Какой тип многоразового возврата 1й ступени лучше подходит для РФ в перспективе?

[torazurey]

Приветствую всех участников форума!

Многоразовость стала главным трендом современной космонавтики. SpaceX показал техническую возможность многократного использования ракетных ступеней, и теперь все ведущие космические державы работают над собственными проектами. Россия не исключение — у нас есть "Амур-СПГ", проект "Корона", наработки по "Байкалу".

Давайте порассуждаем: какой тип многоразового возврата первой ступени лучше подходит для российских реалий?
Оцениваются инженерные схемы многоразовости для первой ступени с прицелом на рост спроса и частоты запусков в России. Цель опроса — выбрать тип, который технологически реализуем и операционно воспроизводим в российских условиях, без привязки к текущей «выгодности» при сегодняшнем темпе пусков.

Крылатая ступень (посадка на ВПП): раскрываемые крылья/оперение, перелёт на ТРД и посадка на аэродром, что упрощает транспортировку и «смягчает» посадочные режимы. Минусы — масса крыла/шасси/ТРД и зависимость от аэродромной сети и погоды, что может ограничивать регулярность операций в отдельных регионах РФ.

Вертикальная посадка (реактивное торможение): возврат ступени на тяге с точной посадкой на площадку или платформу; практично для широкого диапазона классов при наличии дросселируемых двигателей, рулей и посадочных опор. Это снижает ПН из‑за резерва топлива, но даёт компактную зону посадки и хорошо стыкуется с наземной инфраструктурой РФ при её развитии.

Спасение двигательного модуля (парашют + мягкая):
После отработки двигательный блок отстыковывается от ступени и спускается на парашютах. Перед касанием земли включается система мягкого приземления - реактивные двигатели малой тяги/надувные амортизирующие подушки. Удобство эвакуации: поиск наземными службами, вывоз тяжелой техникой (двигательный блок компактнее и легче полной ступени).
Плюсы: спасается самая дорогая часть ракеты, двигатели остаются в рабочем состоянии, меньшая масса спасаемого объекта.
Минусы: сложная система отстыковки двигательного блока, дополнительные системы мягкой посадки, сложность поиска в труднодоступных районах.

SSTO/«Корона» (полностью многоразовая одноступенчатая): максимально «чистая» многоразовость с возвратом всего аппарата, но требует экстремального массового совершенства и удельной тяги, что делает путь высокорисковым для ближайшего горизонта. Практическая реализуемость сильно зависит от прорывов в материалах/двигателях, а не только от схемы эксплуатации.

Воздушный старт (самолёт‑носитель как «первая ступень»): многоразовость сосредоточена в самолёте‑носителе, а ракетный модуль выполняет роль «второй ступени» с запуском в воздухе. Метод по физике и авиационным ограничениям лучше масштабируется для сверхлёгкого/лёгкого класса, тогда как рост к среднему/тяжёлому классу упирается в грузоподъёмность, размеры и силовую схему самолёта‑носителя — это общемировое ограничение, которое в РФ дополняется ограничениями доступного парка и инфраструктуры.

Свой вариант: предложить схему и коротко аргументировать применимость к РФ (класс носителя, инфраструктура, климат, экономика)

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

[Андрюха]

С космодрома Восточный этот вариант невозможен - траектории идут над океаном

ограничен только двумя космодромами из трех.

Кто Вам такую чушь сказал? Не долетает блок первой ступени до океана!

В этих номерах есть статьи по ВКПС:
https://www.roscosmos.ru/29735/
https://www.roscosmos.ru/33954/

[Трилобит]

Мне кажется самолетная довольно перспективная тема, но не со складным крылом, а в виде катамарана.
Заодно и проблема логистики решается, своим ходом на турбореактивных двигателях можно летать с завода на космодром, с места посадки на завод для ТО, и т.д.
Я где-то в другой теме свой набросок выкладывал с катамараном из УРМов Ангары соединенных дельта-крылом и парой ПД-8.
Центральный блок в дальнейшем можно заменить на возвращаемый КК с несущим корпусом.

[Андрюха]

или плавучая платформа в океане

И тут не нужна!

[Raul]

Опрос интересный, но устаревший год тому назад. Не отражен современный тренд - возвращение на стартовую площадку для быстрого повторного использования (Rapid Reuse).

[Трилобит]

Но вообще спасение двигателей думаю в текущих реалиях более реализуемо, с парашютными системами опыта больше. (Жаль голосовалка только с одним вариантом, отдал уже голос за самолетную).

Пропульсивная посадка штука модная и на бумаге эффективная, но думаю если Амур до стадии прыгуна дойдет будет весело.

