РН "Дейтрон"

[Дмитрий В.]

Двигателей многовато . На фоне этого Фалькон-1 выглядит очень грамотно.

Повторюс еще раз. Количество ЖРД выбиралось из условия выхода из нештатных ситуаций, связанных с отказом одного из двигателей на любой ступени. Все же 40-тонная ПН достаточно дорогая штука, и стоит "бороться" за ее спасение.

[Fakir]

То Дмитрий В. - что же всё-таки имелось в виду в этом отрывке, если не секрет?

...создания полностью многоразовых транспортных систем,в т.ч.с использованием очень нетрадиционных силовых установок).

Речь шла о ЯРД, или ВРД, или каких-то экзотических топливах? :roll:  :?:

[Дмитрий В.]

То Дмитрий В. - что же всё-таки имелось в виду в этом отрывке, если не секрет?

...создания полностью многоразовых транспортных систем,в т.ч.с использованием очень нетрадиционных силовых установок).

Речь шла о ЯРД, или ВРД, или каких-то экзотических топливах? :roll:  :?:

Пардон, но на НИР висели "две серьги", а поскольку я не знаю снят ли гриф, то, увы, ничего сказать не могу.

[avmich]

Двигателей многовато :( . На фоне этого Фалькон-1 выглядит очень грамотно.

Повторюс еще раз. Количество ЖРД выбиралось из условия выхода из нештатных ситуаций, связанных с отказом одного из двигателей на любой ступени. Все же 40-тонная ПН достаточно дорогая штука, и стоит "бороться" за ее спасение.

Понятно, что отсутствующий двигатель отказать не может. Неясно, как считают, что надёжнее - и дешевле: иметь отказоустойчивость или большую исходную надёжность.

Дмитрий, можете рассказать, каковы отраслевые методики на этот счёт?

[Дмитрий В.]

Двигателей многовато . На фоне этого Фалькон-1 выглядит очень грамотно.

Повторюс еще раз. Количество ЖРД выбиралось из условия выхода из нештатных ситуаций, связанных с отказом одного из двигателей на любой ступени. Все же 40-тонная ПН достаточно дорогая штука, и стоит "бороться" за ее спасение.

Понятно, что отсутствующий двигатель отказать не может. Неясно, как считают, что надёжнее - и дешевле: иметь отказоустойчивость или большую исходную надёжность.

Дмитрий, можете рассказать, каковы отраслевые методики на этот счёт?

Скажу честно, никаких отраслевых методик на этот счет не видел. Думаю, что в этом вопросе большую роль играют такие факторы, как назначение РН (пилотируемая или нет) , масса и стоимость ПН и самой ракеты, наличие ЖРД определенной тяги и их надежность, а также традиции КБ и т.д. В любом случае очевидно, что даже однократная потеря ПН массой 40 т (а она может стоить сотни миллионов, если не миллиарды долларов) вместе с РН может свести на нет весь экономический выигрыш от экономии на количестве ЖРД. А если авария произойдет на СК? Более подробно свои соображения на эту тему постараюсь изложить на днях. С уважением, Дмитрий В.

[Lin]

Водород это очень здорово !! Очень-очень...
На метане, на вскидку, получаться вот что:
Данные о ДУ отсюда - http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/184-185/Table-08.gif
Масса первой ступени - 900т. ХС – 4500 м/c, УИ – 320с
Конструкция и баки - 50т
Ду - 24 т
Вторая ступень и ПН - 180т
Запас - 4т
Топливо -  822т
Масса второй ступени – 150т (без ПН). ХС – 4700 м/c , УИ – 350c
Конструкция и баки - 8.5т
Ду – 6 т
Су – 0,5 т
ПН - 30 т
Топливо -  135т
Таким образом:
Масса РН - 1080т, ПН - 30т

Надо прикинуть размер баков, получается карандаш или все же что-то Дейтроно подобное ?
Потом три таких ракеты в пакет, сверху метановый разгонный блок и получаем сверхтяжелый носитель на ПН 100-120 т

Эх... я кажеться полюбил водород ! неееееет  :lol:  :lol:

[Дмитрий В.]

