Можно ли из Ангары сделать 40-тонник?

[Зомби. Просто Зомби]

В том и дело, что для задачи выхода на окололунную орбиту 40-тонник оказывается избыточным.

А нет такой задачи
А есть задача - организация функционирования ЛОС и программ изучения и освоения Луны, на ней основанных

[fagot]

Ссылку на Шунейко можно? Или, если в бумажном виде, конкретные значения привести прямо тут?

Да он у Хлынина уж сто лет лежит, я думал все давно знают.

200 м/с на гарантийные остатки - это почти 10% топлива. Что-то много берёте . Мне кажется, раза в три меньше можно брать.

Там еще запас на всякий случай :wink:

Насчёт 12КРБ - ЦиХ обещал на заказ разработку на базе 12КРБ разгонного блока. И 15КРБ в качестве примера. Думаю, что варианты с перезаправкой тоже достижимы.

Перезаправка это в смысле новый РБ? Тогда конечно проблем нет

Теперь по поводу того, хватит ли на разгон. При УИ 4500 м/с, орбитальной скорости у Земли 7900 м/с, потребной скорости отлёта 11100 м/с соотношение масс получается exp(3200 / 4500) = 2,036. Пусть 2, для простоты. Тогда масса водородного топлива равна сухой массе. Если связка Союз + Фрегат уложится в 12 тонн (см. Scherbaks), а 15КРБ сухой будет иметь массу до 3 тонн, то 15 тонн водородного топлива хватит. С точностью, опять-таки, до точности имеющихся данных.

Упрощением мы списываем полтонны топлива, но в принципе конечно ничто не мешает сделать РБ покрупнее. Как Союз-Фрегат да еще и со стыковочным узлом уложить в 12 тонн из которых 6 - топливо не очень понятно или это уже будет совсем другой агрегат.

[fagot]

На самом деле 12КРБ + Фрегат оставляют главный вопрос по массе Союза. Каким будет Союз - раскладка по массе - через пять лет, думаю, мало кто скажет. Может, у него на борту топлива больше будет. Или сухая масса даже у лунного варианта чуть снизится - из-за лучшей электроники, скажем. Можно и в два человека летать вместо трёх. А тут лишние несколько сотен килограмм заметны.

Про электронику вы забудьте, если даже Аргон ничего не будет весить, больше 75 кг не выиграть, да и топливо некуда там впихнуть. Чем вылизывать Союз лучше уж КВРБ сделать, мне это вариант гораздо больше нравится. А чтобы не дозаправляться можно Союз с "толстым" ПАО запускать Протоном, а экипаж отдельно на Союзе-ФГ, в идеале конечно лучше всех Протоном

[Yegor]

Ну если брать только Протон (Союз на ЛЛО и обратно), то самый минимальный по стоимости реализации вариант:

1. РН Союз выводит КК Союз
2. Протон выводит КВРБ с Фрегатом сверху. Из КВРБ тратится пару тонн топлива на вывод связки на ЛЕО.
3. КК Союз стыкуется к связке КВРБ+Фрегат.

КВРБ потратит пару тонн топлива, чтобы вывести связку КВРБ+Фрегат на ЛЕО, но оставшегося топлива должно хватить на вывод Фрегата с Союзом к Луне.

ЗЫ: Если происходит авария Протона, то, в качестве утешения, КК Союз летит на орбитальную станцию.

[avmich]

А аккумуляторные батареи облегчить не удаётся? Не БЦВМ же одной. А радиочасть? Там вроде бы и кроме антенн хватает всего?

О КВРБ тоже информация давно не менялась. А существующая лаконична и в чём-то противоречива - у 12КРБ почему-то лучше массовое совершенство, чем у КВРБ. Впрочем, до КВРБ ещё относительно далеко.

Запас в 10% тоже не делают. Иначе уж, чего там, давайте удвоим ХС, на всякий случай :)

Вписать Союз+Фрегат в 12 тонн можно рассматривать отдельно. Например, перенести важные подсистемы из ПАО в другие отсеки, а ПАО сбрасывать после стыковки с Фрегатом.

[fagot]

А аккумуляторные батареи облегчить не удаётся? Не БЦВМ же одной.

Доля аккумуляторов в массе Союза невелика, поэтому и выигрыш невелик. Если их конечно уже не облегчили.

А радиочасть? Там вроде бы и кроме антенн хватает всего?

Да, еще есть провода , а в остальном так же как с аккумуляторами.

Запас в 10% тоже не делают. Иначе уж, чего там, давайте удвоим ХС, на всякий случай

Ну хорошо, пусть будет 5 % - пополам на невыработку топлива и НЗ, все равно это мало что меняет.

Вписать Союз+Фрегат в 12 тонн можно рассматривать отдельно. Например, перенести важные подсистемы из ПАО в другие отсеки, а ПАО сбрасывать после стыковки с Фрегатом.

