Эффективность носителей 2

[Евгений Куликов]

<!-- @page { size: 21cm 29.7cm; margin: 2cm } P { margin-bottom: 0.21cm } -->

А ведь можно сделать многоразовый носитель лучше, чем у Маска, избежав его ошибки, потому что не надо садиться на двигателях, достаточно только первого включения на торможение, но здесь также и о вертолётном подхвате (ВП), а ВП лучше, чем всё остальное, включая крылья, т. к. полезной нагрузки можно будет вывести больше, но считалось, что ВП лучше применять в лёгких и сверхлёгких РН, парашюты не справятся с тяжёлой первой ступенью (скорость и масса), но это не совсем так, если применить мою схему и тормозить сперва её двигателями, то и парашюты сработают, а Ми-26 возьмёт ступень в 20 тонн, так я придумал и новый принци ВП, когда он станет абсолютно безопасен и вертолётчика не надо особенно обучать технике подхвата, за него всё сделает дрон.

Есть несколько решений учётом ошибок разработчиков РН Falcon 9 (SpaceX), РН Electron (Rocket Lab) с посадкой 1-й ступени, и можете мне поверить, что Фалькон 9, или такая же ракета по массогабаритам смогла бы вывести ПН на несколько тонн больше, реализуй они мою схему посадки, а РН Электрон легче было бы достать из воды при применении баллона плавучести при её приводнении или легче подхватить при ВП.

Но и не это главное, а главное то, что мною придумана новая схема вертолётного подхвата, когда пилоту вертолета не надо делать эквилибры, цепляя ступень, это и просто опасно, тут я применил малый ЛА, например, дрон, квадрокоптер, в вертолёте катушка с тросом, а дрон легко зацепится на ступени, вот и всё.

Но и это не всё, есть другие решения.

Суть в сочетании работы при посадке ступеней, боковых ускорителей, одноступенчатой РН, разгонных блоков (РБ), при сокращении далее - ст, нескольких посадочных систем: двигателей, аэродинамических тормозов (АТ) в виде основных, доп-х щитков, до/сверхзвуковых парашютов, любых тормозных систем, в т.ч. крыдьев, лент, надувных конструкций, в т.ч., парашютов, воланов и пр., т. к. посадка только на двигателях (Falcon 9) приводит к большому расходу топлива и окислителя (ТО), уменьшению полезной нагрузки (ПН), н-р, посадка предлагаемой 1-й ст РН примерно тех же массогабаритов отличается от посадки 1-й ст Falcon 9 тем, что сначала 1-я ст тормозит двигателями, потом АТ, парашютами, где время разделения, высота, скорость зависят от орбиты, ПН, места посадки, н-р, 1-я ст при полёте на НОО отделяется примерно на 70 км, летит по инерции примерно до 140, опускается примерно до 70, тормозит двигателями, стабилизируется, управляется, н-р, решётчатыми рулями - РР (РР могут одновременно быть АТ - АТ-РР), газовыми соплами системы ориентации; когда скорость снижается со сверх до дозвуковой, примерно на 40 км выкл двигатели, ст падает примерно до 10 км и ниже, где срабатывает многокаскадная парашютная система: вытяжные, тормозные, основные, парашюты (ТП, ВП, ОП), могут быть и запасные; кол-во куполов, их размеры зависят от высоты орбиты вывода РН (НОО, ССО, ГПО, ГСО), время работы двигателей, высота их вкл/выкл, работа АТ, РШ, АТ-РШ, любых др. систем, высота выпуска ВП, ТП, ОП должны быть оптимальными для успешного приводнения, приземления ст, а также вертолётного подхвата. Торможение может быть только АТ (и АТ-РР), парашютами, как в РН Electron на скоростях выше скорости звука, т. к. это сверхлёгкий РН, даже при скорости до 2 max и выше.

Приводнение и приземление. Перед приводнением 1-й ст РН, в отличие от 1-й ст РН Electron, из любой части ст, н-р, верхней выпускается баллон, мешок (Б), н-р, в виде шара, заполняемый под давлением любым газом, смесями, н-р, воздухом, Б даст ст плавучесть и заметность; возможно заполнение Б газом легче воздуха (водород, гелий и пр.), тогда это аэростат, удерживающий ст для последующего вертолетного подхвата, приводнения или приземления. На/внутри Б, и/или в/на ст находятся передатчики, н-р, спутниковые, с таким Б ст легче найти и поднять из воды, чем РН Electron. Парашюты в ст: ВП, ТП, ОП, ЗП могут быть надувными (в них/на них также могут быть передатчики), газ в них идёт из баллона/баллонов под давлением, надуваются они, когда ст ещё не коснулась воды, или коснулась воды, тогда Б не нужен, плавучесть обеспечит надувной парашют. Приводнение более щадяще, чем приземление на парашютах, но ст может иметь надувные Б - амортизаторы снизу, как при приземлении, так и приводнении, к тому же ими могут закрываться сопла двигателей для непопадания в двигатели воды, для этого могут использоваться и любые др. устройства.

Вертолётный подхват (ВП). Предлагается система ВП, в которой вертолёт (В) имеет любой небольшой летательный аппарат/аппараты (ЛА), в т.ч. любые дрон(ы), н-р, квадрокоптеры, с тросом, крюком/крюками, замками, катушка с тросом в дроне и/или В, лучше в В, при полёте ЛА, н-р, квадрокоптера, трос в катушке, находящейся в В, свободно разматывается, дрон подлетает к ст и закрепляется на ней, на этом тросе ст и подвешивается под В. Дрон нужен, т. к. В опасно близко подлетать к ст. В отличие от ВП РН Electron ВП упростится, станет безопасным, пилоту не нужна подготовка для ювелирной ловли ст. Дрон сможет пролететь и в полюсное отверстие купола ОП (если оно есть), зацепиться к верхней части ст, дрон может зацепляться и к парашютной системе ст, как это в РН Electron, парашютная система ст из ОП и ВП, вытягивающего ОП и стабилизирующего зацепной трос, дрон зацепляется за него, а с РН Electron это делает пилот крюком, это опасно, трудно, дрон может зацепляться и к любой участи ст, н-р, сбоку. Если ВП без дрона, его делает пилот крюком и/или любыми др. приспособлениями, но В и ст имеют любые системы наведения, н-р, лазерные и т. д., что упростит работу пилота В, если В имеет дрон/дроны для ВП, то указанные системы наведения, н-р, лазерные и/или любые др. имеют дрон, ст, эти системы может иметь и В, наведение в ручном, полу и автоматическом режимах.

Если в сверхлёгких РН, как Electron, а может и в лёгких возможно для спасения 1-й ст применение парашютов, в т.ч. сверхзвуковых, то для более тяжёлых проблематично, н-р, 1-я ст Falcon 9 v1.0 испытывалась на возврат с помощью парашютов, но не доходило даже до их раскрытия, ст разрушалась при входе в плотные слои атмосферы, SpaceX стали сажать ст на двигателях. Примерно такой же просчёт, как с возвратом на парашютах 1-й ст Falcon 9 v1.0, был в начале 2000-х у разработчиков РБ «Фрегат» (НПО им. Лавочкина) при попытке тормозить РБ с помощью надувного «ворота-волана», когда от РБ оставались только титановые баки, или его не находили вовсе, хотя, конечно, у «Фрегата» и скорость выше 1-й ст Falcon 9, но посадк тут должна быть с первоначальным торможением двигателями перед входом в плотные слои атмосферы, потом применения др. систем, н-р, надувного волана, парашютов и т. д. Разрушения не будет при предлагаемом торможении двигателями перед входом в плотные слои атмосферы, использования АТ, АТ-РР, уменьшения скорости до звуковой или выше, использования парашютов, учитывая, что по эффективности - удельному весу систем посадки парашюты на 1-м месте, а двигатели на последнем. Так, 1-я ст Falcon 9 тратит на торможение и посадку до 47 тонн ТО, при схеме с парашютами и первоначальном торможении до входа в плотные слои атмосферы двигателями, можно сэкономить более половины ТО, н-р, 25-30 тонн (ещё 2 тонны посадочные стойки), за минусом массы парашютно-баллонной системы, н-р, экономия - 25 тонн, которые использовать для вывода доп. ПН, при массе ТО 1-й ст Falcon 9 почти 400 тонн и выводе на НОО 15 тонн, доп-но можно вывести при предложенной схеме 2-3 тонны ПН, а это 10-20 млн. долл. доп.выручки, а по некоторым данным возвращение 1-й ст Falcon 9 уменьшает max ПН на 30-40%, что ещё больше указанных 2-3 тонн. Также не использование двигателей для торможения и/или посадки сохранит их ресурс, на них будет меньше копоти, двигатели можно будет использовать для большего кол-ва повторных пусков РН, нет и взрыва ТО при посадке, но главное - это удешевление 1кг ПН.

