в зависимости от температуры.
У азота есть минус, состоящий в том, что он растворяется в ЖК, до некоторой степени. С другой стороны, гелий тоже понадобится нагревать. Интересно, используется ли аналог Тридина в советских ракетах, или подогрев в таких случаях как-то иначе делается.
Но сейчас же вроде используется жидкий гелий или вернее сверхкритический при температуре близкой к жидкому, у него и плотность повыше и давление наверно поменьше, тогда выгода будет еще больше. Но в целом выигрыш не так и велик и может быть лучше использовать основные компоненты.
ЦитироватьУ азота есть минус, состоящий в том, что он растворяется в ЖК, до некоторой степени.
А эффект, в т.ч. снижение УИ можно почувствовать или он представляет чисто академический интерес?
ЦитироватьС использованием такое системы есть заметное неудобство, связанное с тем, что ШБ опасен при повышенной температуре. Понадобится делать систему, которая гарантирует непревышение предельного давления в таком ШБ в зависимости от температуры.
Предохранительные клапаны нынче в дефиците?
ЦитироватьИнтересно, используется ли аналог Тридина в советских ракетах, или подогрев в таких случаях как-то иначе делается.
В советских ракетах стоят теплообменники на магистралях газогенераторного газа.
Джентльмены, а кто знает - чем наддувается 2-я ступень Космоса-3М?
ЦитироватьДжентльмены, а кто знает - чем наддувается 2-я ступень Космоса-3М?
Газогенераторами на основных компонентах.
ЦитироватьЦитироватьДжентльмены, а кто знает - чем наддувается 2-я ступень Космоса-3М?
Газогенераторами на основных компонентах.
Аааа...
А чем подаётся топливо в газогенераторы?
ЦитироватьВытеснительная подача - это, конечно, оговорка, имелась в виду система наддува. Пока у меня два вопроса - 1) почему Вы, Дмитрий, считаете, что предел прочности титанового ШБ 1500 МПа? Ссылку не дадите? Те значения, что я нахожу, заметно меньше. Если дело в криогенном упрочнении, то тоже хотелось бы поподробнее об этом почитать. 2) С использованием такое системы есть заметное неудобство, связанное с тем, что ШБ опасен при повышенной температуре. Понадобится делать систему, которая гарантирует непревышение предельного давления в таком ШБ в зависимости от температуры.
У азота есть минус, состоящий в том, что он растворяется в ЖК, до некоторой степени. С другой стороны, гелий тоже понадобится нагревать. Интересно, используется ли аналог Тридина в советских ракетах, или подогрев в таких случаях как-то иначе делается.
В инете нашел мехсвойства сплава ВТ14 - 1300 Мпа при нормальной температуре для штамповок. Точное значение при 87-90К не нашел, но смутно припоминаю, что упрочнение составляет процентов 10. Даже если ошибся, это не пиведет к существенному изменению результатов.
http://www.rembar.com/Titanium.htm
Yield strengths range from 25,000 psi (172 MPa) commercially pure (CP) Grade 1 to above 200,000 psi (1380 MPa) for heat treated beta alloys.
Если верить, то нужен именно титановый сплав. И, конечно, смотреть на криоупрочнение.
Предохранительный клапан подойдёт, если нагрев не окажется слишком быстрым. Что ещё надо считать.
ЦитироватьАааа...
А чем подаётся топливо в газогенераторы?
Очевидно отбирается после насосов.
ЦитироватьПредохранительный клапан подойдёт, если нагрев не окажется слишком быстрым. Что ещё надо считать.
Ставьте тогда клапан побольше :wink: Горелкой его очевидно греть не будут, а так он же все время в баке с ЖК или ЖВ - при сливе надо сначала гелий стравить и все. Ну а во время полета когда баллоны обнажатся там уже давление невелико. На Ариане кстати баллон снаружи вблизи двигателя стоит и ничего, теплоизоляции хватает.
