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

[Бродяга]

Кстати, у ЦБ Союза-ST массовое совершенство тоже выше, чем у ББ, ЕМНИП. Надо в мануале проверить.

Да, действительно выше.
 На старте выше.

[Дмитрий В.]

Найдите ракету-тандем, где вторая ступень имела бы более высокое массовое совершенство, чем первая.

Н-1.

Вы бы ещё Шаттл предложили.

Кстати, "прога" - не причем :wink:

Значения массы ступеней заданы вами произвольно?

Скажем так, я задал произвольно коэффициенты массового совершенства ДУ, ТО и прочих отсеков :wink:  Впрочем, если угодно, коэффициенты можно и поменять, чтобы, к примеру, привести показатели массового совершенства блоков к "привычным" Вам значениям  Однако,  как показывают расчеты, результаты сопоставления 2-х и 3-хступенчатых РН (при проектировании от нуля) практически не меняются.

[Дмитрий В.]

Кстати, у ЦБ Союза-ST массовое совершенство тоже выше, чем у ББ, ЕМНИП.

Так и есть - это обычная ситуация для пакетной схемы: из-за меньшего вклада массы ДУ в конечную массу блока.

[Бродяга]

Кстати, у ЦБ Союза-ST массовое совершенство тоже выше, чем у ББ, ЕМНИП.

Так и есть - это обычная ситуация для пакетной схемы: из-за меньшего вклада массы ДУ в конечную массу блока.

Ну не только.
 У  РН "Союз", как и у "Энергии" боковушки разгружают центр, являющийся второй ступенью, собственно говоря, они центр тянут.

 Однако, если посмотреть на конечное массовое совершенство — после сброса боковушек, оно будет хуже, чем у боковушек и вообще довольно скверным.

 Кстати, а сколько топлива остаётся в блоке Ц "Энергии" после отделения боковых моноблоков?

[Бродяга]

Скажем так, я задал произвольно коэффициенты массового совершенства ДУ, ТО и прочих отсеков :wink:  Впрочем, если угодно, коэффициенты можно и поменять, чтобы, к примеру, привести показатели массового совершенства блоков к "привычным" Вам значениям  Однако,  как показывают расчеты, результаты сопоставления 2-х и 3-хступенчатых РН (при проектировании от нуля) практически не меняются.

Замечательно.

 Можете взять для оценки коэффициенты массового совершенства ступеней как у "Протона" и как у "Зенита" и оценить разницу в ПН? Для бОльшей справедливости оценки можно умножить массовое совершенство ступеней "Протона" на разницу в тяговооруженности "Зенита" и "Протона", хотя это не совсем справедливо.

[Бродяга]

В качестве альтернативы и тому и другому предложу свою схему разделения ступеней - гибрид "пакета" и "тандема".

 И первая и вторая ступени представляют из себя пакет.
 При этом сперва вырабатываются боковушки, которые сбрасываются, затем вырабатывается центр — разница в расходе топлива достигается дросселированием или, что интереснее, перекачкой топлива.

 После отделения центра "первой ступени" запускается вторая, которая устроена точно так же и точно так же работает — сперва вырабатываются боковые модули ступени, затем они отделяются и выведение завершает центральный модуль второго пакета.

 Ракета получается ЧЕТЫРЁХСТУПЕНЧАТОЙ.
 Естественно, модули "первых ступеней" одинаковы и модули "вторых ступеней" тоже, что экономит средства на разработку.

 Дмитрий В. можете просчитать такую схему?

[Дмитрий В.]

Дмитрий В. можете просчитать такую схему?

К сожалению, нет.  Я не могу доработать спредшит под модель такой РН. Возможны какие-то упрощенные оценки, но они уже будут неинтересны.

[Дмитрий В.]

Можете взять для оценки коэффициенты массового совершенства ступеней как у "Протона" и как у "Зенита" и оценить разницу в ПН? Для бОльшей справедливости оценки можно умножить массовое совершенство ступеней "Протона" на разницу в тяговооруженности "Зенита" и "Протона", хотя это не совсем справедливо.

Хм, не совсем понял... Надо взять массовое совершенство для 3-хступ. РН, как у Протона, а для 2-хступ. РН, как у Зенита? А УИ ЖРД и тяговооруженности ступеней тоже соответственно? Если так, то и считать не надо! Достаточно сравнить массовую отдачу Протона и Зенита!

