Новая РН на технологиях Н-1

[Ивгениуш]

Так как к KPZ ни у кого интереса не проявилось, попробую сам покритиковать эту схему. Во-первых она близка по сути к FH. На старте у неё горшков даже поболе будет. Но старт и движение в атмосфере возможно не самый проблемный момент. Вот работа второй ступени и потери хс при этом могут просто перечеркнуть все усилия и прибавка пн может оказаться совсем незгачительной (у FH, видимо, такие же проблемы). Да и геморроя на разных стадиях может оказаться немало. Это при том, что сама конструкция будет строиться из уже готовых элементов от союза. Вывод один: всё дороги ведут к Н-1.😂

[Ивгениуш]

Так как к KPZ ни у кого интереса не проявилось, попробую сам покритиковать эту схему. Во-первых она близка по сути к FH. На старте у неё горшков даже поболе будет. Но старт и движение в атмосфере возможно не самый проблемный момент. Вот работа второй ступени и потери хс при этом могут просто перечеркнуть все усилия и прибавка пн может оказаться совсем незгачительной (у FH, видимо, такие же проблемы). Да и геморроя на разных стадиях может оказаться немало. Это при том, что сама конструкция будет строиться из уже готовых элементов от союза. Вывод один: всё дороги ведут к Н-1.😂

Впрочем, кто знает, может всё не так печально. Возможно потенциал рд-108 достаточно велик и может потянуть эту схему. Дросселировать его можно до 40%, и это выше, чем у некоторых двигателей замкнутого цикла. Наконец можно вместо забора использовать поленницу из трёх или четырех модулей (вторая ступень союз-2.1а или "б"). Впрочём всё это черезчур сложно и сомнительно по сути. 

[Giperion121]

И всё таки, почему для Н-1 была выбрана такая необычная схема со сферическими баками внутри несущего корпуса конусной формы?
Вроде бы такой конструкции больше нигде и ни у кого не было.
Почему просто не повторили Сатурн-5 на керосине? Не хватало технических возможностей и пошли по более простому пути? Или это был сознательный путь упрощения и удешевления? Не мог же гениальный Королёв ошибаться?Если так, то почему бы нам снова не выбрать этот путь?
Будет ли какая-то выгода от повторения подобной схемы в современном исполнении для многоразового использования?
Т.е. допустим корпус делаем из нержавейки, как у SH, но сферобаки возможно со временем титановые для небольшого облегчения, а для начала тоже из нержавейки. Мне кажется в таком случае баки не будут испытывать лишние нагрузки при посадке, и вообще при эксплуатации, что должно увеличить кратность многоразового использования. Используем метан и метановые двигатели.
Заодно получаем здоровую модульность в виде верхних ступеней в различных комбинациях как самостоятельных носителей, вместо полиблоков по типу Ангары, изначально заточенных под лёгкий класс. Для их запуска можно использовать тот же старт и макеты-адаптеры имитирующие 1-2ую ступени.
Широкое днище даёт широкий простор для выбора двигателей.
Конечно габаритные размеры нижнего диаметра первой ступени около 30 м просто монструозны, но какая разница, если всё равно придётся собирать ракету на космодроме, даже если она будет чуть толще железнодорожного габарита.
Старт Энергии можно переделать обратно под Н-1, здания монтажных комплексов достаточно отремонтировать, вместо постройки новых.
Кстати диаметр 4-ой ступени как раз 4.1 метра.
Какие тут минусы? Разве что  с многоразовостью у верхних ступеней не очень получается, но со временем можно будет сделать на основе воссозданной Н-1 двухступенчатый полностью многоразвый аналог SS и SH, когда мы увидим что это в принципе возможно реализовать, имею в виду возвращение и посадку орбитальной ступени у Маска, а до тех пор можно ограничиться спасением только первой ступени.