ЦитироватьЦитироватьАааа...
А чем подаётся топливо в газогенераторы?
Очевидно отбирается после насосов.
А во время работы системы малой тяги?
мне ктонить чтонить про утечку гелия ответит? а?
(нет - нет... а если да - то каковыпоказатели при заданных материалах стенки)
ЦитироватьА во время работы системы малой тяги?
Там вероятней всего сжатым газом, я больше склоняюсь к азоту потому что тогда не нужен дополнительный компонент на ракете, но могли и гелий применить.
А где можно узнать точную информацию? Ато я волнуюсь: нет ли там наддува из баллонов по всей ступени?
На первой ступени - Р-14 - весь наддув сжатым газом из балонов.
ЦитироватьЦитироватьб) Новый Союз - Треть Союза, Две трети Клипера.
А что если использовать АБО Клипера как он уже спроектирован?
С минимальными модификациями.
Какова его масса? Кажется, 4-4,5 тонны?
А сверху СА как у ЕвроСоюза! Далее см. а)
В этом случае в днище СА надо сделать люк как у ВА ТКС для перехода
в АБО.
Общая масса КК в обоих вариантах около 8,5-9 тонн?
АБО Клипера ещё нет.
И это уже совсем новый КК.
Какой смылс делать и такой новый КК на 4-5 человек и Клипер?
Если делать только такой новый КК на 4-5 человек, то лучше его делать по схеме тепершнего КК Союза.
Не вижу выгод в этом вашем предложении?
И опять таки это уже совсем другая тема.
Если РККЭ действительно хочет делать Клипер,
то именно такой Союз на 4-5 человек (под РН Союз 2-1б), именно как
промежуточную форму к Клиперу (Треть Союза, Две трети Клипера!)
и нужно делать!
АБО Клипера нет, но, надо полагать, его проектирование зашло
достаточно далеко и основные параметры его конструкции и производства
определены достаточно точно.
Основные сложности проекта Клипер связаны не с АБО, а с СА, сначала
утюгом, потом крылатым.
Похожий вариант из тех же соображений (проблемность СА Клипера)
я предлагал во время тендера Роскосмоса на новый КК:
АБО Клипера + новый ВА ТКС.
Понятно, что АБД для такого Союза не будет идентичен АБО для Клипера,
но очень похож ... :) И перейти от первого ко второму можно будет
достаточно быстро и дешево.
В РККЭ не могли не рассматривать такой вариант!
Почему же о нем не слышно?
Возможно, потому, что РККЭ забила на Клипер ...
РККЭ не компания альтруистов, а ОАО. Его дело прибыль для акционеров зарабатывать. И делать то, на что есть заказ. Так что сами понимаете...
ЦитироватьРККЭ не компания альтруистов, а ОАО. Его дело прибыль для акционеров зарабатывать. И делать то, на что есть заказ. Так что сами понимаете...
Ой, ой, ой! Какое, однако, АО РККЭ крутое капиталистическое предприятие!
Даешь прибыль!
Все для фронта! то есть, для акционеров :):):)
Андрей, не смешите людей ... :):)
Статус АО, тем более, что у государства непосредственно нет контрольного пакета акций,
дает РККЭ больше свободы, больше возможностей для привлечения частных инвестиций,
чем статус ФГУП.
К сожалению, руководство РККЭ, старое и новое, бездарно упускает
эти возможности ... :(
Я думаю, только НОВЫЕ для отрасли люди (желательно, все-таки в ней работавшие),
прошедшие настоящую школу бизнеса, способны
использовать эти возможности.
К сожалению, Н.Н.Севастьянов такую школу в СП РККЭ и Газпрома не прошел - доказано
его деятельностью президента РККЭ.
Из переписки с одним участником форума НК:
> По очень скудной информации проектанты РККЭ как раз и планировали постепенный
> (эволющионный) переход к новому кораблю через Союз-ТММ, ТМА, ТМС, ТМЭ и прочая...
