Ряд технических вопросов (технические вопросы россыпью).

[Верный Союзник с Окинавы]

Во какую шнягу нашёл:

https://space.geometrian.com/calcs/opt-multi-stage.php

В какую тему кидать надо?

[Верный Союзник с Окинавы]

До кучи вот:

https://web.archive.org/web/20160416230613/http://www.5596.org/cgi-bin/structure.php

[Верный Союзник с Окинавы]

Какая интересная траектория...

Но вообще оно и нормальные траектории умеет.

[ratcustorb]

Заодно ещё для размышления (к С-300-2)

А почему не получило распространение эжектирование воздуха в КС? Это ведь УИ повысит.

В КС давление очевидно заметно выше, чем у наружного воздуха. Эжектировать логичнее в сопло для дожигания.

Да, не так выразился.

Кстати, находил патент США для РН с атмосферными двигателями. Хитрая траектория, чтобы сочетать и многоразовость, и возвращение к точке старта.

Траектория такая: РН с очень высокой тяговооружённостью вертикально стартует вверх, потом после прохождения плотных слоёв атмосферы отрубает атмосферные двигатели.

Потом ближе к апогею первая ступень снова включается, дожигая 5% оставшегося для выведения на орбиту топлива (это не считая резерва на посадку). Дожигание уже на большой высоте, как у обычного ракетного двигателя.

Дальше происходит отсоединение второй ступени (ХС у неё порядка 7,5 км/с) и её выход на орбиту.

Первая ступень просто вертикально вниз падает к старту, входит в плотные слои атмосферы, где снова могут работать атмосферные движки, а на них уже осуществляется посадка.

Кстати, интересно, есть ли плюс, если атмосферный ГТД будет работать и на эжектирование воздуха в сопло и как привод ТНА? Или уйдет в минус из-за массы конструкции?

[azvoz]

есть ли плюс, если атмосферный ГТД будет работать и на эжектирование воздуха в сопло и как привод ТНА? Или уйдет в минус из-за массы конструкции?

Думаю что зависит от времени работы ступени.
Если ступень с ТРД закончит работу по окончании атмосферного участка то плюс будет.
Если тащить её заметно дальше - будет минус.
Но поскольку атмосферный участок ОЧЕНЬ короткий, то для РН в целом заметного плюса не будет.
Всё равно понадобятся 2 верхние ступени и получится 3х ступенчатая ракета.
==
Единственное применение такой стартовой атмосферной ступени ПИАРНОЕ .
Низко-высотную мало-скоростную(до 2М) ступень проще сделать многоразовой в истинном понимании этого слова - она сможет без месячной мутной переборки, сразу взлетать после заправки(как привычные обывателям транспортные средства). 
и можно будет творцов такой ступени возвести на пиарный пьедестал,
выпнув оттуда Маска с его позорной псевдо-многоразовой клоунадой.
Большой выбор из серийных проверенных  ТРД позволит сделать ступень приемлемой по цене и гибкой по грузоподъемности.

Естественно всё это отвлеченные фантазии, но если найти для такой прыгающей ступени ещё какие либо применения (например военные) то реальный смысл может и появиться

[Дем]

Нашлись людии, посчитали и с водородом. Правда, при тех же размере и массе, что у Старшипа сейчас ПГ назначили в 200 т, что пока как-то странно.

200т - это скорей с запасом топлива на посадку которая понятное дело в ПН не входит. Маск говорил что у одноразового варианта ПН будет 250 тонн, но там ещё минус ТЗП, крылышки и т.д.

То, что водород на 2 порядка дороже жидкого метана - это факт, но насколько разница в 100 градусах хранения скажется на стоимости инфраструктуры - это пока вопрос: оба компонента криогенные и взрывоопасные, требуют мощной теплоизоляции и т.п.

Инфраструктура для жидкого метана сейчас ширпотреб, его танкерами возят. Т.е. дёшево и отработано. А для водорода - уникальная разработка и со всеми глюками.