Обещанные соображения на тему, что лучше – одно- или многодвигательные ДУ.
Вообще-то на эту тему я уже немного писал в теме: http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=3607&start=0
Сейчас попробую изложить свой подход подробнее.
В принципе, возможны два подхода, как минимум:
1)Использование минимального числа ЖРД в ДУ (в идеале - по одному ЖРД на ступень) с высокой надежностью.
2)Использование многодвигательной ДУ с «горячим» резервированием. При этом требования к надежности одиночного ЖРД могут быть снижены.
Попутно замечу, что вопрос выбора количества ЖРД в ДУ неразрывно связан с определением тяговооруженности ступеней РН.
Выбор подхода, имхо, определяется следующими факторами (на мой взгляд, наиболее существенными):
А) Назначение (пилотируемый/беспилотный носитель). Для пилотируемых РН естественно требования, как по надежности, так и по отказоустойчивости выше.
Б) Наличие/отсутствие САС, в случае пилотируемого носителя. При наличии САС достаточного быстродействия, можно, в частности, использовать по 1-му ЖРД на ступень и сравнительно невысокие тяговооруженности. При отсутствии САС необходимо обеспечить приведение КК к кинематическим условиям, обеспечивающим безопасное отделение и спасение КК с использованием штатных средств разделения (пример – «Буран»). Соответственно, предпочтение, наверное, надо отдать многодвигательной ДУ с «горячим» резервированием.
В) Величина стартовой тяги и тяга одиночных ЖРД, находящихся в производстве, либо в стадии проектирования. Ясен пень, если требуется тяга в 600тс, а мы можем делать ЖРД только по 100 тс, надо использовать 6 ЖРД в ДУ. В этом случае, опять стоит подумать о резервировании. Кроме, того, многодвигательные ДУ (впрочем, как и многокамерные ЖРД) лучше компонуются (меньше размеры и масса ХО из-за более коротких ЖРД). И еще один нюанс: как известно, минимум удельной массы ЖРД приходится на диапазон тяги порядка 120-200 тс. Так что, в некоторых случаях, многодвигательная ДУ может оказаться легче однодвигательной.
Г) Надежность одиночного ЖРД. Понятно, чем выше этот показатель, тем предпочтите
Д) Размерность (стартовая масса) и стоимость РН и ее полезной нагрузки. Очевидно, что более тяжелые РН дороже более легких (в общем случае). Равно как и тяжелые ПН имеют большую стоимость. Потеря ПН массой 20-30 т и стоимостью до нескольких сотен миллионов долларов (а то и нескольких миллиардов) может свести на нет всю экономию от применения «простых и дешевых» однодвигательных ДУ.
Е) Стоимость СК и его стойкость к взрыву РН. К примеру, тротиловый эквивалент 11к25 составлял 800 т (сравнимо с тактическим ядерным боеприпасом). Если риск взрыва велик, а СК стоит дорого, то никаких «заневоленных стартов» - аварийная РН должна в любом случае «уйти» с СК (а это, понятно, можно обеспечить только с многодвигательной ДУ с резервированием ЖРД при приличном запасе тяговооруженности).
Даже из этого перечня (неполного) видно, что задача комплексного выбора количества ЖРД и тяговооруженности достаточно сложна, и может быть решена сочетанием формальных и неформальных методов.
Для себя я сформулировал примерно такие принципы:
1)Для непилотируемых РН небольшой размерности (дешевые РН, ПН и СК), либо для пилотируемых, но с надежными ЖРД, имеющими «хорошую» статистику, и надежной САС – предпочтительным является подход «минимум ЖРД» + «умеренная тяговооруженность»..
2)Для тяжелых РН, особенно в случае применение новых, еще не подтвердивших надежность статистикой, ЖРД, либо для пилотируемых без САС – лучше, наверное, использовать ДУ с несколькими ЖРД с горячим резервом + нужна приличная тяговооруженность (для 1 ст. – 1,4-1,6, для 2 ст. – 1,1-1,3). По мере набора двигателями «хорошей статистики», возможно увеличение Мпн за счет роста Мст.
Второй подход имеет свои особенности. Резервирование ЖРД «работает» только в том случае, если отказы ЖРД являются не зависимыми событиями (иными словами, авария одного ЖРД не должна приводить к отказам остальных). На практике, это приводит к реализации ряда конструктивных мероприятий:
1)Размещение ЖРД в изолированных отсеках.
2)Применение быстродействующего КА САЗ.
3)Применение ЖРД с запасом по тяге (для форсирования с целью компенсации потерь тяги при аварии одного из ЖРД).
4)Введение в состав РН системы пожаровзрывопредупреждения.
5)Обеспечение управляемости РН пи отказе одного  ЖРД. В частности, это означает, что количество ЖРД в ДУ не может быть меньше 3, а сами ЖРД должны компоноваться как можно ближе к продольной оси РН для минимизации возмущающего момента при отказе ЖРД и т.п.
Эти мероприятия, естественно ведут к весовым и стоимостным издержкам (однако, надо иметь в виду, что например повышение тяговооруженности с типичных 1,2-1,3 до 1,5-1,6 ведет к увеличению массы ПН, несмотря на утяжеление конструкции), но для тяжелых и сверхтяжелых РН эти издержки могут окупиться сполна .
С уважением, Дмитрий В.

[Дем]

Обещанные соображения на тему, что лучше – одно- или многодвигательные ДУ.

А вот что лучше - многодвигательный или многокамерный (если камера одна и та же)?

5)Обеспечение управляемости РН пи отказе одного  ЖРД. В частности, это означает, что количество ЖРД в ДУ не может быть меньше 3, а сами ЖРД должны компоноваться как можно ближе к продольной оси РН для минимизации возмущающего момента при отказе ЖРД и т.п.
Эти мероприятия, естественно ведут к весовым и стоимостным издержкам (однако, надо иметь в виду, что например повышение тяговооруженности с типичных 1,2-1,3 до 1,5-1,6 ведет к увеличению массы ПН, несмотря на утяжеление конструкции), но для тяжелых и сверхтяжелых РН эти издержки могут окупиться сполна .
С уважением, Дмитрий В.

Если авария не в момент старта - то даже при начальной 1.2 - оставшаяся может быть существенно больше единицы...

[Славянский танцор]

Многодвигательная ракета может стартовать на форсированных (на 4-5%) по тяге двигателях. Ресурс это уменьшает, но не очень сильно. Мне кажется...

[Дмитрий В.]

Многодвигательная ракета может стартовать на форсированных (на 4-5%) по тяге двигателях. Ресурс это уменьшает, но не очень сильно. Мне кажется...

Разумеется! У 11к25, например, так и было - ЖРД имели и форсированные режимы.

[Дмитрий В.]

Ну, я думаю, что это не являлось большой проблемой. БТНА был видимо рассчитан на малые давления на входе, соответственно увеличение скоростей вращения ротора основного ТНА (с целью повышения Рк) при давлении наддува не менее 2,5-3 атм, не обязательно приводило к увеличению быстроходности БТНА.

БТНА как и везде был рассчитан на обеспечение бескавитационной работы основного ТНА. Вряд ли возможно форсировать двигатель увеличивая Рк и обороты ТНА и одновременно отказываться от БТНА.

А удлинение выдвижного соплового насадка в любом случае приведет к росту УИ. Кстати, сопловой насадок уже в 80-е ггё мог быть сделан из углерод-углерода, что снижало его массу по сравнению со стальным.

Я тут поглядел внимательнее.
 Исходный вариант 11Д57 без раздвижного насадка.
УИ-456.5с
Р - 40т (393кН)
Рк - 10МПа
ст. расш - 143
L - 3.66м
D - 1.86м
Вариант 11Д57М с раздвижным насадком
УИ - 461с
Р - 44т (432кН)
Рк - 11.5МПа
ст. расш - 170
L - 4.10м
D - 2.00м

 То есть 11Д57М это и так уже форсированный по давлению двигатель и с добавлением раздвижного сопла. И это дало аж 5 секунд УИ. Так что не вполне понятно откуда вы ещё 10 надеетесь добыть.

Ну и что? Сравните УИ у первых RL-10-A и RL-10-B2.

[Старый]

Не. "первый RL-10" и "первый 11Д57" это не одно и то же.

[Дмитрий В.]

Не. "первый RL-10" и "первый 11Д57" это не одно и то же.

Ясен пень Но все же интересно, почему это на семействе RL-10 можно получить прирост УИ в 30 сек, а на 11д57М нельзя добиться увелчения в 10 с?

[Старый]

Потому что первый RL-10 был весьма несовершенен, а первый 11Д57 уже при рождении был выжат почти до упора.
 Если вы заметили уже к концу 60-х RL-10 тоже дожали и с тех пор он практически не совершенствовался. Крайнее его усовершенствование связано с раздвижным соплом, однако этот ресурс на 11Д57 тоже уже был использован тогда же и повторно его использовать уже нельзя.

[Дмитрий В.]

Потому что первый RL-10 был весьма несовершенен, а первый 11Д57 уже при рождении был выжат почти до упора.
 Если вы заметили уже к концу 60-х RL-10 тоже дожали и с тех пор он практически не совершенствовался. Крайнее его усовершенствование связано с раздвижным соплом, однако этот ресурс на 11Д57 тоже уже был использован тогда же и повторно его использовать уже нельзя.

Старый, нет такой конструкции, которую нельзя было бы улучшить. Уж поверьте моему инженерному опыту. Кстати, в свое время СП говорил своим проектантам, правда, немного в другом контексте: "С любой конструкции можно скинуть 10% веса!".

[Старый]

Старый, нет такой конструкции, которую нельзя было бы улучшить. Уж поверьте моему инженерному опыту. Кстати, в свое время СП говорил своим проектантам, правда, немного в другом контексте: "С любой конструкции можно скинуть 10% веса!".

Ну вес то можно скидывать до бесконечности. А вот поднимать удельный импульс - увы...

[Дмитрий В.]

Старый, нет такой конструкции, которую нельзя было бы улучшить. Уж поверьте моему инженерному опыту. Кстати, в свое время СП говорил своим проектантам, правда, немного в другом контексте: "С любой конструкции можно скинуть 10% веса!".

Ну вес то можно скидывать до бесконечности. А вот поднимать удельный импульс - увы...

Старый, Вы меня удивляете! А работа над форсуночной головкой, а резерв повышения Рк, а увеличение степени расширения за счет соплового насадка?

[avmich]

Не считая модификаций топлива, оптимизаций расходов на охлаждение, на ТНА, оптимизаций гидросопротивлений...

В 60-е основное внимание уделялось наиболее многообещающим направлениям повышения УИ. В результате более "скромные" стороны этого остались за кадром. А сейчас - старики ворчат, что нет денег, молодёжь не умеет выжимать... поэтому, конечно, и кажется, что УИ уже расти не может :) .

[Старый]

Старый, Вы меня удивляете! А работа над форсуночной головкой, а резерв повышения Рк, а увеличение степени расширения за счет соплового насадка?

Дык всё это и так уже было использовано до упора. По крайней мере в 11Д57. Да и в других двигателях большого эффекта не даст. Вон в РД-107 форсуночную головку доисторических фремён заменили на современную и чего? На сколько там ппроцентов что возросло?

[Старый]

Не считая модификаций топлива, оптимизаций расходов на охлаждение, на ТНА, оптимизаций гидросопротивлений...

Если двигатель замкнутой схемы то это не меняет удельного импульса.

А сейчас - старики ворчат, что нет денег, молодёжь не умеет выжимать... поэтому, конечно, и кажется, что УИ уже расти не может .

А сам УИ об этом знает?