Две ступени vs три ступени – «наш ответ» hcube .

[Александр Ч.]

А если учесть, что оптимизировать распределение скоростей по ступеням проще всего для 2-х ступеней

[Бродяга]

Тем не менее, керосиновый "Зенит-2" - двухступенчатый. :wink: Вообще же выбор между 2 или 3 ступенями - имеет временнОй характер: на ранних стадиях ракетостроения,когда УИ двигателей и массовое совершенство ракетных блоков было невысоким, выгоднее было применять три ступени. По мере улучшения этих показателей, выигрыш от применения 3 ступеней постепенно сходит на нет (или становится минимальным), логичным становится переход к двум ступеням. Таким образом, тенденция к уменьшению количества ступеней - свидетельство высокого технологического уровня, и наоборот.

Как было показано, в том числе и вами, Дмитрий В., для Зенита-2 применение третьей ступени даст  увеличение ПН с 13,74 (по Вейду) до 18 тонн.
 Это 31% увеличения массы ПН.

 Если просто увеличить ракету для такого прироста массы, то получится ракета в 600 тонн. По-вашему дешевле делать ракету в 600 тонн вместо 460 или сделать третью ступень?

 Относительно развития технологии.
 Что можно сделать с тем обстоятельством, что для двухступенчатой ракеты в конце участка работы второй ступени перегрузка будет составлять >5g, если не применяется дросселирование?
 Это обстоятельство заведомо портит массовое совершенство второй ступени.

 Если же применяется дросселирование, то "высокотехнологичный хороший ЖРД" превращается в "высокотехнологичный плохой ЖРД".

 Естественно, для водородников другая ситуация, там две ступени вполне могут быть, правда, прибавку массы ПН в 25-30% от применения третьей ступени это не отменяет.

[fagot]

Может оказаться, что для Зенита дешевле увеличить заправки этих самых двух ступеней.
В дросселировании нет ничего особо сложного, уже на РД-107/108 оно фактически было, хоть и ступенчатое, да и почти все двигатели выключаются через конечную ступень тяги. Хотя для Зенита и вообще тандемов проблема перегрузок в 5 g на 2-й ступени не стоит и без всякого дросселирования.
На водородниках прибавки в 30 % не будет.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

С Зенитом все не так просто. Тяжелое энергиевское детство привело к тому, что его пришлось по различным причинам сделать здорово неоптимальным. Одна из причин, это необходимость попадания ступеней в соответствующие зоны. Еще железнодорожный габарит, ну и там по мелочам. Теоретически третья ступень даст заявленый прирост, но налагаемые ограничения не позволят эксплуотировать такую ракету на Байконуре. Если же снять ограничения, к примеру путем переноса Зенита в другое место, то и две ступени потянут. Только вот ракета больно длинная получится.

[fagot]

Основная причина неоптимальности из-за желания перевозить первую ступень целиком и унификации с блоком А, районы падения можно было и поменять при необходимости.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Основная причина неоптимальности из-за желания перевозить первую ступень целиком и унификации с блоком А, районы падения можно было и поменять при необходимости.

Ага, отвоевать у китайцев кусочек территории  :shock:  :roll:
     

[Дмитрий В.]

Тем не менее, керосиновый "Зенит-2" - двухступенчатый. :wink: Вообще же выбор между 2 или 3 ступенями - имеет временнОй характер: на ранних стадиях ракетостроения,когда УИ двигателей и массовое совершенство ракетных блоков было невысоким, выгоднее было применять три ступени. По мере улучшения этих показателей, выигрыш от применения 3 ступеней постепенно сходит на нет (или становится минимальным), логичным становится переход к двум ступеням. Таким образом, тенденция к уменьшению количества ступеней - свидетельство высокого технологического уровня, и наоборот.

Как было показано, в том числе и вами, Дмитрий В., для Зенита-2 применение третьей ступени даст  увеличение ПН с 13,74 (по Вейду) до 18 тонн.
 Это 31% увеличения массы ПН.

 Если просто увеличить ракету для такого прироста массы, то получится ракета в 600 тонн. По-вашему дешевле делать ракету в 600 тонн вместо 460 или сделать третью ступень?

 Относительно развития технологии.
 Что можно сделать с тем обстоятельством, что для двухступенчатой ракеты в конце участка работы второй ступени перегрузка будет составлять >5g, если не применяется дросселирование?
 Это обстоятельство заведомо портит массовое совершенство второй ступени.

 Если же применяется дросселирование, то "высокотехнологичный хороший ЖРД" превращается в "высокотехнологичный плохой ЖРД".

 Естественно, для водородников другая ситуация, там две ступени вполне могут быть, правда, прибавку массы ПН в 25-30% от применения третьей ступени это не отменяет.

Ну, положим, что добавление 3-й ступени увеличивает стартовую массу Зенита до 492 т (в оптимальном варианте). Если бы Зенит проектировался заново под аналогичную ПН (т.е. массой около 18 т), но с сохранением исходной тяговооруженности и при оптимальном распределении масс по ступеням, то его стартовая масса составила бы 530-540 т. Т.е. фактически, Вы подтверждаете мой тезис о том, что добавление 3-й ступени - это способ увеличения ПГ в ситуации, когда другие методы не могут быть использованы.

[Бродяга]

Ну, положим, что добавление 3-й ступени увеличивает стартовую массу Зенита до 492 т (в оптимальном варианте). Если бы Зенит проектировался заново под аналогичную ПН (т.е. массой около 18 т), но с сохранением исходной тяговооруженности и при оптимальном распределении масс по ступеням, то его стартовая масса составила бы 530-540 т.

Что вы имеете в виду, у Зенита маленькая вторая ступень или она тяжеленная?

Т.е. фактически, Вы подтверждаете мой тезис о том, что добавление 3-й ступени - это способ увеличения ПГ в ситуации, когда другие методы не могут быть использованы.

А почему не использовать сразу все методы? Когда это понадобилось, на Зенит-2 прилепили третью ступень, причём совершенно не оптимальную.
 Вы считаете, что третья ступень дорогая? Ерунда это, она дорогая, потому что в ракетной технике всё дорогое, завинчивание каждого нового винта стоит кучу денег по той причине, что иначе предприятия-производители ракетной техники не выживут.

 А как вам идея пакетной второй ступени? Например, ступень со сбрасываемыми баками.

[Дмитрий В.]

Ну, положим, что добавление 3-й ступени увеличивает стартовую массу Зенита до 492 т (в оптимальном варианте). Если бы Зенит проектировался заново под аналогичную ПН (т.е. массой около 18 т), но с сохранением исходной тяговооруженности и при оптимальном распределении масс по ступеням, то его стартовая масса составила бы 530-540 т.

Что вы имеете в виду, у Зенита маленькая вторая ступень или она тяжеленная?

Т.е. фактически, Вы подтверждаете мой тезис о том, что добавление 3-й ступени - это способ увеличения ПГ в ситуации, когда другие методы не могут быть использованы.

А почему не использовать сразу все методы? Когда это понадобилось, на Зенит-2 прилепили третью ступень, причём совершенно не оптимальную.
 Вы считаете, что третья ступень дорогая? Ерунда это, она дорогая, потому что в ракетной технике всё дорогое, завинчивание каждого нового винта стоит кучу денег по той причине, что иначе предприятия-производители ракетной техники не выживут.

 А как вам идея пакетной второй ступени? Например, ступень со сбрасываемыми баками.

Вторая ступень Зенита переразмерена. Третья ступень при проектировании от "нуля" нафиг не нужна - увеличение стоимости разработки на треть, плюз производственные затраты. Не говоря уж о лишней зоне отчуждения. На Зенит третью ступень не лепили - на него установили КРБ (впрочем, пусть даже и 3 ступень - ведь Зенит-3SL выводит ПГ не на НОО, а на ГПО - не наш случай).

[Бродяга]

Может оказаться, что для Зенита дешевле увеличить заправки этих самых двух ступеней.

Каким образом? Ракету переделать?

В дросселировании нет ничего особо сложного, уже на РД-107/108 оно фактически было, хоть и ступенчатое, да и почти все двигатели выключаются через конечную ступень тяги.

Да, в дросселировании нет ничего сложного, только зачем оно вообще нужно? Мы же "попроще всё" хотим сделать?

Хотя для Зенита и вообще тандемов проблема перегрузок в 5 g на 2-й ступени не стоит и без всякого дросселирования.

Я имел в виду перегрузку, которой подвергается вторая ступень в конце работы первой, особенно в том плане, если на "этом" возить людей.

На водородниках прибавки в 30 % не будет.

Ну 15—20% будет, мало?

[Бродяга]

Вторая ступень Зенита переразмерена.

Насколько я помню, оптимальная конечная масса после работы первой ступени — 25%, у Зенита-2 — 29%, это и есть вся неоптимальность?

Третья ступень при проектировании от "нуля" нафиг не нужна - увеличение стоимости разработки на треть, плюз производственные затраты. Не говоря уж о лишней зоне отчуждения.

Сколько сейчас составляет стоимость третьей ступени "Союза" по отношению ко всей стоимости запуска?

На Зенит третью ступень не лепили - на него установили КРБ (впрочем, пусть даже и 3 ступень - ведь Зенит-3SL выводит ПГ не на НОО, а на ГПО - не наш случай).

Ага, и тот КРБ "добрая половина" оптимальной третьей ступени.

[Дмитрий В.]

Ага, и тот КРБ "добрая половина" оптимальной третьей ступени.

Оптимальной для чего? :shock:

[Бродяга]

Ага, и тот КРБ "добрая половина" оптимальной третьей ступени.

