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

[Бродяга]

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).

И где вы наблюдаете это рост?
 Я понимаю, если бы появились ракетные ступени с массой конструкции 3—6%, что возможно при современных конструкционных материалах, однако их нет.
 Новейшие ракеты точно такие же, как ракеты 60—80 годов 20-го века или даже ХУЖЕ.

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.

Да ерунда это в первом приближении. Главная прибавка массы получается по той причине, что третья ступень меньше и конструкция её меньше.
 Разбейте вторую ступень "Зенита" на две 60 и 30 тонн и ПН будет тонн 17—18 при всей неоптимальности.

[Бродяга]

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.

Верно, просто я для себя называл это "Z для отдельной ступени", неправильно, разумеется.

[Александр Ч.]

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.

Гм...

Код Выделить Развернуть

k
три ступени: 8,99 10,25 10,90
две ступени: 10,03 11,98
S ;) :
три ступени: 9,99 11,25 11,90
две ступени: 11,03 12,98
Z:
три ступени: 2,54 2,44 2,17
две ступени: 3,55 3,85

Я так полагаю, что Бродяга желает уведеть расчет в котором k или S одинаковы по ступеням. Вопрос: для второй ступени двуступа коэффициент второй ступени как у второй ступени триступа или третьей?

[Бродяга]

Я так полагаю, что Бродяга желает уведеть расчет в котором k или S одинаковы по ступеням. Вопрос: для второй ступени двуступа коэффициент второй ступени как у второй ступени триступа или третьей?

Проще — у "триступа" вторая и третья ступени как вторая у "двуступа" и при этом их массовое совершенство примерно как у второй ступени Зенита.
 Как я сказал выше, при рассмотрении данного вопроса важно абсолютное значение этого массового совершенства, а не только разница их между "двуступом" и "триступом".

[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.

Гм...

Код Выделить Развернуть

k
три ступени: 8,99 10,25 10,90
две ступени: 10,03 11,98
S ;) :
три ступени: 9,99 11,25 11,90
две ступени: 11,03 12,98
Z:
три ступени: 2,54 2,44 2,17
две ступени: 3,55 3,85


Вас что-то смущает? :wink:  Намекаю: обратите внимание на тяговооруженности ступеней (при этом удельные массы ДУ приняты одинаковыми, также как и относительные массы топливных и иных отсеков)

[Александр Ч.]

Вас что-то смущает? :wink:  Намекаю: обратите внимание на тяговооруженности ступеней (при этом удельные массы ДУ приняты одинаковыми, также как и относительные массы топливных и иных отсеков)

Нет  :wink: Меня интересовало, что хочет Бродяга.

[Дмитрий В.]

Вас что-то смущает? :wink:  Намекаю: обратите внимание на тяговооруженности ступеней (при этом удельные массы ДУ приняты одинаковыми, также как и относительные массы топливных и иных отсеков)

Нет  :wink: Меня интересовало, что хочет Бродяга.

Он "хочет поговорить об этом".

[Бродяга]

Вас что-то смущает? :wink:  Намекаю: обратите внимание на тяговооруженности ступеней (при этом удельные массы ДУ приняты одинаковыми, также как и относительные массы топливных и иных отсеков)

Нет  :wink: Меня интересовало, что хочет Бродяга.

Он "хочет поговорить об этом".

Я просто обращаю внимание на то, что сделав из зенитовских 10% массы конструкции второй ступени 7,7% для вашей гипотетической ракеты вы мило прибавили к ПН более чем 1,5 тонны.

[Дмитрий В.]

Я просто обращаю внимание на то, что сделав из зенитовских 10% массы конструкции второй ступени 7,7% для вашей гипотетической ракеты вы мило прибавили к ПН более чем 1,5 тонны.

Стоп-стоп-стоп! Причем здесь Зенит? В расчете участвовали вполне гипотетические РН, причем рассчитывались в РАВНЫХ условиях.
Что касается Зенита, то Вы прекрасно знаете, что многие решения по этой РН были продиктованы транспортными ограничениями, в результате чего, на 11К77 получилось неоптимальное (с точки зрения максимума мюПГ) распределение масс по ступеням, а на второй ступени применен относительно тяжелый торовый бак горючего (масса 1 кв.м. в 1,5 раза больше, чем у цилиндрического бака).

[Бродяга]

Я просто обращаю внимание на то, что сделав из зенитовских 10% массы конструкции второй ступени 7,7% для вашей гипотетической ракеты вы мило прибавили к ПН более чем 1,5 тонны.

Стоп-стоп-стоп! Причем здесь Зенит? В расчете участвовали вполне гипотетические РН, причем рассчитывались в РАВНЫХ условиях.

Да-да, а если бы вы взяли массовое совершенство ~2% то вообще разницы не было бы видно.

Что касается Зенита, то Вы прекрасно знаете, что многие решения по этой РН были продиктованы транспортными ограничениями, в результате чего, на 11К77 получилось неоптимальное (с точки зрения максимума мюПГ) распределение масс по ступеням, а на второй ступени применен относительно тяжелый торовый бак горючего (масса 1 кв.м. в 1,5 раза больше, чем у цилиндрического бака).

