Здравствуйте! В институте проект - разработка РН! Двухступенчатый тандем, 30 тонн на круговую орбиту 200 км, топливо метан+кислород!!!
Были выбраны параметры:
тяговооруженность 1-ой ступени 1,6
тяговооруженность 2-ой ступени 1,1
Стартовая масса получилась 780 тонн
Компоновочная схема РН :
ускоритель первой ступени состоит из трех одинаковых блоков,центральный и два боковых, на каждом установлено по два метановых двигателя , диаметр каждого блока 4,1, длина 28 метров! вторая ступень 1 двигатель такой же как на первой ступени, диаметр 4,1 длина 17 метров! ГО длина 26,6 метра, диаметр 5,1!!!Вся ракета 72 метра!
Интересно: кто, что думает по поводу такой компоновки???
Две ступени...
Тогда какой смысл делать "плоскую" первую ступень?
Для уменьшения нагрузок и увеличения массового совершенства блоков первой ступени их лучше собрать треугольником...
Собственно, уж очень длинная она...
Имхо, лучше увеличить количество блоков первой ступени. Часть под кислород, остальные под метан.
А вторую ступень можно по центру воткнуть, при переливе топлива - один движок съэкономишь.
ЦитироватьДве ступени...
Тогда какой смысл делать "плоскую" первую ступень?
Обратите внимание на диаметр - протоновский выбран явно не случайно, чтобы использовать существующее оборудование и перевозить по ЖД. А обтекатель похоже - титановский :). Хотя удлинение конечно получается изрядное, что не есть хорошо, да и ПН вызывает сомнения.
ЦитироватьДля уменьшения нагрузок и увеличения массового совершенства блоков первой ступени их лучше собрать треугольником...
И потом громоздить на этот треугольник вторую ступень - как бы переходник не съел весь выигрыш, да и конструкция усложняется.
ЦитироватьОбратите внимание на диаметр - протоновский выбран явно не случайно, чтобы использовать существующее оборудование и перевозить по ЖД.
Вот это - правильно!
ЦитироватьДве ступени...
Тогда какой смысл делать "плоскую" первую ступень?
Для уменьшения нагрузок и увеличения массового совершенства блоков первой ступени их лучше собрать треугольником...
Хе-хе, нагрузки вряд ли уменьшаться. Как понимаю, все три блока будут несущими и для их соединения потребуется некая рама. Которая и будет нагружена нехилым моментом из плоскости (в частности из-за разных температурных и механических деформаций блоков в связке).
Ракету можно укоротить, сделав центральным блоком вторую ступень, а вокруг него разместив боковые блоки. Правда, наверное, потребуется 4 более коротких ББ. Или оставить 3 ББ и удлинить вторую ступень за счет меньшего диаметра (2,9?).
Или поставить на УРМ первой ступени по 2 двигателя, а на УРМ второй - один.
ЦитироватьЦитироватьДве ступени...
Тогда какой смысл делать "плоскую" первую ступень?
Для уменьшения нагрузок и увеличения массового совершенства блоков первой ступени их лучше собрать треугольником...
Хе-хе, нагрузки вряд ли уменьшаться. Как понимаю, все три блока будут несущими и для их соединения потребуется некая рама. Которая и будет нагружена нехилым моментом из плоскости (в частности из-за разных температурных и механических деформаций блоков в связке).
Ракету можно укоротить, сделав центральным блоком вторую ступень, а вокруг него разместив боковые блоки. Правда, наверное, потребуется 4 более коротких ББ. Или оставить 3 ББ и удлинить вторую ступень за счет меньшего диаметра (2,9?).
Спасибо за совет! Как я понимаю, сделав вторую ступень центральным блоком это получится уже схема пакет! Вот, а вся соль именно заключается в том, что нужна схема тандем=)))
А кто мешает у пакета включить вторую ступень в полете?
ЦитироватьСпасибо за совет! Как я понимаю, сделав вторую ступень центральным блоком это получится уже схема пакет! Вот, а вся соль именно заключается в том, что нужна схема тандем=)))
Если компоновка первой ступени является трёхблочной, то чем такая схема лучше пакета? Вся соль состоит в необходимости запуска ЖРД второй ступени в полёте и непременно поперечном разделении?