[Ивгениуш]

У КББ (Каракатица Большого Б.) видимо, мало шансов не только на реализацию но даже серьёзное рассмотрение, однако если все двигатели разместить в хвостовой части Н-11 вместо нк-33, проект, на мой взгляд уже будет выглядеть достойным некоторого (хотя бы самого самого минимального) внимания.
  Далее KPZ (это уже латиница, вспоминается: Н-1, Н-11, Н-111(Н-I, Н-II, Н-III ). И в этом случае не хватает тяги на на старте. Не хватает 4×(85-45)-80=80. Надо уменьшить размеры боковых блоков.... Всё становится слишком сложным и сомнительным. И как всё упростится, если применить схему Н-1(Н-I)....
Есть ещё один вариант, "двустволка", 2 модуля, созданных на базе второй ступени союза соединяются тем или иным способом в одно целое, на каждом по три ускорителя с рд-107 то есть взяли два союза и убрали по одному пакету, а затем соединили в том месте откуда убирали пакеты... В схеме Н-1 (Н-I) это буде выглядеть : 6 рд-107 по внешнему кругу, 2 рд-108 по внутреннему..

[Ивгениуш]

И всё таки, почему для Н-1 была выбрана такая необычная схема со сферическими баками внутри несущего корпуса конусной формы?
Вроде бы такой конструкции больше нигде и ни у кого не было.
Почему просто не повторили Сатурн-5 на керосине? Не хватало технических возможностей и пошли по более простому пути? Или это был сознательный путь упрощения и удешевления? Не мог же гениальный Королёв ошибаться?Если так, то почему бы нам снова не выбрать этот путь?
Будет ли какая-то выгода от повторения подобной схемы в современном исполнении для многоразового использования?
Т.е. допустим корпус делаем из нержавейки, как у SH, но сферобаки возможно со временем титановые для небольшого облегчения, а для начала тоже из нержавейки. Мне кажется в таком случае баки не будут испытывать лишние нагрузки при посадке, и вообще при эксплуатации, что должно увеличить кратность многоразового использования. Используем метан и метановые двигатели.
Заодно получаем здоровую модульность в виде верхних ступеней в различных комбинациях как самостоятельных носителей, вместо полиблоков по типу Ангары, изначально заточенных под лёгкий класс. Для их запуска можно использовать тот же старт и макеты-адаптеры имитирующие 1-2ую ступени.
Широкое днище даёт широкий простор для выбора двигателей.
Конечно габаритные размеры нижнего диаметра первой ступени около 30 м просто монструозны, но какая разница, если всё равно придётся собирать ракету на космодроме, даже если она будет чуть толще железнодорожного габарита.
Старт Энергии можно переделать обратно под Н-1, здания монтажных комплексов достаточно отремонтировать, вместо постройки новых.
Кстати диаметр 4-ой ступени как раз 4.1 метра.
Какие тут минусы? Разве что  с многоразовостью у верхних ступеней не очень получается, но со временем можно будет сделать на основе воссозданной Н-1 двухступенчатый полностью многоразвый аналог SS и SH, когда мы увидим что это в принципе возможно реализовать, имею в виду возвращение и посадку орбитальной ступени у Маска, а до тех пор можно ограничиться спасением только первой ступени.

Откуда Вы взяли 30 метров? Насколько мне известно из Вики максимальный диаметр там 17 метров. Я не особо верю в многоразовость. Самое дорогое в Н-1 это, видимо двигатели (самые дешёвые в своем классе). Вот их действительно, учитывая особенности конструкции Н-1 можно было бы возвращать....

[Giperion121]

Откуда Вы взяли 30 метров? Насколько мне известно из Вики максимальный диаметр там 17 метров

Ой, прошу прощения был пьян. Да, всё так, 30 метров это высота блока А, разумеется.

не особо верю в многоразовость

Но как же, Ф-9 давно летает и показал успешность частичной многоразовости. И SH уже сколько раз поймали башней, 2 или 3.
Вот орбитальную ступень поймать сложнее намного, но как мы уже видели SS сажали, пусть и в океан. Всё дело в хорошей теплозащите, да и по опыту американских челноков и нашего Бурана ничего невозможного тут нет, всё зависит от количества и качества теплозащитного покрытия, у Маска пока с этим проблемы, но они очевидно решаемы.
Многоразовость к тому же позволяет не так критично относиться к максимальной нагрузке, допустим будет не 100 тонн, а если даже 60 тонн, то тоже нормально, 2-3 раза запустить и у нас уже 120-180 тонн на орбите вместо 100. Топливо практически бесплатное относительно стоимости самой рааеты. Ракеты должны летать как самолёты или автоьусы, одна за другой, села, тут же заправили и снова в небо, именно так как представляли себе в 60-ых космодромы будущего.

