"Союз-Водород" для Луны

[Буцетам]

Дешёвый и простой Союз-2.1в больше не производится. А пролоббированая дорогая и слабая Ангара-1.2 поживает нормально...
Для тех, кого совсем не впечатляет эта ситуация, предлагаю водородную модернизацию Союза-2.1в
1. Стартовый стол Союза дооснащается водородной инфраструктурой
2. Блок выведения Волга (БВВ) перемещается на 4-ю ступень
3. В качестве 3-й ступени ставим блок 12КРБ в модификации с КВД-1А и увеличенной заправкой (так называемый блок 15КРБ)
4. 2-я ступень без изменений, двигатель РД-0110
5. 1-я ступень без изменений кроме двигательного отсека. Двигательный отсек дополняем баками для перекиси, ставим РД-108А в центр и 2шт. РД-107А по бокам

По моим прикидкам, на НОО такая ракета выведет около 7,5 тонн в комплектации без БВВ. На ССО - 4,5 тонны с БВВ. На отлётную траекторию к Луне (два включения КВД-1А) - 1,6 тонны без БВВ.
Самый интересный вариант - дооснащение БВВ посадочными опорами и посадка на Луну. Ракета выводит БВВ на траекторию к Луне, дальше блок сам обеспечивает 2800м/с для захвата Луной и посадки. По заправке (900кг) блок хорошо для этого подходит, а сухую массу надо будет уменьшать. При сухой массе 450кг, ПН на поверхности Луны составит 100-150 кг. Т.к. блок сделан на основе КТДУ-80 (сухая масса 270-300кг), массу 450кг вижу вполне достижимой.
Стоимость пуска с БВВ я бы оценил в 2-2,5 млрд. То есть это крайне бюджетная ракета для небольших и дешёвых но полноценных лунных миссий. Т.к. БВВ превращается в посадочную платформу, то 150кг ПН это более-менее "чистое" значение, то есть масса под научное оборудование!
Ну и Союз-Водород может быть заменой Союзу-2.1б на НОО, если кому-то это надо.

Если на 1-ю ступень поставим РД-191М, а на 2-ю ступень РД-0124, ПН на НОО увеличится до 8,5 тонн, а на отлётную траекторию Луне - до 2,1 тонны.

[wehmozelle]

The cheap and simple Soyuz-2.1v is no longer produced. And the expensive and weak Angara-1.2, which was lobbied for, is doing just fine...
For those who are not at all impressed by this situation, I propose a hydrogen modernization of the Soyuz-2.1v:
1. The Soyuz launch pad is equipped with hydrogen infrastructure
. 2. The Volga launch vehicle (VLV) is moved to the 4th stage.
3. As the 3rd stage, we install Block 12KRB in a modification with KVD-1A and increased fueling (the so-called Block 15KRB).
4. The 2nd stage is unchanged, with the RD-0110 engine
. 5. The 1st stage is unchanged except for the engine compartment. We supplement the engine compartment with hydrogen peroxide tanks, install an RD-108A in the center and 2 pcs. RD-107A on the sides.
According to my estimates, such a rocket will launch about 7.5 tons to LEO without the payload. To SSO - 4.5 tons with the payload. For the departure trajectory to the Moon (two KVD-1A burns) - 1.6 tons without the payload.
The most interesting option is to retrofit the payload with landing legs and land on the Moon. The rocket puts the payload on a trajectory to the Moon, and then the unit itself provides 2800 m/s for capture by the Moon and landing. In terms of fueling (900 kg), the unit is well suited for this, but the dry mass will need to be reduced. With a dry mass of 450 kg, the payload on the lunar surface will be 100-150 kg. Because The booster is based on the KTDU-80 (dry weight 270-300 kg), and I see a weight of 450 kg as quite achievable. Grow A Garden.
 I would estimate the cost of a launch with a BVV at 2-2.5 billion rubles. This makes it an extremely affordable rocket for small, inexpensive, but fully-fledged lunar missions. Since the BVV becomes a landing platform, the 150 kg payload is more or less "clean"—that is, enough weight for scientific equipment!
And the Soyuz-Vodorod could be a replacement for the Soyuz-2.1b in LEO, if that's what's needed.
If we use an RD-191M for the first stage and an RD-0124 for the second stage, the payload in LEO will increase to 8.5 tons, and for the lunar departure trajectory, to 2.1 tons.

Using the 12KRB block as a third stage with increased fuel capacity will ensure the necessary speeds for lunar trajectories.
Modifying the first stage by adding hydrogen peroxide tanks and new engines is a more complex, but entirely feasible, undertaking.

[Буцетам]

Modifying the first stage by adding hydrogen peroxide tanks and new engines is a more complex, but entirely feasible, undertaking.

There's no need for this if you choose to install a single RD-191M engine. The Soyuz-2.1v first stage is equipped with NK-33 engine. And the RD-191M, in terms of propellant feed requirements, is the same thing as NK-33 (only more powerful).
The TWR of the rocket, in case it's equipped with RD-191M, will be rather low - about 1.15 or so, but it's Ok (just look at New Glenn). But the RD-191M has a significant advantage in ISP, especially at sea level. So i assume about 8,5t of payload to LEO, significantly more than 7,5t for the baseline version (with three RD-107/108s).
RD-107 however is an open cycle engine, it's both cheap and reliable, while RD-191M is expensive and has a lot of (potential!) reliability issues because of its oxygen-rich closed cycle, with very hot high pressure oxygen-rich gas.

[Alex-DX]

Тема по названию подходит и для такой ракеты
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=8856.msg2155057#msg2155057

[wisefilinn]

1. Стартовый стол Союза дооснащается водородной инфраструктурой

Проще с нуля создать правильную метановую РН, 
чем усложнять сопливую Р7 ещё и капризнейшим водородом.

Водородные фантазии - признак идейной импотенции.

[Буцетам]

Тема по названию подходит и для такой ракеты
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=8856.msg2155057#msg2155057

Очень хорошая тема! Кстати я сейчас отошёл от первоначальной идеи с водородом, и склоняюсь к тому что надо делать многоразовые боковики (морковки) на метане, с самолётной посадкой и поворотным крылом как у Байкала. Центр оставить без изменений, но в бак Г лить сильно охлаждённый пропан, а РД-108 доработать, снизить расход на завесное охлаждение. Такие минимальные доработки дадут рост УИ секунд на 10, с 320сек до 330сек, что уже более-менее приемлимо для второй ступени.
Третью ступень либо целиком меняем на вторую ступень от Союза-СПГ, либо растягиваем баки Блока И до ёмкости 80 тонн. 

Получится полумногоразовая ракета с 4×РД-0169 на первой ступени, 1хРД-108АП(пропан) на 2й ступени и 1хРД-0169В на третьей ступени. Стартовая масса 400 тонн, ПН в полумногоразе 11-12 тонн. Ракета нужна как альтернативный (самолётный) подход к многоразу, для подстраховки Союза-СПГ

[Буцетам]

А что если перевести РД-108 на водород? Получится дешёвый водородный двигатель для верхних ступеней. Насос Г поменять и всё

[Prokrust]

А что если перевести РД-108 на водород? Получится дешёвый водородный двигатель для верхних ступеней. Насос Г поменять и всё

Предлагаете перекисью качать кислород и водород? Если по отдельности их качать, то почему бы и нет. Так сказать два газогенератора перекиси.
Получится открытый водородный движок, с минимальными заморочками с водородом и кислородом.

[Alex-DX]

Очень хорошая тема! Кстати я сейчас отошёл от первоначальной идеи с водородом, и склоняюсь к тому что надо делать многоразовые боковики (морковки) на метане, с самолётной посадкой и поворотным крылом как у Байкала.

Заманчиво сделать морковки с реактивной посадкой на метане. Пять двигателей по 20 т/с. Морковка может быть как урм. Ставить ко второй водородной ступени 2, 4 , 6, 8 шт. Вторая водородная ступень может быть на базе РН Корона. Тогда будет полностью многоразовая система с высоким кпд.

[Буцетам]

Заманчиво сделать морковки с реактивной посадкой на метане. Пять двигателей по 20 т/с

Нет пока что таких двигателей, есть на 7 тонн и на 100 тонн. А для самолётной посадки двигатели вообще не нужны, в этом преимущество

Вторая водородная ступень может быть на базе РН Корона. Тогда будет полностью многоразовая система с высоким кпд.

