Перспективная ракетная система РФ: обсуждаем архитектурные пути,какой оптимален?

[torazurey]

Приветствую всех участников форума!

Мы часто спорим о двигателях, но любая ракетная программа — это в первую очередь выбор компромисса между мощностью, стоимостью, технологическим риском и, что самое главное в российских реалиях, — логистикой. Диаметр ступени определяет, можно ли ее целиком доставить на Восточный по железной дороге (габарит ~3,8 м) или придется строить уникальный самолет-транспортировщик, либо возводить производственные мощности прямо на космодроме.
Этот выбор определяет всё. Предлагаю рассмотреть четыре принципиально разных, но технически обоснованных архитектурных пути.

• Путь 1: Модульность и Ж/Д Габарит (Развитие системы «Ангара»)
  
  • Идеология: Ставка на унификацию и простую логистику. Основа системы — универсальные ракетные модули (УРМ) диаметром 2,9 м, которые без проблем перевозятся по ж/д.
  • Масштабирование:
    
    • «Ангара-А5М» (с двигателями РД-191М): ~27,5 т на НОО.
    • «Ангара-А5В» (с водородной ступенью): ~37,5 т на НОО.
    • Гипотетическая «Ангара-А7В»: ~50 т на НОО. Это предел для данной архитектуры.
  • Многоразовость: Прорабатывается концепция крылатого возвращаемого модуля «Крыло-СВ» или адаптация УРМ для вертикальной посадки.
  • Главный компромисс: Мы жертвуем возможностью создания настоящего сверхтяжа (100+ тонн) ради сохранения отлаженной и дешевой логистики.
• Путь 2: Пакетная система из «негабаритных» блоков (Система на базе «Союз-5»)
  
  • Идеология: Использование мощного и эффективного «Союза-5» (диаметр 4,1 м, двигатель РД-171МВ) как универсального «конструктора».
  • Масштабирование: Базовый «Союз-5» (17 т на НОО) -> связка из 3 блоков (~50 т) -> связка из 5-6 блоков (концепция сверхтяжа «Енисей», 85-100 т).
  • Многоразовость: Теоретически возможна для боковых блоков. Так как РД-171МВ не проектировался под глубокое дросселирование, решение проблемы возможно либо через его серьезную модернизацию, либо установкой дополнительных рулевых/посадочных двигателей малой тяги.
  • Главный компромисс: Мы получаем гибкую систему с выходом в сверхтяжелый класс, но жертвуем логистикой. Доставка 4-метровых блоков на Восточный потребует либо уникального самолета-транспортировщика, либо сложнейшей сборки из сегментов на космодроме (и это еще вопрос).
• Путь 3: Монолитная система с наследованием ступеней (Философия «Н-1»)
  
  • Идеология: Создание единого семейства ракет разной грузоподъемности, где верхние ступени тяжелых версий становятся нижними ступенями для легких. Это именно тот принцип, который закладывался в семейство ракет «Н».
  • Масштабирование (гипотетическое):
    
    • «Н-1 Next» (сверхтяж): 100-110 т на НОО. Пять ступеней (Блоки А, Б, В, Г, Д).
    • «Н-11 Next» (тяж): ~25 т на НОО. Состоит из блоков Б, В, Г ракеты Н-1.
    • «Н-111 Next» (средний): ~5 т на НОО. Состоит из блоков В, Г, Д ракеты Н-1.
  • Многоразовость: Возможна для нижних ступеней (Блок А, Блок Б) по схеме SpaceX.
  • Главный компромисс: Мы получаем максимально унифицированное семейство ракет, но требующее колоссальных первоначальных инвестиций в создание самой тяжелой версии и, что критично, — строительства полноценного производственного завода прямо на космодроме Восточный из-за негабаритных диаметров ступеней.
• Путь 4: Фокус на масштабируемом метановом носителе (Путь «Амур-СПГ»)
  
  • Идеология: Создание современного коммерческого носителя с нуля, с заложенным потенциалом для масштабирования в сверхтяжелый класс.
  • Масштабирование:
    
    • Базовый «Амур-СПГ»: ~10-12 т на НОО в одноразовом варианте.
    • Тяжелая версия: Прорабатывается? вариант с повышенной грузоподъемностью до 17 тонн, что сопоставимо с «Союзом-5» (больше двигателей по сравнению с базовой версией).
    • Сверхтяжелая версия: Существуют предложения по использованию метанового блока от «Амура» в качестве боковых ускорителей для сверхтяжелой ракеты.
  • Главный компромисс: Мы делаем ставку на самую перспективную технологию (метан), но начинаем проект с нуля, что несет в себе самые большие временные и технологические риски по сравнению с доработкой керосиновых систем.

[torazurey]

Коллеги, благодарю за участие!

