Самая удачная ракета для освоения Луны

[Bell]

Зомби, то что вы предлагаете обычно называется Керосиновый Протон
Зверь не такой уж редки и вполне изученный. Те же 35-40 т на ЛЕО.

Ну дык ить то, что надо, ага? :wink:  :mrgreen:

Протон это Хруничев, а Хруничев это Ангара. Со всеми вытекающими
Кроме того, такой девайс был бы недостаточно универсальным и избыточным в современных условиях, разве что двухступенчатый?
Опять-таки НК-33 - невылетной...

[Дмитрий В.]

2 Зомби.
Зенит с УРМами в качестве боковух однозначно не проходит - я уже писал, что в данном случае топливо из ЦБ (время работы 135-140 сек примерно, а с учетом дросселирования - не более 150, навскидку) выработается быстрее чем из УРМ (время работы около 200 сек). То есть РН вырождается в уродливую одноступенчатую ракету. А при подборе оптимальных заправок получились те цифры которые я уже называл. так что при имеющихся/проектируемых однокамерных керосиновых ЖРД вариант такого апгрейда Зенита попросту непроходной.

Давайте разберемся неторопясь.
1. Чтобы Россия приняла такой носитель (при сегодняшней политике), нужо чтобы все производилось в Росии. Тоесть, надо производить ступень под РД-171 и она не обязана быть в точности как первая ступень Зенита!
2. Что Вы понимаете под "оптимальных заправок"? Запуск боковых УРМ-ов почти пустыми? А перекачывание топлива из боковушек в ЦБ нельзя сделать? Или (смотри т.1) сделать ЦБ побольше (насколько тяга позволяет)?

1.Конечно, об этом и пишу. Как "Зенит" не получается.
2. Заправки - оптимальные с точки зрения максимума ПН при заданных тяге ДУ и стартовой массе.

[hcube]

Водород более чем оправдан на верхней ступени. Так, замена МЕТАНОВОГО двигателя на водородный дает выигрыш в ПН примерно в 50%, при этом масса водородной ступени всего около 20% от массы РН. Но вот 'внизу' водород использовть не просто бессмыслено, но и ВРЕДНО. Во первых, растет аэродинамическое сопротивление из-за бОльших баков. Во-вторых, относительный вес бака получается выше. И наконец сам бак на единицу массы стоит дороже.

Так что по моему, А-100 - это есть самый оптимум. 4 или 2 боковушки на РД-170, ЦБ на РД-180 и третья ступень на одном РД-0120. Минимум двигателей, минимум водорода, максимум ПН ;-)

[Дмитрий В.]

Навеяно постами hcube в этом топике и Ворона в «Водородной Ангаре».

Как я уже не раз писал, категоричность крайне вредна как вообще, так и при выборе компонентов топлива для РН. Вопрос этот сложный и на практике решается с учетом многих факторов (наличие имеющихся или разрабатываемых ЖРД, транспортные ограничения, традиции фирмы-разработчика, экономика и т.д. и т.п.). Вначале выскажу свое ИМХО, а потом попробую проиллюстрировать его примерами. Да, сразу оговорюсь, все рассуждения относятся к 2-хступенчатым РН (почему – уже говорил в «Две ступени vs три ступени...»).
1.Для РН с ПН до 15-20 т на ЛЕО (ну, и плюс-минус, конечно) вполне можно обойтись без водорода (в маршевых ступенях, в РБ водород полезен не зависимо от компонентов, применяемых на маршевых ступенях). Хотя, во многих странах (США, Европа, Япония) водород применяют и на РН с меньшей грузоподъемностью. Из-за влияния масштабного фактора, как правило, на РН небольшой размерности трудно получить приличное массовое совершенство водородных ракетных блоков. Правда, и здесь не так все просто. Например, «Центавр» на Атласе-5 при заправке всего около 20 т имеет конструктивную характеристику более 10 единиц (что, объясняется в т.ч. и сравнительно небольшим вкладом в сухую массу массы ДУ – тяговооруженность маленькая).
2.Для РН с ПН более 20 т применение водорода куда целесообразнее. А вот как его применять – это уже большой вопрос. Если РН проектируется с нуля (в т.ч. заново проектируем ЖРД), то, пожалуй, я бы использовал на 1-й ступени керосин, а на второй – водород. А вот если у нас в распоряжении имеется уже готовый водородный ЖРД подходящей размерности, то можно рассмотреть и вариант полностью водородной ракеты.
Рассмотрим примеры. За основу возьмем мой гипотетический проект «Водородной Ангары».
Итак:
1)   «Водородная Ангара». Пакетная схема – 2 ББ с 2*11д122 на каждом, на ЦБ – 1*11д122. При Мст = 505т, на переходной орбите 0*185 км ПН = 32,5 т (номинальное расчетное значение), суммарная масса «конструкции» РН (включая массу ГО, остатки незабора, газы наддува и т.п.) 64,5 т. Рабочие запасы топлива (РЗТ) ББ около 128 т, ЦБ – около 152 т. Длина ББ с учетом носового конуса – около 40м, ЦБ вместе с переходным отсеком – около 42 м. Диаметр всех боков 4,1м. Диаметр переходника (выбран из условия существенной разгрузки ББ от внецентренного изгиба) и ГО – 6,2 м.
2)   2-хступенчатая полностью керосиновая РН с удельными параметрами ЖРД, соответствующими РД-170/171 и РД-180. При той же схеме и тяговооруженности 1-й ступени (1,56), что и у «ВА», с тем же соотношением тяг ЦБ и ББ и при той же ПН, Мст = 1083 т. Заправка (РЗТ) ББ – 305 т (почти как у блока А 11к25), ЦБ – 337т. При этом габариты РН почти в точности совпадают с «ВА»! Суммарная масса «конструкции» РН (включая массу ГО, остатки незабора, газы наддува и т.п.) равна примерно 104 т. Ну, а если на такой РН применить уже имеющиеся ЖРД (РД-170 на ББ и РД-180 на ЦБ), то при Мст = 1265 т, ПН составит более 36 т (при соответствующем увеличении габаритов и масс блоков).
3)   «Смешанный вариант». На ББ применяются ЖРД с параметрами ЖРД, соответствующими РД-170/171 и РД-180, а на ЦБ – с параметрами, как у 11д122. При прочих равных условиях, такая РН выведет на ту же орбиту ПН = 32,5 т при Мст = 624т и при массе конструкции около 64т. РЗТ блоков : ББ – по 170 т., а в ЦБ около 187 т.  При этом, на ББ очень хорошо «смотрятся» РД-180. А вот для ЦБ нужен водородный ЖРД с тягой в пустоте 250 тс. Если же на ЦБ применить 11д122, то при той же стартовой массе ПН составит 31,8 т (т.е. ПН уменьшится всего лишь на 2%, т.е. явно в пределах точности расчетов), но несколько перераспределятся РЗТ: в ББ по 183,5 т, а в ЦБ – около 161,5 т. Однако, если в первых 2-х вариантах все блоки выполнены в диаметре 4,1м, то в данном случае объем ББ сокращается почти в 2 раза, что при сохранении диаметра 4,1 м, приведет к уменьшению их длины и создаст определенные проблемы с компоновкой - необходимость размещения верхнего пояса силовой связи непосредственно на обечайке бака ЖВ. Что, вообще говоря, технически возможно, но не желательно. Альтернатива – перевод ББ на диаметр 2,9 м.
Для дальнейшего рассмотрения оставляем варианты 1 и 3. 2-й вариант – явный «аутсайдер». Учитывая, что «керосиновая» конструкция более дешева, 3-й вариант представляется предпочтительным (тем более, что его габариты меньше, а масса конструкции такая же, как у «ВА»). И если на предприятии уже есть оснастка под оба диаметра (2,9 и 4,1 м), то я, лично, предпочту именно 3-й вариант. Таким образом, видно, что обоснованный выбор типа компонента топлива не может быть сделан однозначно только на основе общих умозрительных рассуждений. Требуется тщательная проработка проекта, а с заявлениями типа «применение водорода на 1-й ступени категорически противопоказано» нужно быть поосторожнее.
С уважением, Дмитрий В.

[Bell]

Дмитрий, а сколько по-вашему выведет на ЛЕО чисто двухступенчатый Пятиатлас? Академический интерес замучал

[Зомби. Просто Зомби]

Зомби, то что вы предлагаете обычно называется Керосиновый Протон
Зверь не такой уж редки и вполне изученный. Те же 35-40 т на ЛЕО.

На форуме есть?

PS. Вообще, я так понимал, что "керосиновый Протон" - это 20 тонн на ЛЕО?

