Больше селеноходов хороших и разных.. или проект Сирано :)

[Pavel]

Проектом «Сирано» предусматривается разработка  лунохода и полутраступенчатого разгонного блока. Проект назван в честь французского драматурга, философа, поэта,  научного фантаста 17 века, Эркюля Савинтена Сирано де Бержерака.

Основной идеей проекта является минимизация рисков по доставке лунохода на Луну.

Схема посадки

Теоретически, существует две схемы посадки на Луну. По так называемой «прямой» схеме перелета и после предварительного выхода на орбиту Луны.  По прямой схеме перелета станция сразу переводится на траекторию пересекающую поверхность Луны. При анализе посадочных траекторий можно заметить небольшой пучок траекторий пересекающих Лунную поверхность практически под прямым углом. Посадка в этом районе наиболее простая с точки зрения системы управления. По сути, нужно лишь строго сориентироваться  в пространстве и на определенной высоте включить двигатель. Для такой системы не нужно сложной системы управления, что было даже продемонстрировано на практике. Именно по такой схеме перелета летела Луна-9, впервые в мире, совершившая мягкую посадку на Луну. Эта схема самая простая, надежная и дешевая среди всех вариантов.  Требование к увеличению района возможной посадки приводят к резкому усложнению конструкции, а следовательно к снижению стоимости и надежности.

Область на Луне доступная по такой схеме перелета показана на рис. , Также показан увеличенный фрагмент данной карты с указанием  всех межпланетных станций совершивших посадку в данном районе. Это две однотипные советские станции Луна-9 и Луна-13 и американская станция Сурвеор-1.



Собственно, обследование всех трех представляет очень важный научный и общественный интерес.  Но Луна-9 представляет особое значение. Кроме изучения собственно станции было бы крайне интересно узнать, где совершил посадку перелетный модуль это не известно до сих пор.

Также, очень важный факт, что район между станциями Луна-9 и Луна-13 обладает одним из самых минимальных значений перепада высот. Cследовательно, выбор места посадки в этом районе обеспечивает максимальный шанс на успех.


Схема перелета

Схема перелета стандартная для большинства станций направляющихся к Луне. Сначала ракетоноситель выводит на околоземную орбиту Земли связку разгонный блок+ космический аппарат, затем с помощью разгонного блока станция выводиться на расчетную траекторию полета к Луне. Такая схема выведения, в отличие от многих других, очень слабо ограничивает время пуска. Собственно, стартовое окно при такой схеме «открывается» два раза в сутки.

Для снижения числа различных систем, в данном проекте предлагается использовать один разгонный блок и для старта и для посадки на Луну.

При старте с околоземной орбиты Земли на траекторию перелета к Луне, на первом месте стоит точность  отработки разгонного импульса, как по величине импульса, так и по направлению. Собственно, нужно помнить, что вреден не только недобор импульса, но и его перебор. Для пояснения этого факта можно привести следующие цифры. Если при старте аппарату сообщить скорость порядка 3190 м/с, то при подлете к Луне аппарат будет обладать скоростью порядка 800 м/с, а при падении 2500 м/с. Если же сообщить аппарату скорость 3290 м/с (то есть всего на 100 м/с больше, около 3% ), то при подлете к Луне станция будет обладать  скоростью 1700-1900 м/с, (более чем в два раза), а скорость падения на Луну составит порядка 3000 м/с.
С другой стороны, если же отлетная скорость будет на 100м/с меньше первоначальной, то станция вообще не долетит до Луны. Все эти цифры приведены для старта аппарата с низкой круговой околоземной орбиты высотой около 200 км.

   С учетом топлива для возможных коррекций, уровень погрешности в скорости при отлете с земной орбиты должен быть не более 10м/с (~0.3%), а подлетная скорость, которую требуется погасить, около 2700 м/с. Общая же характеристическая скорость порядка 6 км/с.

Перелетный блок

Проект Фрегат-Лендер

   Первоначально проект базировался на использование для перелета и посадки исключительно надежного разгонного блока Фрегат производства НПО им Лавочкина. Это самый маленький разгонный блок в мире способный на такую операцию. Этот проект обладает максимальной надежностью из всех возможных, так как требуемый уровень доработок РБ Фрегат весьма мал и, по сути,
свелся бы только к  установки на него радиосистемы борт-Земля, камер, радиовысотомера и интеграции системы управления Луноходом и Фрегатом. Все эти модификации нужны были бы главным образом при посадке на Луну, при выведении использовался бы только стандартная СУ Фрегата. Общая масса модификаций оценена в 10 кг.

Проект Сирано

   К сожалению, весьма высокая цена за систему Союз-Фрегат потребовало пересмотра проекта в  сторону уменьшения цены и, к сожалению, увеличению времени и денег на отработку системы. В качестве ракеты-носителя был выбран РН Днепр массой полезной нагрузки на околоземной орбите порядка 3.5 тонн.

   Перелетный блок Сирано представляет из себя разгонный блок полутроступенчатой схемы с топливом на высококипящих компонентах оптимизированный для прямой схемы перелета на Луну. Для этих целей, часть  топлива необходимого для разгона вынесено в отделяемый топливный бак. Сброс бака происходит в начале посадки на Луну, вместе с баком сбрасывается радиовысотомер, блоки СОЗ,  основная часть аккумуляторов. Механическое крепление сбрасываемого бака с перелетному блоку обеспечивается только системой перекачки топлива, дополнительный контакт на время динамических операция обеспечивается четырьмя магнитами с усилием на разрыв порядка 1000 кг.

       Система ориентации смешанная – солнечно- земная .
......
       
        Ориентация модуля  и осадка топлива перед запуском двигателя обеспечивается при помощи четырех модулей СОЗ, состоящих из бака с сжатым азотом и блоком электрических клапанов. Также при помощи подобной системы обеспечивается наддув топливных баков азотом.
   
       Внешний вид перелетного блока Сирано показан на рисунке.  Сравнение с проектом Фрегат- Лендер приведено в таблице.



   По двигательной установке вопрос открыт. Существует около 10 различных двигателей подходящих под перелетный блок Сирано. Пока проект был просчитан под ДУ С5.92 разработки КБХМ, имеющий сухую массу порядка 75 кг.

   Масса лунохода оценивается порядка 60 кг. Посадочная капсула порядка с амортизирующими баллонами порядка  90 кг, весь остальной запас массы находиться в резерве на случай, если не удастся уложиться в сухую массу блока, а также рассматривается для расположения разнообразной полезной нагрузки (в том числе и рекламной).

[avmich]

Павел, спасибо, что выложил вариант.

Если можно, пожалуйста, не пиши цветным шрифтом - и так с цветом на сайте напряжёнка...

Вот это -

" Эта схема самая простая, надежная и дешевая среди всех вариантов."

- сейчас не соответствует истине; в 60-е схему использовали потому, что были существенно ограничены возможности гибкого управления как с Земли, так и с помощью БЦВМ. То есть, это схема сложная, но те схемы, которые сейчас проще, в 60-е были недоступны.

[Pavel]

Павел, спасибо, что выложил вариант.

Если можно, пожалуйста, не пиши цветным шрифтом - и так с цветом на сайте напряжёнка...

Вот это -

" Эта схема самая простая, надежная и дешевая среди всех вариантов."

- сейчас не соответствует истине; в 60-е схему использовали потому, что были существенно ограничены возможности гибкого управления как с Земли, так и с помощью БЦВМ. То есть, это схема сложная, но те схемы, которые сейчас проще, в 60-е были недоступны.

