Насколько большой может быть многоразовая первая ступень?

Автор pkl, 16.06.2024 00:25:51

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Дем

Цитата: telekast от 10.07.2024 14:20:35При равно прочности стальные стенки нужно делать втрое тоньше люминиевых. Будет масса та же. Даже чуть меньше можно. Но технологически сложнее, а значит дороже, да.
Не знаю как раньше, но сейчас "автомобильный" корпусной прокат - от 0.4мм
И его умеют уверенно сваривать итд.
Тут ради интереса посчитал:
Сталь X10CrMoVNb9, давление 10 атм
диаметр 9 метров - расчётная толщина стенки 6мм
диаметр 4м - 2.6мм
Цитата: telekast от 10.07.2024 14:54:27Потому что улучшается соотношение массы к полезному объему, обитаемость лучше, можно насовать больше аппаратуры, надёжность выше и ТД.
Так, но не совсем. Пусть центральный проход 2.5*2.5, оборудование толще 2 м вряд ли потребуется - так что в диаметр 9м вписываемся с избытком.
Надёжность наоборот - вероятность угробить всё единственной аварией.
Аппаратура будет висеть друг на друге и на стенках - с неизбежным ростом массы силовых конструкций необходимых исключительно на этапе выведения. Вспомнить хотя бы сколько тонн весил тот конический элемент на котором стоял Апполон и в котором был ЛМ - а ведь при двупуске его было совсем не надо.
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

telekast

#61
Цитата: vlad7308 от 10.07.2024 16:41:29
Цитата: telekast от 10.07.2024 14:46:49
Цитата: vlad7308 от 10.07.2024 01:33:12
Цитата: telekast от 09.07.2024 21:37:05Флакон и сейчас может без тормозного импульса на орбите садится
Не может. Reentry burn нужен, иначе ступень развалится при входе в плотные слои атмосферы. Это ж всё изучалось, причём экспериментально.

СХ да, проектировался так, что должен обходиться без этого торможения.
Не помню где, ссылка погибла вместе с предыдущим смартфоном, как бы не у самих спейсов читал. Когда спорили про достоинства/недостатки крылатой и бескрылой ступеней. Можно по форуму пошарить, может и давал я тот урл.
зачем ссылки, если перед нами наблюдаемый факт - Ф9 делает reentry burn.  Который обходится в значительную долю ПН.
С его дельтаВэ и профилем спейсХ долго экспериментировали, подбирая его так, чтобы добиться минимального расхода топлива при отсутствии повреждений бустера.
Ссылка была на самих спейсов.
Фактов, подтверждающих использование такого профиля полета у меня нет, да я и не искал, удовлетворившись заявлениями масковцев. Можно попробовать "на косвенных прокачать", там приземление на баржу дальше в море раза в два от обычного.
"Вызов" - это флаговтык!
Как тебе такое, "Джон Уик" ?! (с)
"Если крыло горит, значит оно ещё есть!"(с)SN29

telekast

#62
Цитата: Дем от 10.07.2024 21:25:28Тут ради интереса посчитал:
Сталь X10CrMoVNb9, давление 10 атм
диаметр 9 метров - расчётная толщина стенки 6мм
диаметр 4м - 2.6мм
Хммм. Масса, принимая равную длину, вырастет в 5,1923 раза, а площадь сечения, а следовательно и объем, в 5,0622. Разница в 1,0257. ::)

Цитата: Дем от 10.07.2024 21:25:28Так, но не совсем. Пусть центральный проход 2.5*2.5, оборудование толще 2 м вряд ли потребуется - так что в диаметр 9м вписываемся с избытком.
Надёжность наоборот - вероятность угробить всё единственной аварией.
Аппаратура будет висеть друг на друге и на стенках - с неизбежным ростом массы силовых конструкций необходимых исключительно на этапе выведения. Вспомнить хотя бы сколько тонн весил тот конический элемент на котором стоял Апполон и в котором был ЛМ - а ведь при двупуске его было совсем не надо.
Ну, кроме оборудования по бортам можно делать отдельные, условно, "полноценные" каюты, я ж говорил про улучшение обитаемости.
Надёжность выше за счёт меньшего кол-ва сочленений, стыковочных узлов, разного рода кабель-/газо-/гидро- каналов, уплотнений и пр. Скорее в них начнет травить, чем в корпусе(дрель только в сейф нужно прятать). Меньше кол-во таких узлов, меньше вероятность отказа. Можно предусмотреть надувные переборки, при аварии отсекающие аварийный участок.
Рэки под аппаратуру могут быть и несущими, "шпангоутами", "стрингерами", тогда толщину стенок можно попробовать снизить.
Можно попробовать, в порядке полета фантазии, заполнить пространство между аппаратурой при старте "компаундом"- мягкими емкостями, "грелками, например, с водой(она все равно пригодится потом), попытаться превратить рэки с аппаратурой в "монолит"
Ну, и, как компромиссный, самый вероятный вариант- запускать в минимально рабочей "комплектации", а остальное довозить уже вместе с людьми, багажом.
Имху
ЗЫ. Хотя это уже не про первую ступень, вообще то, но так в качестве обоснования. )))
"Вызов" - это флаговтык!
Как тебе такое, "Джон Уик" ?! (с)
"Если крыло горит, значит оно ещё есть!"(с)SN29

