Союз-5

[Bell]

Перезаправка? Так это переохлажденным кислородом. Это не модернизация РН.

[Bell]

По модернизации были идеи КБЮ на счет навесных баков и там было намного больше 10%. Где-то в старых темах на форуме были рисунки Зенита с двухкомпонентными навесными баками

[Туман Андромедов]

1. А разработать- произвести аналог БИМ в России- никак?

2. Разработка  нового двигателя методом "вынужденного масштабирования имеющегося" 

1. Да дался Вам этот БИМ. Без него вполне можно, есть несколько принципиально разных схем обеспечения хода силовых приводов. Реализуемая сейчас на "Союз-5" вполне работоспособна.
2. Для этой конкретно ракеты, являющейся клубком компромиссов, был нужен 60ти-тонник на второй ступени. Из нескольких рассмотренных ещё в 2016 году вариантов выбрали наиболее реализуемый в заданные сроки.

[Дмитрий В.]

И сразу забываем. Союз-6 есть замена семерки, ПН 8+ т.

Больше 9 т.

[ZOOR]

Про возможности увеличения массы ПН у Зенита есть в книге Б.И. Губанова

Губанов рассматривал возможности увеличения Мпг без изменения конструкции.

А тут полностью переделывают ступени

[Дмитрий В.]

Каждый килограм ПН на НО стоит около 3000$. Ни хрена себе копейки!

Для отбития затрат на освоение нового металла (реальных!) мнимым! выигрышем денег от увеличения массы ПН потребуется Nх100 успешных пусков..

А с чего Вы взяли:
а) что затраты большие? Основные затраты понесены при разработке и внедрении сплава 01570/01570С той же системы. Этот сплав (более дорогой из-за более высокого содержания скандия) относительно давно внедрён в производство (из него в частности  сваривается гермоконтур СА "Орла")
б) что эти затраты надо отбивать пусками РН? Сплав Р-1580 разработан применительно к судостроению, т.е. он не ориентирован узко на ракетостроение.

[pkl]

первая ступень зенита на 30% хреновее чем Ф9 ?

На F9 применён другой сплав, имеющий большую прочность (или ту же при меньшей толщине и соответственно массе), но и кратно большую стоимость.

А поскольку стоимость материалов в стоимости пуска невелика, то Ф-9 выигрывает за счёт более простых и дешёвых двигателей. А по сравнению с многоблочной Ангарой, Ф-9 ещё и гораздо мнее трудоёмок в изготовлении. Советская концепция "дешёвые материалы и дубовая конструкция, но дорогие навороченные двигатели" зашла в тупик.

Если не была изначально бесперспективной.

[Salo]

Перезаправка? Так это переохлажденным кислородом. Это не модернизация РН.

Там не было переохлаждённого кислорода, кроме как на ДМ.

[Salo]

нит модернизировался. Во первых на него поставили ДМ.

Это полезная нагрузка.

Под эту полезную нагрузку в конструкцию РН были внесены следующие изменения:

Поблоку первойступени:
- усиление нижних обечаек бака горючего и силовогокольца;
- исключение трех баллонов системы конечного наддува бака окислителя;
- доработка пневмогидравлической системы подачи (ПГСП) и пневмоавтоматики ступени. По блокувторой ступени:
-усиление корпуса бака окислителя и приборногоотсека;
- доработка приборного отсека из условий увязки с разгонным блоком ДМ-SL и исключения стыка с головнымобтекателем;
- доработка ПГСП из-за переноса головногоо бтекателя на РБ ДМ-SL и в части обеспечения заправки разгонного блока окислителем и газами;

Затем был применён РД-171М, форсированный на 5%. Был использован сверххолодный наддув гелием баков Г.

Это и всё? В мире форсирование двигателя на 5% вообще не считается модернизацией.

А форсирование двигателя второй ступени на 10%?

[KJIoyH]

Гладкие баки из АМГ-6 с приварными шпангоутами это технологии Союза-2.

Тут где-то была чья-то презентация про преимущества стрингерных гладких баков, сваренных трением. Но это все равно внедрение новых производственных технологий.
Дефорсирование прямо приводит к сильному падению ПН. А тут еще метан в спину давит...

А за чем тогда в советском союзе мучились с вафельными баками если стрингерные легче?

Вообще-то, общепризнанным было мнение, что вафельные и легче стрингерных.

Надувные легче всего.

[Salo]

Рыночной нишой "Морского старта" был вывод тяжёлых спутников на переходную к стационарной орбиту. Без разгонного блока это невозможно.

Строго говоря с экватора можно. Маск вон с Канаверала двумя ступенями выводит.

Не со второй ступенью Зенита.

[Salo]

По модернизации были идеи КБЮ на счет навесных баков и там было намного больше 10%. Где-то в старых темах на форуме были рисунки Зенита с двухкомпонентными навесными баками

В приведенной мною статье все эти варианты описаны.

[Хунвэйбин]

А с чего Вы взяли:
а) что затраты большие? Основные затраты понесены при разработке и внедрении сплава 01570/01570С той же системы. Этот сплав (более дорогой из-за более высокого содержания скандия) относительно давно внедрён в производство (из него в частности  сваривается гермоконтур СА "Орла")
б) что эти затраты надо отбивать пусками РН? Сплав Р-1580 разработан применительно к судостроению, т.е. он не ориентирован узко на ракетостроение.

А с потолка: 

Исхожу из предположения, что ЦСКБ не имела дела с 1580.
Комплекс мероприятий по внедрению 1580 в "ограничительный перечень материалов, разрешенных к применению в ЦСКБ.." стоит денег.
Технологическая подготовка Прогресса к работе с 1580 (там уже линия по сварке с перемешиванием уже стоит и персонал готов?),  центры обрабатывающие вафлю фрезеровать уже стоят?  Снабженцы уже с поставщиками контракты заключили, а их кто- то оплатил?
Вменяемые конструкторы и прочнисты еще до выпуска чертежей должны были бы заказать образцы из 1580 (сваренные узлы разных конфигураций и т. п.) и нагружать- ломать, морозить- нагревать их.
Возможны еще какие-нибудь обременения производства и последующей эксплуатации, обусловленные именно маркой металла.
Ну и собственно цена металла- в 10 раз дороже традиционного (тут, правда, пишут. в 2) надеюсь, написавший имеет инсайд от реальных поставщиков.

Р.S. не знаю, зачем Вы помянули "гермокорпус СА Орла"-его предполагаемый изготовитель Союза-5 не делает.

[Salo]

Разработка  нового двигателя методом "вынужденного масштабирования имеющегося" -новое слово в двигателестроении. вместо одного ТНА на те же 4 камеры
поставить еще один ТНА, поменять трубы...получится- причастным минимум  кандидатов технических наук без защиты! (я серьезно).
Вряд ли и УИ получится передать новому движку, без уменьшения. Тут, сами понимаете, только натурные испытания подтвердить могут. Пока, похоже, расчет только, увы. Ждем.

Масштабируются камеры сгорания с увеличением тяги с 7,5 тс до 15 тс и увеличением степени геометрического расширения соплового насадка, что и приводит к увеличению УИ на четыре секунды. ТНА работает на две камеры вместо четырёх, что упрощает газоводы.

Поскольку камеры больше, упрощается охлаждение критики и есть возможность отказаться от завесного охлаждения, что тоже положительно сказывается на УИ. Есть проблема диагональной компоновки камер двух блоков по 30 тс и их качания в двух плоскостях. Но на этот случай кандидатов и докторов в КБХА достаточно, а Горохов был ведущим при разработке РД0124.

[Хунвэйбин]

Поскольку камеры больше, упрощается охлаждение критики и есть возможность отказаться от завесного охлаждения, что тоже положительно сказывается на УИ.

Хоть и ничего не смыслю в ЖРД, но на пальцах:

было: один ТНА обслуживал 4 камеры.
стало- один ТНА такой же производительности обслуживает 2 камеры.

Насколько камеры "больше" и сколько "жАра" приходило на 1 кв мм (или 1 грамм веса) критики и стало приходить (сколько снималось ранее и сколько снималось "жАра" охлаждением)- неочевидно, сами понимаете.
Я, в силу неграмотности, думаю, что отказ от завесы сильно увеличивает вероятность прогара стенки со всеми вытекающими.
И еще- "больше", думаю, сильно ограничено необходимостью вписывания в ограниченные габариты.

Докторам, конечно, виднее.

[Salo]

Исхожу из предположения, что ЦСКБ не имела дела с 1580.
Комплекс мероприятий по внедрению 1580 в "ограничительный перечень материалов, разрешенных к применению в ЦСКБ.." стоит денег.

ЦСКБ не имело, а РКЦ Прогресс  имело опыт работы со сплавом 1545К при  разработке РН Русь-М. Некоторые диссертации на этом защитили по результатам.

https://new-disser.ru/product_info.php?products_id=1088151
Денег конечно стоит, но внедрение АМг-6НПП тоже стоит денег, а Зенит делали с его использованием. Дешевле не будет.

Технологическая подготовка Прогресса к работе с 1580 (там уже линия по сварке с перемешиванием уже стоит и персонал готов?),  центры обрабатывающие вафлю фрезеровать уже стоят?  Снабженцы уже с поставщиками контракты заключили, а их кто- то оплатил?
Вменяемые конструкторы и прочнисты еще до выпуска чертежей должны были бы заказать образцы из 1580 (сваренные узлы разных конфигураций и т. п.) и нагружать- ломать, морозить- нагревать их.
Возможны еще какие-нибудь обременения производства и последующей эксплуатации, обусловленные именно маркой металла.

https://www.roscosmos.ru/29146/

Материал, из которого будут изготавливаться баки ракеты-носителя «Союз-5», -- алюминиевый сплав 1580 -- будет применяться впервые. По сравнению со сплавом, используемым при производстве «Союза-2», у него повышенные механические характеристики в сочетании с достаточно приемлемой стоимостью. Благодаря новому сплаву технические характеристики ракеты значительно повышаются.
Впервые в практике Ракетно-космического центра «Прогресс» на второй ступени применяется объединённое днище баков окислителя и горючего. Это позволяет снизить массу конструкции второй ступени, облегчить её по отношению к традиционной схеме, также это позволяет уменьшить габариты блока.
При производстве «Союз-5» будет использоваться сварка трением с перемешиванием. Этот новый технологический процесс и в РКЦ «Прогресс» для сборки-сварки баков будет применяться впервые. Оборудование, выполняющее автоматическую сварку трением с перемешиванием, производит российская компания ЗАО «Чебоксарское предприятие «Сеспель». Для «Союза-5» по заказу РКЦ «Прогресс» под сварку трением с перемешиванием деталей из алюминиевых сплавов «Сеспель» изготовит три установки и оснастку к ним. Согласно техническому заданию, установки должны обеспечивать сварку плит толщиной порядка 30 мм. Применение этого технологического процесса обеспечит сварку необходимых толщин за один проход, с высоким качеством и характеристиками. К концу III квартала первую установку доставят на наше предприятие. В рамках второго этапа приёмки на новом оборудовании в Чебоксарах был выполнен качественный сварной шов деталей из нового алюминиевого сплава 1580. Тем временем на нашем предприятии в цехе 2233 готовится фундамент для нового оборудования.

[Bell]

Хоть и ничего не смыслю в ЖРД, но на пальцах:

Площадь поверхности камер уменьшилась примерно примерно на корень из двух ну и тепловой поток в стенку тоже.

[Salo]

Поскольку камеры больше, упрощается охлаждение критики и есть возможность отказаться от завесного охлаждения, что тоже положительно сказывается на УИ.

Хоть и ничего не смыслю в ЖРД, но на пальцах:

было: один ТНА обслуживал 4 камеры.
стало- один ТНА такой же производительности обслуживает 2 камеры.

Насколько камеры "больше" и сколько "жАра" приходило на 1 кв мм (или 1 грамм веса) критики и стало приходить (сколько снималось ранее и сколько снималось "жАра" охлаждением)- неочевидно, сами понимаете.
Я, в силу неграмотности, думаю, что отказ от завесы сильно увеличивает вероятность прогара стенки со всеми вытекающими.
И еще- "больше", думаю, сильно ограничено необходимостью вписывания в ограниченные габариты.

Докторам, конечно, виднее.

Размер критики увеличивается и проблем с охлаждением меньше. Вот что доктора писали по РД0125. Там правда камера ещё больше.

Вам недоступны вложения в этом разделе.

[Salo]

Дмитрий В. написал:
Не помню, было или нет:

"Кроме того, в конструкции перспективных «Союзов» привычный алюминиево-магниевый сплав АМг6 заменят на новый Р-1580, легированный скандием и цирконием. Это даст выигрыш по полезной нагрузке около 300 кг.
«Материал хороший, - отметил Дмитрий Баранов. - Мы сделали из него обечайку диаметром 4 метра и высотой 2 метра, сформировали «вафельный» набор. Плиты сделали в Самаре, на «Арконик-СМЗ». Возможно, часть полуфабрикатов будут поставлять с этого завода».
...
"Перспективные ракеты-носители создаются с применением новых технологий. Один из важных технологических процессов в ракетостроении - сварка. «Союз-5» станет первой ракетой, в производстве которой «Прогресс» будет широко применять сварку трением с перемешиванием. Швы, полученные без расплавления кромок, значительно надежнее. Дмитрий Баранов сообщил, что три установки для такой сварки уже заказаны и прибудут летом.
Первую ракету для прочностных испытаний сварят привычной аргонодуговой сваркой, а вот первое летное изделие будут «варить» уже по новой технологии. Разумеется, сначала появится экземпляр для испытаний, тоже сваренный трением с перемешиванием.".

 https://www.vkonline.ru/content/view/247588/samarskij-rkc-progress-rabotaet-nad-proektami-novyh-raket-i-sputnikov

[Salo]

http://elib.sfu-kras.ru/bitstream/handle/2311/72066/Диссертация

введение в алюминиевые сплавы скандия в количестве 0,1% [Р1580 Прим. моё] удваивает стоимость деформированных полуфабрикатов. Если учесть, что в промышленных алюминиевых сплавах со скандием его содержание составляет в среднем около 0,2% [01570 Прим. моё], то стоимость полуфабрикатов из этих сплавов оказывается примерно в 4 раза выше стоимости полуфабрикатов из традиционных алюминиевых сплавов.

Есть целая тема по этим сплавам:
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=16733.0