Соответсвует. Так как она использует самые простые элементы. Скажем, что проще (дешевле?) Двигатель постоянной тяги или подобный двигатель с возможностью глубокого дросселирования (в несколько раз)? ЭВМ здесь не много не в кассу.  Она позволит более эффективно использовать топливо, но превратить Е-6 в Е-8 она не способна.

Кстати, если знаете более простые схемы приведите. Ничего проще, чем просто включить двигатель на определенной высоте, а затем только поддерживать ориентацию, я не вижу.

[Николай Дзись-Войнаровский]

А почему магниты для отстрела баков вместо пиропатронов?

Исключительно ради аллюзии на строки из "Сирано"?

Лечь на железный лист и сильными рывками
Магнит подбрасывать, он лист железный с вами
Подтянет кверху. Вы опять.
Так до луны и упражняйтесь!

[Pavel]

А почему магниты для отстрела баков вместо пиропатронов?

Исключительно ради аллюзии на строки из "Сирано"?

Лечь на железный лист и сильными рывками
Магнит подбрасывать, он лист железный с вами
Подтянет кверху. Вы опять.
Так до луны и упражняйтесь!

Какие у вас странные мысли.   Магниты введены исключительно для того, чтобы можно было провести все операции по расстыковки баков еще на подлете, а не после включения двигателя когда счет идет на секунды. В этом же случае достаточно просто выключить магниты. Кстати, все магниты имеет смысл включать только при первом включении, дальше бак будет пуст, хватит и одного магнита. А у пиропатронов в добавлении ко всему еще есть и весьма неприятный возмущающий момент.

Да и в мире, насколько я в курсе, в системах где требуется разъединить кабели/шланги пиропатроны не используются .

[ZOOR]

Да и в мире, насколько я в курсе, в системах где требуется разъединить кабели/шланги пиропатроны не используются .

Интересно, а как оно на Бризе-М реализовано и как на Фрегате-СБ будет без пиропатронов?

[Pavel]

Да и в мире, насколько я в курсе, в системах где требуется разъединить кабели/шланги пиропатроны не используются .

Интересно, а как оно на Бризе-М реализовано и как на Фрегате-СБ будет без пиропатронов?

Там разве есть пиропатроны? На Фрегате-СБ разделение описывалось следующим образом (видимо для ГСО).

-Разъединение разъемов
-Включение двигателей малой тяги. Бак выходит из пазов и удаляется на определенное расстояние
-Включение основного двигателя.

[Дмитрий В.]

Магниты введены исключительно для того, чтобы можно было провести все операции по расстыковки баков еще на подлете, а не после включения двигателя когда счет идет на секунды.

Баки будут стальные?

[Pavel]

Магниты введены исключительно для того, чтобы можно было провести все операции по расстыковки баков еще на подлете, а не после включения двигателя когда счет идет на секунды.

Баки будут стальные?

Алюминиевыми. Всеми любимый АМГ6. Стальными должны быть ленты крепления к силовому каркасу.

[Дмитрий В.]

Несколько вопросов:
1)Должны ли электромагниты быть включенными постонно с момента сборки на заводе-изготовителе или они включаются при сборке КГЧ в МИКе?
2)Где предполагается заказывать изготовление торовых баков? И почему вообще выбран тор, а не сфера, например?

[Pavel]

Несколько вопросов:
1)Должны ли электромагниты быть включенными постонно с момента сборки на заводе-изготовителе или они включаются при сборке КГЧ в МИКе?
2)Где предполагается заказывать изготовление торовых баков? И почему вообще выбран тор, а не сфера, например?

Они включаются только на время динамических операций. Включение двигателя, СОЗ, ориентаций.  Самый долгий момент включения - от момента выведения до конца первой коррекции. После этого топлива в баке не станет и нагрузка упадет до куда более скромных значений. Но, во время коррекции и сеансов ориентации активировать пару магнитов желательно.

Изготовление - самый интересный вопрос. В целом небольшие заказы могут выполнить довольно много фирм. Ради спортивного интереса, я поинтересовался в КМК-1, они не увидели в этом заказе ничего экстраординарного. Но у них как раз опыт работы с алюминием небольшой.

 Хотя нет, вру,  самый интересный вопрос не этот. Самый интересный вопрос, можно ли хоть теоретически получить С5.92 если его даже на Фрегаты с Бризами хватает впритык? Есть и альтернативы, но они хуже.  :roll:

Сфера.. Можно конечно и сферы. Но там схема получалась сложнее технологически. Я тут поднял свою программу, оказывается только с торами просчитал 14 разных компоновок. Получившийся результат, может по массе только крепкий середнячек, но зато он весьма хорош с точки зрения технологии. По сути, один типоразмер торового бака.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Магниты могут быть постоянными. В момент разделения надо не на долго включить электромагниты, которые скомпенсируют магнитное поле постоянных магнитов и баки разделятся.
Тут недавно я видел магнитный верстак, который наводит на еще одну идею в контексте. Если на одной части закрепить магниты намертво, а на другой поставить их на вращающиеся оси, т.ч. при повороте на 180 градусов меняется полярность, то произойдет не только разделение, но и отталкивание.

[Pavel]

Магниты могут быть постоянными. В момент разделения надо не на долго включить электромагниты, которые скомпенсируют магнитное поле постоянных магнитов и баки разделятся.

А ведь хорошая идея! Блеск!    Интересно, какая она будет по массе..

Тут недавно я видел магнитный верстак, который наводит на еще одну идею в контексте. Если на одной части закрепить магниты намертво, а на другой поставить их на вращающиеся оси, т.ч. при повороте на 180 градусов меняется полярность, то произойдет не только разделение, но и отталкивание.

А вот это уже, имхо, чрезмерное усложнение. Тем более что в этот момент уже будет работать ДУ, так что это отталкивание роли не играет.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Магниты могут быть постоянными. В момент разделения надо не на долго включить электромагниты, которые скомпенсируют магнитное поле постоянных магнитов и баки разделятся.

А ведь хорошая идея! Блеск!    Интересно, какая она будет по массе..

Всю массу, и магниты и электромагниты ставим на сбрасываемый бак, т.ч. все лишнее уходит с ним.

[чайник17]

Если времени навалом (а вроде оно исчисляется днями), можно ещё нагреть постоянные магниты выше точки Кюри, они и размагнитятся.
Причём можно сконструировать магнит с нужной проводимостью, он сам себе и будет нагревателем.  

Впрочем, магниты - это вычурно. Есть ошущение, что четырёхкратно резервированная механическая защёлка с приводом электродвигателем будет легче и надёжнее (хотя и чуть дороже, наверное).

[Pavel]

Магниты могут быть постоянными. В момент разделения надо не на долго включить электромагниты, которые скомпенсируют магнитное поле постоянных магнитов и баки разделятся.

А ведь хорошая идея! Блеск!    Интересно, какая она будет по массе..

Всю массу, и магниты и электромагниты ставим на сбрасываемый бак, т.ч. все лишнее уходит с ним.

Это понятно. Но ПН все равно упадет. Конечно, не очень сильно..  Сейчас посчитаю пример. Так, увеличение сухой массы сбрасываемого бака на 100 кг приведет к снижению ПН на 20 кг.  

Так что было бы интересно узнать массу постоянных магнитов способных удержать 700 кг при 0.6 g и 200 кг при 1.4..  

[Pavel]

Впрочем, магниты - это вычурно. Есть ошущение, что четырёхкратно резервированная механическая защёлка с приводом электродвигателем будет легче и надёжнее (хотя и чуть дороже, наверное).