[Дем]

Но поскольку атмосферный участок ОЧЕНЬ короткий, то для РН в целом заметного плюса не будет.
Всё равно понадобятся 2 верхние ступени и получится 3х ступенчатая ракета.

При условии многоразовости - 3 ступени ничуть не хуже двух. Тем более что 1я - это просто некий довесок ко 2й, отваливающийся на 10-15 км. И её кратность использования - многие тысячи запусков.

[Дем]

Коллеги, объясните неспециалисту: в каких случаях на спутнике ставятся две панели солнечных батарей, а в каком - одна?.. Где-то слышал, что на спутниках, выведенных то ли на солнечно-синхронную, то ли на терминаторную орбиту, ставится всегда одна панель СБ...
Заранее спасибо за научение.

Спутник должен глядеть вниз, а СБ - на солнце, поэтому ими приходится крутить. И тут лучше иметь симметричные массы.
Но для низких орбит уже значима аэродинамика. И панель лучше ставить назад по направлению движения. 
И как раз для ССО в районе терминатора панель можно поставить вообще неподвижно - солнце всегда стационарно сбоку.

[Дмитрий В.]

Нашлись людии, посчитали и с водородом. Правда, при тех же размере и массе, что у Старшипа сейчас ПГ назначили в 200 т, что пока как-то странно.

200т - это скорей с запасом топлива на посадку которая понятное дело в ПН не входит. Маск говорил что у одноразового варианта ПН будет 250 тонн, но там ещё минус ТЗП, крылышки и т.д.

То, что водород на 2 порядка дороже жидкого метана - это факт, но насколько разница в 100 градусах хранения скажется на стоимости инфраструктуры - это пока вопрос: оба компонента криогенные и взрывоопасные, требуют мощной теплоизоляции и т.п.

Инфраструктура для жидкого метана сейчас ширпотреб, его танкерами возят. Т.е. дёшево и отработано. А для водорода - уникальная разработка и со всеми глюками.

Опишите, чем ПРИНЦИПИАЛЬНО инраструктура жидкого водорода отличается от инфраструктуры ЖК и ЖМ.

[Дмитрий В.]

Нашлись людии, посчитали и с водородом. Правда, при тех же размере и массе, что у Старшипа сейчас ПГ назначили в 200 т, что пока как-то странно.

200т - это скорей с запасом топлива на посадку которая понятное дело в ПН не входит. Маск говорил что у одноразового варианта ПН будет 250 тонн, но там ещё минус ТЗП, крылышки и т.д.

Как бы между понятиями "масса топлива" и масса "ПН" есть понятная разница, и обычно их не путают. Тем паче массы топлива на посадку там выделены отдельно.

[Дем]

Опишите, чем ПРИНЦИПИАЛЬНО инраструктура жидкого водорода отличается от инфраструктуры ЖК и ЖМ.

Принципиально - ничем. Но для ЖК и ЖМ все проектные работы уже сделаны, можно условно говоря пойти в магазин и купить.
Для водорода же - всё надо делать самому за свои деньги.
Т.е. разница как с покупкой куска мяса обычной свиньи в магазине и выращиванием какой-нибудь экзотической зверушки с нуля.

[Дмитрий В.]

Опишите, чем ПРИНЦИПИАЛЬНО инраструктура жидкого водорода отличается от инфраструктуры ЖК и ЖМ.

Принципиально - ничем. Но для ЖК и ЖМ все проектные работы уже сделаны, можно условно говоря пойти в магазин и купить.
Для водорода же - всё надо делать самому за свои деньги.
Т.е. разница как с покупкой куска мяса обычной свиньи в магазине и выращиванием какой-нибудь экзотической зверушки с нуля.

То есть если нет принципиального отличия, надо лишь тиражировать уже проверенные решения. И вся разница в стоимости будет обусловлена лишь разной толщиной теплоизоляции и различным объёмом резервуаров. То есть в реальной жизни никакой "огромной" разницы в инфраструктуре не будет.

