Дешевый многоразовый носитель

[Shestoper]

Честно говоря на этом в 5% верится с трудом.
Вот если в придачу с выдвижному насадку и алюминий-литиевым  сплавам ещё и двигатель с переменным соотношением компонент и изменяющейся площадью критического сечения (чтобы при дросселировании УИ возрастал) - тогда пожалуй да.

Впрочем для данной темы это не так важно.
Моя цель - создание многоразовика, который для межполетного обслуживания в течении по крайней мере 10 полетов не надо разбирать, а диагностика может ограничиться дистанционной, от встроенной электроники.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Честно говоря на этом в 5% верится с трудом.
Вот если в придачу с выдвижному насадку и алюминий-литиевым  сплавам ещё и двигатель с переменным соотношением компонент и изменяющейся площадью критического сечения (чтобы при дросселировании УИ возрастал) - тогда пожалуй да.

Впрочем для данной темы это не так важно.
Моя цель - создание многоразовика, который для межполетного обслуживания в течении по крайней мере 10 полетов не надо разбирать, а диагностика может ограничиться дистанционной, от встроенной электроники.

Весь парадокс вашей схемы в том,что при дешевизне используемых в ней элементов можно их слегка еще удешевить, или увеличить характеристики за счет снижения ресурса, и получится великолепная одноразовая машина. Ее изготовление будет дешевле межполетного обслуживания, а выводить она будет раза в полтора больше. Т.е. схема хорошая, только вот многоразовость пожалуйста уберите и заверните мне десять штук.  

[Shestoper]

Весь парадокс вашей схемы в том,что при дешевизне используемых в ней элементов можно их слегка еще удешевить, или увеличить характеристики за счет снижения ресурса, и получится великолепная одноразовая машина. Ее изготовление будет дешевле межполетного обслуживания, а выводить она будет раза в полтора больше. Т.е. схема хорошая, только вот многоразовость пожалуйста уберите и заверните мне десять штук.  

Это не парадокс. Изначально похожий носитель я проектировал именно как одноразовый, максимально дешевый в массовом производстве, с мю ПН 3-3,2%.
Но потом понял, что при некотором удорожании производства и утяжелении у таких  ненапряженных двигателей можно получить огромный ресурс, что резко снижает стоимость межполетного обслуживания многразовой системы. Естественно у многоразовой системы мю ПН будет в 1,5-2 раза меньше.

Оценить с точностью до процента, что будет дешевле при массовых пусках - многоразовая система с повышенным ресурсом, или одноразовая с минимальной стоимостью производства - мне возможностей не хватает.

[mihalchuk]

Как показывают расчетно-теоретические, экспериментальные и проектные исследования, ресурс работы турбомашин в определяющей степени зависит от уровня их энергонапряженности. Поэтому высокая энергонапряженность агрегатов, в первую очередь ТНА современных наиболее энергетически эффективных ЖРД РД-170, РД-180, РД-191, ставит под сомнение возможность достижения высокой кратности (до 25-30) использования подобных двигателей и низкой стоимости (менее 1...2 % стоимости изготовления) межполетного обслуживания двигателя. Об этом свидетельствует опыт эксплуатации пока единственного в мире многоразового ЖРД SSME . Важнейшую роль в ограничении кратности использования ЖРД имеет циклическая усталость материала. Известно, что при многоцикловом нагружении предельное количество циклов (соответственно и время работы) элемента конструкции зависит, в частности, от уровня динамических напряжений в степенной зависимости (уравнения Веллера). Поэтому снижение энергонапряженности в 2 раза позволяет в принципе увеличить продолжительность работы ЖРД более чем на порядок (рис. 4).

В табл. 2 показано, что с переходом к открытой схеме ЖРД с уровнем давления в камере сгорания 140...150 кгс/см2 возникает возможность в 2...2,5 раза снизить давление за насосами и потребную мощность турбины по сравнению с параметрами двигателя РД-191 из семейства РД-170. т.е. создать ЖРД с очень высоким ресурсом работы и кратностью использования до 30...40. В сочетании с использованием криогенных компонентов топлива (жидкий кислород и жидкий метан), создающих условия для минимального межполетного обслуживания ЖРД, появляется возможность снижения затрат (по линии ДУ) на один полет в 20...30 раз (см. рис. 3).

ИМХО, предлагаемая схема (моноблок) проигрывает пакету с одноразовым ЦБ. Для пакета не требуется высокая многоразовость ЖРД, если использовать одинаковые двигатели на ЦБ и ускорителях. Тогда на один ЖРД ЦБ будет приходиться 4-6 двигателей ускорителей. Двигатели с этих ускорителей можно снимать после 4-6 полётов и переставлять на ЦБ. Тогда потребуется общий ресурс ЖРД где-то 6-9 полётов, и высоконапряжённые ЖРД становятся оправданны.

[октоген]

ПМСМ многоразовостью пахнет только в движках наподобие рд-146
безгазогенераторной схемы... Но по такой схеме мне кажется сомнительным создание двигателя с единичной тягой более 200 т и приемлимыми характеристиками.

Еще касательно многоразовых систем: если уж спасать то только наиболее дорогостоящие и компактные элементы-движки и электронику. Корпуса баков или сомнутся или меры по обеспечению посадки без повреждений(как-то крылья, парашюты+рдтт,вертолетные роторы, посадочные двигатели или запас топлива к основным) съедят  ПН.

