Экономически эффективная одноразовая РН

[pkl]

Alex_II пишет:
Он по моему пару двигателей сбрасывал... А так да, дивный был аппарат...

Дмитрий В. пишет: 
Двухступенчатый он был. Даже, как ни удивительно, это признавали американцы: http://www.astronautix.com/a/atlasd.html

Пара двигателей - это не ступень. Но спор был не о числе ступеней, а о весовом совершенстве баков.

[pkl]

Дмитрий В. пишет:
Беда в том, что выхлопа ТНА хватит, в лучшем случае, на управление по крену (и то не факт). А для упроавления по тангажу-рысканью нужно создать нехилый момент, аналогичный получаемому при отклоненении основного двигателя на 7-10 градусов. Т.е. если основной двигатель имеет тягу 1000 тс, то управляющая сила должна быть примерно 100*sin(10) или примерно 174 тс. Рулевик, отклоняющийся на 45 град должен иметь тягу 174/sin (45)=246 тс. При 4-х рулевиках тяга единичного должна быть не менее 246/4=61,5 тс. Так что сильно сэкономить на рулевых приводах не получится. К тому же их влияние на стоимость пуска если не ничтожно, то очень мало.

Управляющее усилие должно зависеть от длины ракеты: чем она длиннее, тем оно меньше. Вы для какой длины считали?

[Max Andriyahov]

Вспоминается анекдот про совеццкие микросхемы, самые большие в мире...

[Дмитрий В.]

pkl пишет:

Дмитрий В. пишет:
Беда в том, что выхлопа ТНА хватит, в лучшем случае, на управление по крену (и то не факт). А для упроавления по тангажу-рысканью нужно создать нехилый момент, аналогичный получаемому при отклоненении основного двигателя на 7-10 градусов. Т.е. если основной двигатель имеет тягу 1000 тс, то управляющая сила должна быть примерно 100*sin(10) или примерно 174 тс. Рулевик, отклоняющийся на 45 град должен иметь тягу 174/sin (45)=246 тс. При 4-х рулевиках тяга единичного должна быть не менее 246/4=61,5 тс. Так что сильно сэкономить на рулевых приводах не получится. К тому же их влияние на стоимость пуска если не ничтожно, то очень мало.

Управляющее усилие должно зависеть от длины ракеты: чем она длиннее, тем оно меньше. Вы для какой длины считали?

Там не длина нужна, а плечо до ЦМ. А я ориентировался на, скажем так, типовые значения требований к максимальным углам отклонения основных двигателей для оценки максимальных располагаемых управляющих усилий.

[m-s Gelezniak]

Там не длина нужна, а плечо до ЦМ. А

И инерциальная масса кансолей плечей прямой и обратной. А так же упругость этих плечей.

[pkl]

Дмитрий В. пишет:
Там не длина нужна, а плечо до ЦМ. А я ориентировался на, скажем так, типовые значения требований к максимальным углам отклонения основных двигателей для оценки максимальных располагаемых управляющих усилий.

Так чем длиннее ракета, тем больше расстояние от двигателя до ЦМ, разве нет? Соответственно, и усилие должно быть меньше, закон рычага же! Сделаем ракету длинной, как у Э. Маска.

Да, ещё насчёт рулевых приводов: чтобы качать 1000 т ЖРД, они должны быть мощными. Такие даже непонятно, где брать, скорее всего, придётся специально заказывать. В качестве гидравлической жидкости можно использовать только керосин, отбираемый за ТНА. Для этого нужны отдельные гибкие магистрали, каждая к своему приводу. А их не меньше четырёх должно быть. А отработанный керосин надо отправлять обратно в двигатель - т.е. возникают проблемы с регулировкой. Короче, такой двигатель ни простым, ни дешёвым не будет. В таком случае лучше уж рулевые двигатели.

О! Идея: в выхлопных патрубках генераторный газ, так? Впрыскиваем окислитель и дожигаем его - получаем тягу. Только это уже рулевые двигатели получаются.

