Водородная "Ангара"

[X]

РД-0120 "примерно то же самое, что SSME", он оказался слишком дорогим.

 Что касается "сути спора", Harsky, если речь не идёт о серийном производстве, то стоимость зависит от размеров изделия. Вы просто не сможете сделать тем же количиством людей одинаковое количество водородников, и керосиновых двигателей.

люди болванки не на себе таскают, а погрузчику пофиг вобщем-то сколько весит деталь. в пределах возможностей погрузчика конечно. конечно когда речь заходит о масштабах типа S5, H-1, шаттлобуранов - согласен, но там и про серию разговоров нет. а если рассматривать производство двигателей в серии (сотни надо думать)? да и размеры SSME ~ RD-0120, а RS-68 (по массе) вдвое больше. значит габаритами тоже больше. делаем вывод - амы выбрали RS-68 исходя из чего угодно, то только не из того что большой двигатель больше стоит.

 Не в массе дело, а в площади.
 Все эти конструкции, как и большнство других - "оболочки". Как и почти вообще все технические и биологические объекты.
 Сварка двух листов стали толщиной 5 и 10 мм стоит примерно одинаково.

[Дмитрий В.]

РД-0120 "примерно то же самое, что SSME", он оказался слишком дорогим.

 Что касается "сути спора", Harsky, если речь не идёт о серийном производстве, то стоимость зависит от размеров изделия. Вы просто не сможете сделать тем же количиством людей одинаковое количество водородников, и керосиновых двигателей.

люди болванки не на себе таскают, а погрузчику пофиг вобщем-то сколько весит деталь. в пределах возможностей погрузчика конечно. конечно когда речь заходит о масштабах типа S5, H-1, шаттлобуранов - согласен, но там и про серию разговоров нет. а если рассматривать производство двигателей в серии (сотни надо думать)? да и размеры SSME ~ RD-0120, а RS-68 (по массе) вдвое больше. значит габаритами тоже больше. делаем вывод - амы выбрали RS-68 исходя из чего угодно, то только не из того что большой двигатель больше стоит.

 Не в массе дело, а в площади.
 Все эти конструкции, как и большнство других - "оболочки". Как и почти вообще все технические и биологические объекты.
 Сварка двух листов стали толщиной 5 и 10 мм стоит примерно одинаково.

Ну, так у 11д122 площадь поверхности весомо меньше, чем у РД-170.

[Harsky]

думается что наибольший вес в себестоимости двигателя имеют технологические операции. т.е. суммируем операции, помноженные на стоимость каждой конкретной операции и получаем цифру. а уже потом в нее добавляются всякие аренды, транспортировки, амортизации оборудования и т.д.
т.к. операции по стоимости зависят и от времени, то в первом приближении себестоимость обработки отдельной детали пропорциональна ее обрабатываемой площади (для фрезерования). со сваркой что-то похожее, но там зависимость от длинны шва. со штамповкой зависимость менее выражена, но опять же от площади.
в итоге получаем что для более тяжелого двигателя и цены выше. посмотреть бы технологические карты, сравнить - было бы о чем говорить. а так - не более чем гадание на кофейной гуще. сказал представитель фирмы что 191 будет по стоимости близок к 107 - приходится ему верить. до тех пор пока инсайдеры не поправят

[X]

думается что наибольший вес в себестоимости двигателя имеют технологические операции. т.е. суммируем операции, помноженные на стоимость каждой конкретной операции и получаем цифру. а уже потом в нее добавляются всякие аренды, транспортировки, амортизации оборудования и т.д.
т.к. операции по стоимости зависят и от времени, то в первом приближении себестоимость обработки отдельной детали пропорциональна ее обрабатываемой площади (для фрезерования). со сваркой что-то похожее, но там зависимость от длинны шва. со штамповкой зависимость менее выражена, но опять же от площади.
в итоге получаем что для более тяжелого двигателя и цены выше. посмотреть бы технологические карты, сравнить - было бы о чем говорить. а так - не более чем гадание на кофейной гуще. сказал представитель фирмы что 191 будет по стоимости близок к 107 - приходится ему верить. до тех пор пока инсайдеры не поправят

 Учитывайте ещё "мерзостные" свойства водорода как такового.
 Ёмкость, которая "держит" керосин, будет травить, если её залить водородом.

 Кроме того, например, скорость вращения лопаток турбонасоса у РД-0120 около 900 м/с.

