Как на самом деле надо летать в космос

[Зомби. Просто Зомби]

Valerij пишет:
В принципе вы и описали ту концепцию "Чучхейского Звездолета", о которой говорим
мы с Зомби (в отличии от исходного "варианта" . Чучхейский Звездолет - это
орбитер, интегрированный с верхней ступенью носителя, маршевых двигателей первой
ступени на нем нет

Не-еа, отнюдь.

Если возводить его к "семерке" как прототипу, это именно ее центральный блок - он, как известно, выходил на орбиту вместе с певым спутником.

Равно как в некоторых полетах и шаттловский бак был де-то недалеко.

Именно, именно, что он (звездолет) такой "неуклюжий", но он зато спасает "высокотехнологический", и, возможно, даже жидководородный бак.

На самом орбитере, видимо, целесообразнее не один "мощный" двигатель, а "целое семейство", так как тяга в полете  сильно меняется в зависимости от опустошения бака.

[Зомби. Просто Зомби]

Дмитрий Инфан пишет:
"Чучхейский звездолёт" - это полная фигня

Он "необычен", да, но фигней не является.
"Таскать" там ничего не надо, функции ЧЗ достаточно ограничены (максимум - стыковка с ОС, да и то, скорее всего, манипулятором) - опыт показывает, что больше ничего и не нужно.

Зато "рыхрость" конструкции снижает аэродинамические нагрузки - "рыхлый" энергиевский бак падал "почти целым", как известно, без всяких ухищрений по спасению.

[Зомби. Просто Зомби]

Дмитрий Инфан пишет:
будет возить мёртвым грузом не только маршевые двигатели

Возможно, что они "не совсем маршевые", все же "в основном" это двигатели второй ступени, хотя и работают "от Земли".

[Valerij]

Зомби. Просто Зомби пишет:
Не-еа, отнюдь.

Если возводить его к "семерке" как прототипу, это именно ее центральный блок - он, как известно, выходил на орбиту вместе с певым спутником.

Тогда здесь мы расходимся, но недалеко. На более поздних версиях Семерки на орбиту, как известно, выходит третья ступень носителя, с которой я и предлагаю интегрировать орбитер.
   

Зомби. Просто Зомби пишет:
Именно, именно, что он (звездолет) такой "неуклюжий", но он зато спасает "высокотехнологический", и, возможно, даже жидководородный бак.

Для меня более важно то, что за счет пустого топливного бака орбитер получается "рыхлым", и может эффективно тормозиться в верхней атмосфере, при относительно низких тепловых потоках. При этом три ступени, по идее, позволят сделать полностью многоразовую ракету на метане - это очень хорошо скажется на стоимости ее эксплуатации и создания.
   

Зомби. Просто Зомби пишет:
На самом орбитере, видимо, целесообразнее не один "мощный" двигатель, а "целое семейство", так как тяга в полете сильно меняется в зависимости от опустошения бак

Как раз очень нежелательно нагружать орбитер двигателями, работающими со старта. Их лучше оставить на первой (возможно, в случае пакета, на второй) ступени. Предполагается, что она/они тоже многоразовые, если мы говорим о средстве массового и относительно недорогого доступа в космос.

[Зомби. Просто Зомби]

Зомби. Просто Зомби пишет:

Valerij пишет:
Не фига она не утрачена

Оу!, Оу!!

Вери, вери сенкс!!!

Ну, "на самом деле" здесь еще парочка ускорителей вместо бака, а бак - это и есть орбитер.

[Зомби. Просто Зомби]

Valerij пишет:
На более поздних версиях Семерки на орбиту, как известно, выходит третья ступень
носителя, с которой я и предлагаю интегрировать орбитер

Нет, как раз "Клипер" - это только болезнь такая.
Нет в нем ни смысла, ни толка.

[Зомби. Просто Зомби]

Центральные ускорители могут быть длиннее боковых и сбрасываться позже - получается дополнительная "полуступенчатость".

[Зомби. Просто Зомби]

Маленькие крылышки на ускорителях и небольшой парашют с креплением к двигательному отсеку, в котором еще и амортизаторы некие, все вкупе - для сохранности двигателей для повторного использования.
Ну, может еще какой ЗИП из СУ.

[Штуцер]

Как на самом деле надо летать в космос, ничего личного  

"на самом деле" является словосочетанием-паразитом, которое можно убрать без потери смысла или заменить аналогичными паразитами:
- это самое
- ёбт-ть
- сука
- понимаете ли
- понимаешь
- типа
- собственно
и т.д.

Подставьте - убедитесь.