Пример РЕАЛЬНОЙ ракеты с массовым совершенством ПОСЛЕДНЕЙ ступени ~8% есть?

[Дмитрий В.]

Пример РЕАЛЬНОЙ ракеты с массовым совершенством ПОСЛЕДНЕЙ ступени ~8% есть?

Протон.

[Бродяга]

Пример РЕАЛЬНОЙ ракеты с массовым совершенством ПОСЛЕДНЕЙ ступени ~8% есть?

Протон.

На более плотном топливе с более простым двигателем?

[Дмитрий В.]

Пример РЕАЛЬНОЙ ракеты с массовым совершенством ПОСЛЕДНЕЙ ступени ~8% есть?

Протон.

На более плотном топливе с более простым двигателем?

И что? Могу пересчитать и с более низким массовым совершенством. Результат от этого сильно не изменится.

[Бродяга]

Пример РЕАЛЬНОЙ ракеты с массовым совершенством ПОСЛЕДНЕЙ ступени ~8% есть?

Протон.

На более плотном топливе с более простым двигателем?

И что? Могу пересчитать и с более низким массовым совершенством. Результат от этого сильно не изменится.

Что значит "сильно"?
 От третьей ступени мы имеем 15-25% прибавки ПН, по-моему этого достаточно, чтобы её ставить при реальных массовых показателях ракет, тем более, если рассматривать возможную многоразовость ракеты.

[Дмитрий В.]

От третьей ступени мы имеем 15-25% прибавки ПН, по-моему этого достаточно, чтобы её ставить при реальных массовых показателях ракет, тем более, если рассматривать возможную многоразовость ракеты.

Вы определдитесь, о какой ситуации идет речь: о проектировании от нуля (т.е. абсолютно новых ракет) или об апгрейде существующих РН?
В первом случае, при одинаковой массе ПГ, 3-хступенчатая будет иметь стартовую массу на 5-12% меньше, что не оправдывает применения 3-й ступени. Во втором случае, применение 3-й ступени может быть оправдано, особенно, если на РН наложены определенные ограничения. Например, возьмет тот же Зенит. Если считать неприемлемым применние другого вида топлива и сохранение требования эж/д-транспортировки, применение 3-й ступени - единственный способ обеспечить прирост массы ПГ Зенита (до примерно 18 т максимум). В то же время, использование 2-й водородной ступени могло бы повысить массу ПГ до 20 и более тонн (вплоть до 25 т при стартовой массе порядка 500 т).

[Бродяга]

От третьей ступени мы имеем 15-25% прибавки ПН, по-моему этого достаточно, чтобы её ставить при реальных массовых показателях ракет, тем более, если рассматривать возможную многоразовость ракеты.

Вы определдитесь, о какой ситуации идет речь: о проектировании от нуля (т.е. абсолютно новых ракет) или об апгрейде существующих РН?

Допустим, речь идёт о полностью многоразовой ракете с массовым совершенством ступеней 15-20%.

В первом случае, при одинаковой массе ПГ, 3-хступенчатая будет иметь стартовую массу на 5-12% меньше, что не оправдывает применения 3-й ступени.

При каких значениях массового совершенства ступеней?

Во втором случае, применение 3-й ступени может быть оправдано, особенно, если на РН наложены определенные ограничения. Например, возьмет тот же Зенит. Если считать неприемлемым применние другого вида топлива и сохранение требования эж/д-транспортировки, применение 3-й ступени - единственный способ обеспечить прирост массы ПГ Зенита (до примерно 18 т максимум). В то же время, использование 2-й водородной ступени могло бы повысить массу ПГ до 20 и более тонн (вплоть до 25 т при стартовой массе порядка 500 т).

Про второй случай и спорить нечего, никто не будет, по крайней мере в России, отрабатывать сейчас новый двигатель, за исключением РД-191 для Ангары.
 Да и ракету полностью новую никто не будет делать, если будет использован "Зенит" для запуска ПКК, то будет третья ступень.

 Водород в России тоже "химера", хотя я не люблю критиканства.

[Бродяга]

Кроме того, Дмитрий В. вы забыли о моём концепте.

 Первая ступень — три одинаковых моноблока, которые, для простоты, отделяются вместе и вторая тоже из трёх одинаковых моноблоков с системой перекачки топлива к двигателю центрального блока или просто с запуском его в конце работы боковых блоков "второй-третьей ступени".

 Два ОДИНАКАОВЫХ модуля, один для первой, другой для второй ступени. Экономические соображения таким образом полностью дезавуируются.

[Дмитрий В.]

Никто не будет заниматься 3-хступенчатыми полностью многоразовыми системами. Тем более в России (это еще менее вероятно, чем пришествие водорода) .

[Дмитрий В.]

При каких значениях массового совершенства ступеней?

При соответствующих достигнутым значениям современных одноразовых РН.

[Бродяга]

Никто не будет заниматься 3-хступенчатыми полностью многоразовыми системами. Тем более в России (это еще менее вероятно, чем пришествие водорода) .

Лет через 5—10 частники будут ими заниматься, может даже и в России.