Дмитрий В.

Цитата: telekast от 09.07.2024 17:29:09
Цитата: Димитър от 09.07.2024 16:04:18Кстати, на англоязычном форуме обсуждалась не возможность создания супепей еще больше, а НЕОБХОДИМОСТЬ в таких ступеней. Диаметр в 12 м ставили под вопрос, а диаметр в 18 м - некоторые утверждали, что вообще не понадобится.
Чем больше ступень, тем лучше ее соотношение массы к объему. ...
В общем случае, это неверно.
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

nonconvex

Цитата: Дем от 10.07.2024 21:25:28
Цитата: telekast от 10.07.2024 14:20:35При равно прочности стальные стенки нужно делать втрое тоньше люминиевых. Будет масса та же. Даже чуть меньше можно. Но технологически сложнее, а значит дороже, да.
Не знаю как раньше, но сейчас "автомобильный" корпусной прокат - от 0.4мм
И его умеют уверенно сваривать итд.
Тут ради интереса посчитал:
Сталь X10CrMoVNb9, давление 10 атм
диаметр 9 метров - расчётная толщина стенки 6мм
диаметр 4м - 2.6мм
Цитата: telekast от 10.07.2024 14:54:27Потому что улучшается соотношение массы к полезному объему, обитаемость лучше, можно насовать больше аппаратуры, надёжность выше и ТД.
Так, но не совсем. Пусть центральный проход 2.5*2.5, оборудование толще 2 м вряд ли потребуется - так что в диаметр 9м вписываемся с избытком.
Надёжность наоборот - вероятность угробить всё единственной аварией.
Аппаратура будет висеть друг на друге и на стенках - с неизбежным ростом массы силовых конструкций необходимых исключительно на этапе выведения. Вспомнить хотя бы сколько тонн весил тот конический элемент на котором стоял Апполон и в котором был ЛМ - а ведь при двупуске его было совсем не надо.

Тут есть один нюанс. Момент инерции. квадратично зависит от толщины материала. что сказывается на устойчивости оболочки. Таким образом, более толстая алюминиевая оболочка будет устойчивее равнопрочной но тонкой стальной. Дальше хуже - ребра жесткости, там такая же хрень.

Шестопер239

Цитата: Дем от 09.07.2024 20:28:58Так нет у нас настолько здоровой ПН даже в проектах.
Каждый ГВт мощности СКЭС - это 5-10 тысяч  тонн в различных проектах. Стэнфордский тор на 10 тысяч человек - 10 миллионов тонн. 
Комплекс Неймана для Луны тоже будет не пушинкой. А когда он начнет работу - водород и углерод скорее всего придется ему привозить, на Луне их мало. 

Дем

Цитата: nonconvex от 11.07.2024 01:09:10Тут есть один нюанс. Момент инерции. квадратично зависит от толщины материала. что сказывается на устойчивости оболочки. Таким образом, более толстая алюминиевая оболочка будет устойчивее равнопрочной но тонкой стальной. Дальше хуже - ребра жесткости, там такая же хрень.
При таких размерах - гладкую делают только когда держится за счёт наддува, но реально это только верхний бак получается.
В других всё равно надо вафлю или набор. Но набор - это отдельные расчёты, там геометрия может быть очень разной
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

nonconvex

Цитата: Дем от 11.07.2024 12:07:48
Цитата: nonconvex от 11.07.2024 01:09:10Тут есть один нюанс. Момент инерции. квадратично зависит от толщины материала. что сказывается на устойчивости оболочки. Таким образом, более толстая алюминиевая оболочка будет устойчивее равнопрочной но тонкой стальной. Дальше хуже - ребра жесткости, там такая же хрень.
При таких размерах - гладкую делают только когда держится за счёт наддува, но реально это только верхний бак получается.
В других всё равно надо вафлю или набор. Но набор - это отдельные расчёты, там геометрия может быть очень разной
Хоть какая геометрия, хоть сякая, а момент инерции ребра считается одинаково. Выше/толще полка - устойчивее обечайка, но тяжелее.

