Асимметричные ракеты

[Плейшнер]

Хотелось бы анализа, который рассматривал варианты и выяснял, очень желательно с конкретными числами, какие варианты как себя ведут в разных условиях.

Да это работа уровня докторской! У вас завышенные требования

По-моему, особенно не отличается от рассуждений, которые мы тут ведём о недальновидности конструкции Шаттла или хлопотности водорода, дополнительных стыковок по сравнению с супертяжами и т.д.

а "с конкретными числами"? 

[avmich]

Хотелось бы анализа, который рассматривал варианты и выяснял, очень желательно с конкретными числами, какие варианты как себя ведут в разных условиях.

Да это работа уровня докторской! У вас завышенные требования

По-моему, особенно не отличается от рассуждений, которые мы тут ведём о недальновидности конструкции Шаттла или хлопотности водорода, дополнительных стыковок по сравнению с супертяжами и т.д.

а "с конкретными числами"? 

Конечно, числа приветствуются.

Или хотя бы ссылку - рассматривались варианты А, Б, В, найдено, что вариант А слегка уступает в Икс, значительно превосходит в Игрек, вариант В почти такой же, но заметно хуже в Зет, поэтому выбран А... Ссылку от НАСА, ЦНИИМаша, ЕКА или какой-нибудь космофирмы. С подробностями по возможности. Сейчас пока что возникает ощущение, что асимметричные варианты просто не рассматриваются.

[Настрел]

Ну это какая-то конспирология уже. Рассматриваются и моделируются сотни вариантов. А не каких то жалких АБВ. И целевых параметров значительно больше. И для каких то целевых параметров получаются асимметричные ракеты(см. Шаттл) и никакой заговор симметричников этому немешает.

[avmich]

Ну это какая-то конспирология уже. Рассматриваются и моделируются сотни вариантов. А не каких то жалких АБВ. И целевых параметров значительно больше. И для каких то целевых параметров получаются асимметричные ракеты(см. Шаттл) и никакой заговор симметричников этому немешает.

Надо же, как сложно вопрос обсудить .

А почему так редко? Дизайну Шаттла скоро полвека.

[Настрел]

Шаттл такой получился из-за оптимизации под такой параметр как число пусков в год плюс возможность возвращения спутников с орбиты. Больше такой цели никто не ставил. А с теми целевым параметрами что ставили, получались симетричные ракеты.

[avmich]

Шаттл такой получился из-за оптимизации под такой параметр как число пусков в год плюс возможность возвращения спутников с орбиты. Больше такой цели никто не ставил.

А другие цели не могут привести к такому решению? Венче Стар вон тоже асимметричным оказался, а у него несколько иные задачи планировались.

А с теми целевым параметрами что ставили, получались симетричные ракеты.

Каким образом? Вот как из "давайте построим ракету на 20 тонн ПН на низкой орбите" следует "о, такую ракету надо делать с цилиндрическими баками"?

[avmich]

Всё новое это хорошо забытое старое:
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=12913.0

Ну что теперь делать .

Предупреждение: в этой теме не было сообщений более 730 дней.
Возможно, будет лучше создать новую тему.

Если бы старую тему увидел раньше, написал бы там, наверное - хотя вопрос этой темы в другом. Но - не увидел.

[Настрел]

Каким образом? Вот как из "давайте построим ракету на 20 тонн ПН на низкой орбите" следует "о, такую ракету надо делать с цилиндрическими баками"?

Ну, тоесть, надо кратенько изложить процесс проектирования ракеты, занимающий у коллектива из тысяч инженеров, несколько месяцев ато и лет?
Странного хотите.
Из разряда: а почему поршни в двс цилиндрические? Почему не делают треугольными? Просто по традиции? Нет, вы покажите мне как расчитывают поршни, что они получаются цилиндрическими.

[Настрел]

А другие цели не могут привести к такому решению?

Могут. Всё зависит от целесообразности.

Венче Стар вон тоже асимметричным оказался, а у него несколько иные задачи планировались.

Может потому и не полетел? А бустер ф9 цилиндрическим и без входа на первой космической. И летает.

[Настрел]

Ну и цилиндричность баков, к асиметрии вроде особо не относится. Почему баки цилиндрические, считается сильно проще, но по такому же принципу и вся ракета считается, просто расчет сложне:
- самое лучшее отношение объёма топлива к массе бака получается для сферического бака.
- А если бак по даалением, то оказывается что и давление лучше всего(при той же толщине стенки) держит сфера.
- получается что сфера - идеальный бак для ракеты.
- начинаем делать ракету со сферическим баком, и понимаем, что у неё очень большие аэродинамические потери, и чтобы удовлетворить т.з. по массе выводимого груза, прийдется увеличивать бак и количество двигателей на х штук.
- потом еще с завода сообщают, что такого размера сферу дорого варить
- и добивают транспортники со своими двумя лошадиными задницами.
- второй после сферы по прочности бак - цилиндр с тороконическими днищами. Он хуже по массе при том же объеме топлива чем сфера, но позволяет уменьшить аэродинамические потери.
- считаем 1000 вариантов цилиндра,  с разным соотношением длинны диаметра и получаем некий результат.
- он оказывается тяжелее сферы в вакууме, но легче сферы в атмосфере, и требует меньше топлива и моторов.
- тут еще с завода сообщают, что если сделать на 10 мм меньше диаметр то это будеь в 2 раза дешевле.
- и транспортники со своими лошадиными задницами
....Впрочем дальше уже про выбор диаметра. То, почему цилиндр, уже ясно.

[avmich]

А другие цели не могут привести к такому решению?

Могут. Всё зависит от целесообразности.

И почему не приводят? Только не говорите, что цели на практике только такие, которые приводят к симметричному решению... это будет ещё один оборот по тому же кругу.

Венче Стар вон тоже асимметричным оказался, а у него несколько иные задачи планировались.

Может потому и не полетел?

Ну да, конечно. Больше-то причин нет.

А бустер ф9 цилиндрическим и без входа на первой космической. И летает.

Вот почему Ф9 цилиндрическая, вполне понятно. Со СпейсЭкс, как с инициативной частной компанией, многие решения имеют другие причины.

[avmich]

Ну и цилиндричность баков, к асиметрии вроде особо не относится.
...(пропущено)...

Это всё понятно, и это не о том.

[Настрел]

Вобщем какой-то новый вид троллинга. 

[Asteroid]

при транспортировке частей ракеты вряд ли цилиндры - идеальная форма

При транспортировке возможно есть варианты и получше, а вот в полёте лучше тело вращения, даже не осесимметричная форма. Можно ли объединить и то и другое? Вполне. Делаем бак восьмой частью круга (сектор 45 градусов) в поперечном сечении (включая стенки-радиусы, которые могут быть весьма тонкими). На космодроме из восьми секторов собираем цилиндрический бак большого диаметра

[Настрел]

Смешно да. А почему по 45°? Чтоб еще смешнее?
Таки чего хочет топик стартер остается туманным.

[avmich]

Смешно да. А почему по 45°? Чтоб еще смешнее?
Таки чего хочет топик стартер остается туманным.

Интересно, Селлин, что многие тут как бы не замечают, что привычное может быть не единственно возможным. Вот и Вы пишете - "самое лучшее отношение объёма топлива к массе бака получается для сферического бака" - это верно, но почему-то все, и Вы тоже, традиционно начинают именно с этого показателя. Безусловно, масса важна в космических конструкциях - но ведь не только масса? Если бы мы начали рассуждение с "самая лучшая аэродинамика получается у каплевидных форм", или "самая большая подъёмная сила имеется у форм, похожих на планеры", и только потом бы пытались улучшить массовые характеристики получающихся вариантов, приближая их к сферам - но при этом стараясь сохранить исходные, выбранные положительные качества, которые мешали бы перейти к непосредственно сферам и цилиндрам - то результаты могли бы быть иными.

В ракетостроении сильны традиции, отчасти оттого, что ракетостроение - удовольствие дорогое, и эксперименты, открывающие новое, стоили человечеству десятилетия крупных затрат. Однако сегодня некоторые новички в космонавтике показывают аксакалам, что возможны новые решения, с новыми, интересными свойствами, что поиск нового можно продолжать, и не без успеха. Может быть, пришла пора пересмотреть такое традиционное свойство РН, как симметрию.

Во всяком случае, РН всегда рассматривались как фигуры с переменным диаметром - хотя бы в этом есть попытка найти оптимум, по разным критериям. Фау-2 была аэродинамической формы, Р-7 тоже отдавала дань аэродинамике, хотя и более простыми, коническими формами. С тех пор были и "карандаши" Зенита и Титана, и "ступеньки" Сатурнов, и "дворцовые башни" Ариан-4 - хотя бы в чём-то есть отклонения от идеализированных цилиндров. Может, надо глянуть на асимметричные формы?

[azvoz]

почему-то все, и Вы тоже, традиционно начинают именно с этого показателя. Безусловно, масса важна в космических конструкциях - но ведь не только масса? Если бы мы начали рассуждение с "самая лучшая аэродинамика...

Большая часть полета , как вы написали, "космических конструкций", происходит вне атмосферы, поэтому оптимизация по МАССЕ имеет ПРЕОБЛАДАЮЩЕЕ значение.


Участок полета в атмосфере короток и недолог поэтому утяжеляющие изменения в конструкцию связанные с оптимизацией прохождения через атмосферу лучше перелагать на отделяемые от РН  нижнюю ступень и обтекатель.
Но и они, "как ни странно " будут симметричными при естественном желании разработчиков добиться лучших показателей..