[Ивгениуш]

Откуда Вы взяли 30 метров? Насколько мне известно из Вики максимальный диаметр там 17 метров

Ой, прошу прощения был пьян. Да, всё так, 30 метров это высота блока А, разумеется.

не особо верю в многоразовость

Но как же, Ф-9 давно летает и показал успешность частичной многоразовости. И SH уже сколько раз поймали башней, 2 или 3.
Вот орбитальную ступень поймать сложнее намного, но как мы уже видели SS сажали, пусть и в океан. Всё дело в хорошей теплозащите, да и по опыту американских челноков и нашего Бурана ничего невозможного тут нет, всё зависит от количества и качества теплозащитного покрытия, у Маска пока с этим проблемы, но они очевидно решаемы.
Многоразовость к тому же позволяет не так критично относиться к максимальной нагрузке, допустим будет не 100 тонн, а если даже 60 тонн, то тоже нормально, 2-3 раза запустить и у нас уже 120-180 тонн на орбите вместо 100. Топливо практически бесплатное относительно стоимости самой рааеты. Ракеты должны летать как самолёты или автоьусы, одна за другой, села, тут же заправили и снова в небо, именно так как представляли себе в 60-ых космодромы будущего.

Однако какой Вы оптимист...особенно мне понравилось про автоьусы. Но каждому своё, кому-то на автобусах ездить, кому-то на самолётах летать. 

[Ивгениуш]

И всё таки, почему для Н-1 была выбрана такая необычная схема со сферическими баками внутри несущего корпуса конусной формы?

Думаю это связано с простотой и естественностью конструкции сферобаков, хотя, уверен,  найдутся люди, которые считают, что цилиндры более естественны. Видимо, это верно для ракет максимум среднего класса. Вы заметили, какими толстыми делают  днища бутылок, особенно из-под шампанского? И как часто приходится наблюдать выбитыми эти самые днища? Зачастую они вылетают просто от перепада давления. В сферобаках высота столба жидкости даже у первой ступени Н-1 не превышает 13 метров.
А уже у ракет среднего класса этот показатель выше. Кроме того при такой конструкции удобнее использовать жёсткий каркас, к которому крепится всё и баки, и двигатели и т д. В современных же ракетах именно цилиндрические  баки являются частью несущей конструкции, т.е.20 метров столба жидкого кислорода на днище к этому добавляется масса двигателей, всякой оснастки и т д. Да ещё у Н-1 имеем удобное место в хвосте ракеты, и есть выбор как и какие двигатели размещать. В той же А5 приходится использовать сложные и дорогостоящие технологии (сварка трением с перемешиванием, фрезерование), чтобы, например, сухой вес урма был более менее приемлем(7,5%). У Н-1, думаю всё намного проще, и делать эти ракеты, скорее всего  можно на обычных машиностроительных заводах, без изобретения "высоких" технологий. Но это конечно же, спорный вопрос.

[simple]

наскока понял прочитанное по теме, потому что теоретическая база, у нас на тот момент позволяла (для нужных размеров, гарантированно, без ошибок) рассчитать подвесные баки, а несущие требовали доп исследований

[Дмитрий В.]

наскока понял прочитанное по теме, потому что теоретическая база, у нас на тот момент позволяла (для нужных размеров, гарантированно, без ошибок) рассчитать подвесные баки, а несущие требовали доп исследований

Да? А как вы объясните, что, начиная, с Р-5 практически все ракеты в СССР были с несущими баками? причём, разной конструкции - и гладкие, и стрингерные и вафельные. И даже проекты ракет сопоставимой размерности (РК-100, Р-56, УР-700) - все имели несущие баки. 
Технологические трудности и транспортировка - вот причины.