telekast

Цитата: Дем от 11.07.2024 12:07:48
Цитата: nonconvex от 11.07.2024 01:09:10Тут есть один нюанс. Момент инерции. квадратично зависит от толщины материала. что сказывается на устойчивости оболочки. Таким образом, более толстая алюминиевая оболочка будет устойчивее равнопрочной но тонкой стальной. Дальше хуже - ребра жесткости, там такая же хрень.
При таких размерах - гладкую делают только когда держится за счёт наддува, но реально это только верхний бак получается.
В других всё равно надо вафлю или набор. Но набор - это отдельные расчёты, там геометрия может быть очень разной
А, для сравнения, не прикидывали, как для стали, толщину люминя для тех же условий? А то найденные мной в инете калькуляторы показывают такое, что об люминии лучше вообще забыть 
"Вызов" - это флаговтык!
Как тебе такое, "Джон Уик" ?! (с)
"Если крыло горит, значит оно ещё есть!"(с)SN29

pkl


Цитата: Классик от 25.06.2024 17:09:13То есть крылья, колесные шасси и турбореактивные движки идут мертвым грузом при вертикальном старте?

Да.
ЦитироватьНе слишко ли дорогая цена для возврата?

Я рассчитываю сэкономить на полях падения и пусковом комплексе у чёрта на куличках.
ЦитироватьА Вы в курсе, что именно так наивно и представляли первые космопланы в 1950х-1960х годах?
Да. Собственно, я и предлагаю вернуться к тем идеям, только на современном технологическом уровне.
ЦитироватьИ что все эти концепции отвергли во время выбора схемы Спейс Шаттла?
Конечно.
ЦитироватьИ что значит "разгонный блок"?
Эвфемизм для 2й ступени?
Или эта дурында с крыльями должна лететь на орбиту и там запускать реальный РБ?

Да, речь о маленькой второй ступени, которая вместе с полезной нагрузкой будет размещаться в отсеке полезной нагрузки первой. Где-нибудь около апогея траектории створка отсека открывается как на картинках в начале темы и связка ПН + РБ выбрасывается наружу.
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

Шлангенциркуль

Цитата: telekast от 09.07.2024 05:59:21
Цитата: nonconvex от 09.07.2024 04:54:44Помнится, к нам в MIT, на кафедру аэронавтики (давно) пришел читать доклад лично И. Маск. И начал втирать,  уверенно и нагло, что дескать самолету воздушные рули не нужны, это же лишний вес, что дескать достаточно УВТ. Ему из вежливости объяснять не стали, но через некоторое время он экспериментальным путем опроверг свой же тезис.
~
Опять бан и опять за оскорбления оппонента.
Когда начнут банить за очередной бред, оскорблений резко поубавится.

nonconvex

Цитата: Шлангенциркуль от 12.07.2024 03:30:42
Цитата: telekast от 09.07.2024 05:59:21
Цитата: nonconvex от 09.07.2024 04:54:44Помнится, к нам в MIT, на кафедру аэронавтики (давно) пришел читать доклад лично И. Маск. И начал втирать,  уверенно и нагло, что дескать самолету воздушные рули не нужны, это же лишний вес, что дескать достаточно УВТ. Ему из вежливости объяснять не стали, но через некоторое время он экспериментальным путем опроверг свой же тезис.
~
Опять бан и опять за оскорбления оппонента.
Когда начнут банить за очередной бред, оскорблений резко поубавится.

Извольте по пунктам.

Шлангенциркуль

Проще перечислить какие пункты мимо. Из используемых последнее время разве что "политика", но и та, судя по всему, к обсуждению касающегося  Маска вообще не применима.

nonconvex

Да вы не стесняейтесь. Назвали бредом - продемонстрируйте где. В противном случае вы банально полезли в оскорбления.

Классик

Цитата: pkl от 12.07.2024 00:21:13
Цитата: Классик от 25.06.2024 17:09:13То есть крылья, колесные шасси и турбореактивные движки идут мертвым грузом при вертикальном старте?

Да.
ЦитироватьНе слишко ли дорогая цена для возврата?