[pkl]

m-s Gelezniak пишет:
И инерциальная масса кансолей плечей прямой и обратной. А так же упругость этих плечей.

А для гуманитария повторить?

[pkl]

Дмитрий В. пишет:
Тонкую нержавейку удобнее варить?      

Не знаю, наверное.

Да ну нафик, фрезеровка вафли и сварка алюминиевых панелей по-моему гораздо индустриальнее. 

Может и индустриальнее, но такая технология явно не годится, чтобы делать ракеты "как сосиски".

Кстати, экономмии на отказе от совмещенных днищ не предвидится - взамен одного, пусть и сложного днища, придется делать два + межбаковый отсек, который тоже трудоёмкий и небесплатный.

Зачем? Баки можно соединять просто ферменной конструкцией.

[Сергей]

Дмитрий В. пишет:

pkl пишет:
Ещё раз: маршевые двигатели должны быть неподвижными - так мы здорово сэкономим на рулевых машинах. Я не предлагаю копировать "Атлас", а только взять пару - тройку решений. Управление - качающимися выхлопными патрубками ТНА.

Беда в том, что выхлопа ТНА хватит, в лучшем случае, на управление по крену (и то не факт). А для упроавления по тангажу-рысканью нужно создать нехилый момент, аналогичный получаемому при отклоненении основного двигателя на 7-10 градусов. Т.е. если основной двигатель имеет тягу 1000 тс, то управляющая сила должна быть примерно 100*sin(10) или примерно 174 тс. Рулевик, отклоняющийся на 45 град должен иметь тягу 174/sin (45)=246 тс. При 4-х рулевиках тяга единичного должна быть не менее 246/4=61,5 тс. Так что сильно сэкономить на рулевых приводах не получится. К тому же их влияние на стоимость пуска если не ничтожно, то очень мало.

Поскольку рассматривается тандемная схема РН с одним двигателем на первой ступени, то можно немного уточнить. На управление по крену определенно хватит выхлопа с ТНА, а вот для пакетной схемы скорее всего не хватит. По тангажу, рысканью хватит 5-6 град. отклонения КС для участка струйных течений в атмосфере, на старте примерно 1,5 град. Так что привод получается не шибко мощный с почти халявным источником гидропитания - для керосина от ТНА, для метана - добавить небольшой центробежный насос на вал ТНА под типовую гидросмесь для рулевых машин. Основная экономия с уменьшением максимальных углов отклонения КС на снижении нагрузок на корпус РН и соответственно уменьшение массы баков и переходных отсеков.

[Комодский Варан]

Дмитрий В. пишет:

Комодский Варан пишет:

Дмитрий В. пишет:

Комодский Варан пишет:

Дем пишет:
Толку-то что он стоит столько. Ракета на его основе всё равно $60+ млн получается.
и скинуть цену за запуск на ГПО до $10 он никак не даст.

Поэтому нужна вытесниловка.

Кому нужна?

Тому, кто хочет сбросить цену за запуск.

Это заблуждение. Упрощение и удешевление одного кг конструкции вытеснительной РН компенсируеся увеличением этих кг. Поэтому вытесниловка - это тупик. Что и подтверждается отсутствием реальных проектов подобных ракет.

Далеко не факт. 
Сравним Сункар и трехступенчатую керосиновую РН на вытесниловке (ПН на ГПО одинакова):

Цена ДУ Сункара составит примерно $20 млн., у вытеснительной РН - не более $5 млн. 
Сухая масса Сункара около 37 тонн, у РН на вытесниловки - 70 тонн.  
Проигрыш вытесниловской РН по массе - 33 тонны. Пускай Al-Li стоит $20 за кг, тогда вытесниловская РН проиграет по стоимости железа на $660 000, но выиграет по стоимости ДУ на $15 млн. 

[mihalchuk]

Комодский Варан пишет:

Цена ДУ Сункара составит примерно $20 млн., у вытеснительной РН - не более $5 млн.
Сухая масса Сункара около 37 тонн, у РН на вытесниловки - 70 тонн.
Проигрыш вытесниловской РН по массе - 33 тонны. Пускай Al-Li стоит $20 за кг, тогда вытесниловская РН проиграет по стоимости железа на $660 000, но выиграет по стоимости ДУ на $15 млн.