[Верный Союзник с Окинавы]

Думаю что зависит от времени работы ступени.
Если ступень с ТРД закончит работу по окончании атмосферного участка то плюс будет.
Если тащить её заметно дальше - будет минус.
Но поскольку атмосферный участок ОЧЕНЬ короткий, то для РН в целом заметного плюса не будет.
Всё равно понадобятся 2 верхние ступени и получится 3х ступенчатая ракета.

https://www.freepatentsonline.com/5568901.pdf

"A method of launching a two stage vehicle and a trajectory for use with a two stage vehicle which allows recovery of both stages at the launch site. This is accomplished by launching the first stage completely vertically so that on burnout the first stage is positioned directly above the recovery site. In order to get maximum benefit from launching the stage vertically gravitational losses are minimized by a first stage thrust to weight ratio of 1.6. The high thrust to weight ratio results in burnout at approximately 100,000 feet altitude within the atmosphere. Therefore the vehicle employs engines which produce at altitude approximately 15 percent of the sea level thrust of the first stage and consume the last 5 percent of propellant over a time period of 40 seconds. Staging is accomplished at 200,000 feet altitude. The second stage employs uprated RL-10 engines and has a thrust to weight ration of 1.45 and can achieve orbit with a velocity change of approximately 24,500 feet per second. The first stage employs air breathing vertical lift engines for recovery. The second stage utilizes a parawing."

Вот патент. 95% топлива первой ступени сжигаются на высоте до 30км. Двух ступеней достаточно для выхода на орбиту.

Да, нужна большая тяговооружённость, но тем не менее.

динственное применение такой стартовой атмосферной ступени ПИАРНОЕ .
Низко-высотную мало-скоростную(до 2М) ступень проще сделать многоразовой в истинном понимании этого слова - она сможет без месячной мутной переборки, сразу взлетать после заправки(как привычные обывателям транспортные средства). 
и мож

Вот эжектирование воздуха в обычное сопло ЖРД позволит сделать более скоростную ступень.

выпнув оттуда Маска с его позорной псевдо-многоразовой клоунадой.

Ну-ну. Как только кто-то ещё будет выводить сотни тонн спутников на орбиты, так пусть и кичится, что многоразовость не нужна.

[Верный Союзник с Окинавы]

Но поскольку атмосферный участок ОЧЕНЬ короткий, то для РН в целом заметного плюса не будет.
Всё равно понадобятся 2 верхние ступени и получится 3х ступенчатая ракета.

При условии многоразовости - 3 ступени ничуть не хуже двух. Тем более что 1я - это просто некий довесок ко 2й, отваливающийся на 10-15 км. И её кратность использования - многие тысячи запусков.

Третья ступень - лишний головняк, и дополнительная линия для производства и обслуживания.

[Верный Союзник с Окинавы]

Опишите, чем ПРИНЦИПИАЛЬНО инраструктура жидкого водорода отличается от инфраструктуры ЖК и ЖМ.

Разницей температур.

Метан охлаждается при тех же температурах, что и ЖК, им пойдёт хладагент одинаковой температуры, баки с одинаковой системой теплоизоляции, метан не такой взрывоопасный, под него тупо больше готовой инфраструктуры и он дешевле.

Ну и плотность и сжижаемость у водорода фигня.

[Дем]

Третья ступень - лишний головняк, и дополнительная линия для производства и обслуживания.

Головняк - да. А вот окупающийся или нет - большой вопрос, тут считать надо.

Я вижу например такое - что-то типа Протона, только не боковые баки а ВРД, вдувающие воздух в сопла движков находящихся под ними.
И на некой высоте они отваливаются и садятся. А ракета на тех же движках летит дальше.

[Дмитрий В.]

Опишите, чем ПРИНЦИПИАЛЬНО инраструктура жидкого водорода отличается от инфраструктуры ЖК и ЖМ.

