Союз-5 (Иртыш) с РД- 191

[torazurey]

Коротко: для реального Союз‑5 рациональнее один РД‑171МВ, а переход на кластер 4×РД‑191 (включая 191М) даёт лишь проценты по ПН в рамках существующих ограничений профиля/СК, но требует дорогой переделки силового набора, обвязки и СК, при этом базовый РД‑191 без «М» добавляет ещё меньше энергетики, чем 191М, и экономически/организационно не окупает кластеризацию на данном носителе.wikipedia+2

 

Экономика: двигатели, ОКР и СК

• Стоимость двигателей: серийный РД‑191 при переносе производства в Пермь — целевой уровень порядка 200–240 млн руб. за штуку (оценка Протон‑ПМ/ТАСС и отраслевые публикации), то есть кластер 4× — ≈0.8–1.0 млрд руб. только на движители; РД‑191М ожидаемо дороже из‑за форсировки, тогда как единичная цена РД‑171МВ публично не раскрыта, но заявлен курс на удешевление относительно РД‑171 на 15–20% за счёт цифровизации и унификации.kommersant+3
• Стоимость старта: ориентир для Союз‑5 — ≈$60 млн за пуск (РИА), что задаёт экономическую рамку, в которой только разница по стоимости кластера движителей 4×РД‑191 может съедать заметную долю прайса без доказанного прироста ПН в существующем профиле.ria
• Байтерек (СК): модернизация под Союз‑5 оценивается порядка $245 млн по наземной инфраструктуре (в составе проекта около $1 млрд суммарных инвестиций по разным оценкам), и это под «один моноблок»; переход на кластер повлечёт переработку узлов удержания, водяного глушения/акустики, интерфейсов заправки/пневмо, УМБ‑пучков и ПО СК, что неизбежно добавит крупные CAPEX поверх согласованной сметы.tass+2
• Производственные и логистические CAPEX: перенос серийного цикла РД‑191 потребовал инвестиций порядка 13 млрд руб. для снижения цены и цикла, что косвенно иллюстрирует масштаб вложений в «простую» смену производственной архитектуры; аналогично, переход изделия Союз‑5 на кластер — это новая ОКР с квалификацией, статикой/динамикой и стендовой отработкой, и эти затраты не коррелируют напрямую с прибавкой ПН в процентах.tass+1

Что именно придётся переделывать (изделие и СК)

• Хвостовой отсек/силовой набор: вместо одной центральной рамы под РД‑171МВ потребуется thrust frame с четырьмя опорами, интегрированными в диаметр 4.1 м, с перерасчётом путей сил и местной жёсткости, что меняет «зенитовскую» архитектуру хвостового отсека, описанную для РД‑171, и нарушает заложенную компоновку Союз‑5 под существующую инфраструктуру.russ-kosmos.livejournal+2
• Магистрали/арматура: удвоение‑утроение числа напорных линий, пневмоклапанов, УМБ и контуров продувок/наддува вместо одной ТНА и общей пневмоавтоматики — против практики «один блок — четыре камеры» у 171‑го семейства, что тянет за собой трассировку и защиту.lpre+2
• Гидроприводы/ТВЦ и СУ: четыре независимых контура ТВЦ и их согласование в СУ вместо единого блока с четырьмя качающимися камерами; РКК «Энергия» подчёркивала, что каждое «вязание» ракеты к СК — это увязка пневмо‑, гидро‑ и электрочастей по месту и профилю, а кластер кратно повышает сложность такого «вязания».ria+1
• Акустика/водяной глушитель: рост суммарной тяги SL до 7.7–8.5 МН увеличивает акустическую нагрузку, что требует перерасчёта/усиления системы водяного глушения, теплозащиты и газоходов пламени, иначе резерв тяги уходит в раннее дросселирование.samspace+2
• Стартовая оснастка: механизмы удержания, массо‑габаритные допуски ТУА и кабельно‑заправочных ферм (КЗФ) проектировались под геометрию/центровку моноблока; переработка узлов — это уже не «минимальные изменения», на которые изначально ориентировался Союз‑5 для сопряжения с наследием «Зенита» и «Морского старта».wikipedia+1

RD‑191 без «М»: отдельный разбор

• Базовый РД‑191 даёт 196 тс SL против 217.4 тс у 191М, поэтому 4×РД‑191 — ≈7.69 МН SL и T/W≈1.50T, что ближе к 171МВ и уменьшает потенциальный выигрыш кластера в кинематике относительно 4×РД‑191М.wikipedia+1
• По Isp,s у 191 базового ≈311.5 с против ≈309 с у 171МВ — разница ~0.8%, то есть идеальный прирост Δv по вкладy первой ступени — считанные десятки м/с, что с учётом тех же интеграционных штрафов и дросселирования под СК почти наверняка не даст ощутимого прироста ПН на реальном профиле.wikipedia+1
• Экономика: 4×РД‑191 базовых при цене порядка 200–240 млн руб./двигатель дают 0.8–1.0 млрд руб. только по двигателям на пуск, тогда как моноблок 171МВ декларируется к удешевлению относительно 171, а вся миссия оценивается в ≈$60 млн на рынок, поэтому без сильного прироста ПН или смены ТТЗ кластер базовых 191 не имеет экономических шансов окупить CAPEX/ОКР и рост OPEX.iz+2

Программная и инфраструктурная реальность

• Союз‑5 создавался «подвязкой» к «Зениту»/Байтереку и «Морскому старту», где геометрия, ТУА и КЗФ допускают «минимальные изменения» именно под моноблок 171‑го семейства; кластер разрушает это ключевое преимущество по срокам/стоимости.wikipedia+1
• Сама по себе интеграция Союз‑5 и СК — проект с бюджетами порядка сотен миллионов долларов на наземку, и изменение силовой архитектуры влечёт пересогласование ТЭО/смет и сдвиг графиков, что уже противоречит декларируемым целям выхода в серию и целевой цене пуска.ria+2

Коротко: при нынешних предпосылках Союз‑5 надёжнее моноблок на РД‑171МВ, поскольку одна высоконапорная ТНА, питающая четыре камеры, уменьшает число независимых быстроходных агрегатов и интерфейсов на уровне изделия; кластер 4×РД‑191/191М повышает отказоустойчивость лишь при целевом вводе режимов engine‑out, но без них кратно увеличивает число потенциальных источников отказа и задач синхронизации.buran+2
Надёжность: архитектурные акценты

• РД‑171/171МВ имеет одну высоконапорную ТНА, приводимую двумя кислородо‑богатыми предкамерами, питающую четыре камеры сгорания; такая архитектура снижает количество ТНА и систем управления, убирая междвигательную синхронизацию внутри блока, при этом наделяет двигатель «квази‑кластером» из четырёх качающихся камер для управления вектором тяги.lpre+2
• Логика выбора многокамерного моноблока возникла как осознанное сокращение числа двигателей в пакете ради повышения надёжности, что прямо фиксировалось в материалах по «Энергии»/РД‑170 и сохранилось в линии РД‑171/171МВ; меньше «единиц отказа» на связку — меньше вероятностных путей до аварийной развилки на раннем участке.lpre+1

Цена одной ТНА

• Минус моноблока — выраженная single‑point‑of‑failure: отказ единственной ТНА гасит весь блок, тогда как отказ одной из четырёх камер чаще всего приводит к мгновенному остану двигателя по аварийной защите without recovery; смягчающим фактором служат зрелые системы мониторинга состояния и прогнозирования ресурса, отработанные для РД‑170/171 на сотнях огневых циклов.techinsider+1
• Плюс — отсутствие междвигательной фазы и распределения смесительных отношений между четырьмя независимыми ТНА в хвостовом отсеке, что упрощает динамику и контур управления (меньше рисков рассинхронизации тяг/частот и связанных форм колебаний) на раннем, наиболее чувствительном участке.lpre+1

Четыре ТНА в кластере

• У 4×РД‑191/191М каждый блок имеет собственную ТНА, арматуру и контур СУ; это умножает число быстроходных агрегатов и клапанов в системе и повышает вероятность единичного отказа на старте, но даёт теоретическую возможность engine‑out при достаточном T/WT/WT/W и соответствующим образом спроектированных алгоритмах/баллистике.wikipedia+1
• Практически режимы глубокого дросселирования и устойчивости тяг на РД‑191 требовали доводки (низкочастотные колебания в ранних этапах), после чего производитель заявил о обеспечении требований ТЗ; это говорит о зрелости линии, но также подчёркивает, что кластер добавляет задачи синхронизации четырёх независимых контуров в реальном полёте.habr+1

Сопоставление по миссионной готовности

• Если engine‑out не заложен в ТТЗ и верификацию носителя, то миссионная вероятность для кластера аппроксимируется как произведение надёжностей четырёх независимых двигателей, что при равной «единичной» надёжности уступает моноблоку с одной ТНА, опирающемуся на многолетнюю наработку по РД‑170/171; противоположный вывод возможен только при документированном и подтверждённом engine‑out с допустимым T/WT/WT/W и устойчивостью динамики.buran+2
• В контексте Союз‑5, проектировавшегося под моноблок РД‑171МВ, отсутствие публично заявленного engine‑out и необходимость синхронизации четырёх ТНА и их контуров делают кластер менее предпочтительным по операционной надёжности на ранних этапах программы; моноблок даёт более простой, проверенный путь к требуемой миссионной готовности.samspace+2

Итог по Союз‑5 и ремарка про «Енисей»

• Для Союз‑5 оптимален один РД‑171МВ: он закрывает требуемый T/WT/WT/W, имеет сопоставимый IspI_{sp}Isp, минимизирует интерфейсы/риски интеграции и укладывается в согласованные сметы по Байтереку, тогда как 4×РД‑191/191М дают проценты по ПН ценой новой ОКР, удорожания и сдвигов СК.wikipedia+2
• В ранней модульной логике «Енисея» боковые блоки тоже закладывались на базе Союз‑5 с РД‑171МВ ради унификации и минимизации новых интерфейсов, а перенос на 4×РД‑191 внутри блока переустраивает силовую/акустическую картину пакета без очевидного энергетического выигрыша в заданных ограничениях.wikipedia+2

• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%94-171%D0%9C%D0%92
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%B9%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BA_(%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81)
• https://www.samspace.ru/about/programs/69/12018/
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%94-191
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%94-170
• https://integral-russia.ru/2024/11/17/moshhnejshij-v-mire-raketnyj-dvigatel-rd-171mv-dlya-rakety-irtysh-sobran-na-npo-energomash/
• https://www.buran-energia.com/documentation/documentation-gubanov.php?file_doc_=t3p7
• https://en.wikipedia.org/wiki/Staged_combustion_cycle
• https://www.samspace.ru/products/launch_vehicles/rn_soyuz5/
• https://www.kommersant.ru/doc/4140490
• https://iz.ru/news/552221
• https://tass.ru/kosmos/7044378
• https://ria.ru/20181111/1532554595.html
• https://tass.ru/ekonomika/9836323
• https://vlast.kz/kz/novosti/22605-kazahstan-mozet-vlozit-245-mln-v-modernizaciu-obektov-na-bajkonure-dla-proekta-bajterek.html
• https://russ-kosmos.livejournal.com/4108.html
• http://www.lpre.de/energomash/RD-170/index.htm
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%80%D1%82%D1%8B%D1%88_(%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0-%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C)
• https://ria.ru/20170621/1496965472.html
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%BD%D0%B8%D1%81%D0%B5%D0%B9_(%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0-%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C)
• https://tass.ru/kosmos/5974537
• https://in.wiki/%D0%A0%D0%94-191
• https://xn--h1ajim.xn--p1ai/%D0%A0%D0%94-191
• https://tass.ru/kosmos/5291979
• https://vpk.name/library/f/rd-191.html
• https://vk.com/wall-30315369_459102?lang=en
• https://www.mn.ru/smart/v-rossii-ispytali-samyj-moshhnyj-raketnyj-dvigatel
• https://lenta.ru/articles/2018/07/09/energomash/
• https://naked-science.ru/article/sci/rossiya-postavila-v-ssha
• https://referencemodel.ru/content/raketnyy-dvigatel-rd-191-150
• https://bayterek.kz/news/tpost/3bget9tm51-stoimost-modernizatsii-baikonura-pod-rak
• https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=18671.540
• https://sdelanounas.ru/blogs/117010/
• https://space4kids.ru/181/
• https://habr.com/ru/articles/518908/
• https://meganorm.ru/Data2/1/4293784/4293784105.pdf
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%82-2_(%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0-%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C)
• https://epizodyspace.ru/bibl/vasilin/zenitnye/vasilin-zenitnye-2001.pdf
• https://orda.kz/kto-zajmjotsja-modernizaciej-startovogo-kompleksa-na-bajkonure/
• https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=12112.80
• https://iz.ru/news/556559
• https://vk.com/wall-30315369_463719?lang=en
• https://habr.com/ru/articles/371701/
• https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=8948.340
• https://ria.ru/20190208/1550601881.html
• https://zavtra.ru/blogs/saga_o_raketnih_dvigatelyah_(rd-171mv_uspeshnie_ispitaniya_fantomnie_boli_f-1_kto_hozyain_rd-180)
• https://www.rbc.ru/technology_and_media/19/06/2018/5b28abea9a79474a53f8da97
• https://rg.ru/2019/04/11/arbuzov-u-rossijskogo-raketnogo-dvigatelia-rd-171mv-net-konkurentov.html
• https://www.forbes.ru/tehnologii/354073-cherez-ternii-k-zvezdam-v-rossii-skoro-poyavitsya-chastnaya-kosmonavtika
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D1%80%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%80%D1%82