Для наезда на её величество "Симметрию" остаются только маргинальные варианты ,  которые обретают могущественных союзников в виде безграмотных в технике бюрократов , политиков и электората :
1. Желание использовать подъемную силу крыла.
   Отсюда рождаются ущербные чудовища вроде шаттла и бурана,
   и сонм  фантазийных космопланов , на которые дрочат школьники и гуманитарии.
2. Извращенное понимание "модульности".
   Отсюда кособокие уродцы Энергия, Н2А-212 и тд.
   Такая "модульность " хоронит не только ассиметричные варианты - на пути на кладбище Ангара, Фэлкон Хэви и подобные.

Альтернативы для симметрии в РН - нет.

[Настрел]

Если бы мы начали рассуждение с "самая лучшая аэродинамика получается у каплевидных форм", или "самая большая подъёмная сила имеется у форм, похожих на планеры", и только потом бы пытались улучшить массовые характеристики получающихся вариантов, приближая их к сферам - но при этом стараясь сохранить исходные, выбранные положительные качества, которые мешали бы перейти к непосредственно сферам и цилиндрам - то результаты могли бы быть иными.

Результат будет точно такой-же. Попробуйте. Конечно оптимизационная задача не обязана иметь только одно решение, и это мы видим на примере зоопарка современных ракет. Но по мере добавления всё новых и новых ограничений(стоимость пуска, стоимость подготовки, стоимость еще чего-то, транспортабельность, экология прости господи, и тдп), вариативность оптимальных конструкций стремиться к единице.

 

В ракетостроении сильны традиции

Это конспирология.

Однако сегодня некоторые новички в космонавтике показывают аксакалам, что возможны новые решения, с новыми, интересными свойствами, что поиск нового можно продолжать, и не без успеха. Может быть, пришла пора пересмотреть такое традиционное свойство РН, как симметрию.

И поэтому то они все как один сделали/делают цилиндрический моноблок?
 
Типа Маск:
- Ребята, давайте сделаем самую дешевую в мире ракету.
Мужики:
- Слушай, ну у нас принято ракеты делать цилиндрическими.
Маск:
- А это она точно самая дешевая получится?
Мужики:
- А фиг его знает, никто не проверял.
Маск:
- А, ну если никто не проверял, и у вас традиции делать цилиндры, то давайте цилиндр. Хер с ней с дешевизной, это я так, сам не знаю зачем ляпнул.
 
Правда тут непонятно откуда появились ноги и посадка на тех же моторах на которых и взлет, на баржу. Х.з. у кого такие традиции были.

[Настрел]

Р-7 тоже отдавала дань аэродинамике, хотя и более простыми, коническими формами.

Р7 получилась коническая ни из-за никакой аэродинамики. Дело было примерно так:
- Эврика! Нужен пакет!
- Так, А к чему крепить боковухи?
- Дык к переднему и заднему шпангоуту, не к стенке же бака.
- Тогда у нас боковуха будет такой же длины что и центр.
- Ага, и такого же диаметра и веса.
- Ну давайте прикинем. Че-то тяговооруженность получается маленькая.
- Ага, а к концу работы первой и второй ступени наоборот большая перегрузка.
- Да какой "первой" и "второй" если они отрабатывают одновременно. Этож просто большая первая получается.
- Знач надо уменьшать заправку боковушек, чтоб они отделялись раньше, пока в центре еще много топлива, и перегрузка не шкалит.
- И воздух возить? Надо их делать короче.
- Короче нельзя, верх упрется не в шпангоут а в бак и кирдык.
- Ну значит тоньше.
- Если тоньше то на нем двигатель не поместится.
- Ну значит хвост делаем по размеру двигателя, а нос на конус сужаем, чтоб дина была как у центра, а вес конструкции и заправки меньше.
- Конус будет тяжелее.
- Ну давай прикинем еще один шпангоут в середине бака
- Тоже тяжелый. Съедает всю экономию, и еще немного.
- Ну значит делаем морковки.

[Настрел]

"самое лучшее отношение объёма топлива к массе бака получается для сферического бака" - это верно, но почему-то все, и Вы тоже, традиционно начинают именно с этого показателя.

Это не традиционно. Так начинают из-за знания физики. В данном случае закона сохранения импульса, и его частного следствия "формулы Циолковского".

 

Безусловно, масса важна в космических конструкциях - но ведь не только масса? Если бы мы начали рассуждение с "самая лучшая аэродинамика получается у каплевидных форм", или "самая большая подъёмная сила имеется у форм, похожих на планеры", и только потом бы пытались улучшить массовые характеристики

Оптимизационная задача решается тем быстрее чем более значимые параметры в ней участвуют. Можно начать не то что с аэродинамики, можно хоть с цвета краски начать, но через годы рассчетов получится некрашенный цилиндр.