Я даже спорить не буду..    Просто здесь куда важней надежное разделение именно в нужный момент. Так как если вдруг сбросим секунд на 20 позже - аппарат разобьется.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

удалено

[чайник17]

Всю массу, и магниты и электромагниты ставим на сбрасываемый бак, т.ч. все лишнее уходит с ним.

И  получаем дополнительное разрываемое электрическое соединение(я), то есть снижение надёжности.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Всю массу, и магниты и электромагниты ставим на сбрасываемый бак, т.ч. все лишнее уходит с ним.

И  получаем дополнительное разрываемое электрическое соединение(я), то есть снижение надёжности.

А я в качестве электроразъема применю те же магниты...  

[Pavel]

Всю массу, и магниты и электромагниты ставим на сбрасываемый бак, т.ч. все лишнее уходит с ним.

И  получаем дополнительное разрываемое электрическое соединение(я), то есть снижение надёжности.

Здесь только информационное соединение. С нескольким дублированием. И оно реализовано по разъему без механической фиксации (где-то даже подбирал нужный тип) и обеспечивающее контакт пока баки находятся рядом друг с другом. Благодаря схеме они не смогут разойтись за счет любого внешнего взаимодействия, а сами по себя ограничивают движение блока по двум осям.

[чайник17]

Так что было бы интересно узнать массу постоянных магнитов способных удержать 700 кг при 0.6 g и 200 кг при 1.4..  

И зачем Вам это? Масса будет определятся электромагнитом, массой постоянного магнита можно пренебречь.

[Pavel]

Так что было бы интересно узнать массу постоянных магнитов способных удержать 700 кг при 0.6 g и 200 кг при 1.4..  

И зачем Вам это? Масса будет определятся электромагнитом, массой постоянного магнита можно пренебречь.

См идею Шлядинского. А какая должна быть масса электромагнитов я приблизительно представляю.

[чайник17]

Здесь только информационное соединение. С нескольким дублированием. И оно реализовано по разъему без механической фиксации (где-то даже подбирал нужный тип) и обеспечивающее контакт пока баки находятся рядом друг с другом. Благодаря схеме они не смогут разойтись за счет любого внешнего взаимодействия, а сами по себя ограничивают движение блока по двум осям.

И зачем Вам сильноточное электропитание на сбрасываем баке без электромагнитов? Датчики уровня и прочие должны потреблять очень мало.

[Дмитрий В.]

Они включаются только на время динамических операций. Включение двигателя, СОЗ, ориентаций.  Самый долгий момент включения - от момента выведения до конца первой коррекции. После этого топлива в баке не станет и нагрузка упадет до куда более скромных значений. Но, во время коррекции и сеансов ориентации активировать пару магнитов желательно.

А как будет выгядеть восприятие нагрузок на участке выведения?

Сфера.. Можно конечно и сферы. Но там схема получалась сложнее технологически. Я тут поднял свою программу, оказывается только с торами просчитал 14 разных компоновок. Получившийся результат, может по массе только крепкий середнячек, но зато он весьма хорош с точки зрения технологии. По сути, один типоразмер торового бака.

С "бубликом" есть несколько проблем: при некоторых геометрических соотношениях в нем возникают сжимающие напряжения и он раза в 1,5-2 тяжелее сферы того же объема. Или для Вас важнее плотность компоновки, а не массовое совершенство?

[чайник17]

См идею Шлядинского. А какая должна быть масса электромагнитов я приблизительно представляю.

Смотрю. И вижу электромагнит, который создаёт поле, компенсирующее поле постоянного магнита. Разница, что он работет доли секунды, что, конечно, уменьшает его массу, но не радикально.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

См идею Шлядинского. А какая должна быть масса электромагнитов я приблизительно представляю.

Смотрю. И вижу электромагнит, который создаёт поле, компенсирующее поле постоянного магнита. Разница, что он работет доли секунды, что, конечно, уменьшает его массу, но не радикально.

Радикально уменьшается масса источника питания, который работает не многие минуты, а доли секунды...

[Pavel]

Здесь только информационное соединение. С нескольким дублированием. И оно реализовано по разъему без механической фиксации (где-то даже подбирал нужный тип) и обеспечивающее контакт пока баки находятся рядом друг с другом. Благодаря схеме они не смогут разойтись за счет любого внешнего взаимодействия, а сами по себя ограничивают движение блока по двум осям.

И зачем Вам сильноточное электропитание на сбрасываем баке без электромагнитов? Датчики уровня и прочие должны потреблять очень мало.

На сбрасываемый бак переносится вообще все, что уже не понадобится при посадке. Там же будет и часть оборудования и баки СОЗ и радар и камеры и антенна для связи во время полета. Ну и магниты конечно. Соответственно и аккумуляторы для  питания всего этого.  Где их еще располагать?  Все равно все источники нагрузки  здесь. На оставшейся части, по сути, останутся голые баки.

Большая часть оставшегося оборудования будет сосредоточенна в самом луноходе с питанием от его внутренних батарей.

Помимо всего прочего это максимизирует полезную нагрузку на Луне.
И нам нужно только обеспечить информационный канал с этим баком и СУ Лунохода. Энергетические каналы не нужны.

[чайник17]

Посадка без высотомера и без связи?
Это сильно.

[Pavel]

А как будет выгядеть восприятие нагрузок на участке выведения?

Подставкой под сбрасываемый бак и двигатель. Это позволит рспределить часть нагрузки. Для этого остается порядка 50 кг, на мой взгляд, вполне достаточно.  

С "бубликом" есть несколько проблем: при некоторых геометрических соотношениях в нем возникают сжимающие напряжения и он раза в 1,5-2 тяжелее сферы того же объема. Или для Вас важнее плотность компоновки, а не массовое совершенство?

Плотность компоновки конечно важна, как и простата конструкции и ее сухая масса. Вот только что важнее это куда более сложный вопрос. Я и пробовал решить задачу, исходя из попытки найти оптимум в этом вопросу. Мне кажется, получилось. И конструкция вполне технологичная и по массе все укладывается. И даже запасы есть.

Впрочем, не буду утверждать, что это идеал. Перефразируя Мерфи можно сказать, что любую конструкцию можно как улучшить так и ухудшить)

[чайник17]

Магниты введены исключительно для того, чтобы можно было провести все операции по расстыковки баков еще на подлете, а не после включения двигателя когда счет идет на секунды..

Просто здесь куда важней надежное разделение именно в нужный момент. Так как если вдруг сбросим секунд на 20 позже - аппарат разобьется.

Не понял я Вас  

Всё-таки, отключение магнитов изначально планировалось ещё до включения основного двигателя, или уже при вкючённом двигателе? Если первое, то у нас море времени на рассоединение...

[Pavel]

Посадка без высотомера и без связи?
Это сильно.

Вы не поверите, так садились и Луна-9 и 13.    Радиовысотомер после включения двигателя уже совершенно не нужен. В прямом смысле слова - балласт. Радиоканал тоже нужен исключительно для успокоения Земли, так как опять она, в этой ситуации, может только помешать. Тем более, что канал борт-земля останется. Как минимум в виде радиомаячка в Луноходе для оценки скорости посадки. Опять же для успокоения Земли. :twisted:

[Pavel]

Магниты введены исключительно для того, чтобы можно было провести все операции по расстыковки баков еще на подлете, а не после включения двигателя когда счет идет на секунды..

Просто здесь куда важней надежное разделение именно в нужный момент. Так как если вдруг сбросим секунд на 20 позже - аппарат разобьется.

Не понял я Вас  

Всё-таки, отключение магнитов изначально планировалось ещё до включения основного двигателя, или уже при вкючённом двигателе? Если первое, то у нас море времени на рассоединение...

Под расстыковкой баков подразумевается прекращение физической фиксации между баками. То есть разъединения системы перекачки топлива. Но даже после этого они не должны рассоединятся, пока радар не покажет нужную высоту. Вот уже после этого бак становится совершенно не нужен и даже вреден.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

тут посчитал слегка...  :roll:
Разделил топливо на две равные части и каждую на горючее и окислитель. Получилось, что каждая часть разлилась в баки по 1040 и 1060 мм примерно.  Т.е. делаем посадочную часть из двух баков в 1060 мм и двигателя (один бак недоливаем, внутри него можно установить бак наддува). Оба бака находятся на одном уровне, вплотную. Под баками двигатель. Вокруг двигателя, ниже, с поворотом на 90 градусов два сбрасываемых бака и все сбрасываемое. При такой схеме баки получаются до безобразия легкие. Правда максимальный габарит по диаметру вылезает за 2,1 м и высота тоже увеличится, но вес конструкции и технологичность здорово выиграют.
Можно поделить и на восемь баков. Конструкция станет плотнее, но несколько усложнится арматура.

[Pavel]

тут посчитал слегка...  :roll:
Разделил топливо на две равные части и каждую на горючее и окислитель. Получилось, что каждая часть разлилась в баки по 520 и 530 мм примерно.  Т.е. делаем посадочную часть из двух баков в 530 мм и двигателя (один бак недоливаем, внутри него можно установить бак наддува). Оба бака находятся на одном уровне, вплотную. Под баками двигатель. Вокруг двигателя, ниже, с поворотом на 90 градусов два сбрасываемых бака и все сбрасываемое. При такой схеме баки получаются до безобразия легкие. Правда максимальный габарит по диаметру вылезает под 2,1 м и высота тоже увеличится, но вес конструкции и технологичность здорово выиграют.
Можно поделить и на восемь баков. Конструкция станет плотнее, но несколько усложнится арматура.

Малось не понял. Нарисуйте, пожалуйста. Если поможет, вот данные на топливо

Масса топлива для посадки 801 кг. Из них 267 кг горючего 534 кг окислителя

Масса топлива затраченого на разгон к Луне 2001 кг из них 667 кг горючего, 1334 кг окислителя

Пока кажется, что технологичность все-таки проигрывает.

[чайник17]

А, вроде понял. Ну и терминология же у Вас  
Называть разъединение системы перекачки топлива "расстыковкой баков"...
Всё равно, магниты это изврат. Обычные пироболты будут на порядок легче. Если хочется, можно их резервировать. Возмущающий момент при работающем основном двигателе - это ерунда. А если уж и ставить электромагниты, то только вместе с механическими защёлками.

[Pavel]

...

Также кажется, что уже в середине первый коррекции будет очень сильное смещение центра масс. Которое СУ вряд ли сможет парировать..

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Я тут внимательнее посмотрел схему и размассовку. Мы имеем, что на разгон уходит больше топлива, чем на посадку. При этом Вы рисуете одинаковые малые торовые баки (сбрасываемый и остающийся). Т.е. получается, что при разгоне из сбрасываемого бака выбирается все и еще немного из не сбрасываемого? А сбрасываемый используется как силовой элемент при перелете к Луне? Я правильно понял, или у Вас три типоразмера торовых баков?

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

...

Также кажется, что уже в середине первый коррекции будет очень сильное смещение центра масс. Которое СУ вряд ли сможет парировать..

Центр масс конечно уходит. Это можно парировать разным расположением баков от оси двигателя, но при этом будет расти габарит. С этой точки зрения конечно лучше иметь два этажа по 4 бака. Для уменьшения вертикального габарита этажи развернуты под 45 градусов.  Диаметр баков будет порядка 0,85 м. Максимальный диаметр около 2,1 м. Высота по бакам 1,6 м. На двигатель, между баками, остается диаметр 0,4 м. При этом на доразгон (если баки обоих этажей одинаковые) потребуется добрать часть топлива из посадочной ступени.
Плюс сферических баков еще в том, что в них легко монтируются мембраны и не требуется БОЗ.

[Pavel]

Я тут внимательнее посмотрел схему и размассовку. Мы имеем, что на разгон уходит больше топлива, чем на посадку. При этом Вы рисуете одинаковые малые торовые баки (сбрасываемый и остающийся). Т.е. получается, что при разгоне из сбрасываемого бака выбирается все и еще немного из не сбрасываемого? А сбрасываемый используется как силовой элемент при перелете к Луне?

Ага. Все верно. Вырабатывается полностью топливо из СБ и примерно половина топлива из второго бака. К моему удивлению, это действительно оказалось близко к оптиму.

Я правильно понял, или у Вас три типоразмера торовых баков?

Я  оценивал и с двумя разными типами баков, но там принципиальной экономии массы не вышло. (порядка 7%). С тремя типоразмерами было
Лучше, но и сложность, на мой взгляд, была слишком велика  и смотрелось все это весьма дико. Большой бак сверху, маленький посередине, более крупный снизу. Еще были четыре типоразмера, но опять же, чрезмерное усложнение, на мой взгляд, не оправдывали сухую массу конструкции.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Ну так тогда двухэтажная схема вполне хороша. При этом, если использовать мембраны, БОЗ не нужны и нижний этаж можно с легким сердцем сбросить сразу, после чего провести доразгон и сэкономить кучу топлива...

[Pavel]

Ну так тогда двухэтажная схема вполне хороша. При этом, если использовать мембраны, БОЗ не нужны и нижний этаж можно с легким сердцем сбросить сразу, после чего провести доразгон и сэкономить кучу топлива...

Не очень понял. Зачем доразгон? Прошу, нарисуйте ее.


Кстати, основная задача баков с азотом вовсе не БОЗ, а ориентация в пространстве.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Тут другая, совершенно сымасшедшая идея. Имеем один сферический бак, ну очень-очень легкий. В нем мембрана, выпуклостью вверх,  разделяющая горючее и окислитель и в каждой верхней части мешок, позволяющий осуществлять наддув. Ни каких БОЗов, ни каких сбросов торовых баков. Такая сфера окажется легче по весу, чем то, что останется в торовой конструкции после сбросов всего и вся. Ну, в конце можно сбросить систему ориентации, хотя на нынешней элементной базе надо еще посчитать, что тяжелее - система ориентации, или система ее сброса? Все упирается только в создание здорово надежной разделительной мембраны, что легче, чем куча систем перекачки топлива с клапанами и прочим.  Я бы сделал такую систему.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Диаметр бака получается в районе 1,7м.
Тут конечно здорово торчит двигатель, но вокруг него можно расположить все электронное оборудование, систему ориентации и даже сам Селеноход. Т.е. общий габарит останется тем же, если не уменьшится.

[Pavel]

Тут другая, совершенно сымасшедшая идея. Имеем один сферический бак, ну очень-очень легкий. В нем мембрана, выпуклостью вверх,  разделяющая горючее и окислитель и в каждой верхней части мешок, позволяющий осуществлять наддув. Ни каких БОЗов, ни каких сбросов торовых баков. Такая сфера окажется легче по весу, чем то, что останется в торовой конструкции после сбросов всего и вся. Ну, в конце можно сбросить систему ориентации, хотя на нынешней элементной базе надо еще посчитать, что тяжелее - система ориентации, или система ее сброса? Все упирается только в создание здорово надежной разделительной мембраны, что легче, чем куча систем перекачки топлива с клапанами и прочим.  Я бы сделал такую систему.