[Бродяга]

Хм, не совсем понял... Надо взять массовое совершенство для 3-хступ. РН, как у Протона, а для 2-хступ. РН, как у Зенита? А УИ ЖРД и тяговооруженности ступеней тоже соответственно? Если так, то и считать не надо! Достаточно сравнить массовую отдачу Протона и Зенита!

Нет, не совсем так.

 Только массу, УИ может быть другим, например, как у Зенита, мы же рассматриваем более современный вариант.

[Дмитрий В.]

Хм, не совсем понял... Надо взять массовое совершенство для 3-хступ. РН, как у Протона, а для 2-хступ. РН, как у Зенита? А УИ ЖРД и тяговооруженности ступеней тоже соответственно? Если так, то и считать не надо! Достаточно сравнить массовую отдачу Протона и Зенита!

Нет, не совсем так.

 Только массу, УИ может быть другим, например, как у Зенита, мы же рассматриваем более современный вариант.

Это некорректно поскольку величина УИ должна соответствовать одинаковому виду топлива и техническому уровню ЖРД. А значит, и массовое совершенство ДУ и топливных отсеков должно быть близким (или одинаковым). В противном случае, получится что-то вроде "лучше быть богатым и здоровым, чем бедным и больным"

[Бродяга]

Это некорректно поскольку величина УИ должна соответствовать одинаковому виду топлива и техническому уровню ЖРД. А значит, и массовое совершенство ДУ и топливных отсеков должно быть близким (или одинаковым). В противном случае, получится что-то вроде "лучше быть богатым и здоровым, чем бедным и больным"

Ну да, топливо у "Портона" несколько плотнее, зато "Зенит" сделан несколько позднее, на мой взгляд одно другого стоит.

 Собственно говоря и сравнивать-то по признаку "ступенчатости" больше нечего, кроме как "Зенит" и "Протон".

[Александр Ч.]

Гм... у Протона-К для первой ступени Мт/Мк 13,529
У Зенита - 9,977, а у Союз-ST, для всего пакета ББ+ЦБ - 11,563.
Если надо посчитать керосиновый Протон на РД-170, то такое на форуме уже было, ЕМНИП.

[Бродяга]

Гм... у Протона-К для первой ступени Мт/Мк 13,529
У Зенита - 9,977, а у Союз-ST, для всего пакета ББ+ЦБ - 11,563.
Если надо посчитать керосиновый Протон на РД-170, то такое на форуме уже было, ЕМНИП.

Вы не совсем правильно считаете, надо делить общую массу ступени на массу конструкции, получается Z, которое входит в формулу Циолковского.

 Относительно того, что уже было, охотно верю, меня интересует в сравнении с вариантом двухступенчатой ракеты той же массы.
 ИМХО Дмитрий В. в приведённой им сравнительной раскладке завысил массовое совершенство для второй ступени двухступенчатого варианта.

[Александр Ч.]

Гм... у Протона-К для первой ступени Мт/Мк 13,529
У Зенита - 9,977, а у Союз-ST, для всего пакета ББ+ЦБ - 11,563.
Если надо посчитать керосиновый Протон на РД-170, то такое на форуме уже было, ЕМНИП.

Вы не совсем правильно считаете, надо делить общую массу ступени на массу конструкции, получается Z, которое входит в формулу Циолковского.

У меня несколько другое число, "k", соответственно и формула выглядит несколько иначе Это не принципиально.
Для Z: 14,529 10,977 12,563

[Дмитрий В.]

Гм... у Протона-К для первой ступени Мт/Мк 13,529
У Зенита - 9,977, а у Союз-ST, для всего пакета ББ+ЦБ - 11,563.
Если надо посчитать керосиновый Протон на РД-170, то такое на форуме уже было, ЕМНИП.

Вы не совсем правильно считаете, надо делить общую массу ступени на массу конструкции, получается Z, которое входит в формулу Циолковского.

 Относительно того, что уже было, охотно верю, меня интересует в сравнении с вариантом двухступенчатой ракеты той же массы.
 ИМХО Дмитрий В. в приведённой им сравнительной раскладке завысил массовое совершенство для второй ступени двухступенчатого варианта.