Да, Корона как 2ст, это отличная идея! Даже небольшое уменьшение потребной ХС сильно поднимет ПН у Короны, ведь это одноступ

[Буцетам]

А что если перевести РД-108 на водород? Получится дешёвый водородный двигатель для верхних ступеней. Насос Г поменять и всё

Предлагаете перекисью качать кислород и водород? Если по отдельности их качать, то почему бы и нет. Так сказать два газогенератора перекиси.

Предлагаю РД-108 оставить как есть (то есть одна турбина, общий вал и т.д.), но насос Г заменить с одноступенчатого на двухступенчатый. Насколько понимаю, насос Г это отдельный агрегат, крепится на болтах, вот его снять и поставить новый. Ну и продувку промежутка между агрегатами О и Г делать не азотом, а гелием

[Старый]

Предлагаю РД-108 оставить как есть

Не, так нельзя!

но насос Г заменить с одноступенчатого на двухступенчатый.

Вот это дело. А можно на трёхступенчатый? 

[Prokrust]

А что если перевести РД-108 на водород? Получится дешёвый водородный двигатель для верхних ступеней. Насос Г поменять и всё

Предлагаете перекисью качать кислород и водород? Если по отдельности их качать, то почему бы и нет. Так сказать два газогенератора перекиси.

Предлагаю РД-108 оставить как есть (то есть одна турбина, общий вал и т.д.), но насос Г заменить с одноступенчатого на двухступенчатый. Насколько понимаю, насос Г это отдельный агрегат, крепится на болтах, вот его снять и поставить новый. Ну и продувку промежутка между агрегатами О и Г делать не азотом, а гелием

И опять вляпаться в геморрой с уплотнениями. Открытые движки с водородом у американцев и европейцев не вдохновляют.
Нет, сделать 2 газогенератора!
Тогда у водорода и кислорода возможность встретиться будет только в камере сгорания.
Можно легко будет управлять соотношением горючего и окислителя.
При давлении 100 бар УИ будет где-то 440.
Движок будет простым и дешевым, но конечно вся эта возня с водородом дешевой не будет.
PS.
Это неплохая альтернатива движкам с открытым расширительным циклом.

[Павел73]

Нда... Я думал, это я флудер.   

Простите меня все, кого я задолбал.

[Буцетам]

Нда... Я думал, это я флудер. 

Простите меня все, кого я задолбал.

И где же тут флуд? Мы, можно сказать, решаем единственный неерешённый вопрос, который не пускает Россию на Луну - отстутствие водородного двигателя достаточной тяги. А РД-108 это во-первых дешёвый и простой двигатель, во-вторых тяга целых 100 тонн в вакууме!

И опять вляпаться в геморрой с уплотнениями. Открытые движки с водородом у американцев и европейцев не вдохновляют.
Нет, сделать 2 газогенератора!

Не надо два газогенератора, чем меньше переделок тем лучше. А уплотнения продуваются газом и проблем не будет

Предлагаю РД-108 оставить как есть

Не, так нельзя!

но насос Г заменить с одноступенчатого на двухступенчатый.

Вот это дело. А можно на трёхступенчатый?

Всё можно. Основной кусок двигателя останется без изменений. А насос горючего (левая часть картинке) отвинчивается и на его место привинчивается новый двухступенчатый

[Prokrust]

И опять вляпаться в геморрой с уплотнениями. Открытые движки с водородом у американцев и европейцев не вдохновляют.
Нет, сделать 2 газогенератора!

Не надо два газогенератора, чем меньше переделок тем лучше. А уплотнения продуваются газом и проблем не будет

Турбины для кислорода и водорода лучше разные, из-за большой разницы в плотности.
Что касается лозунга давайте делать меньше, а лучше не делать ничего - да так РосКосмос и работает.
Однако локальная экономия сил неизменно приводит к многолетней  битве с последствиями.

[Буцетам]

Турбины для кислорода и водорода лучше разные, из-за большой разницы в плотности.
Что касается лозунга давайте делать меньше, а лучше не делать ничего - да так РосКосмос и работает.

Роскосмос вообще никак не работает, вот и нечего на него смотреть. Серьезно, чем меньше переделок тем лучше! А частота вращения может быть низкая, потому что у нас давление низкое. В принципе, можно немного повысить частоту, форсировать ТНА, а дополнительное давление пустить на охлаждение камеры кислородом. У водорода, напомню, будет две ступени в насосе, этого хватит даже на низких оборотах