1)..Я рассчитываю сэкономить на полях падения и пусковом комплексе у чёрта на куличках.
ЦитироватьА Вы в курсе, что именно так наивно и представляли первые космопланы в 1950х-1960х годах?
2)..Да. Собственно, я и предлагаю вернуться к тем идеям, только на современном технологическом уровне.
ЦитироватьИ что все эти концепции отвергли во время выбора схемы Спейс Шаттла?
Конечно.
ЦитироватьИ что значит "разгонный блок"?
Эвфемизм для 2й ступени?
Или эта дурында с крыльями должна лететь на орбиту и там запускать реальный РБ?

3).. Да, речь о маленькой второй ступени, которая вместе с полезной нагрузкой будет размещаться в отсеке полезной нагрузки первой. Где-нибудь около апогея траектории створка отсека открывается как на картинках в начале темы и связка ПН + РБ выбрасывается наружу.

1) Для этого остаточно дозвукового самолета.
2) И как этот ваш "современный уровень" позволит решить очевидные фундаментальные проблемы космопланов? Нагрев, чудовищные паразитные массы и тд.
3) Что значит "маленькой ступени"? И зачем так много литературщины?
    Просто напишите, приблизительно на какой скорости эта ваша "маленькая" должна отделяться.

Дем

Цитата: telekast от 11.07.2024 18:47:11А, для сравнения, не прикидывали, как для стали, толщину люминя для тех же условий? А то найденные мной в инете калькуляторы показывают такое, что об люминии лучше вообще забыть 
Так формула простая - (давление * диаметр)/((2 * предел текучести) + давление) = толщина.
Для алюминия предел текучести - 250-500 мПа, в зависимости от сплава
Давление на донышке - ускорение*массу/площадь донышка + наддув.
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

pkl


Цитата: Классик от 12.07.2024 05:27:381) Для этого остаточно дозвукового самолета.
В смысле? Вы хотите первую ступень подвесить к самолёту?


Цитировать2) И как этот ваш "современный уровень" позволит решить очевидные фундаментальные проблемы космопланов? Нагрев, чудовищные паразитные массы и тд.

Например, углепластиковое крыло должно быть легче алюминиевого.


Цитировать3) Что значит "маленькой ступени"? И зачем так много литературщины?
    Просто напишите, приблизительно на какой скорости эта ваша "маленькая" должна отделяться.
То и значит, что она будет небольшой. 5 - 6 км/с я думаю.
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

Кот Бегемот

Не шалю, никого не трогаю, починяю примус

telekast

Цитата: pkl от 13.07.2024 00:23:01Например, углепластиковое крыло должно быть легче алюминиевого.

Возьмём, к примеру, УРМ-1 от Ангары, сухая масса 10,48 т. https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D0%B3%D0%B0%D1%80%D0%B0_(%D1%81%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE_%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82-%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B9)
И созданную на его основе крылатую первую ступень "Байкал", сухая масса 17,8 т. https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%B9%D0%BA%D0%B0%D0%BB-%D0%90%D0%BD%D0%B3%D0%B0%D1%80%D0%B0
Рост массы конструкции в 1,7 раза. При том, что для "Байкала" указанны расчетные, макетные данные, которые с большой долей вероятности будут хуже на реально летающей ступени. Как раз рост массы конструкции где-то вдвое и будет по итогу. Плюс повышенное сопротивление на взлете. Во сколько дополнительных тонн топлива это выльется?
"Вызов" - это флаговтык!
Как тебе такое, "Джон Уик" ?! (с)
"Если крыло горит, значит оно ещё есть!"(с)SN29

Кот Бегемот

#79
Цитата: telekast от 13.07.2024 01:59:44И созданную на его основе крылатую первую ступень "Байкал", сухая масса 17,8 т.
Там ниже по вашей же ссылке есть табличка.Одноразовая ангара имеет грузоподъемность на НОО около 24т, с байкалом 18,4т.
Для сравнения фалькон в одноразовом варианте 22т в многоразовом 17.5т.Итого фалькон с возвращаемой ступенью выводит около 79% ПН от массы  одноразовой, с байкалом 76% ПН от массы однроразовой.Разница всего на 3 процента, зато ступень возвращается на космодром :) и никаких площадок в тайге и строительста дорог к ним.
ПМСМ крылатая ступень для наших условий выглядит предпочтительней то, что она дороже и сложнее при 50 полетах перестает играть значение к тому же экономится ресурс двигателя в 2 раза на этой ступени (отстутствие лэндинг берн) :)
Не шалю, никого не трогаю, починяю примус