[Дмитрий В.]

Кроме того, например, скорость вращения лопаток турбонасоса у РД-0120 около 900 м/с.

Да, и нехай! Пусть 900 м/с - ведь работает же!

[Дмитрий В.]

И все-таки, водород - это перспектива на ближайшее обозримое будущее. Возможная конструктивная реализация водородных РН может отличаться от предложенной здесь пакетной схемы. Водородный "тандем" , к п-римеру с 4*д на 1-й ступени и 1*д на 2-й, обеспечит выведение ПН=28-30 т на ЛЕО при Мст около 450 т. При этом возможно использование оснастки 11к25 (блок Ц).

[X]

И все-таки, водород - это перспектива на ближайшее обозримое будущее. Возможная конструктивная реализация водородных РН может отличаться от предложенной здесь пакетной схемы. Водородный "тандем" , к п-римеру с 4*д на 1-й ступени и 1*д на 2-й, обеспечит выведение ПН=28-30 т на ЛЕО при Мст около 450 т. При этом возможно использование оснастки 11к25 (блок Ц).

 Дмитрий В., я соглашусь по поводу водорода, но вы преувеличиваете эффективность.

[X]

Кроме того, например, скорость вращения лопаток турбонасоса у РД-0120 около 900 м/с.

Да, и нехай! Пусть 900 м/с - ведь работает же!

 Ну да, "G" работает.

 Если она перестанет работать - беда.

 

[Дмитрий В.]

И все-таки, водород - это перспектива на ближайшее обозримое будущее. Возможная конструктивная реализация водородных РН может отличаться от предложенной здесь пакетной схемы. Водородный "тандем" , к п-римеру с 4*д на 1-й ступени и 1*д на 2-й, обеспечит выведение ПН=28-30 т на ЛЕО при Мст около 450 т. При этом возможно использование оснастки 11к25 (блок Ц).

 Дмитрий В., я соглашусь по поводу водорода, но вы преувеличиваете эффективность.

1)Необходим критерий эффективности. Если за этот критерий принять "мю ПН", то здесь у водорода неоспоримые преимущества. Если взять "стоимость выведения 1 кг ПН на заданную орбиту/траекторию", то здесь не все однозначно, надо считать, а методик подходящих нет, увы.
2)Факт преувеличения эффективности желательно бы подтвердить хоть какими-то расчетами.

[Дмитрий В.]

С такой ситуацией столкнулся и я, когда рассматривал "Ангару" на керосине с переливом. Действительно, ЦБ оказывается в подвешенном состоянии, усилия боковушек передаются на переходник. Но такая ситуация благоприятна - баки ЦБ разгружаются, их можно облегчить. Конечно, вырастет масса переходника, 100-килограммовыми кронштейнами тут не отделаешься. Но дополнительную обвязку можно сбросить вслед за ускорителями.

Конецно, в этом деле много тонкостей, но в целом, похоже, все так.

Ну, один кронштейн крепления блока А к блоку Ц на 11к25 имел массу 212 кг. Так что в 100 кг на Водородной Ангаре уложиться можно. Но, кстати, я нигде не говорил, что кронштейн - это единственный силовой элемент верхнего пояса силовой связи. В силовую конструкцию переходника, кроме кронштейнов, входят 2 силовых шпангоута и 2 лонжерона. Общие затраты массы на восприятие и распределение сосредоточенных нагрузок от ББ могут составить 1000-1500 кг (навскидку) , не считая массы оболочки самого переходника.

По моим прикидкам, масса переходника с верхним поясом силовой связи ББ составит около 2000 кг.

[Ворон]

1)Необходим критерий эффективности. Если за этот критерий принять "мю ПН", то здесь у водорода неоспоримые преимущества. Если взять "стоимость выведения 1 кг ПН на заданную орбиту/траекторию", то здесь не все однозначно, надо считать, а методик подходящих нет, увы.
2)Факт преувеличения эффективности желательно бы подтвердить хоть какими-то расчетами.

 1) Вот именно по доле ПН и не получится увеличения эффективности.

 2) Посмотрите, как носятся с погодными условиями при запуске шаттла, а чистый водородник будет раза в 3 его больше.

[Дмитрий В.]

1)Необходим критерий эффективности. Если за этот критерий принять "мю ПН", то здесь у водорода неоспоримые преимущества. Если взять "стоимость выведения 1 кг ПН на заданную орбиту/траекторию", то здесь не все однозначно, надо считать, а методик подходящих нет, увы.
2)Факт преувеличения эффективности желательно бы подтвердить хоть какими-то расчетами.

 1) Вот именно по доле ПН и не получится увеличения эффективности.

 2) Посмотрите, как носятся с погодными условиями при запуске шаттла, а чистый водородник будет раза в 3 его больше.

1) По "мю ПН", как раз- все в порядке - существенный рост по сравнению с керосином.
2) Ограничения на погодные условия в той или иной степени касаются ВСЕХ РН. Каковы могут быть такие ограничения для Водородной Ангары никто точно не скажет. Может, Вы посчитаете?!

[Александр Ч.]

2) Посмотрите, как носятся с погодными условиями при запуске шаттла, а чистый водородник будет раза в 3 его больше.

Для чисто керосинового с ПН 130т будет принципиальная разница?
Можно взглянуть на Ваши расчеты?

[avmich]

Есть такой тезис, что для определённого конструкционного материала и определённого топлива нельзя - принципиально, по механическим соображениям - создать баки с массовым совершенством выше некоторого предела. К нему можно только стремиться.

Правда, если в случае с ЖРД такой предел сравнительно недалеко, то в случае массового совершенства ракет...

[Дмитрий В.]

Есть такой тезис, что для определённого конструкционного материала и определённого топлива нельзя - принципиально, по механическим соображениям - создать баки с массовым совершенством выше некоторого предела. К нему можно только стремиться.

Разумеется. Если бы кто-нибудь еще сказал, чему равен этот предел Я лично предполагаю, что этот предел для водородного топливного отсека (для РН среднего и тяжолого классов) находится в районе 3,5-4,5% от массы топлива (меньшее значение для сплавов типа 01460, большее - 1201).

[Ворон]

2) Посмотрите, как носятся с погодными условиями при запуске шаттла, а чистый водородник будет раза в 3 его больше.

Для чисто керосинового с ПН 130т будет принципиальная разница?
Можно взглянуть на Ваши расчеты?

 Разница в том, что компоновочная плотность керосиновой ракеты около 1, а водородной около 3.
 При той же схеме водородная ракета будет геометрически раза в 3 больше.

 И потом, на какого сдались всем эти "130 тонн" и более.

[Дмитрий В.]

2) Посмотрите, как носятся с погодными условиями при запуске шаттла, а чистый водородник будет раза в 3 его больше.

Для чисто керосинового с ПН 130т будет принципиальная разница?
Можно взглянуть на Ваши расчеты?

 Разница в том, что компоновочная плотность керосиновой ракеты около 1, а водородной около 3.
 При той же схеме водородная ракета будет геометрически раза в 3 больше.

 

Не совсем так. Во-первых, объем (а не геометрические размеры) водороднойРН будет в 3 раза больше, чем у керосиновой, при условии равной массы топлива. Однако, при равной ПН, стартовая масса водородной РН будет раза в 2 меньше, чем керосиновой. Соответственно, объем водородной РН превысит таковой для "керосинки" только примерно в 1,5 раза. А габариты будут больше примерно (1.5)^0.3333.

[Игорь Суслов]

Что, опять водород vs керосин? Не надоело?

[Дмитрий В.]

Что, опять водород vs керосин? Не надоело?

Э-э! Ну, пусть будет "водород против гептила"?!

[Дмитрий В.]

Немного поработал со спредшитом ratman' а. Как писал ранее, заменил модель атмосферы на экспоненциальную (с поправочным коэффициентом). Так что сейчас эта модель достаточно точно воспроизводит СА. Кроме того ввел в модель расчет Сх в зависимости от числа М (известные аналитические зависимости для Титан-2). Выяснил также, почему спредшит выдает несколько заниженную ХС. Все нормально, просто в спредшите ХС уже считается с учетом потерь тяги на статическое противодавление. Заново пересчиал траекторию Водородной Ангары. При Мст = 505т выводит на переходную орбиту 0*185 км около 32 т ПН. Так что, резерв есть. Ну, и кроме прочего, на основе спредшита сделал несколько моделей по оптимизации проектных параметров РН (одноступенчатые, двухступенчатые тандемной и пакетной схем и трехступенчатая тандемной схемы). Результаты интересные и неоднозначные. Впрочем, это уже отдельная песня.
С уважением, Дмитрий В.