Прошу всех, кто заметит в теме технические неточности, сообщить мне, и я оперативно внесу исправления, чтобы наша дискуссия была максимально грамотной. Отдельно обращаюсь к тем, кто глубоко разбирается в истории советской космонавтики: пожалуйста, проверьте корректность данных по проекту «Н-1» — если что-то не так, скажите, и я поправлю.

Если у вас есть идеи по добавлению нового, принципиально иного архитектурного пути, предлагайте в комментариях — если предложение будет поддержано другими участниками (отметят как понравившееся), я добавлю его в опрос.

[Трилобит]

"Здесь и сейчас" - Ангара. На перспективу нужно создание производства в непосредственной близости к космодрому, чтобы была возможность создания ракет с диаметрами 5+ метров.

[Андрюха]

Пять ступеней (Блоки А, Б, В, Г, Д).

Для понимания. Блоки Г и Д - это КГЧ (космическая головная часть), и их масса входит в массу ПН на НОО. Т.е. условные 100 тн ПН выводятся тремя нижними блоками.

[Андрюха]

Именно самих архитектурных концепций я тут вижу всего 2. Пункты 1, 2, 4 - пересекаются. Например, Амур тоже в диаметре 4.1 м, водородная ступень А-5В - тоже. Как возить то? Концепция свертяжа "Енисей" может быть перенесена и на 4-й пункт, только с другим топливом. Водородная ступень также может быть на любом из пунктов. 
А так написано красиво

[torazurey]

"Здесь и сейчас" - Ангара. На перспективу нужно создание производства в непосредственной близости к космодрому, чтобы была возможность создания ракет с диаметрами 5+ метров.

ну Ангара есть и вроде будет развиваться. В вашем случае тогда наверное можно проголосовать за Путь 3 там указано: " строительства полноценного производственного завода прямо на космодроме Восточный "
В отличии от пунктов 2 и 4 где блоки можно привезти на спец самолете (если будет принято решение его сделать)

[torazurey]

Например, Амур тоже в диаметре 4.1 м, водородная ступень А-5В - тоже. Как возить то?

на спец самолете (если будет принято решение его сделать)

[Prokrust]

Сделать увеличенную копию Фалкон. Самый простой вариант:
Моноблок с 8 движками НК-33.
Диаметр 6 метров.
Вытащит где-то до 20 тонн на НОО с возвратом на старт.
Можно сажать на баржу и возвращать по реке - тогда тонн 27 вытащит.
Ну а 3-блоком вытаскиваем все тяжелое, раза в 3 больше. С расходуемой 1-ступенью можно будет 3-блоком вытащить больше 100 тонн.
PS.
С 9 движками конечно.

[torazurey]

Моноблок с 8 движками НК-33.
Диаметр 6 метров.

Можно добавить такой пункт, надо подумать...
С одной стороны, из-за диаметра, превышающего железнодорожный габарит, она попадает под ограничения Пути 3 (Монолитный сверхтяж), который требует строительства производственных мощностей непосредственно на космодроме Восточный. Это делает ее реализацию очень капиталоемкой.

С другой стороны, по своей философии — создание семейства ракет разной грузоподъемности через связки и варьирование числа двигателей — она близка к Пути 2 (Пакетная система из «негабаритных» блоков).

Вобщем я предлагаю пока не добавлять новый пункт, а посмотреть, насколько эта идея найдет поддержку у других участников. Если ваше предложение отметят как понравившееся, и мы увидим, что эта концепция интересна многим, я вынесу ее в опрос как отдельный вариант например — «Путь 5: Негабаритный моноблок на перспективных двигателях». ну или предложите свой вариант.

[garg]

Можно рассмотреть 5 вариант - т.к. у нас с площадками в гребенях проблемы, а возврат к старту  по ракетному - большие потери, особенно с нашим совершенством блоков. То Рассмотреть вариант сразу делать крылатые ступени с возможностью самостоятельного перелета с завода изготовителя. Пусть даже за несколько приемов (дальности 800-1000 км хватит доскакать? - тот же запас что и на возврат к старту.).
На примере крылатого варианта МРКС-1 - блок на подобие челноков. С базовой ПН с запасом - 25-30 тонн с многоразовостью в зависимости от склонения.
Возможность развития - спаренный старт, с второй ступенью между 2-мя стартовыми. ПН - 50-60 тонн с многоразовостью. В крайних случаях - демонтаж крыльев, шасси, и атмосферного движка, а затем в расход. ПН - +40% - т.е. 70-85 тонн. Межпланетные - осваивать заправку/стыковку паравозиков.