Оптимальной для чего? :shock:

Вашей оптимальной оценки возможной третьей ступени для Зенита-2.

[Дмитрий В.]

Ага, и тот КРБ "добрая половина" оптимальной третьей ступени.

Оптимальной для чего? :shock:

Вашей оптимальной оценки возможной третьей ступени для Зенита-2.

Однако! Оптимальная оценка мной проводилась для случая выведения на круговую НОО, тогда как блок ДМ-SL предназначен для выведения на ГПО. "Это две большие разницы"! :lol:

[Бродяга]

Вашей оптимальной оценки возможной третьей ступени для Зенита-2.

Однако! Оптимальная оценка мной проводилась для случая выведения на круговую НОО, тогда как блок ДМ-SL предназначен для выведения на ГПО. "Это две большие разницы"! :lol:

А какая идейная разница?

 Понадобилась третья ступень "для чего-то" её сделали, сделали, естественно, по возможности "из того, что было", потому как этот блок ДМ редкостное "G".

 То же самое было с "Союзом", третья ступень тут же появилась, как появилась задача под неё, причём никто не говорил, что "затраты ужасные".

[Дмитрий В.]

А какая идейная разница?

 Понадобилась третья ступень "для чего-то" её сделали, сделали, естественно, по возможности "из того, что было", потому как этот блок ДМ редкостное "G".

 То же самое было с "Союзом", третья ступень тут же появилась, как появилась задача под неё, причём никто не говорил, что "затраты ужасные".

Ну, так в том и дело, что оптимальное (по массе ПГ, к примеру) количество ступеней прямо пропорционально суммарной потребной ХС. Если для НОО достаточно 2-х ступеней, то для ГПО/ГСО (при старте из Байконура, Плесецка или Восточного) - три ступени (включая КРБ или "универсальную" третью ступень) - это необходимый минимум.

[Salo]

Годовой отчёт ОАО «НПО Энергомаш» за 2007 год

-по двигателю РД171М – проработка возможности форсирования двигателя по тяге на 5%;
-по двигателю РД120 - проработка возможности увеличения удельного импульса;

Внимание вопрос: а что даёт увеличение тяги на 5%?
Это прибавка почти в сорок тонн у Земли.
Тяговооружённость у Зенита и так неслабая.
Как её можно использовать?

Заменить ДМ-SLБ на ДМ-03 с заправкой увеличенной на 3,7 т (с 15 до 18,7 т)?

Увеличивать первую ступень при транспортировке её в сборе не позволяют ж/д габариты.

Можно конечно сделать разъём по межбаковому отсеку как на ЦБ Союза.
Но тогда нужно полностью перекомпоновать первую ступень.

Можно увеличить вторую ступень, т.е. перетяжелить её ещё больше.

Не окажется ли что добавить третью ступень проще всего?

[Бродяга]

Ну, так в том и дело, что оптимальное (по массе ПГ, к примеру) количество ступеней прямо пропорционально суммарной потребной ХС. Если для НОО достаточно 2-х ступеней, то для ГПО/ГСО (при старте из Байконура, Плесецка или Восточного) - три ступени (включая КРБ или "универсальную" третью ступень) - это необходимый минимум.

Кстати, Дмитрий В., вы все свои прикидки делаете для орбиты "0—200"?
 А вам не кажется, что в общем случае неудобно иметь блок довыведения?

[Бродяга]

Годовой отчёт ОАО «НПО Энергомаш» за 2007 год

-по двигателю РД171М – проработка возможности форсирования двигателя по тяге на 5%;
-по двигателю РД120 - проработка возможности увеличения удельного импульса;

Внимание вопрос: а что даёт увеличение тяги на 5%?
Это прибавка почти в сорок тонн у Земли.
Тяговооружённость у Зенита и так неслабая.
Как её можно использовать?

Можно просто увеличить ПН примерно на те же 5% или несколько меньше.
 Рост тяговооруженности уменьшает гравитационные потери первой ступени.

Не окажется ли что добавить третью ступень проще всего?

Это в любом случае надо делать, если использовать "Зенит" под новый ПКК.

[Александр Ч.]

А какая идейная разница?

 Понадобилась третья ступень "для чего-то" её сделали, сделали, естественно, по возможности "из того, что было", потому как этот блок ДМ редкостное "G".

 То же самое было с "Союзом", третья ступень тут же появилась, как появилась задача под неё, причём никто не говорил, что "затраты ужасные".

Ну, так в том и дело, что оптимальное (по массе ПГ, к примеру) количество ступеней прямо пропорционально суммарной потребной ХС. Если для НОО достаточно 2-х ступеней, то для ГПО/ГСО (при старте из Байконура, Плесецка или Восточного) - три ступени (включая КРБ или "универсальную" третью ступень) - это необходимый минимум.

Гм... берем формулу Циолковского...
Две ступени:


Три ступени:


Трехступенчатый ваниант почти в полтора раза легче.