В чем разница между Протон-К и Протон-М ?

[Васил Жеков]

Вот по поводу нового спутника казахстана прочитал, что одна только разница в цене 5 млн. баксов составляет (Протон-М стоит 30М Баксов, Протон-К - 35М Баксов). Конечно ето цени для комерческих пользвателей. А в чем собствено разница у ракет ? Только в разгонном блоке или что-то есчо ?

[Дмитрий В.]

Вот по поводу нового спутника казахстана прочитал, что одна только разница в цене 5 млн. баксов составляет (Протон-М стоит 30М Баксов, Протон-К - 35М Баксов). Конечно ето цени для комерческих пользвателей. А в чем собствено разница у ракет ? Только в разгонном блоке или что-то есчо ?

В принципе эти отличия многократно обсуждались. Тем не менее. По крупному:
1)Применение форсированных (примерно до 160 тс) ЖРД на 1-й ступени (РД-275 вместо РД-253).
2)Новая цифровая СУ, использующая алгоритмы терминального управления.
3)Новый разгонный блок.
4)Снижена масса конструкции 2 и 3 ступеней.
5)Уменьшены невырабатываемые остатки топлива + внедрены мероприятия по рассеиванию этих остатков по траектории (с тем чтобы токсичные компоненты не попадали на местность в зоне падения).

[Васил Жеков]

Спасибо, но зачем тогда дорогого варианта есчо производят?
Лучшие характеристики у М-ки, которая есчо дешевле, или где-то я ошибся?

[Штурман]

Пока Протон-М был на лётных испытаниях, обе модификации делали параллельно. А сейчас достреливают остатки старых ракет.

[Васил Жеков]

Пока Протон-М был на лётных испытаниях, обе модификации делали параллельно. А сейчас достреливают остатки старых ракет.

Написано, что военние отдали свой "Протон-К" для казахского спутника. Глонассов вроде тоже на К вьиводят ?

[Штурман]

Очевидно, для федеральных запусков он оказывается условно-бесплатным.

[Старый]

В принципе эти отличия многократно обсуждались. Тем не менее. По крупному:
1)Применение форсированных (примерно до 160 тс) ЖРД на 1-й ступени (РД-275 вместо РД-253)

Это неверно. Двигатели на обоих вариантах абсолютно одинаковы. РД-275 летает на Протоне-К уже лет 10 как.

3)Новый разгонный блок.

Разгонный блок Бриз-М тоже начал летать на Протоне-К.

5)Уменьшены невырабатываемые остатки топлива + внедрены мероприятия по рассеиванию этих остатков по траектории (с тем чтобы токсичные компоненты не попадали на местность в зоне падения).

Не невырабатываемые а гарантийные и не остатки а запасы. Никакаких "мероприятий по рассеянию" нет и в помине.
Осталось это:

2)Новая цифровая СУ, использующая алгоритмы терминального управления.
4)Снижена масса конструкции 2 и 3 ступеней.

Однако практическая роль всего этого в повышении ПН неясна т.к. реальное повышение ПН меньше тонны.

 Так что реально вся "модификация" сводится к замене системы управления, новая СУ легче и позволяет не иметь на нижних ступенях гарантийного запаса топлива, отчего и произошло увеличение ПН.

[fagot]

Никакаких "мероприятий по рассеянию" нет и в помине.

Имелось ввиду испарение остатков топлива через клапаны баков и ДУ.

Однако практическая роль всего этого в повышении ПН неясна т.к. реальное повышение ПН меньше тонны. Так что реально вся "модификация" сводится к замене системы управления, новая СУ легче и позволяет не иметь на нижних ступенях гарантийного запаса топлива, отчего и произошло увеличение ПН.

Немного больше тонны. А роль вполне ясна. Третья ступень легче на 450 кг - прямое увеличение ПГ, из них на СУ приходится всего килограмм 50. Нижние ступени легче на 700 кг, но так как уменьшение массы гарантийных запасов более значительно, они вносят основную роль в оставшийся рост ПГ.

[Roger]

Так что реально вся "модификация" сводится к замене системы управления, новая СУ легче и позволяет не иметь на нижних ступенях гарантийного запаса топлива, отчего и произошло увеличение ПН.

Сразу возникает вопрос: Каким образом, изменив управление, можно исключить топливо ГЗТ?