[Molodoy]

Мне близок 2-ой и 3-й вариант, но не так как это было реализовано в Н-1, а скорее делать большие моноблоки на заводе около космодрома и потом возможно делать из них полиблочные РН. Чтобы иметь какую-то перспективу для развития нам нужно строить завод близ космодрома или вкладываться в средства доставки до космодрома, в огромные грузовые дирижабли, например. Или строить портовую инфраструктуру на реке Зея возле Восточного и приспосабливать русло реки для барж, которые будут доставлять негабаритные моноблоки, по рекам из Самары, потом через Севморпуть, потом по реке Амур и потом по Зее на космодром.

[Дмитрий В.]

Сделать увеличенную копию Фалкон. Самый простой вариант:
Моноблок с 8 движками НК-33.
Диаметр 6 метров.
Вытащит где-то до 20 тонн на НОО с возвратом на старт.
Можно сажать на баржу и возвращать по реке - тогда тонн 27 вытащит.
Ну а 3-блоком вытаскиваем все тяжелое, раза в 3 больше. С расходуемой 1-ступенью можно будет 3-блоком вытащить больше 100 тонн.

И какая там будет СУВТ? Особенно для "триблока"?

[blik]

обсуждаем архитектурные пути,какой оптимален?

оптимальность архитектуры в первую очередь зависит от задачи. Какую задачу решаем? На Луну самостоятельно не собираемся. Для сферы, например, супертяж нафиг не нужен. А для 10 полетов в год, вероятно, и Союза хватит.

[Prokrust]

Сделать увеличенную копию Фалкон. Самый простой вариант:
Моноблок с 9 движками НК-33.
Диаметр 6 метров.
Вытащит где-то до 20 тонн на НОО с возвратом на старт.
Можно сажать на баржу и возвращать по реке - тогда тонн 27 вытащит.
Ну а 3-блоком вытаскиваем все тяжелое, раза в 3 больше. С расходуемой 1-ступенью можно будет 3-блоком вытащить больше 100 тонн.

И какая там будет СУВТ? Особенно для "триблока"?

Как в Фалкон! Копируем прилежно!

[Дмитрий В.]

Сделать увеличенную копию Фалкон. Самый простой вариант:
Моноблок с 9 движками НК-33.
Диаметр 6 метров.
Вытащит где-то до 20 тонн на НОО с возвратом на старт.
Можно сажать на баржу и возвращать по реке - тогда тонн 27 вытащит.
Ну а 3-блоком вытаскиваем все тяжелое, раза в 3 больше. С расходуемой 1-ступенью можно будет 3-блоком вытащить больше 100 тонн.

И какая там будет СУВТ? Особенно для "триблока"?

Как в Фалкон! Копируем прилежно!

То есть кардан. И вся "уникальная" удельная масса НК-33 идёт лесом сравнивается с РД-191

[Alex-DX]

Сделать увеличенную копию Фалкон. Самый простой вариант:
Моноблок с 8 движками НК-33.
Диаметр 6 метров.
Вытащит где-то до 20 тонн на НОО с возвратом на старт.
Можно сажать на баржу и возвращать по реке - тогда тонн 27 вытащит.
Ну а 3-блоком вытаскиваем все тяжелое, раза в 3 больше. С расходуемой 1-ступенью можно будет 3-блоком вытащить больше 100 тонн.
PS.
С 9 движками конечно.

Восемь норм. Будет многоразовая H-II.
Управление с помощью разнотяга.

[Molodoy]

Будет многоразовая H-II.
Управление с помощью разнотяга.

Удачи совершить посадку без качающихся движков 

[Alex-DX]

Будет многоразовая H-II.
Управление с помощью разнотяга.

Удачи совершить посадку без качающихся движков 

Вы не в курсе что за океаном как раз такой проект делают. Именно на разнотяге.

[Molodoy]

Вы не в курсе что за океаном как раз такой проект делают. Именно на разнотяге.

Какой проект? Stoke Space Nova?

[ohjjj]

А если скрестить первый и второй вариант?? Ангара А5 уж летает нет смысла её резать. А5М скоро полетит.
Сделать А5В и на этом закончить ангару. А сверхтяж лепить из блоков Союз5.  На сайте РКК Энергия там как раз такая картина. В таком случае первая ступень союза превращается в УРМ для сверхтяжа. Есть путь дальнейшей модернизации (если сделать РД-175). Просто данный вариант самый логичный, потому что есть  союз. Не надо ничего разрабатывать. Конечно нужно сделать стартовый стол. придумать как собрать пакет и возить на восточный все это. Но если делать новую ракету на новых технологиях и тем более многораз на это лет 20 еще уйдет.


Кстати что такое А5В вообще? Вторая водородная ступень? или просто разгонныЙ блок водородный?
И как сейчас доставляют первую ступень союз 5 на байконур? Там тоже путь не близкий.