Вообще-то, Z равно отношению начальной массы СТУПЕНИ (а не блока) к конечной массе ступени. К примеру, для 1-й ступени Число Циолковского равно отношению "стартовая масса РН / (стартовая масса РН - РЗТ 1-й ступени)" :wink:
Что касается "маленького/большого" массового совершенства 2-й ступени, то я уже писал, что изменение его ("синхронное" для 2 и 3-хступенчатых) РН не приводит к качественному изменению результатов. Кстати, для 3-хступенчатых РН массовое совершенство должно быть хуже, чем для 2-й ступени аналогичного по Мпг 2-хступенчатого носителя.

[Бродяга]

Вообще-то, Z равно отношению начальной массы СТУПЕНИ (а не блока) к конечной массе ступени. К примеру, для 1-й ступени Число Циолковского равно отношению "стартовая масса РН / (стартовая масса РН - РЗТ 1-й ступени)" :wink:

Это вы написали Z для всей ракеты при выработке топлива первой ступени, а не Z для отдельной ступени.

Что касается "маленького/большого" массового совершенства 2-й ступени, то я уже писал, что изменение его ("синхронное" для 2 и 3-хступенчатых) РН не приводит к качественному изменению результатов. Кстати, для 3-хступенчатых РН массовое совершенство должно быть хуже, чем для 2-й ступени аналогичного по Мпг 2-хступенчатого носителя.

Замечательно, вы просто взяли вторую ступень легче, чем у Зенита и так "показали" эффективность двухступенчатой схемы?

[Дмитрий В.]

Замечательно, вы просто взяли вторую ступень легче, чем у Зенита и так "показали" эффективность двухступенчатой схемы?

Расчет для 2-х и 3-хступенчатых схем велся при одинаковых показателях массового совершенства.

[Бродяга]

Замечательно, вы просто взяли вторую ступень легче, чем у Зенита и так "показали" эффективность двухступенчатой схемы?

Расчет для 2-х и 3-хступенчатых схем велся при одинаковых показателях массового совершенства.

Да, но это именно тот случай, когда не просто "количество переходит в качество", а даже более того — "количество и есть качество".

 Если, допустим, масса конструкции последней ступени 20% от общей массы ступени, то у двухступенчатой ракеты вроде "Зенита" почти вообще не останется ПН.

 А если масса конструкции каким-то образом равна НУЛЮ, то ВООБЩЕ БЕЗРАЗЛИЧНО КАКАЯ РАКЕТА — хоть в 20 ступеней.

[Дмитрий В.]

Замечательно, вы просто взяли вторую ступень легче, чем у Зенита и так "показали" эффективность двухступенчатой схемы?

Расчет для 2-х и 3-хступенчатых схем велся при одинаковых показателях массового совершенства.

Да, но это именно тот случай, когда не просто "количество переходит в качество", а даже более того — "количество и есть качество".

 Если, допустим, масса конструкции последней ступени 20% от общей массы ступени, то у двухступенчатой ракеты вроде "Зенита" почти вообще не останется ПН.

 А если масса конструкции каким-то образом равна НУЛЮ, то ВООБЩЕ БЕЗРАЗЛИЧНО КАКАЯ РАКЕТА — хоть в 20 ступеней.

Разумеется. При нулевой массе конструкции эффект ступенчатости тоже нулевой (кстати, это один из результатов той самой тенденции, о которой я говорил - с ростом массового совершенства конструкции оптимальное количество ступеней уменьшается).
Что касается моих оценок, то несложно заметить, что в них заложено допущение, идущее в "плюс" 3-хступенчатой схеме - массвое совершенство третьей ступени задается на уровне второй. Тогда как на практике, из-за масштабных факторов, конструктивное совершество верхних ступеней, как правило, падает. Кроме того, массовое совершенство конструкции блока второй ступени 3-хступенчатой РН должна быть несколько меньше, чем у блока 2-й ступени 2-хступенчатой РН при равной массе ПГ. Я же в расчетах принимаю массовое совершенство вторых ступеней одинаковым. Иными словами, на практике, выигрыш 3-хступенчатой схемы по стартовой массе должен быть еще меньше, чем по моим прикидкам.

[Дмитрий В.]

Это вы написали Z для всей ракеты при выработке топлива первой ступени, а не Z для отдельной ступени.

Отношение заправленной массы ракетного блока к его конечной массе называется "конструктивной характеристикой" и обычно обозначаетя буквой S.