[Дмитрий В.]

Честно говоря на этом в 5% верится с трудом.

Между тем, это именно так

[Shestoper]

ПМСМ многоразовостью пахнет только в движках наподобие рд-146
безгазогенераторной схемы... Но по такой схеме мне кажется сомнительным создание двигателя с единичной тягой более 200 т и приемлимыми характеристиками.

Я согласен с тем, что многоразовость намного проще обеспечить на ненапряженномдвигателе с низкой температурой рабочего газа в ТНА. Но в чём тут сакральный смысл именно безгенераторности? С ГГ конструкция понятно чуть посложнее, но почему наличие ГГ должно резко снижать ресурс двигателя?

Вот на первой ступени у меня двигатели не только без ГГ, но и без ТНА, с ВСП. И в КС у них давление только 20 атм, так что тепловые потоки умеренные. У такого двигателя ресурс вообще огромным должен быть.

Еще касательно многоразовых систем: если уж спасать то только наиболее дорогостоящие и компактные элементы-движки и электронику. Корпуса баков или сомнутся или меры по обеспечению посадки без повреждений(как-то крылья, парашюты+рдтт,вертолетные роторы, посадочные двигатели или запас топлива к основным) съедят  ПН.

Да, ступень целиком спасти сложнее. Но зато, если все её элементы имеют большой ресурс, её сразу после приземления можно использовать без переборки. А если спасаются только двигатели - значит межполетное обслуживание должно включать их установку на следующий носитель.
К тому же баки, хотя они относительно дешевые по сравнению с двигателями и трудноспасаемые, могут летать десятки полетов, у них ресурс конструкции высокий.

[Shestoper]

ИМХО, предлагаемая схема (моноблок) проигрывает пакету с одноразовым ЦБ. Для пакета не требуется высокая многоразовость ЖРД, если использовать одинаковые двигатели на ЦБ и ускорителях. Тогда на один ЖРД ЦБ будет приходиться 4-6 двигателей ускорителей. Двигатели с этих ускорителей можно снимать после 4-6 полётов и переставлять на ЦБ. Тогда потребуется общий ресурс ЖРД где-то 6-9 полётов, и высоконапряжённые ЖРД становятся оправданны.

На полиблоке для каждой боковушки нужна отдельная система спасения.

[mihalchuk]

Боковушек может быть от одной до шести, но если их 2, то они должны иметь 2-3 двигателя, если 1, то 4-6.

[Наперстянка]

А для начала по этой схеме можно сделать многоразовый 25-тонник и 50 тонник. Первый - для пилотируемых полетов, запуска спутников на околоземку и легких на ГСО. Второй - для пуска АМС, тяжелых спутников на ГСО, в будущем модулей ОС.

На ЛЕО и ГСО ожидается большой грузопоток?

Вы не поверите,но многие тысячи людей готовы отдать большие деньги за турне в космосе.

[Наперстянка]

Не все грузы можно доставлять "небольшими квантами"  :lol:

Самый тяжелый носитель этого семейства - стартовой массой 12000 тонн, выводит ПН 200 тонн.
Нормальный квант?  
Многоразовый носитель такой грузоподъемности может понадобится например для снабжения постоянной марсианской базы.
500 тонн за раз он конечно не вытянет, зато стартует с регулярностью поезда - расчитан на грузопоток до 10000 тонн в год на низкую орбиту.

Хорошая многоразовость обеспечивается только водородными двигателями,а не метаном.

[avmich]

Не все грузы можно доставлять "небольшими квантами"  :lol:

Самый тяжелый носитель этого семейства - стартовой массой 12000 тонн, выводит ПН 200 тонн.
Нормальный квант?  :D
Многоразовый носитель такой грузоподъемности может понадобится например для снабжения постоянной марсианской базы.
500 тонн за раз он конечно не вытянет, зато стартует с регулярностью поезда - расчитан на грузопоток до 10000 тонн в год на низкую орбиту.

Хорошая многоразовость обеспечивается только водородными двигателями,а не метаном.

Да ладно вам :) . Можно и на метане. Можно и на керосине. Можно на спирте.

[Наперстянка]

Многоразовость,это,прежде всего,хорошее охлаждение.

[Salo]

А охлаждение жидким метаном не устроит отца русской демократии? :roll:

[avmich]

Многоразовость,это,прежде всего,хорошее охлаждение.

Многоразовость - это хорошая философия разработки, хорошие идеи, хорошо бы несколько поколений отработки, и эволюционирование в процессе - постройки прототипов, тесты, уточнения, тесты...

Охлаждение - вещь хорошая, для двигателей, но одна из многих.

[Наперстянка]

А охлаждение жидким метаном не устроит отца русской демократии? :roll:

У жидкого водорода текучесть лучше,да и в комплексе водород лучше,если он поступает в газогенератор.Другое дело кислород для охлаждения ТНА применить,но кислород не метан,а ТНА не основная камера.

[Наперстянка]

Многоразовость,это,прежде всего,хорошее охлаждение.

Многоразовость - это хорошая философия разработки, хорошие идеи, хорошо бы несколько поколений отработки, и эволюционирование в процессе - постройки прототипов, тесты, уточнения, тесты...

Охлаждение - вещь хорошая, для двигателей, но одна из многих.

А время на расчеты теряется из-за применения "сопливых" материалов.