[torazurey]

пост выше это то, что нейросетка понаписала по теме

[AlexandrU]

...глушковский путь изначально губителен...

А например в Ursa Major так не считают.

[Искандер]

В чем проблема сделать единую первую ступень состоящую из первой ступени Союз-5 и УРМ Ангары-5 тупо сделав единую топливную систему? Ну, да - не любят ракетчики "перелив", но объединение топливных систем на уровне ХО - что может быть проще?

Угадай с трёх раз: почему никто нигде так не делает? Ну например почему Маск не сделал перелив на ХэвиФлаконе?  Потому что это просто и нет проблем,  или есть ещё какие резоны?

Чего мне гадать, если я не знаю и поэтому спрашиваю.
У Протона это не было проблемой, но там боковушки были много проще и центральный бак без двигателя в отличии от двукомпонентного УРМ... Но ни на столько же чтобы этот вариант не рассматривали.

[Старый]

Чего мне гадать, если я не знаю и поэтому спрашиваю.

Потому что для дешевизны должно быть как можно меньше деталей и они должны быть как можно проще и однообразнее. Примерно как у Флакона-9. 

[Искандер]

Такая система чудесный промежуточный вариант между С-5 и три-С-5 и полностью хоронит А-5, а с три-С-5 и А5В, как не нужную РН. Ну и диаметр 4.1м много удобней для ПН чем 2.9м.
"Скрипач не нужен"

С-5 хоронит А-5 и без всяких переливов.

Я как бы "за".
Не перелив, а объединенная топливная система почти на уровне сообщающихся сосудов в ХО.
С-5 до А-5 не дотягивает, до Протона тоже, а 3*С-5 двукратный перебор.
Для того чтобы она похоронила, семейство носителей на базе С-5 должно крыть типовую ПН А-5.

[vlad7308]

Да чего там. Союза-5 с РД-191 всё равно не будет.

к сожалению, да

К счастью.

Да в общем-то пофиг, на самом деле.
Просто нормальные люди не делают многокамерные двигатели.

[Искандер]

Чего мне гадать, если я не знаю и поэтому спрашиваю.

Потому что для дешевизны должно быть как можно меньше деталей и они должны быть как можно проще и однообразнее. Примерно как у Флакона-9.