[Raul]

А ещё удивительно не увидеть вертолётную посадку. Почему такая избирательность в пользу самолетного варианта?

[Трилобит]

Не отражен современный тренд - возвращение на стартовую площадку для быстрого повторного использования (Rapid Reuse).

Так все варианты кроме спасения движков под это подходят при желании (хотя в принципе и тут можно, если сильно захотеть hot swap продумать).

[Raul]

Не отражен современный тренд - возвращение на стартовую площадку для быстрого повторного использования (Rapid Reuse).

Так все варианты кроме спасения движков под это подходят при желании (хотя в принципе и тут можно, если сильно захотеть hot swap продумать).

Возвращение на стартовую площадку делается без ног, поэтому ни один вариант не подходит.

[Трилобит]

Воздушный старт непонятно что тут делает правда. В чем тут многоразовость то? Самолет-носитель выполняет роль стартового стола.
В варианте с горизонтальным взлетом нужен суборбитальный космоплан в верхней точке запускающий одноразовую орбитальную ступень, типа того что немцы из Polaris Spaceplanes делают.

[Трилобит]

Не отражен современный тренд - возвращение на стартовую площадку для быстрого повторного использования (Rapid Reuse).

Так все варианты кроме спасения движков под это подходят при желании (хотя в принципе и тут можно, если сильно захотеть hot swap продумать).

Возвращение на стартовую площадку делается без ног, поэтому ни один вариант не подходит.

Не очень понял вашу мысль, вы имеете в виду что у SpaceX пепелац БЕЗНОГИМ? Ну так у Стоков и РокетЛаба с ногами rapid reuse планируется, с горизонтальной посадкой тоже ничто не мешает принципиально при подходящей конструкции сразу после посадки закатить обратно на стартовый стол.

[Raul]

Воздушный старт непонятно что тут делает правда. В чем тут многоразовость то? Самолет-носитель выполняет роль стартового стола.

Очевидно, имеется в виду многоразовость самолёта, как гиперзвуковой первой ступени (но это только для сверхлегкого класса).

[Андрюха]

Воздушный старт непонятно что тут делает правда

Я тоже не понял. Если имеется ввиду что то запускаемое с самолёта и крылатое, так это первый вариант.

[Андрюха]

Воздушный старт непонятно что тут делает правда. В чем тут многоразовость то? Самолет-носитель выполняет роль стартового стола.

Очевидно, имеется в виду многоразовость самолёта, как гиперзвуковой первой ступени (но это только для сверхлегкого класса).

Гиперзвуковой самолет- носитель?  

[Raul]

Не отражен современный тренд - возвращение на стартовую площадку для быстрого повторного использования (Rapid Reuse).

Так все варианты кроме спасения движков под это подходят при желании (хотя в принципе и тут можно, если сильно захотеть hot swap продумать).

Возвращение на стартовую площадку делается без ног, поэтому ни один вариант не подходит.

Не очень понял вашу мысль, вы имеете в виду что у SpaceX пепелац БЕЗНОГИМ? Ну так у Стоков и РокетЛаба с ногами rapid reuse планируется, с горизонтальной посадкой тоже ничто не мешает принципиально при подходящей конструкции сразу после посадки закатить обратно на стартовый стол.

Схема Суперхэви, повторный запуск через час после возвращения. Никаких закатываний обратно, только заправка.

[Raul]

Воздушный старт непонятно что тут делает правда. В чем тут многоразовость то? Самолет-носитель выполняет роль стартового стола.

Очевидно, имеется в виду многоразовость самолёта, как гиперзвуковой первой ступени (но это только для сверхлегкого класса).

Гиперзвуковой самолет- носитель?

Миг-41

[Трилобит]

Схема Старшипа, повторный запуск через час после возвращения. Никаких закатывания обратно, только заправка.

Ага, схему Фалкона с повторным запуском через 24 часа только с заправкой уже забыли. Хотелки это прекрасно, но не гарантия что этого результата достигнут. Да и применима эта схема только к танкерам по сути, даже Старлинкам не нужно каждый час летать.

Но с точки зрения ракетных запусков даже запуск спустя несколько часов это все равно rapid reuse. Да в принципе даже пару суток на данный момент будет неплохой результат.

[torazurey]

Возвращение на стартовую площадку делается без ног, поэтому ни один вариант не подходит.

это один из способов посадки дял второго пункта голосования - добавил его в описании к пункту.

[torazurey]

А ещё удивительно не увидеть вертолётную посадку. Почему такая избирательность в пользу самолетного варианта?

добавил этот вариант в голосовалку. Спасибо за подсказку!