ЦитироватьЦитироватьСпасибо за совет! Как я понимаю, сделав вторую ступень центральным блоком это получится уже схема пакет! Вот, а вся соль именно заключается в том, что нужна схема тандем=)))
Если компоновка первой ступени является трёхблочной, то чем такая схема лучше пакета? Вся соль состоит в необходимости запуска ЖРД второй ступени в полёте и непременно поперечном разделении?
В задании именно ТАНДЕМ, а под тандемом как я понимаю подразумевается, последовательное расположение ступеней. Вот поэтому меня интересует именно расположение ступеней друг за другом! Я кончено бы лучше б сделал пакетную схему, но необходимо именно разработать схему тандем=)
Ну и сделай тандем. Возьми одинаковые ступени, тяга 1.5 от полной массы, т.е. для НК-33 скажем - 100 тонн заправленной массы, 10 тонн сухой. Внизу 3 УРМ обьединяются в треугольный пакет (который, кстати, можно в принципе установить на Протоновский старт). Сверху один такой же УРМ работает как вторая ступень. Ну, и я бы добавил третью ступень/РБ. Получатеся по развесовке что-то типа Зенита, с меньшей тягой и чуть большей массой. Плюс тот, что все 4 УРМ одинаковые. Тяговооруженнотсь на старте 415/450 = 1.1, тяговооруженность второй ступени - 150/115 = 1.3.
ЦитироватьЦитироватьОбратите внимание на диаметр - протоновский выбран явно не случайно, чтобы использовать существующее оборудование и перевозить по ЖД.
Вот это - правильно!
Давно пора от ж/д ограничений уходить.
Для доставки на Байконур, есть же самолёты типа:
A300-600ST Beluga
747 LCF Dreamlifter
да и на внешней подвеске можно таскать, а-ля Шаттл/Буран.
Dreamlifter, кстати, в Москве проектировали - опыт есть, можно Ан-124 переделать по той же схеме.
Ну а на нормальный космодром (нормальные космодромы на берегу - Kuru, Cape Canaveral) можно по воде доставлять.
Тогда диаметр можно метров 6 выбрать, высота и уменьшится.
Корабли/самолёты вон делают больших размеров, и никто по этому поводу особо не переживает. Сделали тут из оснастки священную корову...
И снова скажу ЖД - это правильно.
А если насчет компоновки схитрить.?
Скомпонуй первую ступень из 6 блоков. На каждом будет по одному движку как и на второй.
Конечно лучше бы блоки вокруг второй разместить, но если нельзя...
Где у первых ступеней переходники между баками закрепи нижнию часть второй. Будет полуутопленая схема - как нибудь да обоснуешь.
Да и внизу закрой обтекателем :wink:
Спасибо всем за советы и замечания!Будем думать! Вот и вопросик у меня назрел по поводу метана+кислород! Существует ли на данный момент хоть одна в РН мире, которая использует топливо метан+кислород хотя бы частично(то есть не на всех ступенях)???
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьСпасибо за совет! Как я понимаю, сделав вторую ступень центральным блоком это получится уже схема пакет! Вот, а вся соль именно заключается в том, что нужна схема тандем=)))
Если компоновка первой ступени является трёхблочной, то чем такая схема лучше пакета? Вся соль состоит в необходимости запуска ЖРД второй ступени в полёте и непременно поперечном разделении?
В задании именно ТАНДЕМ, а под тандемом как я понимаю подразумевается, последовательное расположение ступеней. Вот поэтому меня интересует именно расположение ступеней друг за другом! Я кончено бы лучше б сделал пакетную схему, но необходимо именно разработать схему тандем=)
Чтобы оценить компоновку ракеты, нужно знать, для чего, откуда и как часто она будет использоваться. Для общего случая считаю вашу компоновку неоптимальной именно из соображений длины. Если на первой ступени - 6 двигателей, то следует увеличить количество блоков, при этом желательно избежать "предельного" диаметра 4,1 м хотя бы на боковых блоках. Тогда варианты первой ступени такие:
1. ЦБ - 4,1 м, два двигателя, 4 ББ меньшего диаметра (3,6-3,9 м).
2. ЦБ - 1 двигатель, 5 ББ, диаметры можно сделать одинаковыми.
3. Схема 1-й ступени Протона.