Разницей температур.

Метан охлаждается при тех же температурах, что и ЖК, им пойдёт хладагент одинаковой температуры, баки с одинаковой системой теплоизоляции, метан не такой взрывоопасный, под него тупо больше готовой инфраструктуры и он дешевле.

Ну и плотность и сжижаемость у водорода фигня.

То есть вся разница - в толщине теплоизоляции. Хранить надо в дьюарах а меры пожаровзрывобезопасности и там и там принимать надо. То есть разница в стоимости самого железа будет незначительной, поскольку материалы и схемные решения для криогенной техники одинаковы. И по сути, всё будет сводиться в основном к стоимости самого жжидкого водорода.

[Верный Союзник с Окинавы]

Я вижу например такое - что-то типа Протона, только не боковые баки а ВРД, вдувающие воздух в сопла движков находящихся под ними.

Они будут в тени высоких верхних ступеней.

Тут либо смещай все воздухозаборники вбок, либо на одну сторону, либо делай короткую РН.

Головняк - да. А вот окупающийся или нет - большой вопрос, тут считать надо.

Окупается он только при очень низком весовом совершенстве ступеней. Тем более если речь про запуск ПН на высокие орбиты с дозаправкой.

[Верный Союзник с Окинавы]

То есть вся разница - в толщине теплоизоляции.


Не только.

Хранить надо в дьюарах

Специальных дьюарах. Которые хотя бы держат водородные температуры без сильного падения прочности.

Ещё надо делать шугу и правильным образом растворять её в жидкой фазе...

Потому что без шуги водород на раз два испаряется (в шугообразном сначала тает шуга, потом испаряется жидкая фаза).

пожаровзрывобезопасности и там и там принимать надо.

Только СПГ не просачивается сквозь всё и вся и не растворяется в большинстве металлов. Проблема решаема, но небесплатно.

Ещё особенность водорода порождать невидимое пламя.

и схемные решения для криогенной техники одинаковы.

Особенно перевод ортоводорода в параводород, прям везде применяется.

То есть вся разница - в толщине теплоизоляции. Хранить надо в дьюарах а меры пожаровзрывобезопасности и там и там принимать надо. То есть разница в стоимости самого железа будет незначительной, поскольку материалы и схемные решения для криогенной техники одинаковы. И по сути, всё будет сводиться в основном к стоимости самого жжидкого водорода.

И амортизации инфраструктуры под него.

[Дмитрий В.]

То есть вся разница - в толщине теплоизоляции.


Не только.

Хранить надо в дьюарах

Специальных дьюарах. Которые хотя бы держат водородные температуры без сильного падения прочности.

Ещё надо делать шугу и правильным образом растворять её в жидкой фазе...

Потому что без шуги водород на раз два испаряется (в шугообразном сначала тает шуга, потом испаряется жидкая фаза).

пожаровзрывобезопасности и там и там принимать надо.

Только СПГ не просачивается сквозь всё и вся и не растворяется в большинстве металлов. Проблема решаема, но небесплатно.

Ещё особенность водорода порождать невидимое пламя.

и схемные решения для криогенной техники одинаковы.

Особенно перевод ортоводорода в параводород, прям везде применяется.

То есть вся разница - в толщине теплоизоляции. Хранить надо в дьюарах а меры пожаровзрывобезопасности и там и там принимать надо. То есть разница в стоимости самого железа будет незначительной, поскольку материалы и схемные решения для криогенной техники одинаковы. И по сути, всё будет сводиться в основном к стоимости самого жжидкого водорода.

И амортизации инфраструктуры под него.

Вот Вы можете сказать, во сколько раз водородная инфраструктура для ракет одинаковой грузоподъёмности будет дороже, чем метановая? "В 2,67 раза" или "В 1,15 раза"?

ЗЫ. Сталь которая спокойно-держит водород - это AISI 301/304 
из которой делают бааки для Старшипа  "Из одного металла льют дьюар для водорода и метана"