Давайте совершенствовать технику.

[STEP]

Тут меня выгнали из Песочницы. Ну я решил взять свои игрушки и перейти в соседнюю.
Вопрос заключается в том, что у каждой имеющейся ракеты есть свои резервы и возможности усовершенствования, позволяющие изменить ее не только количественно, но и качественно.
В последнее время обсуждался вопрос об усовершенствовании Семерки. К сожалению автор темы разрешал проводить только те изменения, которые исходили от него лично. Здесь я предлагаю обсуждать любые усовершенствования, вне зависимости от того, есть ли потребность в такой ракете и каков будет ее экономический эффект. Хотя любые обоснования тоже приветствуются. В качестве затравки предлагаю обсудить идею применения в семерочном пакете цилиндрического ЦБ, заменив обратный конус на развитые кронштейны. Идея в том, что можно сохранить неприкосновенными боковые блоки, имея возможность в широком диапозоне менять размеры, соотношение и вид топлива, и тип двигателя ЦБ.
Предысторию вопроса я сейчас попытаюсь вытащить из другой темы.

[STEP]

К сожалению перетащить рисунок, на основе которого я предлагаю ракету мне не удалось. Всех желающих приглашаю посмотреть его у Технократа в теме по РН Клипер.
Произошло недоразумение. Я увидел на рисунке полностью цилиндрический ЦБ. Отклонеие носовых конусов от поверхности ЦБ компенсируется сильно развитыми кронштейнами. Идея мне понравилась тем, что появляется возможность большого маневра при проектировании ЦБ по размерам, виду ДУ и топливу. Свои расчеты нескольких вариантов я предложил (см. ниже)


STEP



Зарегистрирован: 05.09.2005
Сообщения: 174

 Добавлено: Вс Дек 25, 2005 04:30    Заголовок сообщения:    

--------------------------------------------------------------------------------
 
Тут я набросал небольшой прикидочный расчет.
Основа, центральный блок, имеющий цилиндрическую форму и двигатель НК-33. Диаметр блока 2,66м, длину принял как у блока А семерки. Масса топлива 128т, ступени - 9т.
Ускорителей 4, двигатели РД-107.

Сравнил четыре варианта третьих ступеней:
два на керосине:
Блок И - 25 т, Блок И2 - 38т
два на водороде:
Блок В1 - 25 т, Блок В2 - 38т

Результаты следующие:
1. Пакет+И: Мо-348т; Мпн-9т
2. Пакет+И2: Мо-364т; Мпн-12,5т
3. Пакет+В1: Мо-354т; Мпн-15т
4. Пакет+В2: Мо-370т; Мпн-18т

Все варианты не превышают 400т и проходят под стартовик и даже стандартный установщик.
Увеличение диаметра блока Ц до трех метров должно увеличить массу ПН, но потребует некоторых переделок конструкции стартовика и установщика, что значительно увеличит общую стоимость проекта.

Вот здесь я бы на месте Перминова почесал в репе  
_________________
Дурят нашего брата, дурят ...

К сожалению Технократ запретил мне обсуждение в его теме любых проектов, расходящихся с его генеральной линией. Поэтому я предлагаю продолжить обсуждение здесь.

Кроме того, прошу просветить меня по поводу рисунка. Он был подвешен без ссылки на автора. Непонятно, действительно ли там изображена цилиндрическая ступень, или мне так показалось и я додумал идею сам. Идея мне действительно импонирует и я не откажусь от доли авторства.

Предлагаю обсудить любые другие идеи, которые позволят усовершенствовать Семерку с минимальными изменениями производства и стартового оборудования.
Принимаются аналогичные идеи и для других РН.

[Андрей Суворов]

Здесь я предлагаю обсуждать любые усовершенствования, вне зависимости от того, есть ли потребность в такой ракете и каков будет ее экономический эффект. Хотя любые обоснования тоже приветствуются. В качестве затравки предлагаю обсудить идею применения в семерочном пакете цилиндрического ЦБ, заменив обратный конус на развитые кронштейны. Идея в том, что можно сохранить неприкосновенными боковые блоки, имея возможность в широком диапозоне менять размеры, соотношение и вид топлива, и тип двигателя ЦБ.

Семёрка - это то, что можно пускать со стартового комплекса семёрки. Их сейчас есть пять - три в Плесецке и два в Байконуре. Один в Плесецке уже переделан под Союз-2 и его системы.

Стартовый комплекс стоит намного дороже, чем ракета такого класса. Даже новый стартовый стол в Куру, без поворотного круга и части того, что необходимо для пилотируемых полётов (и с готовой кислородной инфраструктурой) стоит триста пятьдесят миллионов евро. При том, что разработка его обошлась в копейки.

Семёрочный стартовый стол ограничивает стартовую массу ракеты на уровне 400 тонн. Кроме того, он ограничивает диаметр "хвоста" центрального блока и диаметр (правда, не так жёстко) диаметр ЦБ в том месте, где силовой пояс, к которому боковушки крепятся.

Сделать новые боковушки, в принципе, можно, даже можно слегка увеличить в них запас топлива (как за счёт выкидывания баков перекиси и жидкого азота, так и за счёт перехода с прямого конуса на ломаный). Правда, всё это даст не так много, процентов 10, плюс ещё столько же можно выиграть на УИ.

Водородный ЦБ поэтому малореален, а вот водородная третья ступень - вполне. Поэтому, в качестве компромисса, предлагаю рассмотреть вариант со втыканием на центральный блок РД-0750.

[N2H4]

Водород на третий ступени это правильно. Почти двухкратный рост грузоподъемности того стоит.

А если менять вторую ступень, то тогда и ее на водород надо переводить. Все равно водородная инфраструктура для третьей ступени уже будет.

[avmich]

Водород имеет то свойство, что при равной массе ПН стартовая масса ракеты при его использовании меньше. Потому что УИ больше. Конечно, без учёта клинических случаев вроде нехватки тяги.

Отдать водородной ступени большую часть ХС можно, если выработать керосин на нижних ступенях быстрее - тогда водородную ступень можно сделать тяжелее. Чем большая часть водорода в ракете, тем выше ПН. Значит, при фиксированных баках и конструкционных ограничениях СК надо ставить керосиновые движки на первые ступени помощнее, а водорода на верхнюю ступень побольше (и движок на верхней ступени пропорционально мощнее). И так до предела возможностей СК.

Всё это чисто умозрительные измышления :) .

[X]

Уважаемый, неужели у вас собственное КБ появилось, или своя фирма есть? А я думал что часных фирм больше нет...
И кто вам будет делать ракету по вашему проекту?
Что касается водорода. то вряд ли съекономите с его помощью, скорее наоборот, и сложностей себе сделаете, Королев ведь не просто так от водорода отказался...

[Ворон]

Водород на третий ступени это правильно. Почти двухкратный рост грузоподъемности того стоит.

А если менять вторую ступень, то тогда и ее на водород надо переводить. Все равно водородная инфраструктура для третьей ступени уже будет.

 Из того, что можно сделать "ничего не меняя" - можно дросселировать ЦБ. Правда, возникнет вопрос о высоте разделения ступеней и скоростном напоре при разделении.

 По поводу третьей водородной ступени - а почему бы просто не закупить Centaur для использования на Союзе?

[STEP]

Уважаемый, неужели у вас собственное КБ появилось, или своя фирма есть? А я думал что часных фирм больше нет...
И кто вам будет делать ракету по вашему проекту?
Что касается водорода. то вряд ли съекономите с его помощью, скорее наоборот, и сложностей себе сделаете, Королев ведь не просто так от водорода отказался...

А кто сказал, что я собираюсь реализовывать эти идеи. Я предлагаю провести мозговой штурм и выдать результаты на гора.  Более чем уверен, что большинство вариантов, которые мы предложим, фирмами уже рассматривались. Только фирмы эти конечно перед нами в своих промежуточных проектах не отчитываются, не принято это. Но возможно, что некоторые идеи могут оказаться действительно свежими. В худшем случае мы проведем гимнастику ума, дабы мозги не ржавели, и с пользой для себя потратим время.

[STEP]

Что касается водорода. то вряд ли съекономите с его помощью, скорее наоборот, и сложностей себе сделаете, Королев ведь не просто так от водорода отказался...

Не надо оговаривать Королева. Против водорода был Глушко. Королев же всегда в уме держал водород. Сразу после первого этапа лунной программы предполагалось постепенно менять керосиновые ступени Н-1 на водородные. Еще Королевым были заказаны водородные двигатели Исаеву. К сожалению Королев не дожил до воплощения своих идей, иначе Союз давно бы летал на водороде.

Посмотрите мои выкладки. Даже без оптимизации, только по геометрической прикидке, Семерка становится ракетой класса Протон. Протон же должен начать таскать за 35 т.

[STEP]

Водород имеет то свойство, что при равной массе ПН стартовая масса ракеты при его использовании меньше. Потому что УИ больше. Конечно, без учёта клинических случаев вроде нехватки тяги.

Отдать водородной ступени большую часть ХС можно, если выработать керосин на нижних ступенях быстрее - тогда водородную ступень можно сделать тяжелее. Чем большая часть водорода в ракете, тем выше ПН. Значит, при фиксированных баках и конструкционных ограничениях СК надо ставить керосиновые движки на первые ступени помощнее, а водорода на верхнюю ступень побольше (и движок на верхней ступени пропорционально мощнее). И так до предела возможностей СК.

Всё это чисто умозрительные измышления .