"Сегодня рота идёт грузить люминь".

[mihalchuk]

Интересно, что никто не рассматривает частично твёрдотопливный вариант РН.

[pkl]

Я думал над этим. Идея заманчивая: СТУ подбрасывают ракету с вытеснительными ЖРД выше плотных слоёв атмосферы, а дальше уже начинается разгон. И не надо заморачиваться с высоким давлением в баках! Но меня смущает стоимость и сложность изготовления РДТТ, которая может запросто обесценить идею. Может тогда ГРД использовать?

[Дмитрий Инфан]

mihalchuk пишет:
Интересно, что никто не рассматривает частично твёрдотопливный вариант РН.

У него нет преимуществ ни перед чисто твердотопливным (конструкция сложнее и стоимость выше), ни перед ЖРД (УИ ниже).

[Сергей Капустин]

pkl, если вы можете ЖРД, зачем ГРД?

хотя... наверное изготовление максимально простой дубовой ступени с у.и. выше чем РДТТ - единственный шанс ГРД на реализацию. нужна ли она?

прикинуть бы эту экономику.

минус бак, минус один ТНА, плюс большая тяжелая камера сгорания, плюс падение у.и.

[Сергей]

mihalchuk пишет:
Интересно, что никто не рассматривает частично твёрдотопливный вариант РН.

А чего его рассматривать - чтобы Роскосмос отдал деньги разработчикам ТТ ступеней РН? Такого не было, когда денег было много, и не будет, когда их мало. Хотя запуск РН типа Веги с предельно простого морского старта решил бы часть проблем с широтой запуска. Да и ТТ бустеры для редких запусков супертяжей вполне экономичное решение в связи с сокращением расходов на отработку и использование имеющихся в наличии ЖРД.

[ZOOR]

Сергей пишет:
Хотя запуск РН типа Веги с предельно простого морского старта решил бы часть проблем с широтой запуска.

А что Вам из мелкоКА надо на наклонение меньше 52 запускать?

[Сергей]

ZOOR пишет:

Сергей пишет:
Хотя запуск РН типа Веги с предельно простого морского старта решил бы часть проблем с широтой запуска.

А что Вам из мелкоКА надо на наклонение меньше 52 запускать?

Понятия не имею. Привлекает простой подвижный старт.

[mihalchuk]

pkl пишет:
Я думал над этим. Идея заманчивая: СТУ подбрасывают ракету с вытеснительными ЖРД выше плотных слоёв атмосферы, а дальше уже начинается разгон. И не надо заморачиваться с высоким давлением в баках!    Но меня смущает стоимость и сложность изготовления РДТТ, которая может запросто обесценить идею. Может тогда ГРД использовать?

Вообще-то РДТТ испокон  были дешевле. Другое дело - разработка. Я бы предложил попробовать РДТТ на замороженном композитном топливе. В композите матрица - горючее и окислитель, наполнитель - волокна. Горючее и окислитель отдельно заливаются в шашки, из них составляется заряд. Больших прессов не нужно, взрывобезопасно. В качестве окислителя подойдёт тетраоксид азота, горючего - парафин. Для второй ступени можно попробовать триметилалюминий, но это уже взрывоопасно, и с ценой сомнения.

[Сергей]

mihalchuk пишет:
Вообще-то РДТТ испоконбыли дешевле. Другое дело - разработка. Я бы предложил попробовать РДТТ на замороженном композитном топливе. В композите матрица - горючее и окислитель, наполнитель - волокна. Горючее и окислитель отдельно заливаются в шашки, из них составляется заряд. Больших прессов не нужно, взрывобезопасно. В качестве окислителя подойдёт тетраоксид азота, горючего - парафин. Для второй ступени можно попробовать триметилалюминий, но это уже взрывоопасно, и с ценой сомнения.

Круто, замороженное ТТ.  Главное не делать, взорвется и без триметилалюминия.