Почему эволюционный вариант с промежуточной формой лучше, чем революционный:
Революционное предложение РККЭ о крылатом Клипере (которое имело место)
- дайте нам 1,5 миллиарда у.е. и через 10 лет Клипер будет!
Эволюционное предложение РККЭ о крылатом? Клипере (которое могло быть) -
Дайте нам 200-300 млн уе и мы сделаем промежуточный вариант
(Например, две трети Клипера + одна треть Союза из ветки о Довыведении ...)
через 3-4 года, продемонстрируем его (и будем использовать), и
только тогда давайте нам еще 1 миллиард у.е., чтобы сделать крылатый? Клипер.
Поставьте себя на место инвестора, государственного или частного, какой вариант
вы выберете?
МОЙ АДРЕСАТ не смог поставить себя на место инвестора :(
Он за революционный подход ...
ЦитироватьИз переписки с одним участником форума НК:
> По очень скудной информации проектанты РККЭ как раз и планировали постепенный
> (эволющионный) переход к новому кораблю через Союз-ТММ, ТМА, ТМС, ТМЭ и прочая...
Почему эволюционный вариант с промежуточной формой лучше, чем революционный:
Революционное предложение РККЭ о крылатом Клипере (которое имело место)
- дайте нам 1,5 миллиарда у.е. и через 10 лет Клипер будет!
Эволюционное предложение РККЭ о крылатом? Клипере (которое могло быть) -
Дайте нам 200-300 млн уе и мы сделаем промежуточный вариант
(Например, две трети Клипера + одна треть Союза из ветки о Довыведении ...)
через 3-4 года, продемонстрируем его (и будем использовать), и
только тогда давайте нам еще 1 миллиард у.е., чтобы сделать крылатый? Клипер.
Поставьте себя на место инвестора, государственного или частного, какой вариант
вы выберете?
МОЙ АДРЕСАТ не смог поставить себя на место инвестора :(
Он за революционный подход ...
У меня складывается ощущение, что вы не захотели понять своего адресата. ;)
Попытаюсь объяснить еще раз. :)
Что хочет инвестор?
Со слов Франка Де Винна:
Отправлять астронавтов своим собственным транспортом и заручится средством доставки не только на МКС, но и на длительную перспективу (20-30 или даже 40 лет)
1. Предлагается сотрудничества в создании нового крылатого корабля, но собственных фактических работ практически не наблюдается.
ЦитироватьРеволюционное предложение РККЭ о крылатом Клипере (которое имело место)
- дайте нам 1,5 миллиарда у.е. и через 10 лет Клипер будет!
Естественно у инвестора складывается мнение, что фактические работы практически не ведутся и его приглашают в качестве "дойной коровы".
2. Фирма сама начинает создавать системы и агрегаты на новой, современной элементной базе, для модернизированного коробля, тем самым создавая задел для использования этой самой базы, систем и агрегатов на ее основе для нового крылатого корабля. Предлагая инвестору воспользоваться результатами промежуточного этапа.
(предложение которое имеет место быть уже сейчас)
3.
ЦитироватьЭволюционное предложение РККЭ о крылатом? Клипере (которое могло быть)
- Дайте нам 200-300 млн уе и мы сделаем промежуточный вариант
Предлагая сначала одну треть клипера, потом две третьи, потом три четверти... каждые 5 лет. Это очень похоже на "посадить на иглу и качать бабло" :)
Что выберет инвестор, может оценить каждый. :)
ЦитироватьЦитироватьИз переписки с одним участником форума НК:
> По очень скудной информации проектанты РККЭ как раз и планировали постепенный
> (эволющионный) переход к новому кораблю через Союз-ТММ, ТМА, ТМС, ТМЭ и прочая...
Почему эволюционный вариант с промежуточной формой лучше, чем революционный:
Революционное предложение РККЭ о крылатом Клипере (которое имело место)
- дайте нам 1,5 миллиарда у.е. и через 10 лет Клипер будет!
