Семейство «Союз» нового поколения: выбираем конфигурации от 7т до 135т на НОО

[torazurey]

Скоро начнутся лётные испытания «Союза-5» — двухступенчатой ракеты среднего класса с двигателями РД-171МВ и РД-0124МС, способной вывести на низкую орбиту порядка 17–18 тонн. Предлагаю обсудить, как на её основе выстроить новое семейство носителей «Союз»: от лёгких до сверхтяжёлых конфигураций. В основе обсуждения — реально существующие двигатели и проверенные компоновки. Поскольку на форуме часто обсуждают многоразовость, в голосование добавлены концепт-варианты: возврат 1-й ступени на рулевом ЖРД 100-тс, а также 2-я ступень B3 на его вакуумной версии с многоимпульсным профилем, и D4 - ОКР по обеим модификациям (sea-level/vacuum).

Прикидки грузоподъёмности вариантов, представленные ниже для выбора, выполнены на основе заявленной грузоподъёмности «Союза-5» и известных характеристик упомянутых в теме двигателей (РД-171МВ, РД-0124МС, РД-180, РД-0146Д, РД-0150).

Предлагаю обсудить, какие ступени и разгонные блоки целесообразно создавать, какие пакетные схемы оправданы, и какой стартовый стол нужен для запусков с Восточного (одиночный, трёхблочный или для сверхтяжёлых конфигураций). Просьба при голосовании хорошо подумать что, реально, на ваш взгляд, может «потянуть» РФ, и осмысленно формировать набор для вашего видения какой должна быть линейка ракет «Союз» нового поколения. Можете учитывать ожидаемый рост потребности в массовых запусках (пакетов спутников) и регулярности пусков для развертывания крупных группировок. Выбирайте сочетания которые по вашему мнению способные обеспечить темп и экономику серии.

Голосование нужно, чтобы определить приоритеты: какие ступени, разгонные блоки, пакетные схемы и стартовые комплексы сообщество считает наиболее нужными для реализации «в железе».

Краткая памятка: как голосовать осмысленно:
Коды и термины
  A — 1-я ступень; B — 2-я ступень; U — верхняя ступень.
  C — пакет (связка из нескольких A); R — возврат конфигурации без пакета (A1/A2/A3); RP — возврат пакетной конфигурации (C).
  S — стартовый стол; D — доп. опции (форс двигателей, LH2-наземка); L — посадочная инфраструктура.
  RTLS — посадка на космодром; «по трассе» — посадка на суше вне космодрома.
  B3 — 2-я ступень (концепт): вакуумный 100-тс ЖРД, многоимпульсный профиль.
  D4 — ОКР (концепт): 100-тс ЖРД (sea-level/vacuum).

Принцип выбора
  Конфигурация первой ступени: без пакета (A1/A2/A3) или пакет (C0/C1/C2/C2b/C3a/C3b).
  Вторая ступень: отметьте B1 «база» и/или B2 «эконом» как поддерживаемые направления развития 2-й ступени. При желании отметьте и B3 (концепт, вакуумный 100-тс ЖРД с многоимпульсным профилем). B3 выбирается так же, как B1/B2, и участвует во всех обязательных связках (с R — +L; с RP — +S+L; с U2/U3 — +D3).
  Верхняя ступень: при необходимости отметьте U (U0/U1/U2/U3).

Режим возврата:
  без пакета — отметьте соответствующий R (R1...R6) и L;
  с пакетом — отметьте соответствующий RP (RP0...RP7) и L.
  Примечание: RP заменяет C для того же пакета; C добавляйте только если хотите поддержать и одноразовую версию этой же связки.

Инфраструктура: для пакетов добавьте S; для U2/U3 добавьте D3; при форсировании — D1 и при необходимости D2.

Обязательные связки (чтобы выбор был рабочим)
  R → вместе с B (B1/B2/B3) и L.
  RP → вместе с B (B1/B2/B3), S и L.
  U2/U3 → вместе с D3.
  Любой C или RP → вместе с соответствующим S.

Самое важное про дубли
  Если выбрали R или RP, отдельно A или C не требуются; добавляйте A/C только тогда, когда вы специально хотите поддержать ещё и одноразовые версии той же базы.