Вряд ли их удастся распихать, вот двигательный отсек наверно можно сбросить. Да, а чем выводить 15КРБ-Фрегат, уж не Ангарой ли?

[fagot]

1. РН Союз выводит КК Союз
2. Протон выводит КВРБ с Фрегатом сверху. Из КВРБ тратится пару тонн топлива на вывод связки на ЛЕО.
3. КК Союз стыкуется к связке КВРБ+Фрегат.

Такая связка выводится к Луне впритык по запасам ХС даже при  выведении Фрегата Союзом, а уж если КБРБ с Фрегатом Протоном выводить, к Луне оно не улетит. Да и мало одного Фрегата для вывода на ЛЛО и схода с нее.

[Bell]

http://www.khrunichev.ru/khrunichev/live/full_razg.asp?id=13183

Вот как раз по поводу этого официоза было заявлено "фи, все уже совсем не так". Лично хруниками. Юными

Ссылку давай

http://khrunichev-sm.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=84&postdays=0&postorder=asc&start=0
Под пыткой проговорились

[avmich]

Если бы электронику уже облегчили, то та её масса, которая в ПАО, состояла бы практически только из аккумуляторов - которые и правда не такие тяжёлые - и антенн, которые тоже не бог весть сколько весят. Вся обрабатывающая электроника, провода - это всё можно доминимизировать до пренебрежимо малых значений. А там пока что существенная масса. Так что резервы есть.

Ряд 12КРБ, 15КРБ и КВРБ достаточно плотен :) в том смысле, что можно подобрать наилучшую комбинацию для Фрегата. И похоже, что это будет 15КРБ. До массы одного КВРБ - 22,9 тонн. При массе Фрегата 6600 и 15 КРБ 2500 кг на топливо остаётся 13800. Если от ПАО Союза оставить 1 тонну - после выработки топлива и сброса, скажем, ДУ - то у Союза остаётся 5,5 тонн. 6,5 с сухим Фрегатом, в котором 5,6 тонн топлива - это 12,1 тонн, вместе с РБ - 14,6 тонн. Общая масса 28,4 тонны, отношение масс - 1,945, логарифм - 0,665, УИ - 4,5 км/с, ХС - 3 км/с. У связки Фрегат-Союз - ещё 1988. Нехватка ХС - в пределах запасов. Вот об этом и есть время подумать - Союз облегчить, или, наоборот, использовать топливо Союза для доразгона, или дозаправку изобретать. Схема вроде бы остаётся; и без 40-тонной РН.

[Yegor]

1. Двухступенчатый Сатурн-5 выводил 105 тонн на ЛЕО, а трехступенчатый с довыведением связку в ~120 тонн.
Если использовать КВРБ для довыведения то на ЛЕО будет ПН связки больше чем ПН трехступенчатого Протона на ЛЕО. К тому же здесь для довыведения используется водород. По аналогии с Сатурном-5 можно предположить, что масса связки на ЛЕО будет на 14% (120/105) больше чем ПН 3-х ступенчатого Протона , то есть 22 х 1.14 = ~25.1 тонны.

И тогда топлива в КВРБ: 25.1 - 6.6(Фрегат) - 3.7(сухая КВРБ) = 14.8 тонн

2. Можно ли КК Союз выводить РН Союз-2.1б (тот что с РД-0124)?
Если да, то увеличить двигательный отсек на КК Союз, что бы он мог хранить на одну тонну топлива больше, на столько больше сможет вывести Союз-2. Тогда запас топлива КК Союз будет 1.9 тонн.

3. От Луны отлетать вначале с помощью остатков топлива во Фрегате, а затем используя топливо в КК Союз.

4. Продолжать модернизировать КК Союз с целью его удешевления, облегчения, но не жертвуя надёжность.

5. Топливо и в КК Союз и в Фрегате увеличивает надёжность полёта.

Ну как, теперь вроде должно хватить топлива на полёт на ЛЛО?

С Ангарой-5, двухпускавая схема точно пройдёт, там сверху КВРБ можно Фрегат-СБ ставить (до 10.7 тонн).

[fagot]

Если бы электронику уже облегчили, то та её масса, которая в ПАО, состояла бы практически только из аккумуляторов - которые и правда не такие тяжёлые - и антенн, которые тоже не бог весть сколько весят. Вся обрабатывающая электроника, провода - это всё можно доминимизировать до пренебрежимо малых значений. А там пока что существенная масса. Так что резервы есть.

Весь небольшой выигрыш съедят увеличенная теплозащита и запасы СЖО. СЭП и вовсе некуда облегчать, а она побольше этой электроники весит.

