Развесовка РН Протон-К

Shumil · 25.08.2011 14:11:19

День добрый!

На литературном форуме Самиздата (Все знают библиотеку Мошкова? Это часть ее) при обсуждении проекта НФ-альтернативки (попаданец из 2010 свалился в 1965-й) зашел разговор о сравнении РН Н-11 (Н-1 без первой ступени с заменой движков НК-43 на НК-33, а в идеале - НК-33-1, двадцатитонник.) и РН Протон. (Протон-К)

Я промоделировал взлет Н-11 (ничего сложного, пошаговый метод, шаг времени 10мс, шаг плотности атмосферы - 1м)
Взялся за Протон-К - и пошли непонятки с развесовкой.

Во многих местах говорится: Протон-К - 700т, Протон-М - 702т.
У меня получилось 689т
Вопрос: Где 10 тонн? (Цифра немаленькая, если вся полезная нагрузка 20 весит.)

Вот что собрал по разным источникам:

========================
{ Расчет старта ракето-носителя Протон-К }
{
1-я ступень
Время 120сек
Тяга 971.4 - 1069.8тс (6 х РД-275 6*162=972 6*178=1068)
Тяга 1022.4 - 1120.8тс (6 х РД-275M 6*170.4=1022.4 6*186.8=1120.8) 07,07.2007
Сухая масса 31.0т. Стартовая 450.51т. Топливо 419.4т.
Диам. 7.4м. (4.1м) Длина 21.18м

Итого 689.085 (Куда 10 тонн ушли???)

2-я ступень
Время 206сек
Тяга 237.44тс (3 х РД-0210 + 1 РД-0211 4*59.36=237.44 ).
Сухая масса 11.75т. Стартовая 167.828т. Топливо 156.1т.
Длина 17.05м. Диам. 4.1м. (4.35м по обтекателю п.н.)

Итого 238.575

3-я ступень
Время 238сек
Тяга 59.36тс + 3.15тс (РД-0213+РД-0214)
Сухая масса 4.15т. Стартовая 50.747т Топливо 46.6т.
Длина 4.11м. Диам. 4.1м. (4.35м по обтекателю п.н.)

Итого 70.747
}
{ 4-я ступень
Разгонный блок. Отсутствует.
}
{ Полезная нагрузка
20т

Сброс обтекателя - 183 или 344 секунда полета.
По другим данным - 351 секунда полета.
}
=======================

Кто заныкал 10 тонн?

--
Shumil

p.s. Посоветовали дернуться сюда, искать Дмитрия В.

Вован · 25.08.2011 14:53:59

Сухая масса 1 ступени д.б. 32500 кг, 2 ст. - 12100 кг, 3 ст. - 4350 кг. Обтекатель 4700 кг.

Salo · 25.08.2011 14:57:29

Третья ступень видимо 4350 кг?

Вован · 25.08.2011 14:57:39

Стартовая масса: 1 ст. - 449900 кг, 2 ст. - 172100 кг, 3 ст. - 50700 кг.

Вован · 25.08.2011 14:58:29

ЦитироватьТретья ступень видимо 4350 кг?

Да, конечно.

Дмитрий В. · 25.08.2011 14:51:37

Цитироватьp.s. Посоветовали дернуться сюда, искать Дмитрия В.

У меня где-то дома лежит развесовка (полученная окольными путями)на первые модификации "Протон-К", если найду-выложу.

Shumil · 25.08.2011 15:59:08

ЦитироватьСтартовая масса: 1 ст. - 449900 кг, 2 ст. - 172100 кг, 3 ст. - 50700 кг.

Спасибо!

Заложил в модель новые параметры. Бульк!

============
1014 Изделие потеряно в пучине океана
============

Включил вращение Земли. Изделие вышло на орбиту. Но - некрасивую, с низким перигеем Надо поиграть с управлением.

Можете дать контрольную точку? Например, высоту и удаление в момент отключения 1-й ступени.

У меня сейчас:

==================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V

119 1.002 50.669 1.375 44.517 4.00 36 32 0.02046 1701.456
120 1.014 51.677 1.408 45.898 4.05 35 32 0.01877 1735.195
120 1-я ступень работу закончила
120 Прошел запуск двигателей 2-й ступени
121 1.007 52.688 1.699 47.583 0.01 30 30 0.01244 1974.698
122 0.997 53.690 1.699 49.268 0.01 30 30 0.01079 1969.688
123 0.988 54.683 1.698 50.952 0.01 30 30 0.00936 1964.728
124 0.979 55.666 1.698 52.635 0.01 29 29 0.00814 1959.815
124 Произошло отделение 1-й ступени
124 0.979 55.676 1.698 52.652 0.01 29 29 0.00813 1959.766
125 0.975 56.643 1.705 54.322 0.97 29 33 0.00717 1964.432
126 0.971 57.616 1.713 56.016 0.98 29 33 0.00633 1969.216
=================

(Блин! Не нашел способа сохранить пробелы в таблице)

--
Shumil

Вован · 25.08.2011 18:16:33

Отделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4 км

Дмитрий В. · 25.08.2011 17:40:21

Вот упомянутые данные по самому первому Протону-К:
Масса сухого ускорителя, кг
- первой ступени 34000
- второй ступени 11730
- третьей ступени 4570
Масса заправленной ракеты, кг
- первой ступени 685280
- второй ступени 236590
- третьей ступени 68660
Стартовая масса, кг
- первой ступени 683680
- второй ступени 236400
- третьей ступени 68650
Масса заправляемых компонентов топлива, кг
а) Ускоритель первой ступени
- окислитель 300870
- горючее 113710
б) Ускоритель второй ступени
- окислитель 112230
- горючее 43280
в) Ускоритель третьей ступени
- окислитель 32800
- горючее 12940
Суммарная масса заправляемых компонентов топлива, кг
- окислитель 445900
- горючее 169930
Конечная масса, кг
- первой ступени 280110
- второй ступени 82780
- третьей ступени 23500
Баллистические параметры
Отношение стартовой массы к конечной
- первой ступени 2.44
- второй ступени 2.86
- третьей ступени 2.92
Отношение тяги двигателей к стартовой массе ступеней
- первой ступени 1.33
- второй ступени 0.99
- третьей ступени 0.90
Время работы двигателей
- первой ступени 126.6
- второй ступени 213.3
- третьей ступени 234.0

Shumil · 25.08.2011 21:48:18

ЦитироватьОтделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4 км

Спасибо!

Время у меня то же, а высоту я поднял аж до 55км.
Сейчас буду давить РН к земле!!! :) Потеряю вертикальную скорость, но получу прибавку горизонтальной.
(Блин! У меня же 2-я ступень "просядет"!)

--
Shumil

Shumil · 25.08.2011 21:59:14

ЦитироватьВот упомянутые данные по самому первому Протону-К:

Спасибо!

По тяге 1-й ступени вижу, что это на самом деле древний Протон. :)
А по баллистическим характеристикам 3-й - что он сбросил обтекатель еще на участке работы 2-й ступени.

Надо над этими цифрами помедитировать и выделить в отдельный вариант. Вроде Протон-К-1967.

--
Shumil

Вован · 25.08.2011 22:07:54

Цитировать
ЦитироватьВот упомянутые данные по самому первому Протону-К:

Спасибо!

По тяге 1-й ступени вижу, что это на самом деле древний Протон.
А по баллистическим характеристикам 3-й - что он сбросил обтекатель еще на участке работы 2-й ступени.

Надо над этими цифрами помедитировать и выделить в отдельный вариант. Вроде Протон-К-1967.

--
Shumil

А разве бывает по-другому?

Shumil · 25.08.2011 22:51:33

Цитировать
Цитировать
ЦитироватьВот упомянутые данные по самому первому Протону-К:
По тяге 1-й ступени вижу, что это на самом деле древний Протон.
А по баллистическим характеристикам 3-й - что он сбросил обтекатель еще на участке работы 2-й ступени.

l
А разве бывает по-другому?

Если полезная нагрузка нежная и деликатная, то да.
Вот что я нарыл по разным источникам.

============
Сброс обтекателя - 183 или 344 секунда полета.
По другим данным - 351 секунда полета.
============

--
Shumil

Вован · 25.08.2011 23:03:57

Цитировать
Цитировать
Цитировать
ЦитироватьВот упомянутые данные по самому первому Протону-К:
По тяге 1-й ступени вижу, что это на самом деле древний Протон.
А по баллистическим характеристикам 3-й - что он сбросил обтекатель еще на участке работы 2-й ступени.

l
А разве бывает по-другому?

Если полезная нагрузка нежная и деликатная, то да.
Вот что я нарыл по разным источникам.

============
Сброс обтекателя - 183 или 344 секунда полета.
По другим данным - 351 секунда полета.
============

--
Shumil

Согласен.

Shumil · 25.08.2011 23:42:55

ЦитироватьОтделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4 км

Настроил управление первой ступенью.

=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.551 41.652 1.867 62.779 0.06 16 16 0.05399 1946.993
=================

Но вторая ступень здорово просела. Можете дать контрольную точку по концу работы второй ступени?

--
Shumil

Вован · 25.08.2011 23:52:49

Цитировать
ЦитироватьОтделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4 км

Настроил управление первой ступенью.

=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.551 41.652 1.867 62.779 0.06 16 16 0.05399 1946.993
=================

Но вторая ступень здорово просела. Можете дать контрольную точку по концу работы второй ступени?

--
Shumil

Отделение 2 ст.
t=332,9 с
H=133,1 км

Shumil · 26.08.2011 00:52:29

Цитировать
Цитировать
ЦитироватьОтделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4 км

Настроил управление первой ступенью.

=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.551 41.652 1.867 62.779 0.06 16 16 0.05399 1946.993
=================

Но вторая ступень здорово просела. Можете дать контрольную точку по концу работы второй ступени?

--
Shumil

Отделение 2 ст.
t=332,9 с
H=133,1 км

=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.551 41.652 1.867 62.779 0.06 16 16 0.05399 1946.993
333 0.636 131.822 4.358 662.221 0.00 8 8 0.00001 4404.483
=================

Облом. Третья ступень поднялась всего до 175 км и недобрала до орбитальной скорости где-то 200 м/с.
Вторая ступень слишком круто нос задирала, чтоб на нужную высоту выйти.

Завтра перенесу сброс обтекателя на 2-ю ступень и оптимизирую управление первой. (там есть маленький резерв) А сейчас спать...

--
Shumil

Shumil · 26.08.2011 10:42:51

Цитировать=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.551 41.652 1.867 62.779 0.06 16 16 0.05399 1946.993
333 0.636 131.822 4.358 662.221 0.00 8 8 0.00001 4404.483
=================

Облом. Третья ступень поднялась всего до 175 км и недобрала до орбитальной скорости где-то 200 м/с.
Вторая ступень слишком круто нос задирала, чтоб на нужную высоту выйти.

Завтра перенесу сброс обтекателя на 2-ю ступень и оптимизирую управление первой. (там есть маленький резерв) А сейчас спать...

Оптимизиолвал управление 1-й и 2 ступенями, сбросил обтекатель на 183 сек и сумел вывести полезную нагрузку (20т) на орбиту. Но орбита получилась некрасивая.

Контрольные точки:

Отделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4
Отделение 2 ст. t=332,9 с H=133,1 км

=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.571 41.531 1.863 63.272 0.06 17 17 0.05498 1948.295
333 0.619 131.287 4.500 671.529 0.00 7 7 0.00001 4542.255
=================

Апогей 198.940 км
Перигей 178.577 км

До двухсот километров не дотянул... Обидно, однако!
Очень некрасиво идет вторая ступень - задрав нос на 25 гр. от вектора скорости.

--
Shumil

p.s. Ох, тяжелая это работа - из болота тащить бегемота!

После долгой ловли долей градуса в управлении 2-й и 3-й ступенями сумел поднять орбиту

Апогей 202.688 км
Перигей 200.724км

ЗАДАЧА ВЫПОЛНЕНА.

Дмитрий В. · 26.08.2011 09:57:03

Цитировать
Цитировать=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.551 41.652 1.867 62.779 0.06 16 16 0.05399 1946.993
333 0.636 131.822 4.358 662.221 0.00 8 8 0.00001 4404.483
=================

Облом. Третья ступень поднялась всего до 175 км и недобрала до орбитальной скорости где-то 200 м/с.
Вторая ступень слишком круто нос задирала, чтоб на нужную высоту выйти.

Завтра перенесу сброс обтекателя на 2-ю ступень и оптимизирую управление первой. (там есть маленький резерв) А сейчас спать...

Оптимизиолвал управление 1-й и 2 ступенями, сбросил обтекатель на 183 сек и сумел вывести полезную нагрузку (20т) на орбиту. Но орбита получилась некрасивая.

Контрольные точки:

Отделение первой ступени: t=123,4 с. H=41,4
Отделение 2 ст. t=332,9 с H=133,1 км

=================
Время Vy Высота Vx Удал. Ускор.Траек.Танг. A V
123 0.571 41.531 1.863 63.272 0.06 17 17 0.05498 1948.295
333 0.619 131.287 4.500 671.529 0.00 7 7 0.00001 4542.255
=================

Апогей 198.940 км
Перигей 178.577 км

До двухсот километров не дотянул... Обидно, однако!

Очень некрасиво идет вторая ступень - задрав нос на 25 гр. от вектора скорости.

--
Shumil

Попробую вечерком выложить данные по квази-оптимальной траектории выведения на круговую 200х200 км. Кстати, у первых Протонов-К ПГ не дотягивал до 20 т. Там было около 19.

Shumil · 26.08.2011 11:50:04

ЦитироватьПопробую вечерком выложить данные по квази-оптимальной траектории выведения на круговую 200х200 км. Кстати, у первых Протонов-К ПГ не дотягивал до 20 т. Там было около 19.

О! Сравним. Я только что вывел его на орбиту 200х202.

--
Shumil