Быстрая самопроверка
  Для каждого R есть B (в т. ч. B3) и L.
  Для каждого RP есть B (в т. ч. B3), S и L.
  Для U2/U3 добавлен D3.
  Для каждого C/RP выбран подходящий S.
  Нет лишних дублей A/C рядом с R/RP, если не поддерживаете однораз параллельно.

Примеры валидных наборов (не исчерпывающий список)
  A1 + B1 + U1 — одиночный вывод на ГПО (без водорода).
  C1 + B1 + S2 — трёхблочный НОО без возврата.
  RP2 + B1 + S2 + L2 — трёхблочный с возвратом боковых.
  R4 + B2 + L2 — одиночный многораз «по трассе» с эконом-второй.
  C3a + B1 + S3 — «Союз-4» с керосиновым верхом (ДМ-03) как временное решение до ввода LH2-наземки.
  A1 + B3 + U1 — одиночный с многоимпульсной 2-й ступенью (концепт).

Справочная «лесенка» полезной нагрузки:
Вывод на НОО с базовой второй ступенью B1 и без верхней ступени U
Одноразовые варианты:
  11–13 т: «Союз-6» (A3+B1)
  17–18 т: Базовый «Иртыш» (A1+B1)
  21–23 т: «Иртыш-удлинённый» (A2+B1)
  30–35 т: «Союз-3-Лайт» (C0)
  46–54 т: «Союз-3» (C1)
  55–60 т: «Союз-3+» (C2)
  58–64 т: «Союз-3-Max» (C2b, 3×A2)
  75–135 т: «Союз-4» (C3a/C3b/C3c — разные компоновки внутри диапазона; для C3b/C3c требуется усиленный стол)

Многоразовые:
  7–8 т: «Союз-6» многоразовый - посадка ступени A3 на космодром (R5)
  8–10 т: «Союз-6» многоразовый - посадка ступени A3 по трассе на суше (R6)
  10–12 т: Базовый «Иртыш» многоразовый - посадка ступени A1 на космодром (R1)
  12–14 т: Базовый «Иртыш» многоразовый - посадка ступени A1 по трассе на суше (R2)
  13–16 т: «Иртыш-удлинённый» многоразовый - посадка ступени A2 на космодром (R3)
  15–18 т: «Иртыш-удлинённый» многоразовый - посадка ступени A2 по трассе на суше (R4)
  18–24 т: C0, возврат всех 3 на космодром (RP1)
  25–30 т: C0, возврат 2 боковых по трассе (RP0)
  30–38 т: C1, возврат всех 3 на космодром (RP3)
  40–48 т: C1, возврат 2 боковых по трассе (RP2)
  49–56 т: C2, возврат 2 боковых по трассе (RP4)
  52–60 т: C2b, возврат 2 боковых по трассе (RP7)
  65–105 т: C3a, возврат 4 боковых по трассе (RP5)
  70–110 т: C3b, возврат 4 боковых по трассе (RP6)
 
Примечание:
ПН для многоразовых пакетов указаны для связок с базовой второй ступенью B1 (РД-0124МС). При использовании эконом-ступени B2 массы будут ниже.
Торможение и «посадочный» импульс обеспечивает рулевой ЖРД (концепт по публичным материалам). Основной двигатель ступени для посадки не используется. ПН - оценочные диапазоны (учтены запас топлива, масса опор и доп. необходимое оборудование на ступени для посадки).
Рулевой двигатель с многократным включением, общая тяга на номинале ~100 тс, две камеры по ~50 тс.
Предполагаемые характеристики:
- Дросселирование каждой камеры до 30–40% даёт «лесенку» 30–80 тс
- Можно выключить одну камеру для ещё более тонкой подстройки
Эконом-вторая ступень (B2, РД-0110/0110М) даёт дополнительное снижение ПН примерно на 0.5–1.5 т относительно соответствующего режима возврата (RTLS/посадка по трассе), в обмен на снижение стоимости узла; цифры — оценочные.
Для B3 оценки ПН не приводятся: они зависят от ТТХ нового ЖРД и выбранного профиля полёта (количество и длительность включений).