Ряд 12КРБ, 15КРБ и КВРБ достаточно плотен в том смысле, что можно подобрать наилучшую комбинацию для Фрегата. И похоже, что это будет 15КРБ. До массы одного КВРБ - 22,9 тонн. При массе Фрегата 6600 и 15 КРБ 2500 кг на топливо остаётся 13800.

Это получается нужно довыведение и хруники должны улучшить массовое совершенство РБ.

Если от ПАО Союза оставить 1 тонну - после выработки топлива и сброса, скажем, ДУ - то у Союза остаётся 5,5 тонн. 6,5 с сухим Фрегатом, в котором 5,6 тонн топлива - это 12,1 тонн, вместе с РБ - 14,6 тонн.

Сброс ДУ Союза помимо необходимости переделки ПАО ухудшает надежность - если на обратном пути откажет ДУ Фрегата, не удастся провести коррекцию.

Общая масса 28,4 тонны, отношение масс - 1,945, логарифм - 0,665, УИ - 4,5 км/с, ХС - 3 км/с. У связки Фрегат-Союз - ещё 1988. Нехватка ХС - в пределах запасов. Вот об этом и есть время подумать - Союз облегчить, или, наоборот, использовать топливо Союза для доразгона, или дозаправку изобретать. Схема вроде бы остаётся; и без 40-тонной РН.

Получается совсем впритык и без учета неполной выработки топлива. На облегчение Союза надежды мало, с дозаправкой тоже много мороки. Были правда планы увеличения УИ установкой разворачиваемых насадков, может это чем-нибудь поможет. Есть еще вариант отдельно запустить Союз, Фрегат-СБ с довыведением и КВРБ. Фрегат осуществляет доразгон при старте к Луне и все маневры у нее. Минус - нужна стыковка Фрегата с КВРБ. Надо бы ХС посчитать, но лень

[fagot]

1. Двухступенчатый Сатурн-5 выводил 105 тонн на ЛЕО, а трехступенчатый с довыведением связку в ~120 тонн.
Если использовать КВРБ для довыведения то на ЛЕО будет ПН связки больше чем ПН трехступенчатого Протона на ЛЕО. К тому же здесь для довыведения используется водород. По аналогии с Сатурном-5 можно предположить, что масса связки на ЛЕО будет на 14% (120/105) больше чем ПН 3-х ступенчатого Протона , то есть 22 х 1.14 = ~25.1 тонны.
И тогда топлива в КВРБ: 25.1 - 6.6(Фрегат) - 3.7(сухая КВРБ) = 14.8 тонн

Вообще-то трехступенчатый Сатурн выводил до 145 т, но у Протона другое распределение ХС по ступеням, поэтому лучше по-другому посчитать. При запуске Бризом-М спутника в 5,6 т суммарная масса связки 28 т, из которых Бриз затрачивает на довыведение примерно 2,8 т. Водородник соответственно потратит порядка 2 т, а с учетом что масса связки КВРБ-Фрегат 29,3 т, то где-то 2,2 тонны и в нем остается 16,8 т топлива.

2. Можно ли КК Союз выводить РН Союз-2.1б (тот что с РД-0124)?
Если да, то увеличить двигательный отсек на КК Союз, что бы он мог хранить на одну тонну топлива больше, на столько больше сможет вывести Союз-2. Тогда запас топлива КК Союз будет 1.9 тонн.

Весь резерв массы на топливо не использовать не получится, часть пойдет на конструкцию, кроме того существенно возрастет время работы двигателя. На маневры у Луны хватить должно, хотя и без особых запасов, но вот долететь до нее не получится, так как в КВРБ не хватает пары тонн топлива на разгон.

[avmich]

Если в КВРБ после довыведения остаётся 16,8 тонн, то этого хватит на выведение 16,8 тонн сухой массы на траекторию полёта к Луне. 3,9 тонны - сам КВРБ, остаётся 12,9 тонны. 6635 кг - Фрегат, 6300 кг - Союз без топлива, получается 12,935 - уже совсем в пределах погрешностей.

Увеличение массы Союза для лунного полёта компенсируется принимаемыми мерами по его облегчению. Электроника, возможное отбрасывание ненужных модулей... В лунном Союзе 60-х, помнится, что-то отбрасывали?

[avmich]

Если неувязка массы порядка нескольких процентов :) - а пока что большего не видно, да и эта неувязка расплывчата из-за малой точности имеющихся данных - то имеет смысл поискать, где эти несколько процентов можно найти.

Может, вместо Фрегата выводить просто бак с топливом для двигателей Союза? Бак будет заметно легче, чем полный РБ, не говоря уж о том, что дешевле :) . Союз модернизировать, сделав возможным работу на топливе внешнего бака. При массовом совершенстве 10 (что не выглядит рекордом) эти 5665 кг топлива потребуют бака в 570 кг - вот 400 кг сэкономили. Это 5% от 8 тонн. Зато этот дизайн сама РККЭ может сделать.

[fagot]

Если в КВРБ после довыведения остаётся 16,8 тонн, то этого хватит на выведение 16,8 тонн сухой массы на траекторию полёта к Луне. 3,9 тонны - сам КВРБ, остаётся 12,9 тонны. 6635 кг - Фрегат, 6300 кг - Союз без топлива, получается 12,935 - уже совсем в пределах погрешностей.

Какие там погрешности, Егор ведь предлагает увеличенный на тонну Союз, поэтому двух тонн топлива и не хватает. А с пустым Союзом на маневры у Луны пары сотен м/c ХС недостает.

Увеличение массы Союза для лунного полёта компенсируется принимаемыми мерами по его облегчению. Электроника, возможное отбрасывание ненужных модулей... В лунном Союзе 60-х, помнится, что-то отбрасывали?

Да, сбрасывали цельный БО перед стартом к Земле , что тут давно и предлагается.

[fagot]

Может, вместо Фрегата выводить просто бак с топливом для двигателей Союза? Бак будет заметно легче, чем полный РБ, не говоря уж о том, что дешевле . Союз модернизировать, сделав возможным работу на топливе внешнего бака. При массовом совершенстве 10 (что не выглядит рекордом) эти 5665 кг топлива потребуют бака в 570 кг - вот 400 кг сэкономили. Это 5% от 8 тонн. Зато этот дизайн сама РККЭ может сделать.

Двигатель Союза слишком слаб для такого количества топлива. Не знаю, хватит ли у него ресурса, да и гравпотери возрастут, УИ у него опять-таки меньше, разве что использовать двигатель от Фрегата. Но вообще возни много, а выигрыш мал.

[avmich]

Если Союз тяжелее на тонну, то не может нехватать двух тонн. Возросла ПН на тонну - водородного топлива надо на тонну больше, а не на две.

Двигатель Союза можно рассматривать к обновлению, да. БО, честно говоря, сбрасывать не хочется. Мы вроде пока не учитывали экономию, если летать экипажем в два человека, против трёх?

Даже 200 м/с ХС у Луны - это 10%. Чего может быть многовато - на запасы, а коррекции тем более малы. С другой стороны, документация по Аполлону упорно упоминает высокую ХС. Может, это из расчёта торможения с лунным модулем?

Это как раз из тех данных, которые надо находить. Пойду Хлинина почитаю :) .

[avmich]

Ага. У Шунейко - http://epizodsspace.narod.ru/bibl/raketostr3/4-3.html - по поводу Аполлона-11 упоминается, что скорость при отлёте к Луне была 10839 м/с. С 7791 м/с. Разница - 3048, а мы брали 3200. При такой разнице массовое совершенство водородного разгона - exp(3048 / 4600) = 1,93.

16-тонную конструкцию можно отправить 15 тоннами водорода. Разница - 6%, опять-таки, на гарантийные остатки. Но по сравнению с 16,8 тонн уже получается ещё 800 кг выигрыша.

[fagot]

Если Союз тяжелее на тонну, то не может нехватать двух тонн. Возросла ПН на тонну - водородного топлива надо на тонну больше, а не на две.

Ну это совсем просто - у обычного Союза (заправленного) уже не хватало тонны топлива.

Двигатель Союза можно рассматривать к обновлению, да. БО, честно говоря, сбрасывать не хочется. Мы вроде пока не учитывали экономию, если летать экипажем в два человека, против трёх?

По крайней мере сброс БО гораздо проще и надежнее, чем дополнительный топливный бак и полная переделка ПАО. Два члена экипажа в принципе неплохо, если не рассматривать туризм.

Даже 200 м/с ХС у Луны - это 10%. Чего может быть многовато - на запасы, а коррекции тем более малы. С другой стороны, документация по Аполлону упорно упоминает высокую ХС. Может, это из расчёта торможения с лунным модулем?

Да это не запасы, это не хватает до 2-х км/c, а судя по Аполлонам суммарные затраты ХС как раз в этом районе. У Левантовского вообще написано, что ХС командно-служебного модуля 2,5 км/c, хотя может это у первых только, а потом ведь они потяжелели, да еще ЛМ переводили на посадочную орбиту.

[avmich]

А вот здесь - http://epizodsspace.narod.ru/bibl/raketostr3/4-2.html - утверждается, что изменение скорости Аполлона-8 при выходе на орбиту Луны - 912 м/с. То есть, даже 2000 м/с - это с запасами кое-какими на манёвры...

Ладно, думаю, результат уже существенно меняться не будет. Изменения систем нужны, но за пять лет их можно сделать достаточно органично, поскольку они невелики. Если принимать сразу несколько мер, то хватит массы и на запасы. А полёт к окололунной орбите с использованием всего одного дополнительного запуска РН на 20+ тонн ПН - мне выглядит интересной возможностью.