Эволюционное предложение РККЭ о крылатом? Клипере (которое могло быть) -
Дайте нам 200-300 млн уе и мы сделаем промежуточный вариант
(Например, две трети Клипера + одна треть Союза из ветки о Довыведении ...)
через 3-4 года, продемонстрируем его (и будем использовать), и
только тогда давайте нам еще 1 миллиард у.е., чтобы сделать крылатый? Клипер.
Поставьте себя на место инвестора, государственного или частного, какой вариант
вы выберете?
МОЙ АДРЕСАТ не смог поставить себя на место инвестора :(
Он за революционный подход ...
У меня складывается ощущение, что вы не захотели понять своего адресата. ;)
Попытаюсь объяснить еще раз. :)
Что хочет инвестор?
Со слов Франка Де Винна:
Отправлять астронавтов своим собственным транспортом и заручится средством доставки не только на МКС, но и на длительную перспективу (20-30 или даже 40 лет)
1. Предлагается сотрудничества в создании нового крылатого корабля, но собственных фактических работ практически не наблюдается.
ЦитироватьРеволюционное предложение РККЭ о крылатом Клипере (которое имело место)
- дайте нам 1,5 миллиарда у.е. и через 10 лет Клипер будет!
Естественно у инвестора складывается мнение, что фактические работы практически не ведутся и его приглашают в качестве "дойной коровы".
2. Фирма сама начинает создавать системы и агрегаты на новой, современной элементной базе, для модернизированного коробля, тем самым создавая задел для использования этой самой базы, систем и агрегатов на ее основе для нового крылатого корабля. Предлагая инвестору воспользоваться результатами промежуточного этапа.
(предложение которое имеет место быть уже сейчас)
3. ЦитироватьЭволюционное предложение РККЭ о крылатом? Клипере (которое могло быть)
- Дайте нам 200-300 млн уе и мы сделаем промежуточный вариант
Предлагая сначала одну треть клипера, потом две третьи, потом три четверти... каждые 5 лет. Это очень похоже на "посадить на иглу и качать бабло" :)
Что выберет инвестор, может оценить каждый. :)
Олег,
Вы говорите о конкретной ситуации, о которой мне ничего не известно.
Франка Де Винна. Кто это? Из ESA?
Как мы теперь понимаем тендер РОскосмоса действительно был фикцией, но не в том смысле, как мы думали тогда - отштамповать решение о производстве Клипера.
Реальный тендер проходил на переговорах с ESA, у которого и было право решающего голоса.
Результат - отказ от крылатого КК и выбор капсульного ЕвроСоюза (ACTS).
Как понимать вашу ссылку на Франка Де Винна?
От капсульного ЕвроСоюза отказались?
Или параллельно идут переговоры о крылатом КК? У них есть официальный статус?
Я, говоря об инвесторах, имел в виду общую ситуацию, общий подход, с которым можно идти к любому инвестору.
Более того, Я не раз здесь говорил, Что новый КК нужно делать не за деньги Роскосмоса/ФКП, а за деньги частных инвесторов.
Для российский космонавтики новый КК - это 101-я проблема по актуальности. Вас не смущает состояние российского научного и прикладного космоса?
"Предлагая сначала одну треть клипера, потом две третьи, потом три четверти... каждые 5 лет. Это очень похоже на "посадить на иглу и качать бабло" :)
Что выберет инвестор, может оценить каждый. :)"
- а вот это совсем некорректно. Передергиваете карты ...
Люди, напомните мне высоту и удаление точек разделения ступеней РН Союз (Союз-2)
Решил поиграться с его моделью, но сначала эту модель надо откалибровать и верифицировать по реальным данным.
1-я точка - 118 секунда полета
2-я - ~285 сек.
Всю цифирь собрал (аж в нескольких плохо совмещающихся вариантах), этой - не могу найти. Но когда-то где-то видел...