[Зомби. Просто Зомби]

Причем 2 и 3-е, а, возможно, и 5-ое сопровождается и соответствующими действиями.
Физическими.

[Valerij]

Зомби. Просто Зомби пишет:

Valerij пишет:
На более поздних версиях Семерки на орбиту, как известно, выходит третья ступень
носителя, с которой я и предлагаю интегрировать орбитер

Нет, как раз "Клипер" - это только болезнь такая.
Нет в нем ни смысла, ни толка.

   
Это не Клипер, это только внешне похоже. Я предлагаю интегрировать верхнюю ступень носителя и КК, в результате орбитер должен получиться значительно больше Клипера, но иметь массу на орбите порядка двадцати - двадцати пяти тонн. Мы когда-то это обсуждали со Львом.

[Зомби. Просто Зомби]

Я полагаю, что это только терминология.
Соотношения масс и энерговооруженности, равно как и момент включения двигателя определяется при конструировании нахождением соответствующего математического оптимума.
При этом есть неизвестные мне конструкторские и эксплуатационные "соображения", в силу которых водородный двигатель лучше включать на Земле.

Да и вообще говорить о "ступенях" в шаттловском дизайне не совсем корректно.
Есть лишь "ускорители" и "орбитер".

[Зомби. Просто Зомби]

Хотя с другой стороны, из принципа "низкой технологичности" (применение для ПК только известных и хорошо отработанных технологий) керосиновый орбитер, возможно, предпочтительнее.

Но это варианты, в которых может разобраться только профессиональный конструктор

[Valerij]

Я предполагаю метан, как раз из соображений об относительной простоты освоения технологии, и трехступенчатый (третья ступень интегрирована в орбитер), полностью многоразовый носитель. Вторая ступень доставляется с места посадки самолетом, первая возвращается по типу Кузнечика. Для беспилотных нагрузок вместо орбитера одноразовый разгонный блок.

[Штуцер]

Valerij пишет:
Я предполагаю метан, как раз из соображений об относительной простоты освоения технологии,

Что ж его Королев-Глушко-Браун-Челомей не освоил?

[Valerij]

Штуцер пишет:

Valerij пишет:
Я предполагаю метан, как раз из соображений об относительной простоты освоения технологии,

Что ж его Королев-Глушко-Браун-Челомей не освоил?

Во первых, написано, простоты относительной. Во вторых, перед ними не стояла задача снижения цены и обеспечения большого трафика на орбиту, обслуживания нескольких обитаемых и посещаемых орбитальных станций, обеспечения большого трафика. Все же прошло полвека....
   

[avmich]

Спасибо. Критику обдумаю, представлю выводы.

[Имxотеп]

avmich пишет:
Основной проблемой экономики космических полётов является одноразовость ракет и космических кораблей (КК).

Ну вот опять.
Уж сколько раз эта вечнозеленая тема всплывала в разных ипостасях, уж сколько было про это переговорено, а творческие порывы все не утихнут. Раз за разом топики скатываются в холивары по отдельным техническим аспектам, не породив никакой новой мысли. Вот и сейчас все кончится тем же, а раз так, то почему не развлечь почтенную публику комплексным анализом с цифрами, которых нам порой так не достает.

Итак.
Эффективность (в общем смысле) многоразовых ракетных систем определяется множеством факторов - технических, экономических и прочих - каждый из которых существенно влияет на итоговый результат.

1) Энергомассовое совершенство.
Любая многоразовая ракета будет очевидно сложнее и тяжелее такой же одноразовой, что соответственно приводит к снижению возможностей РН и повышению удельной стоимости выведения. Тем не менее, современный уровень техники в принципе позволяет сделать полностью многоразовую 2-ступенчатую ракету. Какова будет ее энергомассовая отдача в сравнении с такой же одноразовой? Исследования показывают, что если отдачу одноразовой принять за 100%, то отдача многоразовой будет:
для РН с крылатой первой ступенью - 75%
для РН с крылатой второй ступенью - 30%
для РН с обоими крылатыми ступенями - 23%
Или, говоря простым языком, чтобы РН с крылатой первой ступенью вывела ту же ПН, что и одноразовая, ее надо переразмерить .