[Дем]

Надо понимать - что Ф9 это просто первая итерация.
У Старшипа будет именно подхват в воздухе. И даже без вертолёта.

[Верный Союзник с Окинавы]

Т.е. от re-entry burn вы не отказываетесь.

По сути отказываетесь от landing burn.

Сухая масса первой ступени Falcon 9 - 22 тонны, с топливом на посадку, посл re-entry burn - порядка 30-32 тонн.

В эти 6 тонн тебе надо упаковать 100500 парашютов и усиления корпуса под них.

https://military.wikireading.ru/54799





Блок наддува.

https://desantura.ru/forum/forum37/topic4399/

Там можно найти ТТХ этой шняги.

При массе порядка 14400 кг, из которых 1500 кг - система десантирования, максимальная скорость десантирования - 300-380 км/ч.

Реюз до 5 раз.

Расти этой системе практически некуда, да и до 300 км/ч надо остановиться.

Проще добавить лишнюю обечайку в корпус для дополнительного топлива, если на то дело пошло.

[Верный Союзник с Окинавы]

А система подхвата у Electron - интересная.

Ювелирности там не надо - лётчик должен попасть по длинному канату, для чего нужно по касательной приблизиться к той нити, которая свисает с парашюта.

P.S. нагрузки там на вертушку нехилые. Я бы не рисковал ловить ступень Falcon 9.

Там в видео Rocket Lab можно заметить, что если потянуть за парашют слабо, ему норм, если сильно, он дефрмируется и сложится...

И тут-то все 20+ тонн массы ступени дают о себе знать...

[Дмитрий Инфан]

Можно ещё применить схему "параплан + небольшой вспомогательный двигатель", чтобы долететь до аэродрома и сесть на нём, или схему "маленькое надувное крыло", чтобы спланировать к аэродрому по-шаттловски.

[Владимир Шпирько]

Можно ещё применить схему "параплан + небольшой вспомогательный двигатель", чтобы долететь до аэродрома и сесть на нём, или схему "маленькое надувное крыло", чтобы спланировать к аэродрому по-шаттловски.

Только всё это вначале нужно разогнать и поднять на 100км, а потом затормозить  /толкнуть в сторону посадки, и еще раз затормозить при входе в плотные слои.... т.е всё что и так есть у Флакона.  Т.е.  экономим топливо только на торможение и посадку с высоты10км.  А весит ли "параплан/надувное крыло"  меньше, чем сэкономленное топливо?

[Евгений Куликов]

Ювелирности там не надо - лётчик должен попасть по длинному канату, для чего нужно по касательной приблизиться к той нити, которая свисает с парашюта.

Да не так всё просто с подхватом, работа сложная, попробуй попади по канату. Я говорю о том, что намного проще это автоматизировать, квадрокоптер это сделает с первого раза, потом он сможет прицепиться не только к парашюту, но и к самой ступени.
   Что касается носителей, то кроме тяжёлых, есть средние, лёгкие и сверхлёгкие, где и ступень имеет меньшую массу, поэтому и парашюты меньше, а потом используется и каскад, постепенно гасящий скорость. 

[Евгений Куликов]

Кто в курсе, как Рокет Лаб достаёт ступень при приводнении?