Преимущества первых двух схем - в последствие можно поднять грузоподъёмность, сделав "полуступенчатость" по методу Ангары. Дополнительно можно посмотреть схемы с однобаковыми блоками.
В 3-й схеме целесообразно закольцевать топливную систему боковых блоков, чтобы ступень могла лететь и при отказе одного двигателя.
ЦитироватьИ снова скажу ЖД - это правильно.
А аргументы есть ? (повторение - не аргумент)
Если делать ракету с 6 двигателями на первой ступени, то нужно предусматривать возможность вывода при отказе одного двигателя. Иначе надёжность получится никакая.
Соответственно, тяговооружёность 1.1 сомнительна - слишком долгим будет период, когда тяги 5 двигателей просто не хватит, не говоря уж о выводе на целевую орбиту. А также компоновка с сильно разнесёнными двигателями не годится - в случае отказа одного из двигателей боковых блоков придётся выключать и симметричный ему, и тут уж о выводе на целевую можно забыть, при потере трети тяги.
Так что для 6 двигателей надо использовать моноблок, как на Saturn 5. И тяговооружённость больше 1.2 - чтоб хотя бы стартовый комплекс можно было спасти при отказе одного двигателя.
А какие тут аргументы. ЖД оно дешево и оснастка такая есть на заводвх.
А отказы - не Н1 чать :wink:
Если чистый тандем - то разделять при сбросе блоки первой ступени нет смысла, и от моноблока оно не слишком отличаться будет.
И - наверно имеет смысл разнести компоненты по блокам.
Какое там соотношение объёмов? 2:1 вроде?
Тогда треть блоков под метан и две трети - под кислород.
И чтобы симметрично было - или три блока "в ряд", или шесть по кругу, без центрального.
ЦитироватьА какие тут аргументы. ЖД оно дешево и оснастка такая есть на заводвх.
А отказы - не Н1 чать :wink:
Ну и сколько, по вашему, авиа доставка будет стоить, в процентах от стоимости запуска ? А водный транспорт, он вообще дешевле ж/д.
А оснастка - если конечно закладываться на 10 запусков или 50% годовых - это проблема. Но стоит ли вообще всерьёз рассматривать создание РН в таких условиях? К тому же технологии устарели, под которые существующая оснастка сделана.
Насчёт надёжности - даже у Протона и Зенита надёжность не очень.
Надо на уровень хотя бы Союза выходить, а не Н1 вспоминать.
ЦитироватьЦитироватьА какие тут аргументы. ЖД оно дешево и оснастка такая есть на заводвх.
А отказы - не Н1 чать :wink:
Ну и сколько, по вашему, авиа доставка будет стоить, в процентах от стоимости запуска ? А водный транспорт, он вообще дешевле ж/д.
А оснастка - если конечно закладываться на 10 запусков или 50% годовых - это проблема. Но стоит ли вообще всерьёз рассматривать создание РН в таких условиях? К тому же технологии устарели, под которые существующая оснастка сделана.
Насчёт надёжности - даже у Протона и Зенита надёжность не очень.
Надо на уровень хотя бы Союза выходить, а не Н1 вспоминать.
Если не ошибаюсь, стоимость транспортировки не ж/д транспортом(основной у нас) будет варьироваться исходя из того, где расположен завод-изготовитель, так как сложность будет именно транспортировать части РН к аэродрому(если это вообще возможно будет при больших габаритах) откуда его уже будут транспортировать воздушным путем или аналогично для транспортировки водным способом! =)
Ещё хочу заметить, что в качестве одного из доводов за переход на метан выдвигалась близкая к кислороду температура бака, и соответственно возможность делать совмещённые днища.
При совмещённых днищах нет проблемы с длиной межбакового отсека, которая иначе росла бы вместе с диаметром.
Была такая тема: "РН Сибирь" - линейка ракет на иетане на основе РН Союз:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=3933
ЦитироватьЕсли не ошибаюсь, стоимость транспортировки не ж/д транспортом(основной у нас) будет варьироваться исходя из того, где расположен завод-изготовитель, так как сложность будет именно транспортировать части РН к аэродрому(если это вообще возможно будет при больших габаритах) откуда его уже будут транспортировать воздушным путем или аналогично для транспортировки водным способом! =)
Зачем придумывать несуществующие сложности ?
Возмите в качестве примера ту же программу 787 Dreamliner.