2) Надежность.
В сравнении с одноразовыми надежность многоразовых ракетных ступеней меняется двояким образом. Потенциально они более надежны, поскольку уже летали и испытаны жизнью. С другой стороны потеря многоразовика (дорогого, малосерийного) чревата гораздо большими проблемами, чем в случае обычной РН. Соответственно, влияние надежности на общую эффективность у многоразовых куда больше и риски больше тоже. И именно вероятность отказа, а не ресурс отдельных агрегатов и систем, ограничивает кратность использования многоразовых ступеней. Фактическая кратность определяется по формуле

где np - расчетная кратность по ресурсу систем, p - вероятность безотказной работы.
Главный смысл этой формулки в том, что при небольшом p nф не может вырасти больше определенного значения. Например при p=0.96 nф не превышает 24.
Как следствие, для обеспечения сопоставимых характеристик, надежность многоразовика должна быть сильно выше, чем у одноразовой. Что-то вроде 0.993, против 0.965 (характерная летная надежность современных РН). Это в принципе достижимая цель. Горячее резервирование ДУ, прожиг перед стартом и прочие меры позволяют снизить риски. Вопрос в издержках.

3) Экспериментальная отработка
Ввиду большей сложности и более суровых требований по ресурсу отработка многоразовых систем оказывается делом куда более затратным, чем в случае обычных ракет. Типовая картина структуры стоимости жизненного цикла одноразовой и многоразовой РН выглядит так:

Почувствуйте разницу.

4) Межполетное обслуживание.
Продолжительность и трудоемкость межполетного обслуживания является одним из наиболее критичных моментов всей затеи. Точной методики, по которой это можно рассчитать, пока не придумали, но есть жизненный пример - Шаттл. Для него цифры следующие: типовая продолжительность обслуживания - 116 дней, типовая трудоемкость - 500000 человеко-часов, затраты на проведение ремонтно-восстановительных работ отдельных систем и агрегатов - до половины их стоимости. Да, там хватало специфического геморроя, но все равно, внушает.
Другой пример. Как подсчитали хруники, в цене пуска перспективной МРКС-1 доля ремонтно-восстановительных работ составляет до 40%. Из них большая часть – это обслуживание ДУ (далеко не самых сложных и напряженных в мире ЖРД)

5) Интенсивность полетов и итоговая стоимость.
Еще один ключевой вопрос всей концепции. Если отбросить мечты о 1000 полетах в год и обратиться к реальности, то что мы получим? Мы получим примерно нынешний темп запусков (или пусть даже в 2 раза больший). Пусть какая-то часть из них отдана под многоразовые РН и они совершают 10-20 (пусть даже 30) полетов в год. Какова будет их стоимость выведения? Такие расчеты проводили американцы для RBS и наши для МРКС. Результаты похожие – стоимость будет всего в полтора-два раза ниже, чем у обычных РН. При множестве трудностей, здесь упомянутых и неупомянутых.
Так стоит ли овчинка выделки? Имхо нет.

[Зомби. Просто Зомби]

Имxотеп пишет:

avmich пишет:
Основной проблемой экономики космических полётов является
одноразовость ракет и космических кораблей (КК).

Ну вот опять.

Все, кто говорит о многоразовости имеют в виду и "незначительное" межполетное обслуживание.
Аналогии, которые лежат под этим, очевидны: ведь вы же не занимаетесь переборкой двигателя перед каждой поездкой на работу на вашем собственном авто.
Разве что стекла протереть и по шинам постучать.

Тем не менее, если делать ставку на технологический "шаг назад" и использовать вылизанные в достаточной степени "ретро"-технологии, можно попытаться как-то улучшить здесь положение вещей.
Положение здесь не кажется априори безнадежным, ведь единственный (очень отрицательный) пример, который перед глазами - это шаттл, а он был очевидно переразмерен и перенапряжен.

Далее, вероятно изначально преждевременно "омногоразовить" именно "универсальное" "средство выведения", кроме как в целях чистого технического эксперимента.
Но в специфических задачах (я, естественно, имею в виду ПК) достигаемый "весьма частичный" результат вполне может окупаться.

[avmich]

Имxотеп пишет:

avmich пишет:
Основной проблемой экономики космических полётов является одноразовость ракет и космических кораблей (КК).

Ну вот опять.

Прошу прощения, но тут фраза выдернута из контекста. Выше описывалась модель, в которой стоимость полёта раскладывалась на "ракету, космический корабль, стартовую площадку, ЦУП, глобальную систему связи", а чуть ниже пишется "Нам, в общем-то, не нужна многоразовость как таковая." Многоразовость предлагается рассматривать в рамках задачи существенного - на порядки - увеличения числа пилотируемых полётов в космос, и далее объясняется, почему для этого рассматривается именно многоразовый подход.

Вполне допускаю, что эту процитированную фразу я неудачно сформулировал . Каюсь.

По остальным пунктам - Имхотеп, спасибо за критику - отвечу по существу позже.