Почитал НК.

...   Используя «гибкую» программу выведения вместо «жесткой», удалось существенно снизить массу гарантийных запасов топлива на РН.
   «Жесткая» программа была рассчитана на то, чтобы РН в определенный момент времени проходила определенную точку траектории, имея заданный вектор скорости, а каждая из трех ее ступеней имела гарантийный запас топлива для парирования возмущений. «Гибкая» программа выведения рассчитана на использование бортового компьютера. Она задает лишь конечные условия выведения, чтобы ПН оказалась в заданный момент времени в требуемой точке с определенным вектором скорости. При этом РН движется не по «жесткой» траектории, а внутри «трубки» траекторий. БЦВК прямо в полете обрабатывает текущие параметры полета, выбирая наиболее оптимальную траекторию. Гарантийный запас топлива остается только на третьей ступени РН, а ДУ первой и второй ступеней работают до полной выработки компонентов.
   Поэтому общий гарантийный запас на РН с «гибким выведением» существенно ниже, чем с «жестким», за счет чего улучшились энергетические и экологические характеристики носителя.

Яснее не стало. И вот почему.
ГЗТ существует, чтобы парировать действие объективных факторов: возмущения атмосферы, разброс характеристик ДУ и т.п., которые нельзя исключить полностью. Следовательно, если не резервировать топливо на каждой ступени, то, при неблагоприятном сочетании этих факторов, чтобы добиться требуемых параметров траектории в конце активного участка придётся расходовать ГЗТ последней ступени, а это топливо «дорогое», в силу истраченного на его разгон топлива нижних ступеней. Если СУ «такая умная», то зачем «тянуть»? Наверняка, оптимальнее «решать вопросы сразу, по мере их возникновения». Тем более, что это, как раз, и объявляется достоинством новой СУ.
Таким образом, отсутствие ГЗТ на первых ступенях противоречит механизму экономии, каким его объясняют в НК.
ИМХО, говорить о том, что благодаря новой СУ удалось исключить ГЗТ первых ступеней нельзя. Скорее всего, были снижены ранее назначенные ГЗТ в связи с другим алгоритмом СУ и опытом эксплуатации. Кроме того, читал интервью Марата Шимырбаева, заместителя директора и главного конструктора ДГП «Инфракос-Экос», в котором он говорит, что предлагал при модификации «Протона» не оставлять более двух тонн гарантийного запаса топлива — гептила в первой ступени, а, удлинив траекторию и время падения — на 6 километров и полторы секунды, сжигать гептил до конца. Теперь первая ступень «Протона» отключается в замедленном режиме, и оставшееся ракетное топливо на землю попадает в меньшем количестве.
Такое объяснение «выработки топлива до конца» похоже на правду.
Или я не прав?

[fagot]

Яснее не стало. И вот почему.
ГЗТ существует, чтобы парировать действие объективных факторов: возмущения атмосферы, разброс характеристик ДУ и т.п., которые нельзя исключить полностью. Следовательно, если не резервировать топливо на каждой ступени, то, при неблагоприятном сочетании этих факторов, чтобы добиться требуемых параметров траектории в конце активного участка придётся расходовать ГЗТ последней ступени, а это топливо «дорогое», в силу истраченного на его разгон топлива нижних ступеней. Если СУ «такая умная», то зачем «тянуть»? Наверняка, оптимальнее «решать вопросы сразу, по мере их возникновения». Тем более, что это, как раз, и объявляется достоинством новой СУ.
Таким образом, отсутствие ГЗТ на первых ступенях противоречит механизму экономии, каким его объясняют в НК.
ИМХО, говорить о том, что благодаря новой СУ удалось исключить ГЗТ первых ступеней нельзя. Скорее всего, были снижены ранее назначенные ГЗТ в связи с другим алгоритмом СУ и опытом эксплуатации. Кроме того, читал интервью Марата Шимырбаева, заместителя директора и главного конструктора ДГП «Инфракос-Экос», в котором он говорит, что предлагал при модификации «Протона» не оставлять более двух тонн гарантийного запаса топлива — гептила в первой ступени, а, удлинив траекторию и время падения — на 6 километров и полторы секунды, сжигать гептил до конца. Теперь первая ступень «Протона» отключается в замедленном режиме, и оставшееся ракетное топливо на землю попадает в меньшем количестве.
Такое объяснение «выработки топлива до конца» похоже на правду.
Или я не прав?

В НК все нормально объяснено. При жесткой СУ ракета тупо летит и по достижении в определенной точке траектории определенного значения скорости отделяется очередная ступень. При этом СУ по барабану, встетились какие-то возмущения на траектории или нет. При благоприятных условиях она не расходует ГЗТ, при неблагоприятных - расходует. Задача терминальной СУ - выбирать оптимальную траекторию прямо в полете, чтобы не пришлось эти самые ГЗТ трогать, поэтому ГЗТ уменьшаются и часть их может быть гарантированно использована как штатное топливо, что и позволяет повысить ПГ. Жесткая СУ не дает гарантии, что часть ГЗТ можно использовать на дополнительное увеличение скорости, а не на парирование неблагоприятных условий полета.

[Roger]

Задача терминальной СУ - выбирать оптимальную траекторию прямо в полете, чтобы не пришлось эти самые ГЗТ трогать..

По каким критериям выбирать оптимальную траекторию, чтобы не встретить ветер, чтобы тяга двигателей совпадала с теоретической и т.п.?
Не представляю себе такого.

Жесткая СУ не дает гарантии, что часть ГЗТ можно использовать на дополнительное увеличение скорости, а не на парирование неблагоприятных условий полета.

Гарантийный запас топлива по определению не предназначен для разгона, на то он и "запас".

[fagot]

По каким критериям выбирать оптимальную траекторию, чтобы не встретить ветер, чтобы тяга двигателей совпадала с теоретической и т.п.?
Не представляю себе такого.

А вы попытайтесь :wink:

Гарантийный запас топлива по определению не предназначен для разгона, на то он и "запас".

Может я не совсем понятно выразился. Часть топлива, которая входила в ГЗТ при жесткой СУ теперь может быть штатно израсходована и запасом не является. Т.о. ГЗТ уменьшается. Хотя в статье и писалось, что двигатели работают до полной выработки компонентов, на самом деле остается еще невырабатываемый остаток и опять таки ГЗТ, хотя и меньший по величине, чем раньше.

[Roger]

Может я не совсем понятно выразился. Часть топлива, которая входила в ГЗТ при жесткой СУ теперь может быть штатно израсходована и запасом не является. Т.о. ГЗТ уменьшается. Хотя в статье и писалось, что двигатели работают до полной выработки компонентов, на самом деле остается еще невырабатываемый остаток и опять таки ГЗТ, хотя и меньший по величине, чем раньше.

И я о том же. Согласен.
Осталось понять почему новая "умная гибкая" СУ нуждается в  меньших ГЗТ, чем "тупая жёсткая". :roll:
Чёрт возьми, Холмс! КАК!

[Roger]

Может быть такое объяснение.
При "жёстко" заданной расчётной траектории, старая СУ, пытаясь добиться минимального отличия реального положения РН от заданного, расходует топливо нерационально, постоянно "подправляя" в том числе и связанные с управлением возмущения.
В случае "гибкого" алгоритма, новая СУ просто меньше "дёргает", и в итоге, набегает постоянная экономия, которую узаконили, снизив величину ГЗТ.

[Дмитрий В.]

Может быть такое объяснение.
При "жёстко" заданной расчётной траектории, старая СУ, пытаясь добиться минимального отличия реального положения РН от заданного, расходует толиво нерационально, постоянно "подправляя" в том числе и связанные с управлением возмущения.
В случае "гибкого" алгоритма, новая СУ просто меньше "дёргает", и в итоге, набегает постоянная экономия, которую узаконили, снизив величину ГЗТ.

При терминальном ("гибком") управлении потребные углы отклонения органов управления в несколько раз меньше, чем при "жестком". Это тоже в плюс экономии топлива. Об этом (как и вообще о преимуществах "гибкого" управления) неплохо написано в известном учебнике под редакцией В.П. Мишина "Основы проектирования ЛА (транспортные системы)".

[fagot]

И я о том же. :)Согласен.
Осталось понять почему новая "умная гибкая" СУ нуждается в меньших ГЗТ, чем "тупая жёсткая". :roll:  
Чёрт возьми, Холмс! КАК!

Я к сожалению не Холмс , так что могу только приблизительно сказать. Система учитывает реальные текущие значения скоростного напора, тяги двигателей, остатков топлива в баках и выбирает оптимальную программу изменения угла тангажа на оставшейся части траектории. Это позволяет минимизировать сумму аэродинамических и гравитационных потерь, уменьшить нагрузки на РН и в сочетании с более совершенной системой опорожнения баков уменьшить ГЗТ. Т.е. "гибкая" СУ всегда найдет оптимальную траекторию

[fagot]

Может быть такое объяснение.
При "жёстко" заданной расчётной траектории, старая СУ, пытаясь добиться минимального отличия реального положения РН от заданного, расходует толиво нерационально, постоянно "подправляя" в том числе и связанные с управлением возмущения.
В случае "гибкого" алгоритма, новая СУ просто меньше "дёргает", и в итоге, набегает постоянная экономия, которую узаконили, снизив величину ГЗТ.

Жесткая СУ отрабатывает заданную программу тангажа, а регулировать может только кажущуюся скорость, а гибкая может менять программу тангажа, выбирая оптимальную для данных условий. Для жесткой СУ программа тангажа может совпадать с оптимальной, а моэет и нет - как повезет, для гибкой она всегда достаточно близка к оптимальной, поэтому уменьшаются ГЗТ.

[Roger]

При терминальном ("гибком") управлении потребные углы отклонения органов управления в несколько раз меньше, чем при "жестком". Это тоже в плюс экономии топлива. Об этом (как и вообще о преимуществах "гибкого" управления) неплохо написано в известном учебнике под редакцией В.П. Мишина "Основы проектирования ЛА (транспортные системы)".

Жесткая СУ отрабатывает заданную программу тангажа, а регулировать может только кажущуюся скорость, а гибкая может менять программу тангажа, выбирая оптимальную для данных условий. Для жесткой СУ программа тангажа может совпадать с оптимальной, а моэет и нет - как повезет, для гибкой она всегда достаточно близка к оптимальной, поэтому уменьшаются ГЗТ.

Спасибо. Согласен.
Перефразируя, можно сказать, что новая СУ позволяет снизить ГЗТ, за счёт более рационального алгоритма, снижающего расход топлива на управление. Это достигается путём адаптивного планирования изменения угла тангажа по траектории, с учётом возмущений среды и отклонений характеристик систем РН, а также снижения интенсивности работы рулевых машин.

[Старый]

Роджер, "дорогое" запасное топливо по любому есть в третей ступени и при жёстком управлении. То есть оно не добавляется. А вот ГЗТ в первых двух ступенях при терминальном управлении устраняется. Если не повезёт первой или второй ступени то необходимая скорость добирается третьей. При жёстком управлении если не повезло первой или второй ступени то скорость добирается ихними ГЗТ а ГЗТ третей ступени едет на орбиту мёртвым грузом снижая ПН.

[Roger]

В круге втором. По вопросу ГЗТ.
Предполагаю, что расчёт количества заправляемого топлива, чтобы гарантировано доставить ПН на орбиту, должен проводиться на самый неблагоприятный случай.  Представим, что стартуют одновременно Протон-К и Протон-М. Рассмотрим активный участок работы 1 и 2 ступеней. Обе РН имеют одинаковый неблагоприятный разброс характеристик и оба столкнулись с худшими условиями по траектории. Для чистоты эксперимента будем считать, что расход топлива на «гибкое» и «жёсткое» управление одинаков , сухие массы также одинаковы. Заправляемое количество топлива (в том числе и по ступеням) в Протонах К и М одинаково http://tihiy.fromru.com/Rn/RN_Proton.htm
Очевидно, что произойдёт полная выработка топлива 1 и 2 ступеней у обеих ракет-носителей.
Ничего не изменится оттого, что в Протоне-К, количество топлива, которое пошло на компенсацию отклонений, называется ГЗТ, и при благоприятных условиях отбрасывалось бы, в Протоне-М (судя по НК) никак не называется, и при удачном раскладе будет «тупо» разгонять третью ступень, так как на этот прирост скорости нельзя было рассчитывать.
По сути, в «Протоне-М» остатки ГЗТ нижних ступеней стали просто дожигать, без полезной энергетической отдачи.