Ну, по части умозрительных заключений, это не так сложно. Выдайте мне несколько вариантов ваших ракет и диапазон разброса характеристик, и я за вечер сделаю прикидочные расчеты. За великую точность не гарантирую, но сравнить варианты будет вполне возможно.
Просьба. Если предлагаете конкретные двигатели, то указывайте их тяги, импульсы (у меня не на все есть данные). Для пакета очень важны еще секундные расходы топлива, дабы знать, сколько его останется во второй ступени после сброса ускорителей.
За вечер я могу посчитать десяток вариантов.

[X]

...Отдать водородной ступени большую часть ХС можно, если выработать керосин на нижних ступенях быстрее - тогда водородную ступень можно сделать тяжелее. Чем большая часть водорода в ракете, тем выше ПН. Значит, при фиксированных баках и конструкционных ограничениях СК надо ставить керосиновые движки на первые ступени помощнее... .

Как посмотрят в этой песочнице если предложить первой ступени сделать одноразовые крылья, сбрасываемые по частям по мере разгона. Все равно решили выключать первую ступень раньше. Рост грузоподъемности может дойти до 10%.

[freinir]

Посмотрите мои выкладки. Даже без оптимизации, только по геометрической прикидке, Семерка становится ракетой класса Протон. Протон же должен начать таскать за 35 т.

Это вы имеете ввиду перевод всех ускорителей на водород?
интересно.....

[X]

Раз никто не против крыльев... крыло не должно иметь развитой автоматики - оно не предназначено для посадки. Внешняя более широкая для дозвукового набора высоты. Внутренняя - для жесткости на начатьном этапе и начинает работать как крыло на сверхзвуке после сброса внешнего широкого дозвукового. Затем и внутреннее сбрасывается. Крыло может нести пороховые ускорители для компенсации веса крыла на начальном этапе подъема, когда крыло не работает.

[Kirill2000]

К сожалению перетащить рисунок, на основе которого я предлагаю ракету мне не удалось..

Об этом рисунке говорите?

[STEP]

Да, об этом. Спасибо.
Очень прошу подробно рассказать все, что имеете по этому рисунку. Кто сделал, что изображено и какие предполагаются характеристики. Я мимо этого рисунка проскочил.

[hcube]

(копия из 'Клиппера')

По делу - надо сразу четко определить, чего именно мы добиваемся, и какие есть средства для достижения цели ;-).

Если, повторюсь, стоит задачи использовать Союзовский старт - то делать надо Онегу. Т.е. все тот же пакет Р-7, но с водородной третьей ступенью. Может, действительно, оптимизировать - т.е. поставить бОльшую водородную ступень на мЕньший блок Р-7, в частности - можно срезать семерку по уровню крепления боковушек, соответственно поменяв геометрию баков, а освободившийся вес - отдать под водородную ступень на 60+ тонн веса. Двигатель... ну, купить лицензию на J-2 или поставить РД-57М.

Если стоит задача использовать боковушки Союза, но нет ограничений на размер РН - то можно, например, использовать короткую ступень большого диаметра. Длиной с боковушки, и скажем диаметром в 4 метра в самой широкой части. Тогда у нас РН получается короткая, вся тяга с боковушек сразу идет на третью ступень, и вторую ступень тогда можно расчитывать на тягу только центрального двигателя, а третью - выбирать из 2-3 вариантов на подходящую прочность. Далее, на такую увеличенную в диаметре ступень можно повесить 6, или даже 8 боковушек, таким образом регулируя стартовую тягу под ПН. Проблема с навеской неполного числа боковушек может быть решена, например, установкой единого опорного кольца, с дополнительными кронштейнами точно по числу боковушек, устанавливаемых непосредственно перед сборкой РН. Ну, и наконец можно использовать на третьей ступени водород уже безо всякого зазрения совести, диаметр 4м это позволяет. И обтекатель ПН тоже будет не надкалиберным. Диаметр 4 м позволит установить любой подходящий двигатель, что РД-171, что РД-111, что 3 штуки НК-33, или скажем РД-180.

Правка : пока в душе сидел, возникла конкретная мысль по поводу крепления для ступеней. Делаем кольцо расчитаным на 4 боковушки. Их оно тянет безо всяких модификаций. Если надо больше - укрепляем кольцо хордовыми штангами. 6 штанг для 6 боковушек и 12 - для 8.

Далее - по ступеням. Первая - два РД-111. Это МОЕ ноу-хау. Один - с упрощенной ПГС, без УВТ. Второй - аналогично РД-120 на Зените - 'вразброс', с качанием каждой камеры в одной плоскости. ТАк мы убиваем сразу несколько зайцев :
- получаем дроселлирование на недроселлируемом двигателе - в нужный момент отключаем центральный РД-111 и летим на 'рулевом'.
- получаем УВТ на двигателе без УВТ. Причем один РД-111 с качанием камер на 45 градусов позволит отказаться от УВТ на ВСЕХ блоках первой ступени. Т.е. существенно удешевить РН.
- получаем нужную тягу ЦБ, позволяющий вешать на него большое количество боковушек.