--
Shumil
===========================================================
p.s.
Всё, спасибо!
Мне уже подсказали, информация найдена.
http://www.plesetzk.ru/rn/soyuz
ЦитироватьYegor пишет:
Увеличение массы ПН на КК Союз на 1 тонну за счёт довыведения
По порядку:
1. Сначала рассмотрим РН Протон-М: 3-х ступенчатая РН Протон выводит 22 тоны на опорную орбиту (Нкр=200 км, i=51.6°)
4-х ступенчатая РН Протон выводит на ту же опорную орбиту 25.3 тонны: ПН + РБ Бриз-М с остатками топлива. Такой эффект получается за счёт довыведения с помощью четвёртой ступени. Для довыведения из Бриза-М тратится 2.8 тонн топлива. То есть ПН на опорной орбите увеличивается на 15%.
2. Вернёмся к КК Союз. Вся красота даной модернизации заключается в том, что КК Союз уже имеет двигательный отсек! Этот отсек является неотемлемой и жизненно важной частья КК. Всё что необходимо сделать - увеличить размер топливных баков этого двигательного отсека!!! Такая модернизация технически не сложна и экономически не дорога.
РН Протон выводит, примерно, в 3 раза больший ПН, чем РН Союз.
Тяга двигателя КК Союз, примерно, в 3 раза меньше тяги двигателя РБ Бриз-М.
Таким образом, если КК Союз будет сам себя довыводить на орбиту, то его общая масса на опорной орбите может быть увеличена на ~15%. На 15% больше чем масса ПН выводимой РН Союз.
В случае РН Союз-2-1б общая масса КК Союз на опорной орбите будет 8250 кг + 15% = 9487 кг.
При этом КК Союз должен будет затратить ~900 кг на собственное довыведение (1/3 от случая в примере РН Протон).
На сколько увеличится масса топливных баков? Судя по РБ Фрегат и РБ Бриз-М на ~1/10 от массы дополнительного топлива.
В итоге сухая масса корабля возрастает на 100 кг, а масса выводимой полезной нагрузки на 900 кг!!!
В случае теперешней РН Союз-ФГ масса КК Союз на опорной орбите будет 7130 кг + 15% = 8200 кг. На 1000 кг больше чем КК Союз-ТМА!
Ну как, всё правильно, нигде не ошибся?
Зачем всё это надо?
1. Можно увеличить топливный отсек КК Союз. Тогда можно будет доставлять больше топлива к МКС и использовать это топливо для поднятия орбиты МКС. В итоге снизится требумое количество КК Прогрессов для этого дела. Хдесь может быть большая экономия, которая вообще может экономически оправлать эту затею.
2. Можно увеличить БО.
3. Можно везти дополнительные грузы на МКС в БО.
4. Новый топливный отсек будет также использоваться и на КК Прогресс. Это приведёт к увеличению ПН на Прогрессах.
5. Можно сразу сделать «правильный», «идеальный» КК Союз-Л (Лунный), но использовать его не только для полётов на Луну, но и для полётов к МКС. «Правильный» КК Союз-Л это такой Союз, который имеем ХС достаточную, чтобы затормазить себя у Луны (для выхода на орбиту Луну при полёте по трассе Земля-Луну) и достаточную ХС чтобы улететь от Луны к Земле. Такой Союз будет иметь массу ~14.2 тонн (заправленный), запасов топлива в нём ~7.1 тонн. Сухая масса КК Союз-Л ~7.1 тонн. С довыведением, такой корабль будет выводить к МКС больший ПН, чем теперешний Союз-ТМА на теперешней РН Союзе-ФГ !!!