[simple]

Да?

так они маленькие, можно сказать крохотные, имеется ввиду диаметр баков

[simple]

Технологические трудности и транспортировка - вот причины.

ничего не мешало, на месте делать, вместо подвесных баков несущие 

[Дмитрий В.]

Технологические трудности и транспортировка - вот причины.

ничего не мешало, на месте делать, вместо подвесных баков несущие

Стоимость была бы раза так в 1,5 выше + кап. вложения на создание завода полного цикла. Ресурсов на это не ыло.

[Дмитрий В.]

Да?

так они маленькие, можно сказать крохотные, имеется ввиду диаметр баков

Диаметр баков не создаёт каких-либо "теоретических" проблем, но создаёт технологические.

[nonconvex]

Вот орбитальную ступень поймать сложнее намного, но как мы уже видели SS сажали, пусть и в океан. Всё дело в хорошей теплозащите, да и по опыту американских челноков и нашего Бурана ничего невозможного тут нет, всё зависит от количества и качества теплозащитного покрытия, у Маска пока с этим проблемы, но они очевидно решаемы.

Гибкую керамическую теплозащиту пока никому создать не удалось, потому и проблемы у Маска.

[Giperion121]

Гибкую керамическую теплозащиту

Наиболее критичные места можно охлаждать криогенными компонентами топлива, вообще по такому принципу идёт один американский стартап, у них на второй ступени целиком двигательный отсек закрыт тепловым щитом, который охлаждается жидким метаном вроде бы.

[Дмитрий В.]

Гибкую керамическую теплозащиту

Наиболее критичные места можно охлаждать криогенными компонентами топлива, вообще по такому принципу идёт один американский стартап, у них на второй ступени целиком двигательный отсек закрыт тепловым щитом, который охлаждается жидким метаном вроде бы.

Жидким водородом

[nonconvex]

Гибкую керамическую теплозащиту

Наиболее критичные места можно охлаждать криогенными компонентами топлива, вообще по такому принципу идёт один американский стартап

Стартапы идут много куда, речь об отработанной технологии. Ее нет.

[Giperion121]

В сферобаках высота столба жидкости даже у первой ступени Н-1 не превышает 13 метров.

Вот это кажется довольно таки важный момент.
Ещё как я понимаю конусная форма предполагает меньшую нагрузку на основание и в целом на весь корпус ракеты от всей остальной выше расположенной массы, если сравнивать с цилиндром такого же диаметра. Правда это и минус, меньше стартовая масса, меньше ПН при одинаковых нижних диаметрах с РН цилиндрической формы. Поэтому у Н-1 почти в 2 раза больше нижний диаметр первой ступени при меньшей ПН по сравнению со Starship. Хотя Н-1Ф 100 тонн, а со старшипом пока ещё непонятно ничего.

[Ивгениуш]

В сферобаках высота столба жидкости даже у первой ступени Н-1 не превышает 13 метров.

Вот это кажется довольно таки важный момент.
Ещё как я понимаю конусная форма предполагает меньшую нагрузку на основание и в целом на весь корпус ракеты от всей остальной выше расположенной массы, если сравнивать с цилиндром такого же диаметра. Правда это и минус, меньше стартовая масса, меньше ПН при одинаковых нижних диаметрах с РН цилиндрической формы. Поэтому у Н-1 почти в 2 раза больше нижний диаметр первой ступени при меньшей ПН по сравнению со Starship. Хотя Н-1Ф 100 тонн, а со старшипом пока ещё непонятно ничего.

Все нагрузки принимает на себя жёсткий каркас. Поэтому топливные баки имеют простую конструкцию и достаточно дешевы. Со старшипом уже давно непонятно ничего, и, возможно, так и не станет понятно. Н-1 имеет классическую компоновку, 4 ступени, как и протон. Однако из протона не получилось сделать ни ракет лёгкого класса ни спеднего.Она как и ангара универсальна, с той лишь разницей, что ни А7 ни А3 не были реализованы, в то время как  Н-11 получается из Н-1 без всяких усилий, это просто Н-1 без первой ступени.