Ой, не нравится мне это.. Маленькая дырочка в мембране и будет такой феерверк..

Кстати, в истории такие примеры хотя бы были? Я знаю баки, в которых мембрана служила для подачи топлива, но чтоб в одном баке оба топлива? Кажется, все стараются их разделить, думаю, как раз из-за безопасности. Также, у меня есть подозрение, что расход в такой схеме будет неравномерен.

И еще система перекачки это громко сказано. Просто, на этапе разгона, наддув будет осуществятся только в сбрасываемый бак,  соответственно топливо будет вытесняются в основной бак. Ну а ближе к концу коррекции трубопровод просто заглушится. Ведь в баке уже давно не будет топлива.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Тут другая, совершенно сымасшедшая идея. Имеем один сферический бак, ну очень-очень легкий. В нем мембрана, выпуклостью вверх,  разделяющая горючее и окислитель и в каждой верхней части мешок, позволяющий осуществлять наддув. Ни каких БОЗов, ни каких сбросов торовых баков. Такая сфера окажется легче по весу, чем то, что останется в торовой конструкции после сбросов всего и вся. Ну, в конце можно сбросить систему ориентации, хотя на нынешней элементной базе надо еще посчитать, что тяжелее - система ориентации, или система ее сброса? Все упирается только в создание здорово надежной разделительной мембраны, что легче, чем куча систем перекачки топлива с клапанами и прочим.  Я бы сделал такую систему.

Ой, не нравится мне это.. Маленькая дырочка в мембране и будет такой феерверк..

Кстати, в истории такие примеры хотя бы были? Я знаю баки, в которых мембрана служила для подачи топлива, но чтоб в одном баке оба топлива? Кажется, все стараются их разделить, думаю, как раз из-за безопасности. Также, у меня есть подозрение, что расход в такой схеме будет неравномерен.

И еще система перекачки это громко сказано. Просто, на этапе разгона, наддув будет осуществятся только в сбрасываемый бак,  соответственно топливо будет вытесняются в основной бак. Ну а ближе к концу коррекции трубопровод просто заглушится. Ведь в баке уже давно не будет топлива.

Такую систему делали для отлетного двигателя ЛОКа. Кстати разрабатывала ее как раз фирма, которая везде, где только можно и не можно, ставит межбаки и очень боится соединения топлива, хотя, при этом, постоянно протягивает магистраль одного компонента внутри бака другого. А тут вдруг сподобились без межбака...
Ну а на счет феерверка не беспокойтесь, для оного и без этого будет огромное количество причин...    Отработать сферу с перегородкой и двумя трубами гораздо проще, чем кучу торов, клапанов, систем разделения и прочее-прочее. Здесь всего 4-5 ключевых моментов, вместо десятков по другим схемам.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Да, кстати: мембрана может быть гибкой и очень легкой, но может быть и вполне жесткой, но более тонкой, чем материал стенок бака. Тут надо прикидывать. По весу решения будут отличаться мало. На ЛОКе мембрана была, судя по всему, жесткая.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Я конечно понимаю, что это уже совсем другой проект. Т.ч. больше проектов хороших и разных товарищи...!
Выношу свой на суд. Штука у меня круглая, как планета и нарекаю свой проект - "Селена".  

[Pavel]

Такую систему делали для отлетного двигателя ЛОКа. Кстати разрабатывала ее как раз фирма, которая везде, где только можно и не можно, ставит межбаки. А тут вдруг...

Значит прижали по массе...:roll:

Ну а на счет феерверка не беспокойтесь, для оного и без этого будет огромное количество причин...    Отработать сферу с перегородкой и двумя трубами гораздо проще, чем кучу торов, клапанов, систем разделения и прочее-прочее. Здесь всего 4-5 ключевых моментов, вместо десятков по другим схемам.

Я знаю. Просто ведь почему-то эту схему не используют. Везде где могут ставят баки. Это жж не спроста.

Это как в анекдоте. Нутром чую, что литр, а доказать не могу. Так и я чувствую, что не все здесь будет так просто.  Да, я субъективен.  

Пока видно только, что контроль вести сложнее. В Сирано все на виду, если что потечет, можно сразу остановить заправку.  Здесь будет взрыв. Я имею ввиду при отработке.

Да и я опять не уверен, что будет весомая экономия по массе. Массовое совершенство на уровне Сирано без бака ( лучше, но не принципиально), а сбрасывать разные элементы все равно нужно.

При разгоне как я показывал кг массы не так и важен.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Во первых баки с совмещенными днищами применяются повсеместно и на очень многих ракетах. Просто в данном случае мы имеем вырожденный случай совмещенного бака без цилиндрической обечайки, состоящий только из двух полусферических днищ и одного межбакового днища.

На счет веса теперь: площадь трех торовых баков у Сирано равна порядка 21 м2 (9+6+6), а одного сферического 9м2. Т.е. его площадь равна как раз 1,5 площади сбрасываемого торового бака. При этом надо учесть, что сферический бак легче торового по определению, т.ч. получается вообще день и ночь. Т.е. мой бак будет весь весить почти как сбрасываемый торовый. И еще надо учесть сложную раму, которая на сфере не нужна почти... + убраны куча трубопроводов и клапанов.
Ну и надо прикинуть только, что легче, сделать БОЗ, или отдельно СО, и мембраны для вытеснения (осадки топлива).

[Дмитрий В.]

К сожалению, не слишком тщательно слежу за темой "Селенохода", скорее, бегло просматриваю. Но у меня сложилось мнение о чрезмерной сложности проекта. Применение отдельной РН, пусть даже и "Днепра", это круто! А полегче никак не получается? Какова минимально возможная (достижимая в наших условиях) масса "луноходика"? Может, если ужаться до предела, можно было бы использовать ЖРД с вытеснительной подачей из числа имеющихся? И заодно уложиться в лимиты массы, допускающие выведение на НОО в качестве попутной ПН?

[hecata]

Какова минимально возможная (достижимая в наших условиях) масса "луноходика"? Может, если ужаться до предела, можно было бы использовать ЖРД с вытеснительной подачей из числа имеющихся? И заодно уложиться в лимиты массы, допускающие выведение на НОО в качестве попутной ПН?

при массе двух луноходов по 5 кг стартовая масса комплекса на НОО 3600 кг.

[L. Gorbovsky]

Да, кстати: мембрана может быть гибкой и очень легкой, но может быть и вполне жесткой, но более тонкой, чем материал стенок бака. Тут надо прикидывать. По весу решения будут отличаться мало. На ЛОКе мембрана была, судя по всему, жесткая.

В реальных конструкциях она мало что жесткая, еще и достаточно толстая и  трехслойная. И варить и контролировать ее - гемор еще тот! Наверное, неспроста так принято.

[L. Gorbovsky]

Да и в мире, насколько я в курсе, в системах где требуется разъединить кабели/шланги пиропатроны не используются

Почему? А  пироножи и пироплаты на чем работают?

[Pavel]

Во первых баки с совмещенными днищами применяются повсеместно и на очень многих ракетах. Просто в данном случае мы имеем вырожденный случай совмещенного бака без цилиндрической обечайки, состоящий только из двух полусферических днищ и одного межбакового днища.

