Самая удачная ракета для освоения Луны

[mihalchuk]

Дмитрий В.:

to mikhalchuk
По поводу перелива мы с Вами уже говорили по весне. Да, перелив дает некоторый выигрыш в ПГ, но незначительный. ИМХО, этот выигрыш не компенсирует усложнение конструкции и снижение надежности из-за ввода в конструкцию разъемных гидро-пневматических соединений. С уважением, Дмитрий В.

Да, был разговор, но каждый остался при своём ИМХО. Особенно по надёжности.
С уважением, Михальчук

[avmich]

Лучше всего один водородный РБ вместо 3-й ступени и блока ДМ сразу. Как Центавр. Тогда и по габариту влезет. Можно даже слегка надкалиберный.

У этой штуки слишком узкая ниша применения получится :( . Только что на Луну летать.

[avmich]

На чём базируется такая уверенность?

У меня приятель делал диплом по системам заправки. Ну и Криогенмаш для индусов ставил водородную технику. То, что при этом 12КРБ заправлялась с колёс - это интересно. Откуда это известно?

Для 12КРБ нужно всего 2 тонны водорода, не 7. Что касается насосов и т.п. - я об этом упоминал.

Если всё выглядит так просто, значит, мы ещё не добрались до истинных сложностей. Где-то они должны быть :) .

[hcube]

Вот интересно, а нельзя сразу заправленную водородом ступень вывозить? Встроить в нее некий холодильный контур... и им водород охлаждать прямо в самой ступени? Кислород (который основную часть веса составляет) уже потом заливать, на старте.

[Дмитрий В.]

Вот интересно, а нельзя сразу заправленную водородом ступень вывозить? Встроить в нее некий холодильный контур... и им водород охлаждать прямо в самой ступени? Кислород (который основную часть веса составляет) уже потом заливать, на старте.

Нет никаких непреодолимых препятствий для такого решения, имхо. Вопрос - "скока будет стоить"?!

[мар]

Водород слишком быстро испаряется, нет смысла его держать в ракете

[Fakir]

avmich

Старый писал(а):

Лучше всего один водородный РБ вместо 3-й ступени и блока ДМ сразу. Как Центавр. Тогда и по габариту влезет. Можно даже слегка надкалиберный.

У этой штуки слишком узкая ниша применения получится . Только что на Луну летать.

Ну так топик, если память мне не изменяет, как раз о ракете для полётов к Луне :wink:
И если такой вариант реален и дёшев - то вариант весьма неплохой.
Если уж более-менее всерьёз на Луну соберёмся - для такой ракеты дела хватит, несмотря на узость ниши.

[avmich]

Ок, давайте тогда вот с какой стороны подъедем.

Несколько лет назад в НК печатался, если не ошибаюсь, "Легендарный Союз". Упоминалось о планах дальнейшего, после ТМА, развития корабля, варианте ТМС, и отсутствии денег на это.

Сейчас, после тендера, похоже, что находят деньги на заметную модернизацию Союза - как я понимаю, более глубокую, чем ТМС. Более того, Севастьянов заявлял, что Клипер всего лишь откладывается на следующий этап.

В связи с этом возникает редкая возможность разрабатывать технику не только с учётом задач ближайшего этапа - как он там, ТМА-Ц или ППКК? - но и с прицелом на задачи возможно следующего этапа.

А это позволяет закладывать в модернизацию интересные варианты, которые понадобятся не сразу. Например :) :

[avmich]

Аполлон летал на Луну в связке с ЛМ. Фактически, корабль с двумя отсеками, командный модуль имел объём около 6 м3, лунный - ещё примерно 6,5 м3.

Зонд летал без бытового отсека (БО), который имел бы объём примерно 5 м3 - а спускаемый аппарат (СА) Союза или Зонда имеет объём примерно 4 м3. С другой стороны, на Н-1 предполагалось летать на полном Союзе - с СА и БО - и ещё и лунном корабле, в который, правда, переход был бы перед высадкой на Луну.

Если бы лунный корабль был пристыкован к Союзу на манер лунного модуля Аполлона, то внутренний объём ещё бы вырос. В связи с этим возникает соблазн так и сделать - отказаться от БО как такового, а в качестве его использовать лунный корабль. Пусть на Луну летит всего двое, тогда можно добиться такого же объёма на каждого члена экипажа, как в Аполлоне. Пусть оба высаживаются на Луне, а корабль на окололунной орбите остаётся беспилотным - автоматика сейчас получше. Что мы тогда выигрываем?

Лунный модуль - его взлётная ступень - весил, согласно Вейду, 2189 кг сухой, и нёс 2358 кг долгохранимого топлива (полная масса 4547 кг). Если бы такой аппарат "пристыковать" к Зонду, то получился бы корабль, способный как летать на Луну и обратно (по доступному объёму), так и садиться на Луну. Пусть взлётная ступень прилуняется по "советской" схеме - с помощью блока Д, который отбрасывается перед прилунением (а перед этим используется для торможения связки и выхода на окололунную орбиту). Тогда получается, что мы собрали "плюсы" двух схем, и сэкономили на общей массе корабля.

Таким образом, можно было бы предложить вариант модернизации Союза с тем, чтобы его БО мог быть при небольших изменениях использован в качестве лунного модуля - на следующем этапе. Можно было бы - потому что хорошо бы посмотреть варианты, получится ли всё остальное собрать так, чтобы вписываться в целое число разгонников :) .

Такое ощущение, что, используя водородную третью ступень Протона как разгонник, и имея характеристики ПАО Союза похожими на таковые Фрегата (1 тонна сухая масса, 2 тонны топлива, а не наоборот, как это примерно есть сейчас) - этот ПАО нужен для возвращения с лунной орбиты - получается высаживаться на Луну, запуская одну РН Союз-2, один Протон-М и один Протон с водородной ступенью (там ещё некие хитрости с переливом топлива...) За счёт экономии массы на КК. Это, конечно, чисто технические "кубики".

[mrvyrsky]

Добавляю.
Мы по любому делаем новый БО. Его можно сделать легче, за счёт применения КМ. Значительно легче.
Дальше. Если убрать всякие окна, (садиться по видеокартинке) и оставить ОДНУ "дырку" в БО-лендере - СУ (через неё же вылезать на Луну), то экономим ещё - и массу, и увеличиваем прочность.
Дальше. Корабль предназначен для первого этапа - подготовительного - к масштабному исследованию Луны. Т.е. задачи - выбор места для ЛБ, проведение некоторых простых экспериментов (например - по Не3), возможно - сбор информации с автоматических лунных станций,замена их элементов. Стало быть, время пребывания на Луне составит максимум - неделю. Значит - вместо СБ - ТЭ.
Вообще, сдаётся мне, что КМ можно применить и шире - не только на БО.
Дальше. Если у нас время полёта составляет максимум 15 суток, то в одну сторону можно применить ЖВ. Вполне. Обратно - как амы - метан. Выигрышь по массе получается приличный, и на водороде можно обойтись двумя обычными Протонами (похоже на то). Такие вот скороспелые суждения.

[zenixt]

А вот мне итересно, почему до сих пор не более чем на сто удачных пусков приходится один неудачный, как в России, так и в Америке? С чем это связано, с тем, что РД выуждеы работать на пределе возможностей материалов, или с тем, что  РД непрерывно совершенствуются?
 В первом случае космический транспорт не скоро станет столь же безопасным как другие виды транспорта. Оч важно для процветания лунного туризма.

[avmich]

Иллюстрация к идее развития Союза. На схеме ступень для отлёта к Земле геометрически крупнее (примерные габариты Фрегата), хотя топлива для неё нужно меньше, чем для взлёта с Луны. Так что резервы массы вроде есть...

[avmich]

Ещё раз, ключевая идея - развитие БО в сторону, позволяющую использовать его как лунный корабль при навешивании специфических агрегатов - а именно, топливных баков и двигателей. То есть, если на Луну не надо садиться - БО используется как БО, если надо - добавляются баки и движки, и БО используется как лунный корабль. Основной плюс - существенная экономия массы.

[avmich]

Ещё интереснее будет вариант без переработки Протона - но с доведением КВРБ до срока службы в 5 дней. Тогде его можно будет использовать для посадки на Луну, вместо блока Д. Понятно, что всё равно без водородного РБ нечем эту связку отправить к Луне.

[foogoo]

А вот мне итересно, почему до сих пор не более чем на сто удачных пусков приходится один неудачный, как в России, так и в Америке? С чем это связано, с тем, что РД выуждеы работать на пределе возможностей материалов, или с тем, что  РД непрерывно совершенствуются?
 В первом случае космический транспорт не скоро станет столь же безопасным как другие виды транспорта. Оч важно для процветания лунного туризма.

Мне кажется тут наличествует совокупность трёх факторов: 1) минимальное количество энергии необходимой для разгона до 1-й космической скорости; 2) фактор масштаба - при таких масштабах возникают проблемы, которые незаметны при меньших размерах; 3) критичность конструкции - никто не делает ракеты с многократным запасом запасом мощности, прочноти, топлива и проч. (для примера - любой автомобиль использует в среднем от 30% до 50% мощности двигателя, имеет запас хода существенно превышающий длину средней поездки и многократно прочнее необходимого для перемещения с обычной для автомобиля скоростью)

[Дмитрий В.]

Ещё интереснее будет вариант без переработки Протона - но с доведением КВРБ до срока службы в 5 дней. Тогде его можно будет использовать для посадки на Луну, вместо блока Д. Понятно, что всё равно без водородного РБ нечем эту связку отправить к Луне.

ИМХО, это несложно. Можно улучшить ТИ, ввести радиаторы. Ну, или применить шугообразный водород. Кстати, ЕМНИП, у КРБ "Смерч" 14С40 САС составлял до 18 суток.

[avmich]

Американцы вроде собирались садиться на Луну - и даже взлетать с Луны - на RL-10. То есть, водородное топливо. Вот как они собирались водород долго держать холодным... Конечно, в космосе вакуум - естественный термос, но надо как-то от Солнца прятаться.

Вообще, интересно, почему ЦиХ так мало времени отводит для КВРБ - время автономного полёта всего 9 часов. Что, интересно, называется временем автономного полёта, чем это определяется?

У Аполлона утечки тепла через стенки криогенных баков были весьма малы.

Думаю, проще сделать КВРБ с возможностью долгой работы (5 дней) и стыковки с двух сторон, чем делать водородную ступень для Протона. Хотя, кстати, в связи с вхождением омских мощностей в сферу ЦиХа, РККЭ надо либо самой думать о создании тяжёлых (тяжелее Зенита) ракет, либо работать с ЦиХом. Подозреваю, второе предпочтительнее. Тогда РККЭ может заняться водородным РБ. Хороший был бы блок, в дополнение к ДМ.

[avmich]

Почитал я тут соображения по ACTS на Википедии - http://en.wikipedia.org/wiki/ACTS . Если так будут делать, получится лучше, чем вариации Союза. В основном потому, что речь идёт о более глубоких переделках - и, соответственно, части системы более оптимизированы. Хотя, конечно, дороже будет.

На Сети, к сожалению, нет подробных раскладок по системам советского лунного корабля :( насколько я знаю, во всяком случае, по американскому LM информации куда больше. А то можно было бы примерить.

[fagot]

Вообще, интересно, почему ЦиХ так мало времени отводит для КВРБ - время автономного полёта всего 9 часов. Что, интересно, называется временем автономного полёта, чем это определяется?

Очевидно, что это время, прошедшее с момента старта или момента перехода на автономное питание и окончания подпитки, ну да они мало отличаются. А определяется оно в основном емкостью аккумуляторов и величиной потерь криогенных компонентов. Может за 9 часов весь водород и не вылетит, но потери могут быть изрядными. Вот S-IVB за 2,5 часа полета теряла тонну водорода при общем запасе около 17 тонн. Для меньших баков удельные потери будут немного больше.

У Аполлона утечки тепла через стенки криогенных баков были весьма малы.

Но зато там благодаря этим утечкам обеспечивалось поступление компонентов в ТЭ на минимальном режиме без дополнительного подогрева и за счет этого оставшиеся компоненты охлаждались. А тут куда их девать? Ну и теплоизоляция была помощнее, для небольших баков это несущественно, а вот для основных ее вес может играть заметную роль.

[hcube]

Кто нам мешает, тот нам поможет (с)

Гоним испаряющийся водород в ТЭ, полученной энергией питаем борт, ПН (минус аккумуляторы) и небольшой холодильник. Остатки используем для работы системы ориентации.

Полученную воду можно потом мееедленно электролизировать в водород+кислород и использовать все в тех же двигателях ориентации для построения орбиты затопления, использовав пустые штатные баки как накопители.