По третьей ступени следующие соображения.

- для варианта с 0 и 2 блоками - блок И от Союза, нечего мудрить ;-)
- для варианта с 3, 4 и 5 блоками - наново разрабатываемая. Возможно, можно 'улучшить' блок И, перейдя на бак 4 м и поставив туда дополнительный двигатель на 20-30 тонн тяги по центру - по сути, 'удвоив' ее.
- для варианта с 6 и 8 блоками - ставим наверх ЕЩЕ ОДНУ ПЕРВУЮ СТУПЕНЬ. По тяге практически получается, может придется немного недозаправить. В этом случае основной РД-111 первой ступени вообще не выключается, и ступень расходует топливо почти сразу же после окончания работы боковушек. Потом переходит на половинную тягу - и полугорячее разделение - опять же МОЕ ноу-хау.

Вот такой проект, опять же ничуть не хуже Клипера. Выдуман чисто из головы за 10 минут ;-)

[STEP]

Раз никто не против крыльев... крыло не должно иметь развитой автоматики - оно не предназначено для посадки. Внешняя более широкая для дозвукового набора высоты. Внутренняя - для жесткости на начатьном этапе и начинает работать как крыло на сверхзвуке после сброса внешнего широкого дозвукового. Затем и внутреннее сбрасывается. Крыло может нести пороховые ускорители для компенсации веса крыла на начальном этапе подъема, когда крыло не работает.

Крылья..., ноги... Самое важное - хвост (с) Ящерица из мультфильма.

Конечно можно обсуждать.
Крылья на старте, это значит горизонтальный старт. Т.е. ВПП, катапульта, эстакада, или самолет. В любом случае это не имеет отношения к Семерке. Хотя я написал, что здесь место для любых проектов, но мы в этой теме обсуждаем усовершенствование существующих машин. К какой машине реально Вы можете предложить эту схему. Развейте идею поподробнее.

Вообще говоря, сделать одноразовые крылья, это уже интересно само по себе. Обычно с крыльями заморачиваются для достижения многоразовости всей системы, или наиболее важных ее частей.

Ваши крылья должны быть очень дешевыми, а с учетом того, что , как я понял, крылья для разных режимов находятся внутри друг друга, то они должны быть в виде почти неподкрепленных оболочек.

Первое: РН с такими крыльями, как мне кажется, будет легкого класса (между Пегас и Бурлак).
Второе: надо решить проблему надежного сброса крыльев.

Попробуйте более конкретно обосновать свой проект.

[Kirill2000]

Да, об этом. Спасибо.
Очень прошу подробно рассказать все, что имеете по этому рисунку. Кто сделал, что изображено и какие предполагаются характеристики. Я мимо этого рисунка проскочил.

Как найду откуда я эту картинку взял, сразу выложу. Пока только картинка  

[STEP]

hcube спасибо!

Я уже собирался писать Вам личное сообщение с приглашением, не хотел подвешивать его в теме, из которой меня изгнали. Ну, да хватит с этим.

Первое: очень много интересных предложений в одном флаконе. Глаза разбегаются. Если не лень, я попросил бы Вас конкретизировать все это в пару-тройку более-менее законченных проектов, которые можно будет сравнивать. Наиболее интересно, это не только выдвинуть проект, но и рассмотреть его на фоне других. Считайте, или дайте мне исходные данные, а я сделаю оптимизационный расчет.

Я тут делал уже несколько прикидок. Сравнивал схемы. Показывал пользу водорода. В своих расчетах я закладывался на три варианта керосиновых блоков и три водородных.
Обычный блок И, стартовая масса около 25т.
Блок И2 с совмещенными баками. При равных размерах его стартовая масса у меня получилась равной 38 т
Блок И3, с диаметром в 3м и стартовой массой в 50 т.
Кроме того я делал расчеты для водородных ступеней В1, В2 и В3 с аналогичными массами. Из этого расчета я сделал анализ различных вариантов для сравнения с Клипером (поищи в теме, там в двух местах есть).
Надеюсь получить аналогичные данные по твоим проектам.

И, хватит там выяснять отношения. Бери игрушки и переходи в нашу песочницу. У нас весело!

[STEP]

Да, об этом. Спасибо.
Очень прошу подробно рассказать все, что имеете по этому рисунку. Кто сделал, что изображено и какие предполагаются характеристики. Я мимо этого рисунка проскочил.

Как найду откуда я эту картинку взял, сразу выложу. Пока только картинка  

Ищи поскорее. Мне не терпится узнать, цилиндрический ли там ЦБ, или я это сам выдумал