На счет веса теперь: площадь трех торовых баков у Сирано равна порядка 21 м2 (9+6+6), а одного сферического 9м2. Т.е. его площадь равна как раз 1,5 площади сбрасываемого торового бака. При этом надо учесть, что сферический бак легче торового по определению, т.ч. получается вообще день и ночь. Т.е. мой бак будет весь весить почти как сбрасываемый торовый. И еще надо учесть сложную раму, которая на сфере не нужна почти... + убраны куча трубопроводов и клапанов.
Ну и надо прикинуть только, что легче, сделать БОЗ, или отдельно СО, и мембраны для вытеснения (осадки топлива).

А я понял в чем проблема.    Опять же выплывают проблемы с центровкой.

Грубо говоря, если компоненты расположить "слева" и "справа", то центр масс весьма ощутимо уедет в сторону. Более того, во время работы двигателя он еще будет перемещается. То есть нужно и думать над изначальным смещением бака, компенсацией возмущающего момента и т д. Та еще задачка. Нет, в системах с небольшим запасом ХС (вроде ЛОКа) это возможно, но вот в разгонных блоках будут проблемы.

А если расположить их "сверху" и "снизу", то разность давлений на входе в ТНА будет достигать десятков, если не сотен единиц.  

Собственно видимо из-за этого и не делают.  :roll:

[Pavel]

Да и в мире, насколько я в курсе, в системах где требуется разъединить кабели/шланги пиропатроны не используются

Почему? А  пироножи и пироплаты на чем работают?

А где-нибудь ими перерубают не электрические кабеля, а трубопроводы?  Мне действительно интересно.

[Pavel]

К сожалению, не слишком тщательно слежу за темой "Селенохода", скорее, бегло просматриваю. Но у меня сложилось мнение о чрезмерной сложности проекта. Применение отдельной РН, пусть даже и "Днепра", это круто! А полегче никак не получается? Какова минимально возможная (достижимая в наших условиях) масса "луноходика"? Может, если ужаться до предела, можно было бы использовать ЖРД с вытеснительной подачей из числа имеющихся? И заодно уложиться в лимиты массы, допускающие выведение на НОО в качестве попутной ПН?

Основная проблема, даже не доступная масса в этом случае. Даже у этой массы есть своя цена. То есть, даже если при пуске Протона будет недобор в две тонны, никто не пустит любительский аппарат к серьезному связному спутнику.

Главная проблема, что никто не будет подгонять график пуска к этой попутной ПН. При запуске к Луне точное время запуска один из самых важных моментов.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Во первых баки с совмещенными днищами применяются повсеместно и на очень многих ракетах. Просто в данном случае мы имеем вырожденный случай совмещенного бака без цилиндрической обечайки, состоящий только из двух полусферических днищ и одного межбакового днища.

На счет веса теперь: площадь трех торовых баков у Сирано равна порядка 21 м2 (9+6+6), а одного сферического 9м2. Т.е. его площадь равна как раз 1,5 площади сбрасываемого торового бака. При этом надо учесть, что сферический бак легче торового по определению, т.ч. получается вообще день и ночь. Т.е. мой бак будет весь весить почти как сбрасываемый торовый. И еще надо учесть сложную раму, которая на сфере не нужна почти... + убраны куча трубопроводов и клапанов.
Ну и надо прикинуть только, что легче, сделать БОЗ, или отдельно СО, и мембраны для вытеснения (осадки топлива).

А я понял в чем проблема.    Опять же выплывают проблемы с центровкой.

Грубо говоря, если компоненты расположить "слева" и "справа", то центр масс весьма ощутимо уедет в сторону. Более того, во время работы двигателя он еще будет перемещается. То есть нужно и думать над изначальным смещением бака, компенсацией возмущающего момента и т д. Та еще задачка. Нет, в системах с небольшим запасом ХС (вроде ЛОКа) это возможно, но вот в разгонных блоках будут проблемы.

А если расположить их "сверху" и "снизу", то разность давлений на входе в ТНА будет достигать десятков, если не сотен единиц.  

Собственно видимо из-за этого и не делают.  :roll:

Компоненты однозначно друг под другом. Тут даже вопросов нет.

На счет давления... в первый раз слышу про условие, что оно в разных баках должно быть строго одинаковым.  :shock:

Ну ежели Вам и этот вариант не нравится, то поставлю я Вам, благо компоненты высококипящие, баки телескопически. Внутри сферического сделаю по оси цилиндрический... Делайте там равное давление. Только вес немного увеличится.

Я конечно понимаю, что торовые баки ну оччень отпадно выглядят. Ради этого можно много чего простить...  

[L. Gorbovsky]

А где-нибудь... перерубают не электрические кабеля, а трубопроводы?  Мне действительно интересно.

Думаю, нигде трубы не перерубают. Ставят разъем.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Да, кстати: мембрана может быть гибкой и очень легкой, но может быть и вполне жесткой, но более тонкой, чем материал стенок бака. Тут надо прикидывать. По весу решения будут отличаться мало. На ЛОКе мембрана была, судя по всему, жесткая.

В реальных конструкциях она мало что жесткая, еще и достаточно толстая и  трехслойная. И варить и контролировать ее - гемор еще тот! Наверное, неспроста так принято.

Достаточно толстая и трехслойная, это если один компонент криоген, а второй высококипящий, или если температура криогенов существенно различная. Но в данном случае оба компонента высококипящие. Я не помню, что бы у Протона межбаки были многослойные. Если я не прав, то буду рад получить соответствующую информацию.

[L. Gorbovsky]

Про Протон не скажу - не знаю.  Между компонентами на Фрегате  перегородка из триметалла стоит. Я думаю, в нормах проектирования где-то есть такое требование. Кроме того - трехслойный лист ни внешне, ни на чертежах ничем от обычного не отличается, кроме, конечно, обозначения.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Про Протон не скажу - не знаю.  Между компонентами на Фрегате  перегородка из триметалла стоит. Я думаю, в нормах проектирования где-то есть такое требование. Кроме того - трехслойный лист ни внешне, ни на чертежах ничем от обычного не отличается, кроме, конечно, обозначения.

Аргумент конечно сильный, НО...
Во первых: это говорит о том, что технология освоена, что уже хорошо нам.
Во вторых: если бы это не только усложняло технологию, но еще и ухудшало массовые характеристики, то придумали бы другую конструкцию. Как то у меня есть подозрение, что трехслойный лист не весит в три раза больше, чем равный по площади однослойный от самого бака. Хотя могу быть не прав.

[L. Gorbovsky]

Нет, конечно. Просто обойтись тонкой разделяющей компоненты мембраной даже при абсолютном равенстве давлений в баках "О" и "Г" не получится. Полноценная перегородка, шпангоут для нее, гемор технологам - все по-полной.

[L. Gorbovsky]

Я вообще не вижу, как в России можно было бы частной команде поднять такой проект. Павел писал вот про С5.92. А их несколько надо. Прожечь на Земле все это хозяйство нужно? Да не раз. Вообще- не пройдешь весь объем наземных отработок: вибро, тепловые, огневые и т.д. - фиг получишь носитель.
Собрать - сварить все это, опять же можно только на космической фирме, какой там КМК! Я уж молчу про лицензии, но, мне кажется, надежно варить для космоса даже технологически шедевральный Амг6 у неспециалиста получиться очень не скоро.

[L. Gorbovsky]

По системе разделения есть фото, где можно посмотреть "живой" фрегатовский узелок:

http://www.laspace.ru/images/fregsb02.jpg

Как видно, все они связаны трубочками. Может, натолкнет на какую ценную идею

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Нет, конечно. Просто обойтись тонкой разделяющей компоненты мембраной даже при абсолютном равенстве давлений в баках "О" и "Г" не получится. Полноценная перегородка, шпангоут для нее, гемор технологам - все по-полной.

Нееее, то, что гемор, я это сам понимаю отлично. Тут другое, ведь предлагается изготовить новый РБ на основе трех торовых баков. При этом баки не стандартные, уже применяемые, а новые. Вот тут гемора я вижу несканчаемо. Все же я пытаюсь предложить хотя и геморную конструкцию, но в разы с меньшим количеством элементов.
Конечно ясно, что мою конструкцию делать ни кто не будет. Не из-за того, что она плоха там, или не достаточно хороша. Ее не будут делать по той же причине, что и торовую, потому, что делать ее просто не будут. Но я пытаюсь просто предложить более рациональный концепт, только и всего...

[Pavel]

Компоненты однозначно друг под другом. Тут даже вопросов нет.

На счет давления... в первый раз слышу про условие, что оно в разных баках должно быть строго одинаковым.  :shock:

Ну ежели Вам и этот вариант не нравится, то поставлю я Вам, благо компоненты высококипящие, баки телескопически. Внутри сферического сделаю по оси цилиндрический... Делайте там равное давление. Только вес немного увеличится.

Я конечно понимаю, что торовые баки ну оччень отпадно выглядят. Ради этого можно много чего простить...  

Тогда уж такая схема.


 

Я охотно верю что такой бак будет легче (хотя и сложнее технологически). Вот только кто бы теперь подсчитал массу рамы. Что-то есть подозрение, что силовая схема для передачи усилий на бак и ПН окажется тяжелее чем у Сирано.

[Pavel]

Я вообще не вижу, как в России можно было бы частной команде поднять такой проект. Павел писал вот про С5.92. А их несколько надо. Прожечь на Земле все это хозяйство нужно? Да не раз. Вообще- не пройдешь весь объем наземных отработок: вибро, тепловые, огневые и т.д. - фиг получишь носитель.
Собрать - сварить все это, опять же можно только на космической фирме, какой там КМК! Я уж молчу про лицензии, но, мне кажется, надежно варить для космоса даже технологически шедевральный Амг6 у неспециалиста получиться очень не скоро.

Здесь основная проблема не это.. Нет, я согласен, что гос предприятия способны все сделать на более высоком уровне. Но просто в порядке дисскусии такие размышления.

Создание баков и рамы, наверное, была бы самой простой операцией из возможных. Но это только был бы только один маленький шаг из сотни. Создания нормального железа и ПО для управления электроникой, это уже будет совершенно другой уровень и другие затраты . Но даже этот этап теоретически можно пройти. Ничего экстремального в нем нет. Можно также и провести огневые испытания даже , чисто теоретически, ограничившись одним С5.92. У него до 8 включений и достаточный ресурс . Можно попробовать обойти часть испытаний ограничившись расчетами и моделированием. Ведь даже серьезные компании проводят многие испытания только если есть возможность, много у нас ракет улетели без полномаштабных вибро и тепло испытаний.. Риск? Да. Но все это опять теоретически возможно. Теоретически.. Вот только скорей всего не удастся сделать даже первый шаг. Просто достать комплектующие для всего этого.

 Тот же С5.92 не просто хорош, он слишком хорош. Его выпуск разобран на несколько лет вперед. Шансов получить кому-нибудь иному кроме Хруничева и Лавки практически нет, даже между ними идет битвы практически за каждый двигатель.. Помню, как Хруничев чуть ли не официально пытался сделать так, чтобы все двигатели шли только ему, а на Лавку по остаточному принципу.  Впрочем и лавка пыталась перетянуть одеяло на себя. А теперь еще выпуск Фрегатов хотят наладить на Прогрессе..
С другими комплектующими та же песня. GPS датчики доступные на рынке обладают неприлично низкими программными ограничениями. Даже на Конкорде они бы уже не работали. При желании можно найти и с ограничением  аж до 1 км/с, но он мало того что не подходит, так еще и просто так  уже не купить. И что весело, логика в запретом очень не простая. Скажем? купить требуемый вибро -термостойкий комп – нет проблем, аккумуляторы сертифицированные для космоса? – только плати деньги. А вот уже для того чтобы приобрести копеечный  акселерометр с требуемыми параметрами - нужны пляски с бубном. Даже если этот акселерометр сделан в Японии. А вдруг его покупают для перепродажи в Северную Корею?
Вот так. Впрочем, Сирано я прорабатывал немного не для этого. Я превосходно понимаю, что шансы для его изготовления близки к нулю.

[Дмитрий В.]

Я охотно верю что такой бак будет легче (хотя и сложнее технологически). Вот только кто бы теперь подсчитал массу рамы. Что-то есть подозрение, что силовая схема для передачи усилий на бак и ПН окажется тяжелее чем у Сирано.

Да, уж потехнологичнее тора будет. А с рамой-то в чем проблема?

[Pavel]

Я охотно верю что такой бак будет легче (хотя и сложнее технологически). Вот только кто бы теперь подсчитал массу рамы. Что-то есть подозрение, что силовая схема для передачи усилий на бак и ПН окажется тяжелее чем у Сирано.

Да, уж потехнологичнее тора будет. А с рамой-то в чем проблема?

Не знаю.    Просто пока не обдумал как лучше в таком случае располагать блоки с радаром, камерами и перераспределять нагрузку.
Длинный он получается.

Смотрю сейчас на блок Д




А как на нем передается нагрузка на сферу? Через верхний переходник? А на саму раму через бак горючего?

[Старый]

А как на нем передается нагрузка на сферу? Через верхний переходник? А на саму раму через бак горючего?

Весь блок Д подвешен к среднему переходнику через верхнюю часть верхнего переходника. Он весь висит внутри среднего переходника подвешеный "под мышки", так же как вторая ступень Дельты-2.

[Дмитрий В.]

А как на нем передается нагрузка на сферу? Через верхний переходник? А на саму раму через бак горючего?

Бак О воспринимает нагрузки только от внутреннего давления и реакций опор.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Компоненты однозначно друг под другом. Тут даже вопросов нет.

На счет давления... в первый раз слышу про условие, что оно в разных баках должно быть строго одинаковым.  :shock:

Ну ежели Вам и этот вариант не нравится, то поставлю я Вам, благо компоненты высококипящие, баки телескопически. Внутри сферического сделаю по оси цилиндрический... Делайте там равное давление. Только вес немного увеличится.

Я конечно понимаю, что торовые баки ну оччень отпадно выглядят. Ради этого можно много чего простить...  

Тогда уж такая схема.


 

Я охотно верю что такой бак будет легче (хотя и сложнее технологически). Вот только кто бы теперь подсчитал массу рамы. Что-то есть подозрение, что силовая схема для передачи усилий на бак и ПН окажется тяжелее чем у Сирано.

Ну, вообще говоря, вариантов может быть много разных и все имеют свои преимущества и недостатки...


В первом варианте межбаковое днище работает на сжатие, что требует в нижнем баке повышенное давление. С другой стороны малый размер трубопроводов, все из которых проходят по внешней поверхности баков. При такой схеме хорошо проходит вытеснительная система "мешками", т.к. внутри нет ни чего для них лишнего.

Во втором варианте бак сверху. При такой компоновке верхний бак работает на растяжение, но "мешок" в нижний бак не поставишь, трубопровод мешает.

Исправить ситуацию позволяет установка сифона, как в третьем варианте.

Четвертый вариант для тех, кто боится разности давлений и считает, что для первых вариантов понадобится сложная тяжелая рама. На счет рамы я думаю, что при таких размерах блока (диаметр бака около 1,7 м) вполне возможен упор всех элементов в стенки бака . По крайней мере у блока И Союза, ДУ упирается в кольцевой шпангоут прямо на нижнем днище бака, и ни кого это не колышет...
В четвертом варианте внутри сферы цилиндрический бак. Цилиндр конечно несколько тяжелее, чем  выпуклое днище, но он, одновременно, играет роль переходной рамы, позволяющей передавать усилие от двигателя к ПН. При этом трубопроводы исчезают практически как класс.

Во всех вариантах недостатком является увеличенный продольный габарит. Можно конечно поставить раздвижное сопло, но конструкция утяжелится, да и отработка ее усложнится. Тут возможен пятый вариант с "утопленным" двигателем. Один мой знакомый, много лет проработавший на Южмаше конструктором, говорил, что впуклые днища получаются даже легче, чем выпуклые. По крайней мере вес всего бака практически не изменится, а габарит станет лучше.

Вообще есть возможность поступить по-макеевски и расположить все системы, включая и ПН вокруг двигателя. При этом вес всех элементов будет сразу передаваться на двигатель, а бак будет нагружен только весом топлива. К примеру, оба Селенохода можно расположить симметрично с двух сторон от двигателя. Перед прилунением можно надуть мешки-амортизаторы Селеноходов. После ориентации, перед включением ДУ, сбрасывается все лишнее, а после окончания работы ДУ сбрасываются Селеноходы. При такой конструкции вопрос с габаритом решится сам собой.

Вот такие мысли на уровне концепта. В любом случае конструкция может получиться легче и по весу и в изготовлении... Считать надо.  

ЗЫ. Кстати, на ЛОКе стоял первый вариант...

[Pavel]

Тогда уж, по 4 и 5 варианту, вместо куска сферы поставить тор  :oops:

Может он легче этого среза сферы получится. Это предел к которому приводит "утапливание" двигателя.

А по второму варианту. Если мешки расположить по окружности, то трубопровод мешать не будет. А иначе, пожалуй, нельзя так как часть топлива может в трубопровод не попасть. :roll:

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Надо считать, считать и считать...  

[L. Gorbovsky]

Что-то не вспоминаю нигде сферических баков, воспринимающих внешнюю нагрузку на обечайку... На Фрегате пожертвовали технологичностью, пропустив штанги через баки.
Кроме того, теряется особенность "Сирано" - возможность сбросить все, ставшие ненужными,  элементы перед торможением

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Что-то не вспоминаю нигде сферических баков, воспринимающих внешнюю нагрузку на обечайку... На Фрегате пожертвовали технологичностью, пропустив штанги через баки.
Кроме того, теряется особенность "Сирано" - возможность сбросить все, ставшие ненужными,  элементы перед торможением

Повторяю, двигатели блока И у РН Союз упираются в сферическое днище кислородного бака...
Такая схема (сферический бак с перегородкой) применялась на блоке перелета Луна-Земля у ЛОКа.
Все сбрасываемое симметрично крепим на двигатель в паре равных по массе блоков. Сбрасывай не хочу...

[Дмитрий В.]

Что-то не вспоминаю нигде сферических баков, воспринимающих внешнюю нагрузку на обечайку... На Фрегате пожертвовали технологичностью, пропустив штанги через баки.
Кроме того, теряется особенность "Сирано" - возможность сбросить все, ставшие ненужными,  элементы перед торможением

Начнем с того, что у сферических баков вообще нет обечайки :wink: А тягу на сферическое днище передавали и на 2-й ступени ГР-1 и на блоке И.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Выглядеть все в сборе будет примерно так:


Очень примерно, т.к. габариты я не считал конечно.
Ящики с шаробаллонами и балками с двигателями ориентации на концах, это сбрасываемые перед торможением модули.
Оранжевые элементы, это упакованные в амортизаторы Селеноходы. Амортизаторы пока не наддуты...

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Что-то не вспоминаю нигде сферических баков, воспринимающих внешнюю нагрузку на обечайку... На Фрегате пожертвовали технологичностью, пропустив штанги через баки.
Кроме того, теряется особенность "Сирано" - возможность сбросить все, ставшие ненужными,  элементы перед торможением

Начнем с того, что у сферических баков вообще нет обечайки :wink: А тягу на сферическое днище передавали и на 2-й ступени ГР-1 и на блоке И.

У Р-9 на 2-й ступени тоже.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Ну а вот так примерно с наддутыми амортизаторами...

[Pavel]

Маленькие они у вас что-то.. Даже Сирано спокойно тянет 140 кг. Ну 90 кг... Все равно габариты будут больше. Я ориентировался на шарик в полтора метра.

У Р-9 на 2-й ступени тоже.

После блока И это можно было не писать.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Ну это я для пары Селеноходов по 5 кг    Можно конечно и побольше, места хватит...  

[L. Gorbovsky]

Ну, это все-таки цилиндрические баки, где сравнительно небольшой участок днища передает нагрузку на шпангоут, а я писал  о полностью сферических.
Считать все надо. Может так статься, что введение шпангоута+ усиление оболочки (выражение "сферическая обечайка" некорректно, конечно, но применяется) в сферическом баке сделает тор конкурентоспособным.

[Pavel]

Ну это я для пары Селеноходов по 5 кг    Можно конечно и побольше, места хватит...  

Эти ихние 5 кг.... У них было 5 кг когда были твердотопливники (теоретически достижимо), теперь они перешли на куда более эффективный движок, но масса благополучно выросла только на 5 кг.  :roll:  Это уже не Лавка разрабатывает для них посадочный модуль. Это Лавка,  за их деньги, отрабатывает свои технологии, делает свой модуль,на который согласилась приютить их Луноходы.   Молодцы!

Нет, за 60 кг Луноход в Сирано я ручаюсь. Зря я что-ли рассчитывал массу рамы, баков..

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Ну, это все-таки цилиндрические баки, где сравнительно небольшой участок днища передает нагрузку на шпангоут, а я писал  о полностью сферических.
Считать все надо. Может так статься, что введение шпангоута+ усиление оболочки (выражение "сферическая обечайка" некорректно, конечно, но применяется) в сферическом баке сделает тор конкурентоспособным.

Тут меня упрекнули, что я после блока И зря упомянул Р-9. А получается, что не зря. У Р-9 кислородный бак, в который упирается двигатель, как раз полностью сферический...

Если перегородку ставить снизу (см. вариант 1), то логично в этом месте поставить легкий шпангоут, к которому и варить три обшивки. На этот же шпангоут можно передать и усилие от двигателя. При нижнем расположении ПН верхняя часть бака держит только себя и топливо. Нижняя, впрочем, тоже. Все висит на очень небольшой раме двигателя. Посмотрите, на чем висят торы в блоках Л и Д, и сравните...

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Ну это я для пары Селеноходов по 5 кг    Можно конечно и побольше, места хватит...  

Эти ихние 5 кг.... У них было 5 кг когда были твердотопливники (теоретически достижимо), теперь они перешли на куда более эффективный движок, но масса благополучно выросла только на 5 кг.  :roll:  Это уже не Лавка разрабатывает для них посадочный модуль. Это Лавка,  за их деньги, отрабатывает свои технологии, делает свой модуль,на который согласилась приютить их Луноходы.  

Нет, за 60 кг Луноход в Сирано я ручаюсь. Зря я что-ли рассчитывал массу рамы, баков..

Ну поставим два по 60 кг.  Мне не жалко.  
Могу и один на 60 кг на крышу. Думаю, что крышу он не продавит ни при каких...