[Верный Союзник с Окинавы]

Да не так всё просто с подхватом, работа сложная, попробуй попади по канату. Я говорю о том, что намного проще это автоматизировать, квадрокоптер это сделает с первого раза, потом он сможет прицепиться не только к парашюту, но и к самой ступени.
  Что касается носителей, то кроме тяжёлых, есть средние, лёгкие и сверхлёгкие, где и ступень имеет меньшую массу, поэтому и парашюты меньше, а потом используется и каскад, постепенно гасящий скорость.

Квадрокоптер будет летать под мощным турбулентным потоком от ракеты размером с многоэтажку и под турбулентностью от вертолёта.

А попадание по канату задача относительно простая, это очень похоже на дозаправку в воздухе.

Уже в форм-факторе Союза проще запускать групповые запуски по скидке и на Б/Ушных ракетах, и тут конкуренция многоразовой сверхлёгкой шелупони с даже частично-многоразовыми тяжами/средними РН - сомнительна.

[Верный Союзник с Окинавы]

Кто в курсе, как Рокет Лаб достаёт ступень при приводнении?

Пока с помощью спасательного судна.

[Евгений Куликов]

Да это понятно, что с помощью судна, интересна сам процесс, ступень ложится на дно? Что касается турбулентности, коптер на катушке, ему с винтокрыла стартовать не нужно, а у ступени будет тише. Насчёт простоты попадания, а напишу-ка я этим ребятам в Рокет Лаб и спрошу, а заодно может и про дрон напишу, а также и про баллон при приводнении.

[Игорь Годунов]

ступень ложится на дно?

Нет конечно. Она прекрасно держится на воде.

[Евгений Куликов]

Спасибо. Вижу, за счёт плавучести. А потерять плавучесть может?

[Верный Союзник с Окинавы]

Спасибо. Вижу, за счёт плавучести. А потерять плавучесть может?

Углеволокно имеет плотность 1,7-1,9 г/см3, немного теплоизоляции пенистой теплоизоляции/гермокорпусов для оборудования - и ступень будет плавать, даже если все баки водой залить.

[Верный Союзник с Окинавы]

Что касается турбулентности, коптер на катушке, ему с винтокрыла стартовать не нужно, а у ступени будет тише. 

Для борьбы с турбулентностью при заправке в воздухе используют специальное оперение на шланге, а при ловле ступеней на захвате стоит массивный стабилизатор. 

Они дают стабильность полёта, но УРЕЗАЮТ маневренность. 

И дрон на верёвке либо будет на этой верёвке болтаться, либо будет массивной фиговиной со стабилизаторами и сопутствующим (прощай маневренность).

Ну и что-то из дронов со скоростью в 65+ км/ч, и чтобы ещё несущее несколько кг ПН - я тупо не нашёл. Ну и ограничения по высоте у дронов вероятно огого.

[Евгений Куликов]

Углеволокно имеет плотность 1,7-1,9 г/см3, немного теплоизоляции пенистой теплоизоляции/гермокорпусов для оборудования - и ступень будет плавать, даже если все баки водой залить.

Да, но в РН "Электрон" первая ступень из стали, это вторая из карбога.

[Верный Союзник с Окинавы]

Углеволокно имеет плотность 1,7-1,9 г/см3, немного теплоизоляции пенистой теплоизоляции/гермокорпусов для оборудования - и ступень будет плавать, даже если все баки водой залить.

Да, но в РН "Электрон" первая ступень из стали, это вторая из карбога.

Обе из карбона.

[Евгений Куликов]

Может недавно сделали, но я читал, что первая из стали. Не пойму на фото, на чём она лежит. На парашюте?

[Дмитрий В.]

Может недавно сделали, но я читал, что первая из стали. Не пойму на фото, на чём она лежит. На парашюте?

Изначально обе ступени углепластиковые, причём по некоторым данным - без лейнера.

[Евгений Куликов]

Пока с помощью спасательного судна.

Я тут подумал, а можно и не судном, можно вертолётом поднимать с воды, только вертолёт не должен зависать близко к воде. Может и дороже судна, но точно быстрее, но может и не дороже.