УРМ - однообразны/серийны, первая ступень С-5 - однообразна/будет серийной. Изменения в трубопроводах в ХО, нескольких штуках клапанов для управления потоками горючего и окислителя, креплении УРМ к ступени С-5 и измененной системе управления. Как результат - такой мод С-5 рвёт А-5 как тузик грелку...
Володя, проще как у Флакона при существующих двигателях, это запихнуть 5-6 шт РД-191 на первую моно ступень диаметром ~5.5 метров. По стоимости это будет дороже - транспортный габарит, новая оснастка, разработка с нуля, большее в два раза количество двигателей.

[Старый]

УРМ - однообразны/серийны, первая ступень С-5 - однообразна/будет серийной.

Приходится держать в производстве два разных ракетных блока на двух разных заводах. Каждый из них в двух разных вариантах - с системой перелива и без системы перелива. Одни сплошные расходы причём совершенно бессмысленные. 
 Кстати, а почему ты не предлагаешь оборудовать системой перелива Ангару? Это сильно улучшило бы её характеристики. 

[Старый]

Просто нормальные люди не делают многокамерные двигатели.

Может они просто не умеют?  
Не известно что хуже - многокамерный двигатель или многодвигательная ДУ. 

[Старый]

Не перелив, а объединенная топливная система почти на уровне сообщающихся сосудов в ХО.

Так просто не получается. 
Но главный недостаток тут - необходимость сохранения производства УРМ. 

С-5 до А-5 не дотягивает, до Протона тоже, а 3*С-5 двукратный перебор.

Абсолютно ничего страшного. Дотягивать и не требуется. Нигде и никогда не происходит замены шила на мыло - на ракету такой же грузоподъёмности. Везде и всегда новая РН имеет ПН раза в полтора больше чем у той РН которую она заменяет. Надо просто понять что С-5 это замена С-2 а ТриС-5 это замена Протону. И всё встанет на свои места. Более того - избыточная грузоподъёмность может быть использована если потребуется создать многоразовый вариант. 

[Molodoy]

проще как у Флакона при существующих двигателях, это запихнуть 5-6 шт РД-191 на первую моно ступень диаметром ~5.5 метров. По стоимости это будет дороже - транспортный габарит, новая оснастка, разработка с нуля, большее в два раза количество двигателей.

Не проще два УРМа Ангары по бокам С-5 приспособить без перелива и прочих переделок? Тогда А5 будет не нужна, будет использоваться только А1 для военных 

[Старый]

Не проще два УРМа Ангары по бокам С-5 приспособить без перелива и прочих переделок?

Вообще невозможно. 

[Molodoy]

Не проще два УРМа Ангары по бокам С-5 приспособить без перелива и прочих переделок?

Вообще невозможно.

Почему?

[vlad7308]

Просто нормальные люди не делают многокамерные двигатели.

Может они просто не умеют?
Не известно что хуже - многокамерный двигатель или многодвигательная ДУ.

умеют
известно.

[sallem656]

Для С-5 унификация с Ангарой по двигателям и другим компонентам единственный путь выживания.
В противном случае с пару пусками в год все это будет генерить одни убытки

[Старый]

Для С-5 унификация с Ангарой по двигателям и другим компонентам единственный путь выживания.
В противном случае с пару пусками в год все это будет генерить одни убытки

В смысле для Ангары унификация с С-5 - единственный способ выживания? 
 Я не понял: если вся российская космонавтика будет переведена на С-5 то как получится два пуска в год? 

[simple]

С-5

не нужен, ангара навсегда

[Molodoy]

С-5

не нужен, ангара навсегда

Гибрид С-5 и Ангары выглядит сносно. Нужно немного напрячься и подумать как поставить С-5 на стол Ангары на Восточном, С-5 с 2мя урмами Ангары будет иметь грузоподъемность как у Ангары А5М(27т), 4 урма уже ~35т. Т.к. компоновка такая же как у А5, пристроить её к столу должно быть проще. С-5 с двумя урмами выйдет дешевле, чем А5. С одного стола можно будет запускать и А1 и С-5, С-5.3, С-5.5 и оставить ещё задел под ТриС-5.

[Старый]

С-5

не нужен, ангара навсегда

Надо говорить: "Мы обречены на Ангару"!