Негабаритные части делают на нескольких заводах по всему миру, и нигде не было серьёзных проблем с траспортировкой их до аэропорта.
Автотранспорт для этого хорошо подходит.
То же самое и для речных/морских портов.
ЦитироватьЕсли чистый тандем - то разделять при сбросе блоки первой ступени нет смысла, и от моноблока оно не слишком отличаться будет.
И - наверно имеет смысл разнести компоненты по блокам.
Какое там соотношение объёмов? 2:1 вроде?
На вскидку 1:0,75
Ешё хочу заметить, что у вас ГО диаметром 5.1, соотвественно и ПН в контейнере тоже будет около 5 м.
Собираетесь же вы ПН как-то доставлять на космодром ?
Вот и ступени можно доставлять тем же способом.
Цитировать... Существует ли на данный момент хоть одна в РН мире, которая использует топливо метан+кислород хотя бы частично(то есть не на всех ступенях)???
Похоже, ни один метановый РД не летал:
http://science.nasa.gov/headlines/y2007/04may_methaneblast.htm
"Perhaps surprisingly, this flammable gas has never powered a spacecraft before. "
Там есть красивое видео испытаний.
Не по теме, правда (тяга всего 3 тс).
С того же видео картинка (иллюстрация в диплом :) )
http://www.xcor.com/press-releases/2007/07-01-16_XCOR_begins_methane_engine_testing.html
Кстати - исключительно красивое видео!
Очень мягкий запуск... Просто чудо. :roll:
Интересно, что американцы движки на открытом воздухе испытывают. Исключительно красивое зрелище. У нас принято прятать струю в систему шумоглушения. Но однажды при испытаниях камер с тягой тонны на полторы мы измеряли акустическое давление струи. Специально для нас бочку сняли и струю открыли. Керосиновая струя смотрится куда эффектнее метановой!
ЦитироватьЗачем придумывать несуществующие сложности ?
Возмите в качестве примера ту же программу 787 Dreamliner.
Негабаритные части делают на нескольких заводах по всему миру, и нигде не было серьёзных проблем с траспортировкой их до аэропорта.
Автотранспорт для этого хорошо подходит.
То же самое и для речных/морских портов.
А зачем вам 6 метров диаметра? Ежли по религиозным соображениям, то да можно и каналы до заводов выкопать и даже дирижабли построить. А каких то других соображений нет? Например серийный выпуск Вулканов? :wink:
Фактически, ограничение по диаметру есть ограничение по грузоподъёмности РН.
Можно, конечно, извратиться... но это будет некрасиво и неэффективно.
Я, дико извиняюсь, как говорится, но предполагаю, что автор сообщения -из Военмеха. А посему вопрос: "А с каких пор стали выдавать задания на дипломные или курсовые проекты в июне?".Сессия закончена. Каникулы.
ЦитироватьФактически, ограничение по диаметру есть ограничение по грузоподъёмности РН.
Можно, конечно, извратиться... но это будет некрасиво и неэффективно.
В смысле вам нужна ракета большей грузоподьемности чем УР-700 :wink:
ЦитироватьА зачем вам 6 метров диаметра? Ежли по религиозным соображениям, то да можно и каналы до заводов выкопать и даже дирижабли построить. А каких то других соображений нет? Например серийный выпуск Вулканов? :wink:
Никаких религиозных соображений:
1. В моноблочной ступении меньше деталей, она проще, надёжней и дешевле.
2. Она имеет меньшую массу при прочих равных.
3. Двигатели легче расположить более компактно, поэтому проще обеспечить выведение при отказе одного из шести.
Правда, шести метров может не хвататить - может быть, ближе к семи надо.
Конечно, это всё справедливо при приличной серийности (>100) и разумном % по кредиту на оснастку (< 10%).
При меньшей серийности (или большем %), РН просто нет смысла делать. Да и вообше 30т маловато для следующей за Протоном ракеты - надо больше сразу делать, если есть ПН (хотя, если вместо Протона, тогда нормально).
1. Насчет проще и надежней - это больше от конструкции зависит, а дешевле - учитывая что возрастают наклвдные расходы - необязательно.
2 Но возможный выигрыш может не стоить других потерь - в часности на ртаспортировку.
3. А тут проще повысить надежность самих двигателей, за счет отказа от предельных параметров - та же семерка :wink: