Кузнечик VS МРКС?

[Valerij]

Вот здесь есть очень http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=934674#934674  интересный анализ. Дублировать сюда это сообщение не буду, но вот таблицы и рисунки, переведенные на метрические меры измерения и кое-где на русский язык я здесь выложил. Вот ссылка на оригинал http://exrocketman.blogspot.com/2011/12/reusability-in-launch-rockets.html  



Схема ракеты-носителя Фалькон.



Результаты расчета двухступенчатого "Кузнечика" с такой же грузоподъемностью, таким же обтекателем и переходником между ступенями, но с многоразовой первой ступенью.





Результаты расчета трехступенчатого "Кузнечика" с такой же грузоподъемностью, таким же обтекателем и переходниками между ступенями подобными исходному. На врезке расчет dV ступеней.
Верхний рисунок - оригинал, нижний пересчитан в метрических единицах измерения. В заглавии нижнего рисунка я сделал ошибку - многоразовой является первая, а не третья ступень.



Сравнение траекторий двух и трехступенчатого варианта "Кузнечика". В том анализе траектория возвращения ступени не рассматривается.



Сравнение двух и трехступенчатого варианта "Кузнечика.

Понятно, что массовое совершенство первой многоразовой ступени трехступенчатого "Кузнечика", за счет оборудования и топлива, необходимых для возвращения, будет хуже, чем у одноразового. Как видно в результате этого анализа, если массовое совершенство этой многоразовой ступени в два раза хуже, чем у одноразовой, то она сможет доставить на орбиту 2,818% от стартовой суммы, вместо 3,278%. Если в три раза - то 2,359%.

Оценить, какая масса топлива и оборудования необходимы для возвращения ступени, я не могу. И тем более не могу сравнить эффективность "Кузнечика" с МРКС.
Но мне хочется услышать, как этот вопрос обсуждают профессионалы.

З.Ы.
Исправил ошибки.

[Петр Зайцев]

Два замечания:

1. Рассчетам этого фрукта грош цена - обратите внимание, что траектория неверная, т.к. 1-я ступень возвращается таким же маневром как и Kistler K-1 и макеевская "Россиянка". Хотя, конечно, хорошо хоть что-то посчитал.

2. МРКС надо сравнивать с RBS, а не "Кузнечиком". Точно такая же госпрограмма извращения многоразовости, где а) частота полетов как у Шаттла, б) все выгоды от многоразовости уничтожены затратами на разработку - зато какой вкусный попил! И крылья! Самолетчикам тоже достаются крохи затратного пирога.

[Valerij]

Два замечания:

1. Рассчетам этого фрукта грош цена - обратите внимание, что траектория неверная, т.к. 1-я ступень возвращается таким же маневром как и Kistler K-1 и макеевская "Россиянка". Хотя, конечно, хорошо хоть что-то посчитал.

Ну, в данном случае он исследовал именно вопрос эффективности запуска многоразовой системой. Для этого ему не важна траектория возвращения, его интересовал вопрос эффективности. Я в курсе, что траектория возвращения первой ступени будет похожа на траекторию первой ступени "Россиянки", но вот сколько топлива для этого нужно и на сколько тяжелее из-за посадочных лап станет конструкция ступени - я не знаю.

2. МРКС надо сравнивать с RBS, а не "Кузнечиком". Точно такая же госпрограмма извращения многоразовости, где а) частота полетов как у Шаттла, б) все выгоды от многоразовости уничтожены затратами на разработку - зато какой вкусный попил! И крылья! Самолетчикам тоже достаются крохи затратного пирога.

Сорри, что такое RBS?
И сравнивать по мере попила мне, честное слово, не интересно. Я даже не хочу сравнивать проекты по стоимости. Хотя, если вопрос по эффективности будет решен, то тогда можно и это обсудить.

[Lamort]

SpaceX постоянно выдаёт планы "на злобу дня", - авось сработают, как сработала идея с Falcon-9 и Dragon-ом.
 "Кузнечик" из этой области.

[Valerij]

SpaceX постоянно выдаёт планы "на злобу дня", - авось сработают, как сработала идея с Falcon-9 и Dragon-ом.
 "Кузнечик" из этой области.

Причем здесь SpaceX?
Анализ сделал человек, имеющий огромный опыт в индустрии, и никак не связанный с SpaceX. И опубликовал его в своем собственном блоге в конце прошлого года. А вопрос о том, какая - крылатая или бескрылая схема более выгодна - возник у меня.

Причем эти выводы вполне можно применить и в случае крылатой первой ступени.....

[Valerij]

Вот здесь http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=948728#948728 была затронута интересная тема, попробуем оьсудить:

Реально достойной целью российского государственного  в космосе - прорыв в цене вывода и в межпланетных скоростях/экономичности. Вот туда нужно вбухивать госсредства.

Борьба за экономичность вывода уже давно сосредоточена вокруг КК-многоразовость, повторное использование отдельных частей.
А в отношении собственно носителей ,насколько понимаю, резерва для удешевления уже почти нет.Двигатели на хим топливе демонстрируют максимум того что в принципе возможно на химии. То есть увеличить существующие соотношения полезная нагрузка/стартовая масса уже практически нельзя.

А с другими соотношениями вы не знакомы?

Вот например, одноразовая трехступенчатая ракета на базе Фалькона будет иметь соотношение массы ПН к полной стартовой массе 3,278%

Теперь сосчитаем сумму ПН, переходных отсеков, обтекателя и конечной массы второй и третьей ступени, которые одинаковы для всех вариантов. Она равна 10,455 + 1,417 + 0,276 + 5,118 + 0,907 + 1,588 = 19,761 тонн.

Конечная масса одноразовой первой ступени 15,95 тонны
Полная взлетная масса 318,99 тонны, заправка топлива 283,279, или 88,8% от полной стартовой массы.

Если первая многоразовая ступень трехступенчатой ракеты будет в два раза тяжелее одноразовой, то полная стартовая масса 371,009 тонны,  заправка топлива 314,147 или 84,674%
А "многоразовая масса" (ПН плюс конечная масса первой ступени) равна 10,455 + 37,101 = 47,566 или 12,8%

Если первая многоразовая ступень трехступенчатой ракеты будет в три раза тяжелее одноразовой, то полная стартовая масса 443,299 тонны, заправка топлива 357,043 или 80,54%
А "многоразовая масса" (ПН плюс конечная масса первой ступени) равна 10,455 + 66,495 = 76,95 тонн или 17,36% от стартовой массы.

Вот такие интересные циферки.....

[Salo]

Конечная масса первой одноразовой ступени около 21,5 т. Сухая масса около 18 т.

[Valerij]

Конечная масса первой одноразовой ступени около 21,5 т. Сухая масса около 18 т.

Анализ, по которому я пытаюсь сделать свой анализ, опубликован в конце прошлого года, тогда о той ракете, которая вывела Дракон во второй испытательный полет информации практически не было. Имеет смысл пересчитать его для нынешней ракеты. Попробую заняться этим в выходные или в начале следующей недели.

[Дмитрий В.]

Конечная масса первой одноразовой ступени около 21,5 т. Сухая масса около 18 т.

Анализ, по которому я пытаюсь сделать свой анализ, опубликован в конце прошлого года, тогда о той ракете, которая вывела Дракон во второй испытательный полет информации практически не было. Имеет смысл пересчитать его для нынешней ракеты. Попробую заняться этим в выходные или в начале следующей недели.

Во всех трех пусках Фэлкона 9 использовался один и тот же вариант - Block 1 (v1.0). :wink: