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

[STEP]

Господа, любой конструктор авиационных или даже автомобильных двигателей поставил бы вас раком и заставил ....
 (Читать документы разные...)

 "Какой-то трубопровод" для вас проблема?

 Ну тогда возьмите наган и застрелитесь. - "Думаючи как такая сложная штука вышибает вам мОзги..."

 

Проблема не в том. Вес конструкции в авиации, а тем более у автомобиля, весч не критичная. Да и всегда остановиться в автосервисе можна, топерьча даже у нас в дикой Раше ...
В ракете вес, это наше все. Чем заморачиваться на перелив всякий, проще классически ступень на ступень поставить.
На переливе мы канчна один двигатель вроде отыгрываем, и зажигать все на Земле можна. Так это в 50-е годы аж прошлоВа веку сложность вызывало. Дыть ведь в 60-м пронблему ужо решили. А вот система переключения появляется. И висеть она должна в блоке, куда это топливо перекачивают. Акромя того, на этом блоке нельзя вакуумник хороший поставить, т.к. он работать в атмосфере не будет. Т.е. импульс теряем. Мона канечно раздвижное сопло забабахать, но опять же механизация весить будет.
В отщем, куды не кинь, мороки ого, а выгрыша - кот наплакал.
Не, я лучше зажгу хороший движок на второй ступенечке, с хааарошим импульсиком. Да есче топливце енергичное-водородное залью, для ехвекту. И конструкция мая вся, для той же ПН в пару раз легчее стане. А тута блох ловить предлагают за счет налогоплательщика ...

 STEP прошу прощения за резкость, но эта "ракетная традиция" любую "заклёпку" считать "космической" и "сложной" - весьма утомила.

 И можно без перелива - третья ступень работает от земли, но дросселируется до 30% тяги почти сразу после старта. Тяги остальных трёх двигателей уже хватает.
 Первые две ступени работают около 300 секунд, третья ещё 300 - в ней будет больше половины топлива при разделении.

 А "по УИ" - вас не устраивает РД-0120?

У двигателя работающего от Земли нельзя сделать на срезе меньше 1 атм. Это уже снижает УИ. Если этот двигатель еще и задросселировать, то на номинальном режиме вся энергия в потери на недорасширение пропадет. Т.ч. все ваши прибавки на перекачке съест.

[STEP]

В варианте с перекачкой у многоблочной ракеты, как говорят в Одессе, есть две большие разницы. В момент отделения блоков мы должны перекрыть одну магистраль, и открыть другую. При этом мы должны скомпенсировать разницу давлений в баках и учесть еще кучу других сопутствующих эффектов. Т.е. мороки  возникнет воз, а прибыли маленькая тележка. Тут вон без перекачек регулярно за бугор летают ... :?

Зачем так сложно? Качаем топливо в свой бак. Тут даже поток необязательно равный с расходным поддерживать, просто "где-то около".
И - тривиальный обратный клапан на магистрали. Кончилось давление снаружи (от насоса перекачки) - закрылся автоматом.
И даже полная герметичность необязательна. Если чуть-чуть подтекать будет - ну и фиг ты с ним, всё равно топливо из бака движок расходует с на порядки большей скоростью.

"Не надо делать сложным то, что проще простого" (с)

У как просто. Тока есть НО:
Система синхронной перекачки все равно понадобится, т.ч. куда ни лей, в бак сразу, или в трубопровод, обратным клапаном не перебьешься.

Нет ничего сложнее, чем то, что на первый взгляд прсто (с) закон Мерфи.

[avmich]

У двигателя работающего от Земли нельзя сделать на срезе меньше 1 атм. Это уже снижает УИ.

Не совсем. Обычно разработчики двигателей решают задачу максимизации интегрального УИ по траектории; с подъёмом от поверхности Земли становится всё выгоднее иметь меньшее давление на срезе. Так как плавно регулировать давление сложно, его фиксируют, но на уровне, меньшем, чем 1 атм - обычно примерно 0,7 атм для ЖРД первой ступени.

То есть, сделать на срезе меньше 1 атм - можно. В одном месте это УИ снизит, в другом - повысит; в целом часто оказывается выгодным.

[Ворон]

У двигателя работающего от Земли нельзя сделать на срезе меньше 1 атм. Это уже снижает УИ. Если этот двигатель еще и задросселировать, то на номинальном режиме вся энергия в потери на недорасширение пропадет. Т.ч. все ваши прибавки на перекачке съест.

 STEP это Водородник.

 Он дросселируется без уменьшения давления в КС - добавляется водорода, который значительно объёмнее окислителя. УИ растёт, но тяга падает.

[Ворон]

У как просто. Тока есть НО:
Система синхронной перекачки все равно понадобится, т.ч. куда ни лей, в бак сразу, или в трубопровод, обратным клапаном не перебьешься.

Нет ничего сложнее, чем то, что на первый взгляд прсто (с) закон Мерфи.

 Система синхронного расходования топлива есть на Союзе.
 Там 4 боковых двигателя и они работают каждый "как ему угодно". Если ими не управлять - может остаться слишком много топлива при разделении в одном из блоков.

 Союз - "офигенно сложная ракета"?

[avmich]

Союз, кстати, ракета довольно сложная. Посложнее Зенита была бы, если бы не автоматический старт Зенита.

Надо понимать, что Союз делался тогда, когда это был пик технологий. На пределе возможного тогда. А на пределе не думают о простоте, а думают о достижимости.

[Дмитрий В.]

Ну, да слава Богу, все технические проблемы с "семеркой" давно решены...

[Ворон]

Ну, да слава Богу, все технические проблемы с "семеркой" давно решены...

 Через 2000 успешных и неудачных запусков...  

[Дмитрий В.]

Ну, да слава Богу, все технические проблемы с "семеркой" давно решены...

 Через 2000 успешных и неудачных запусков...  

Да, нет. Гораздо раньше - примерно к началу пилотируемых полетов.

[Ворон]

Ну, да слава Богу, все технические проблемы с "семеркой" давно решены...

 Через 2000 успешных и неудачных запусков...  

Да, нет. Гораздо раньше - примерно к началу пилотируемых полетов.

 Ну, так вот недавно завалилась "Молния". Если это не "технические проблемы", то что же это такое?

 Вообще пример Союза-Р7 характерен по отношению к шаттлам. Ракета "сама по себе", КК "сам по себе".

[Дмитрий В.]

Ну, так вот недавно завалилась "Молния". Если это не "технические проблемы", то что же это такое?
 

Ну, хорошо - скажем так: не "технические проблемы", а "конструкторские проблемы", т.к. большинство нештатных ситуаций Р-7 в последние лет 20-30 связаны с производственными дефектами.

[mihalchuk]

Откуда могла взяться масса ПГ 126 т у Энергии? Тут есть ещё 2 фактора. 1) если погнаться за грузоподъёмностью и снять систему спасения с блоков А, то ещё 7 т ПГ; 2) летала экспериментальная Энергия, если снять лишнюю измерительную аппаратуру - датчики, усилители, кабельную сеть - ещё 4-8 т ПГ.

[Дмитрий В.]

Откуда могла взяться масса ПГ 126 т у Энергии? Тут есть ещё 2 фактора. 1) если погнаться за грузоподъёмностью и снять систему спасения с блоков А, то ещё 7 т ПГ; 2) летала экспериментальная Энергия, если снять лишнюю измерительную аппаратуру - датчики, усилители, кабельную сеть - ещё 4-8 т ПГ.

Откуда - я уже Ворону рассказывал. К сожалению, держал в руках тот проектный документ (где речь шла об "Энергии" с ПН=126т) только 1 раз. Тем не менее, проведенные мной оценки подтверждают возможность выведения модифицированной РН 11к25 ПН массой около 126 т.

[Ворон]

Дмитрий В. а не "по-барабану" 100 тонн или 126 - в конкретной ситуации?
 Будь у России ракета даже на 100 тонн - у нас не было бы конкурентов и "на Луну", американские планы "чисто теоретические пока".

[hcube]

Ворон, есть такая ракета - это ПятьЗенит. Он же - А-100. Наиболее сейчас реальный проект, с минимальными техническими рисками.

[Дмитрий В.]

Ворон, есть такая ракета - это ПятьЗенит. Он же - А-100. Наиболее сейчас реальный проект, с минимальными техническими рисками.

Ну, не реальнее, чем возрождение "Энергии", имхо.

[Дмитрий В.]

Дмитрий В. а не "по-барабану" 100 тонн или 126 - в конкретной ситуации?
 Будь у России ракета даже на 100 тонн - у нас не было бы конкурентов и "на Луну", американские планы "чисто теоретические пока".

В принципе, конечно, по барабану... В данном случае речь шла, напоминаю, о сравнении 2 и 3-хступенчатых РН.

[hcube]

В том и дело, что реальнее. Керосиновый УРМ на 4.1 метра сделать в разы проще, чем водородную ступень вдвое большего веса, на 5.6 метра (по моему ;-)). Нет проблем с транспортировкой. Водород в принципе можно вообще не использовать - сделать третью ступень на РД-191. Но даже если и использовать - то тащить ступень 4.1 метра на водороде проще, чем 5.6 в 4 раза большего веса.
И унификация - 1 и 2 ступени пакета будут очень и очень похожи. Чуть ли не одинаковые - отличаются только длиной. Причем бак можно унифицировать и с 3 ступенью (водородной) - обьем будет почти тот же - только соотношение обьемов изменится и теплоизоляция. Или надкалиберную сделать на 5м - в конечном итоге 15-20 тонн - это не 85, их можно и на 3М-Т притащить без проблем.
И система управления унифицирована с мЕньшей по размеру, но аналогичной по конструкции Ангарой А-5В.

[Дмитрий В.]

В том и дело, что реальнее. Керосиновый УРМ на 4.1 метра сделать в разы проще, чем водородную ступень вдвое большего веса, на 5.6 метра (по моему ;-)). Нет проблем с транспортировкой. Водород в принципе можно вообще не использовать - сделать третью ступень на РД-191. Но даже если и использовать - то тащить ступень 4.1 метра на водороде проще, чем 5.6 в 4 раза большего веса.
И унификация - 1 и 2 ступени пакета будут очень и очень похожи. Чуть ли не одинаковые - отличаются только длиной. Причем бак можно унифицировать и с 3 ступенью (водородной) - обьем будет почти тот же - только соотношение обьемов изменится и теплоизоляция. Или надкалиберную сделать на 5м - в конечном итоге 15-20 тонн - это не 85, их можно и на 3М-Т притащить без проблем.
И система управления унифицирована с мЕньшей по размеру, но аналогичной по конструкции Ангарой А-5В.

А Вы уверены, что чисто керосиновую РН с ПН = 110т (столько, ЕМНИП, у Ангары-100) можно выполнить в диаметре всех блоков 4,1м? И Вы уверены что эта 3-хступенчатая РН массой около 3000т будет дешевле, чем 2-хступенчатая со 2-й водородной ступенью и Мст = 2100т?

[Зомби. Просто Зомби]

Относительно последнего можно быть уверенным
Даже неспециалисту
Что НЕ будет :mrgreen: