Увеличение массы ПН КК Союз на 1 тонну за счёт довыведения

[Феликс]

Масса третей ступени Союза около 1/3 от массы ПН,

Старый ошибка. Строго наоборот.

Не понял? Масса третей ступени - 2.5 т. Масса ПН - 7.5 тонн. 2.5 тонны разве не составляет 1/3 от 7.5? Или у меня чтото с арифметикой?

Или ты имеешь в виду массу сухой 3-ей ступени?

А! Ну да, естественно.

тогда да, но такое соотношение смысла не имеет.

Наоборот. Имеет смысл, причём самый прямой и физический.

КАКОЙ ИМЕННО ;-) вы мне в граммах плиз расскажите;-)
за исключением того что 2.5т - это вес балласта с точки зрения ПН?

тогда давай и КК Союз посчитаем незаправленый и без экипажа ;-)

[Феликс]

Как я понял, тов. Старый, писал о бесполезности "эрзац-ступеней", имея ввиду ДУ типа КТДУ КК "Союз ТМА" - тяжелых за счет вытеснительной системы подачи и, соответственно, толстостенных баков, а также с относительно малым уд.импульсом.
РБ "Бриз-М" является вполне пристойным космическим РБ с насосной подаче, легкими баками, сравнительно высоким Iуд.
Поэтому довыведение на нем дает выигрыш.
К слову, довыведение на РБ Д/ДМ/ДМ-SL используется достаточно регулярно с хорошим эффектом.

Тов. Старый говорил о довыведении полезных нагрузок на ЛЕО. Именно это ведь предлагал Егор и даже назвал так топик. О довыведении разгонных блоков которые потом летят на высокие орбиты тов. Старый не говорил.

Эгхм. Метоп судя по всему довыводился, судя по весу 10.5т.
он разве выводился на ГПО?

[Старый]

Эгхм. Метоп судя по всему довыводился, судя по весу 10.5т.
он разве выводился на ГПО?

ССО это явно не ЛЕО. Выводился он на орбиту на которую прямое выведение трёхступенчатым Союзом невозможно. Пришлось применять Фрегат. Ну а уж если Фрегат применён то как же не довывестись то? Однако был ли эффект увеличения ПН? Если бы блок "И" мог запускаться дважды была бы выведена та же ПН на ту же орбиту без Фрегата?

[Феликс]

ХС третьего этапа=3235*ln(29710/9930)=3116м/c

хм. вот тут у меня ошибка. серьёзная;-(

[Дем]

На самом деле Старый совершенно прав - нынешний вариант близок к оптимуму. Возможно, за счёт довыведения и можно выиграть несколько десятков кг ПН - но это явно не стоит таких перемен.
Единственный вариант, который может дать более-менее серьёзный выигрыш - это отказ от третьей ступени вообще (возможно - с увеличением количества топлива во второй)
Ну и тут конечно для КК потребуется совсем другой двигатель. Хотя для транспортных, для которых не стоит задача длительно находится на орбите - можно и нынешний от третьей ступени. Затормозиться они и маневровыми смогут.

[Феликс]

На самом деле Старый совершенно прав - нынешний вариант близок к оптимуму. Возможно, за счёт довыведения и можно выиграть несколько десятков кг ПН - но это явно не стоит таких перемен.

В принципе согласен. Даже не понимаю почему со мной Старый
 спорит - я же практически доказал его точку зрения но не эмоциональнj-беллетристическими "оптимально! нигде и никогда! эрзац!" - а конкретными посчитаными цифрами. Может быть он просто зануда?

[Старый]

Наоборот. Имеет смысл, причём самый прямой и физический.

КАКОЙ ИМЕННО ;-) вы мне в граммах плиз расскажите;-)
за исключением того что 2.5т - это вес балласта с точки зрения ПН?

Смысл не может выражаться в граммах. Тем более физический.
 Физический смысл учёта сухой массы верхней ступени таков:
 В топливе заключённом в ракете содержится химическая энергия позволяющая грубо говоря определённой массе сообщить определённую потенциальную и кинетическую энергию. Например в РН Союз заключена химическая энергия позволяющая поднять на высоту 200 км и разогнать до 8 км/с массу в 10 тонн.
 Именно в 10 тонн, ни больше и не меньше. Иначе нарушится закон сохранения энергии.
 Эти 10 тонн состоят из верхней ступени и полезной нагрузки. Увеличиваем массу ступени - уменьшается масса ПН. И наоборот. Поэтому масса ступени так важна. Собственно говоря именно на этом физическом законе и основана идея "довыведения" - если мы какимто образом обойдёмся без верхней ступени то все 10 тонн окажутся полезной нагрузкой!
 Поэтому и так важна масса 3-й ступени.

 Но вот досада - если мы какимто неваероятным способом сделаем третью ступень невесомой то в случае Союза ПН увеличится всегото на треть. Это если невесомой. Но мы ж её невесомой не сделаем.
 А вот если соотношение другое.
 У Космоса-3М масса второй ступени кажется 1.6т. А масса ПН - 0.8т. Если мы сделаем ступень невесомой то ПН увеличится ажно втрое! На 1/3 и втрое - есть разница? Разница на порядок! Вот какой эффект от разницы в соотношении масс верхней ступени и ПН.

 Так вот, грубо говоря если мы оснастим Союз некой доводочной 4-й ступенью массой в 600 кг (1/3 от третей ступени) то на орбиту всё равно выйдет грубо 10 тонн. Из них полезной нагрузкой будут уже 9.4 тонны. Две тонны мы выиграли (это грубо, реально будет меньше). То есть ввведеним небольшой доводочной ступени мы увеличили ПН на четверть.
 Если мы на Космосе-3 введём третью доводочную ступень массой тоже в 1/3 от верхней ступени то есть массой в 500 кг то на орбиту всё равно выйдет 2.4 тонны. Но полезной нагрузкой из них будет уже 1.9 тонны то есть ПН увеличится в 2.5 раза. На 25% и на 250% - есть разница?
 В обоих случаях мы добавили к РН дополнительную ступень с массой равной 1/3 от массы исходной верхней ступени. В одном случае ПН возросла на 25%, в другом - на 250%. И вся разница из-за начального соотношения масс ПН и верхней ступени.
 Я тут немножко утрировал но думаю илюстрация хорошая. Хорошо показывает когда выгодно применять довыведение а когда нет.
 

тогда давай и КК Союз посчитаем незаправленый и без экипажа ;-)

Пощитать можно что угодно но при чём тут довыведение?

[Старый]

В принципе согласен. Даже не понимаю почему со мной Старый
 спорит - я же практически доказал его точку зрения но не эмоциональнj-беллетристическими "оптимально! нигде и никогда! эрзац!" - а конкретными посчитаными цифрами. Может быть он просто зануда?

О! Я такая зануда!
 Я разве с вами по этому поводу спорил?
 И вроде как это я по крайней мере первым с помощью рассчёта ХС показал что не будет эффекта. И только после этого рассчёта с точными цифрами уже использовал описательные эпитеты.

[ShcherbakS]

На самом деле Старый совершенно прав - нынешний вариант близок к оптимуму. Возможно, за счёт довыведения и можно выиграть несколько десятков кг ПН - но это явно не стоит таких перемен.
Единственный вариант, который может дать более-менее серьёзный выигрыш - это отказ от третьей ступени вообще (возможно - с увеличением количества топлива во второй)
Ну и тут конечно для КК потребуется совсем другой двигатель. Хотя для транспортных, для которых не стоит задача длительно находится на орбите - можно и нынешний от третьей ступени. Затормозиться они и маневровыми смогут.

Другими словами, смысл Вашего предложения - вернуться к 1,5-ступенчатой РН, подобной той что запускали ИСЗ №№ 1-3 (Мпг~1,4т), а нынешний блок И сделать частью ПАО КК.
Очевидно, это уведет от оптимальности ой как далеко.

[Феликс]

Эти 10 тонн состоят из верхней ступени и полезной нагрузки. Увеличиваем массу ступени - уменьшается масса ПН. И наоборот. Поэтому масса ступени так важна. Собственно говоря именно на этом физическом законе и основана идея "довыведения" - если мы какимто образом обойдёмся без верхней ступени то все 10 тонн окажутся полезной нагрузкой!

если я правильно помню то Союз без верхней ступени суть Р7.
И Пн для нее - обьект Д, весом чтото около полутора тонн вроде?
чет никак на 10 тонн не тянет

[Феликс]

Я разве с вами по этому поводу спорил?
 И вроде как это я по крайней мере первым с помощью рассчёта ХС показал что не будет эффекта. И только после этого рассчёта с точными цифрами уже использовал описательные эпитеты.

там был расчет ХС только третьей ступени, и весьма прикидочный ,существенно более прикидочный чем у меня.
плюс всякая словоболтовня по поводу веса баков, хотя пример 7к-ЛОК
налицо.
В принципе , я этой ОЧЕНЬ ЧЕРНОВОЙ прикидке поверил (ибо у самого в голове примерно то же было), но захотелось посчитать поближе к фактическому материалу. Ну, что посчитал - то выложил. Пусть теперь Егор оценивает - нужно нашей космонавтике лишние (воистину лишние) 250кг на Союзе путем превращения ПАО практически в новый РБ , и сопутствующих этому расходов на разработку, испытания и т д и т п.

Хотя вообще говоря, я лично считаю что запас ХС у СоюзаТМА в нынешнем виде анекдотично мал, надо чтото делать.
"И эти люди запрещают ковырять мне в носу"

[Старый]

Эти 10 тонн состоят из верхней ступени и полезной нагрузки. Увеличиваем массу ступени - уменьшается масса ПН. И наоборот. Поэтому масса ступени так важна. Собственно говоря именно на этом физическом законе и основана идея "довыведения" - если мы какимто образом обойдёмся без верхней ступени то все 10 тонн окажутся полезной нагрузкой!

если я правильно помню то Союз без верхней ступени суть Р7.
И Пн для нее - обьект Д, весом чтото около полутора тонн вроде?
чет никак на 10 тонн не тянет

Чтото я совсем уже вас не понял. Зачем и куда вы блок "И" то дели - третью ступень Союза?
 Вы опять чтоли расширительно протрактовали "если мы какимто образом обойдёмся без верхней ступени"? Это означает что мы её не будем тащить на орбиту а отбросим гдето ниже а на орбиту выйднем за счёт довыведения самим кораблём. Или к примеру сделаем её невесомой. Топливо, тяга и удельный импульс есть, а массы конструкции нет.

[Pavel]

Эти 10 тонн состоят из верхней ступени и полезной нагрузки. Увеличиваем массу ступени - уменьшается масса ПН. И наоборот. Поэтому масса ступени так важна. Собственно говоря именно на этом физическом законе и основана идея "довыведения" - если мы какимто образом обойдёмся без верхней ступени то все 10 тонн окажутся полезной нагрузкой!

если я правильно помню то Союз без верхней ступени суть Р7.
И Пн для нее - обьект Д, весом чтото около полутора тонн вроде?
чет никак на 10 тонн не тянет

А еще на орбиту выходила вторая ступень массой пять или семь тонн (точно не помню). Особенно забавно это выглядело в случае запуска 83 килограмов ПС-1  

[hcube]

Верно. 1.5 тонны. Плюс вторая ступень в 6.9 тонны - итого 8.4 тонны - проигрыш за счет меньшей заливки топлива и меньшего УИ РД-107.

В общем, был бы у Союза движок с УИ повыше... можно было бы. А так - игра свеч не стоит ;-). Лучше на третьей ступени УИ поднять. Скажем, замена керосина там на мой любимый метан, даст ПН порядка 11 тонн против 9.2 у Союза-2, который, к слову, тоже апгрейжен именно по УИ 3-й ступени.

[Феликс]

А вообще интересно было бы пририсовать к КК Союз разгонник Фрегат ВМЕСТО ПАО (ну, довесив на него нужное из ПАО и переместив что положено по модернизации в ТМА-Ц из ПАО в СА).
там и движки поэффективнее и весовое совершенство получше, да и вообще.

[Старый]

А еще на орбиту выходила вторая ступень массой пять или семь тонн (точно не помню). Особенно забавно это выглядело в случае запуска 83 килограмов ПС-1  

Кстати, очень хороший пример в тему.
 Ступень весила около 7 тонн и могла вывести на ЛЕО около 3 тонн. Итого десять. (Напоминаю, выводимая масса определяется общим количеством топлива в РН). Ставим сверху третью ступень массой 2.5 тонны. На орбиту выходят те же 10 тонн (общая масса топлива в ракете не изменилась) но ступень занимает в них только 2.5 тонны а ПН уже 7.5.  ПН увеличилась в 2.5 раза. Именно потому что в исходном состоянии ступень была в 2.5 раза тяжелее ПН.

[Старый]

Вобщем этот закон можно сформулировать так: Можно повышать массу ПН перераспределяя массу между ПН и верхней ступенью.

 Если ступень тяжёлая а ПН лёгкая - простор для перераспределения есть. Если ступень лёгкая а ПН тяжёлая - простора для перераспределения нет. Именно поэтому на Союзе и Протоне применение довыведения бессмысленно.

[ShcherbakS]

А вообще интересно было бы пририсовать к КК Союз разгонник Фрегат ВМЕСТО ПАО (ну, довесив на него нужное из ПАО и переместив что положено по модернизации в ТМА-Ц из ПАО в СА).
там и движки поэффективнее и весовое совершенство получше, да и вообще.

А это практически уже предложили в соседнем топике:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=4165&postdays=0&postorder=asc&start=0
Неужто, эта идея дозревает?

[Феликс]

ну , во первых, 6.5 а не 7, а во вторых максимальный вес ПН
на орбиту при помощи Р7 был 1.5 тонны а не 3...
это уже притягивание за уши по моему. типа, лыко в строку...

[avmich]

Замена ПАО на Фрегат тут недавно обсуждалась.

Если мы добавляем топлива в ракету, и это топливо по дороге на орбиту сжигаем, то характеристическая скорость должна, просто обязана вырасти. По вышеупомянутому закону сохранения энергии, или формуле Циолковского, по вкусу. А поскольку орбитальная - первая космическая - скорость не изменится, то повышенная ХС означает повышенную ПН для той же конечной скорости.

Изменить состояние дел может рост потерь - главным образом гравитационных. То есть, если мы будем дольше выходить на орбиту. Ну и тут уже надо считать тщательнее - хотя бы пресловутым ратмановским спредшитом. Заметим, что ХС растёт линейно по массе добавочного топлива, а потери - линейно плюс большая константа; поэтому при малых добавках топлива влияет только соотношение масс Союза - сухой против заправленной. Если это соотношение окажется настолько невыгодным, что потери перевесят рост ХС, то выгоднее будет недозаправлять Союз, а довыводить третьей ступенью - которая будет иметь к моменту выхода на орбиту запас топлива.

Это соотношение - массы топлива к массе сопутствующих элементов - у КК Союз нам, строго говоря, неизвестно. Можно его оценить...