Примеры вывода на высокие орбиты (с верхней ступенью U)
  Вывод на ГПО/ГСО:
      A1+B1+U0: «Союз-5» + «Фрегат-СБ» для групповых выведений и многоимпульсных схем на низких/средних орбитах и «лёгкого» ГПО
      A1+B1+U1: Одиночный «Союз-5» + Блок ДМ-03
      A1+B1+U2: одиночный «Союз-5» + водородная ступень
      A2+B1+U2: «Союз-5» с удлинённой первой ступенью + водородная ступень
      C0+U2: средняя трёхблочная + водородный верх (редкий, но разумный частный случай)
      C1+U1: «Союз-3» + Блок ДМ-03 для тяжёлых ГПО без LH2
      C1+U2: «Союз-3» + водородная ступень
      C2+U1: тяжёлый класс + керосиновый верх для ГПО/ГСО (возможен как промежуточный шаг при отсутствии LH2-наземки)
  Выведение на траекторию полёта к Луне:
      C1+U2: «Союз-3» + водородная ступень
      C2+U2: «Союз-3+» + водородная ступень
      C3+U1: «Союз-4» + ДМ-03 как «мост» до готовности LH2-наземки
      C3+U3: «Союз-4» + тяжёлая водородная ступень

Карта соответствия по столам:
A1/A2/A3 → S1.
C0/C1/C2/C2b → S2.
C3 (5+) → S3.
Примечание: S4 - как универсальный для одиночного/трёхблочного/сверхтяжёлого (при наличии финансирования). S5 (поэтапно) покрывает S1→S2→S3 последовательно

Ориентиры НОО приведены для низких высот (~200–220 км) и наклонения ~51.6–51.8°; фактические ПН зависят от обтекателя и профиля выведения

Что дает форсирование +10% (при условии сертификации):
Оценка прибавки ПН (диапазоны, зависят от ограничений по нагрузкам, массы ступеней и профиля полёта)
Одиночные пуски:
A1+B1 (база ~17–18 т): +0.5...+0.8 т при +10% тяги РД-171МВ (если ограничения по Max-Q/акустике не ужесточены)
A2+B1 (удлинённая 1-я ступень ~21–23 т): +0.8...+1.2 т.
A3+B1 («Союз-6» ~11–13 т): +0.3...+0.6 т при +10% по РД-180.

Пакетные схемы (сильнее чувствительны к тяге на старте):
C0 (3×A3, ~30–35 т): +1.0...+1.8 т.
C1 (3×A1, ~46–54 т): +3...+4 т.
C2 (A2+2×A1, ~55–60 т): +3...+5 т.
C3 (5+×A1, ~75–135 т): +6...+10 т.

[torazurey]

Коллеги, если нашли неточность в данных или формулировках - дайте пожалуйста знать. Если не хватает нужной конфигурации или пункта голосования - предложите вариант. При наличии поддержки новые пункты будут добавлены.
Всем спасибо!

[wisefilinn]

Название "Союз" у РН означает только одно
- создатели пытаются впарить очередное вредительское гуано.
Но типа освященное "славной традицией".
Любой кого не возмущает намеренно хитрожопо злонамеренная путаница с "Союзами"  - убогий хомячок.

[wisefilinn]

Что за суповой набор?
Всё что нужно максимально недорогая и надежная РН на 9-10 тонн.
Быстро - 3 года максимум.

Это реально только при условии отказа от БХГшного(Ангара Иртыш) и перикисного(Р7) тупиков.

Реально - только одноразовый Союз-СПГ.
Без пафосных виляний с многоразовостью и семействами.
Обещать их хомячкам (в том числе ЛПРам), но не тратить на это ни копейки денег ни минуты времени.

Залетает правильный 10 тонник - всё остальное само собой сложится по рабочей траектории.

[Кот Бегемот]

Немного запутанная голосовалка.

[Ну-и-ну]

Да, непрост и извилист путь диванно-конструкторской мысли.

[Старый]

Нет варианта "вторая,ступень с рулевиком от первой ступени". 

[torazurey]

Немного запутанная голосовалка

Спасибо за сигнал - формулировки пунктов голосования переделаны: теперь короче, однотипно, без "воды". Ориентироваться сейчас должно быть проще. В шапке добавлен отдельный блок "Краткая памятка: как голосовать осмысленно"
Если всё же что-то останется неочевидно - напишите, добавлю ещё один‑два примера прямо под памяткой.

[wisefilinn]

новое семейство носителей «Союз»: от лёгких до сверхтяжёлых конфигураций.