Тезисы докладов XXI Научно-технической конференции - том 2
https://conf.energia.ru/ (https://conf.energia.ru/)
Цитировать4. Выведение ТГК ПГ на незамкнутую траекторию с последующим довыведением на замкнутую орбиту собственными двигателями. Начальная масса ТГК ПГ после отделения от РН составляет 9100 кг на орбите минус 496×193 км. Масса ТГК ПГ после довыведения на орбиту 143×275 км составляет 8410 кг. Большая полуось такой орбиты равна большой полуоси замкнутой орбиты 193×240 км, что соответствует штатной замкнутой орбите по энергетике. Использование довыведения позволяет увеличить массу ТГК ПГ на опорной орбите приблизительно на 100 кг.
Если энергетики умеют довыводить корабли с незамкнутой орбиты то что им мешает сделать это с нынешними Союзами и Прогрессами?
Потратить 500 кг из 900 кг запаса топлива ради 100 кг ПН. И?
ЦитироватьSalo пишет:
Потратить 500 кг из 900 кг запаса топлива ради 100 кг ПН. И?
А зачем тогда они говорят?
ЦитироватьСтарый пишет:
ЦитироватьSalo пишет:
Потратить 500 кг из 900 кг запаса топлива ради 100 кг ПН. И?
А зачем тогда они говорят?
Хотелось бы расчёты посмотреть, которые подтверждают, что в данном случае идея Циолковского о многоступенчатости не работает. А то заявлениям Старого как-то не очень доверяется :) .
Я ничего не понял - сравните уд импульс РД-0124 и КДУ транспортного корабля. Каким макаром корабль может вытянуть Большую ПН на ту же орбиту?
Цитироватьavmich пишет: в данном случае идея Циолковского о многоступенчатости не работает.
Саня, что с тобой? За время пребывания в США совсем умишком рехнулся? :o
ЦитироватьSalo пишет:
Потратить 500 кг из 900 кг запаса топлива ради 100 кг ПН. И?
Может быть например так.
Система дозаправки объединена с ДУ корабля. Система дозаправки вмещает 900 кг топлива. Корабль везёт тяжёлый сухой груз а в системе дозаправки залито только 400 кг топлива. Тогда можно систему дозаправки заправить полностью, 500 кг топлива из неё использовать на довыведение и за счёт этого привезти лишние 100 кг сухого груза.
Цитироватьfrigate пишет:
Я ничего не понял - сравните уд импульс РД-0124 и КДУ транспортного корабля. Каким макаром корабль может вытянуть Большую ПН на ту же орбиту?
А какие проблемы с УИ у НДМГ/АТ?
ЦитироватьСтарый пишет:
Система дозаправки объединена с ДУ корабля.
Увы... Гермоотсек в ПАО мешает...
ЦитироватьДем пишет: ЦитироватьСтарый пишет:
Система дозаправки объединена с ДУ корабля.
Увы... Гермоотсек в ПАО мешает...
Да ну? А как же топливо из ОДУ поступает к двигателям причаливания?
Дык это движки а не нормальная магистраль...
И если бы могли - давно бы эти движки на гермоотсек поставили.
ЦитироватьДем пишет:
Дык это движки а не нормальная магистраль...
Движки питаются через ненормальную магистраль? ;)
ЦитироватьИ если бы могли - давно бы эти движки на гермоотсек поставили.
Итак гермоотсек в составе ПАО больше не является препятствием для передачи топлива? ;)
У РД-0124 уд импульс 359 сек, у ОДУ - в лучшем случае - 325 :idea:
Цитироватьfrigate пишет:
У РД-0124 уд импульс 359 сек, у ОДУ - в лучшем случае - 325 :idea:
Так никто не забирает у РД-0124 его УИ и никто не предлагает недозаправлять третью ступень. Предлагается корабль использовать в качестве четвёртой ступени.
Цитироватьfrigate пишет:
У РД-0124 уд импульс 359 сек, у ОДУ - в лучшем случае - 325 :idea:
302 c.
Кто-нибудь (кроме гусаров) за 11 лет придумал куда в "Союз" эту тонну запихивать?