[Зомби. Просто Зомби]

Зомби, то что вы предлагаете обычно называется Керосиновый Протон
Зверь не такой уж редки и вполне изученный. Те же 35-40 т на ЛЕО.

Ну дык ить то, что надо, ага? :wink:  :mrgreen:

Протон это Хруничев, а Хруничев это Ангара. Со всеми вытекающими
Кроме того, такой девайс был бы недостаточно универсальным и избыточным в современных условиях, разве что двухступенчатый?
Опять-таки НК-33 - невылетной...

Хмы...
Дык:
1) Его и "надо" - вместо Ангары :mrgreen:
2) Чем же он не универсален и какая, сбссно, универсальность нужна?
Вполне можно манипулировать чилом боковых блоков и числом камер на ЦБ
3) Какой НК-33? :shock:

[Александр Ч.]

Зомби, то что вы предлагаете обычно называется Керосиновый Протон
Зверь не такой уж редки и вполне изученный. Те же 35-40 т на ЛЕО.

На форуме есть?

PS. Вообще, я так понимал, что "керосиновый Протон" - это 20 тонн на ЛЕО?

Он и гептиловый теже 20 тонн дает.

[Bell]

1) Его и "надо" - вместо Ангары :mrgreen:

Ну дык я на то и намекаю
Я так хочу на Луну, что готов загубить даже Ангару

2) Чем же он не универсален и какая, сбссно, универсальность нужна?
Вполне можно манипулировать чилом боковых блоков и числом камер на ЦБ

Не, реально можно "манипулировать" только водородом на 2 и 3 ступенях и числом ступеней. 1 ст. по конструкции аналогична исходной протоновской, так что что-либо выкидывать оттуда нельзя.
Получается довольно ограниченный типоряд от 25 до 45 т примерно.
Хотя вот 2х-ступенчатый керосиновый Протон неплохо смотрится вместо Ангары... :roll:

3) Какой НК-33? :shock:

Дык нету другого керосинового ЖРД на 150 т. А РД-191 как известно - химера и афера (с) Кроме того, он существенно тяжелее (раза в 3) и сложнее.

[Зомби. Просто Зомби]

Зомби, то что вы предлагаете обычно называется Керосиновый Протон
Зверь не такой уж редки и вполне изученный. Те же 35-40 т на ЛЕО.

На форуме есть?

PS. Вообще, я так понимал, что "керосиновый Протон" - это 20 тонн на ЛЕО?

Он и гептиловый теже 20 тонн дает.

Неэкологично-с... :roll:
 :mrgreen:  :mrgreen:  :mrgreen:

[Зомби. Просто Зомби]

1) Его и "надо" - вместо Ангары :mrgreen:

Ну дык я на то и намекаю
Я так хочу на Луну, что готов загубить даже Ангару

Ну дык и надо было не спорить со Старым, а... снабжать его соответствующим интрУментом (ну... динамитом, там :roll: ) ... в его тайных ночных вылазках в Плесецк... :roll:
 :mrgreen:  :mrgreen:  :mrgreen:

2) Чем же он не универсален и какая, сбссно, универсальность нужна?
Вполне можно манипулировать чилом боковых блоков и числом камер на ЦБ

Не, реально можно "манипулировать" только водородом на 2 и 3 ступенях и числом ступеней. 1 ст. по конструкции аналогична исходной протоновской, так что что-либо выкидывать оттуда нельзя.

Ну..... "аналогична" - не обязательно "тождественна"
Почему так уж сразу - и нельзя?
Ну, может, это будут где-то "разные ракеты", но и общего в них достаточно много, чтобы говорить о "ряде"
Или какие-то принципиальные технологические ограничения?

Получается довольно ограниченный типоряд от 25 до 45 т примерно.
Хотя вот 2х-ступенчатый керосиновый Протон неплохо смотрится вместо Ангары... :roll:

Тоже не так уж плохо, а?

3) Какой НК-33? :shock:

Дык нету другого керосинового ЖРД на 150 т. А РД-191 как известно - химера и афера (с) Кроме того, он существенно тяжелее (раза в 3) и сложнее.

Не, если его "достаточно" - то это только дополнительный "плюс"

[Зомби. Просто Зомби]

К тому же можно и движками манипулировать, ставить то НК-33, а то и РД-191... по потребности :roll:  :wink:  :mrgreen:

[Bell]

1) Его и "надо" - вместо Ангары :mrgreen:

Ну дык я на то и намекаю
Я так хочу на Луну, что готов загубить даже Ангару

Ну дык и надо было не спорить со Старым, а... снабжать его соответствующим интрУментом (ну... динамитом, там :roll: ) ... в его тайных ночных вылазках в Плесецк... :roll:
 :mrgreen:  :mrgreen:  :mrgreen:

Неее! Со Старым вопрос принципиальный!!!  :mrgreen:  :mrgreen:  :mrgreen:

[Дмитрий В.]

Дмитрий, а сколько по-вашему выведет на ЛЕО чисто двухступенчатый Пятиатлас? Академический интерес замучал

Нужны исходные данные. Уточняющие вопросы:
а)без Центавра?
б)Заправку ССВ сохраняем неизменной?
в)Двигатели на всех блоках РД-180?

С уважением, Дмитрий В.

[Bell]

Под Пятиатласом подразумевается пакет оптимальных УРМы на РД-180.

1) Центарв непричем. Если следовать вашим рекомендациям, то РН для низких орбит должна быть двухступенчатой. Так что только 5 одинаковых блоков. Для чистоты эксперимента

2) Заправка исходя тяговооруженности 1,4. Тяга на старте 1520 т, Мст 1090 т, ПН с обтекателем условно 30 т, совершенство УРМов 0,085. Тогда заправка получается 210 т.

3) Однозначно только РД-180.


Имхо, если пожертвовать тяговооруженностью на старте, то можно поставить небольшую, тонн на 30-35 3-ю ступень. Ну это уже выходит за пределы задачи.

[Дмитрий В.]

Под Пятиатласом подразумевается пакет оптимальных УРМы на РД-180.

1) Центарв непричем. Если следовать вашим рекомендациям, то РН для низких орбит должна быть двухступенчатой. Так что только 5 одинаковых блоков. Для чистоты эксперимента

2) Заправка исходя тяговооруженности 1,4. Тяга на старте 1520 т, Мст 1090 т, ПН с обтекателем условно 30 т, совершенство УРМов 0,085. Тогда заправка получается 210 т.

3) Однозначно только РД-180.


Имхо, если пожертвовать тяговооруженностью на старте, то можно поставить небольшую, тонн на 30-35 3-ю ступень. Ну это уже выходит за пределы задачи.

Я правильно понял, что со старта работают только 4 ББ?

[Дмитрий В.]

Если ступени работают последовтельно (сначала 4 ББ, а потом ЦБ), то при выведении с Канаверала на ЛЕО 185*185 км результаты следующие:
1)Мст = 1120т
2)Тяговооруженность 1-й ступени 1,4, 2-й ступени 1,6. На всех блоках утановлены РД-180 с тягой у Земли 392 тс и УИ=338с в пустоте.
3)РЗТ каждого из 5 блоков 195,65т.
4)ПН=37,6т. С учетом сброса ГО массой 6,5т на 160-190 с полета, ПН ориентировочно составит 36т.
При расчете накладывалось ограничение по равенству заправок ББ и ЦБ.

[hcube]

Я имел в виду вот что - использование водорода на первой ступени, особенно в пакетной схеме, при росте сложности и массы конструкции, а также повышении сложностей по заправке, при фиксированной массе РН практически не приводит к росту ПН. Вот на второй и особенно на третьей - да, несмотря на помянутый гемморой водород вполне оправдан. А на первой - смысла нет. Даже 'единое топливо' не оправдывает. Если хочется газовое криогенное топливо - уж лучше метан взять.

Хороший пример - это Дельта-4. Подвеска на нее по бокам трех Хруничевских УРМ IMHO уменьшит ПН от силы на 10-15 процентов, а заправка водородом упадет в 2.5 раза. Масса РН при это останется почти та же самая.

[Дмитрий В.]

Я имел в виду вот что - использование водорода на первой ступени, особенно в пакетной схеме, при росте сложности и массы конструкции, а также повышении сложностей по заправке, при фиксированной массе РН практически не приводит к росту ПН.

Как это, не приводит к росту ПН? Из приведенных мной расчетов, как раз и следует, что замена керосина на водород на 1-й ступени ведет, при одинаковой ПН, к уменьшению Мст примерно на 20%. Соответственно, при равной Мст, перевод 1-й ступени на водород дастприрост ПН не менее, чем на те же 20%!

[hcube]

Ага, ПН растет на 20%, а сухая масса на 40%, причем баки получаются высококриогенные. И еще топливо дорогое. Конечно, чистый выигрыш ;-).