Уберите "Союз" из названия проекта.
Это слово - маркер тупого жульничества, замаскированного под блевотный пафос "славных традиций".

[torazurey]

Нет варианта "вторая,ступень с рулевиком от первой ступени". 

вы имеете в виду использовать рулевой ЖРД (~100 тс) на второй ступени для многоимпульсных манёвров/работы как разгонника по аналогии с Falcon 9? Или для чего?

[wisefilinn]

Нет варианта "вторая,ступень с рулевиком от первой ступени".

вы имеете в виду использовать рулевой ЖРД (~100 тс) на второй ступени для многоимпульсных манёвров/работы как разгонника по аналогии с Falcon 9? Или для чего?

Скорее всего имеется ввиду "на второй ступени в качестве основного иметь движок родственный рулевику от первой ступени ".

[Старый]

Нет варианта "вторая,ступень с рулевиком от первой ступени".

вы имеете в виду использовать рулевой ЖРД (~100 тс) на второй ступени для многоимпульсных манёвров/работы как разгонника по аналогии с Falcon 9? Или для чего?

Да. В качестве основного маршевого ЖРД второй ступени с многоразовым включением. 

[Старый]

Скорее всего имеется ввиду "на второй ступени в качестве основного иметь движок родственный рулевику от первой ступени ".

Один и тот же двигатель различающийся только высотностью сопел. 

[torazurey]

Уберите "Союз" из названия проекта.
Это слово - маркер тупого жульничества, замаскированного под блевотный пафос "славных традиций".

"Союз" - рабочее имя линейки на базе "Союза‑5", чтобы сразу было понятно, о какой платформе и совместимости ступеней идёт речь. Сейчас опрос сфокусирован на конфигурациях A/B/U, пакетных/возвратных схемах C/RP и наземной инфраструктуре S/D/L. Если считаете, что название стоит сменить, предложите варианты и критерии (понятность, нейтральность, отсутствие путаницы, преемственность). Если предложение получит поддержку сообщества в комментариях/лайках, название будет заменено.

[Raul]

В меню нет пункта
Пакет C0a: 5×A3 «Союз-3-Лайт»
Дальше - РД-180 избыточен для ЦБ пакетов на A3 и не обеспечивает резервирование для ББ пакетов, сейчас в этом классе лайт актуален РД-191М. Он (РД-180) лучше подходит как замена РД-171МВ в пакетах на A1 и A2. Лучше было бы оговаривать не марку РД, а класс тяги ДУ блока (400+, 800+), приводя РД в качестве примера реализации.

[torazurey]

Да. В качестве основного маршевого ЖРД второй ступени с многоразовым включением. 

Добавил пункт:  2-я ступень B3: (концепт) вакуумный 100-тс ЖРД

[Старый]

Да. В качестве основного маршевого ЖРД второй ступени с многоразовым включением.

Добавил пункт:  2-я ступень B3: (концепт) вакуумный 100-тс ЖРД

Нет, не вакуумный а тот же самый рулевой ЖРД первой ступени с вакуумными соплями. 
 А в твоём варианте это какой-то другой ЖРД. 

[torazurey]

Нет, не вакуумный а тот же самый рулевой ЖРД первой ступени с вакуумными соплями.
 А в твоём варианте это какой-то другой ЖРД

Было сделано так:
В голосвалку добавил два пункта:
2-я ступень B3: (концепт) вакуумный 100-тс ЖРД
D4: ОКР (концепт): 100-тс ЖРД (sea-level/vacuum)

а в самом начале в шапке написал:
Поскольку на форуме часто обсуждают многоразовость, в голосование добавлены концепт-варианты: возврат 1-й ступени на рулевом ЖРД 100-тс, а также 2-я ступень B3 на его вакуумной версии с многоимпульсным профилем, и D4 - ОКР по обеим модификациям (sea-level/vacuum).

Что-то не так? Если да, что поменять?

[Старый]

Что-то не так? Если да, что поменять?

Концепт состоит не в тяге двигателя а в том что в качестве рулевого на перврй,ступени и основного на второй ступени применяется один и тот же двигатель. Ключевые слова "один и тот же". 

[Старый]

Формулировка: 
2-я ступень
В3. В качестве двигателя 100-тонный рулевой ЖРД от первой ступени с вакуумными соплами.