Семейство разгонных блоков ДМ

[Старый]

Это, конечно, понятно. Но это мысленный эксперимент. А хочется узнать, сколько может весить РБ (ДМ, о котором речь)+КА на круговой орбите, пусть с довыводом (т.е., исходно заправленное в РБ топливо частично тратится).

При довыводе 3-я ступень до круговой (с перигеем выше атмосферы) орбиты не доходит, на орбите оказывается только связка РБ+КА.

А в немысленном эксперименте разгонный блок становится и четвёртой ступенью и разгонным блоком. Он сам себя выводит на орбиту как это делала в мысленном эксперименте третья ступень и соответственно и весит на орбите 26 тонн. Но так как в реальности не всё так линейно то получается тонны 24.

[Старый]

Кстати. А сколько весят на орбите Бризы и ДМы со спутниками в схеме с довыведением?

[Bell]

Кстати. А сколько весят на орбите Бризы и ДМы со спутниками в схеме с довыведением?

Т.е. всегда

[avmich]

Это, конечно, понятно. Но это мысленный эксперимент. А хочется узнать, сколько может весить РБ (ДМ, о котором речь)+КА на круговой орбите, пусть с довыводом (т.е., исходно заправленное в РБ топливо частично тратится).

При довыводе 3-я ступень до круговой (с перигеем выше атмосферы) орбиты не доходит, на орбите оказывается только связка РБ+КА.

А в немысленном эксперименте разгонный блок становится и четвёртой ступенью и разгонным блоком. Он сам себя выводит на орбиту как это делала в мысленном эксперименте третья ступень и соответственно и весит на орбите 26 тонн. Но так как в реальности не всё так линейно то получается тонны 24.

Собственно, про это и спрашиваю. Похоже, мы поняли эту часть таблицы одинаково.

[Reentrant]

В первом случае получается, что Протон-М выводит на околоземную 25700 кг, во втором - 24200(+) кг...

В первом случае вы игнорируете написанное русским языком в табличке. А во втором забываете вычесть конечную массу самого РБ (указанную там же, 2200), который полезной нагрузкой не является. И того, масса ПН на НОО --общеизвестные протоновские 22 тонны.

Сеня, чтоб тебе было понятно представь мысленно такое: Третью ступень Протона решили использовать как РБ. Ну например чтоб не тратиться на ДМ. Оборудовали её системой ориентации, повторным включением и увеличили баки. Залили дополнительно 16 тонн топлива.
И вот она выходит на орбиту - 5 тонн ступень, 5 тонн спутник и 16 тонн оставшегося топлива. В сумме ровно те же 26 тонн что и обычно вместе с третей ступенью. Но счас она уже не просто отработанная ступень а РБ с топливом. И таким образом все 26 тонн это ПН. Так понятно?

Я красненьким пометил, где вы накосячили. Чудес не бывает, и лишние 16 тонн топлива на халяву не зальются. Придется увеличить конечную массу ступени -- увеличить массу баков, за счет уменьшения честной ПН.

Старый, причислять полупустую ступень к ПН, это попытки обмануть математику. Довыведение "работает" только тогда, когда вам нужно подняться выше НОО, но при этом на НОО никакой "большей" ПН не может быть вообще. Может быть только "эквивалент ПН на НОО", который вычисляется путем вычитания из "грязной массы" на орбите той доли, которая пошла на увеличение топливных баков, несущих лишнее топливо. Иначе вы припишете РН завышенные возможности по выводу на НОО, которыми она не обладает.

[avmich]

В первом случае получается, что Протон-М выводит на околоземную 25700 кг, во втором - 24200(+) кг...

В первом случае вы игнорируете написанное русским языком в табличке. :)

Не игнорирую, а разъясняю.

А во втором забываете вычесть конечную массу самого РБ (указанную там же, 2200), который полезной нагрузкой не является.

И здесь тоже речь идёт о разъяснениях.

Если Вам всё так просто, то подумайте, какова была ПН ракеты Сатурн-5 в полётах Аполлонов на Луну.

И того, масса ПН на НОО --общеизвестные протоновские 22 тонны.

Получается не так :) .

Сеня, чтоб тебе было понятно представь мысленно такое: Третью ступень Протона решили использовать как РБ. Ну например чтоб не тратиться на ДМ. Оборудовали её системой ориентации, повторным включением и увеличили баки. Залили дополнительно 16 тонн топлива.
И вот она выходит на орбиту - 5 тонн ступень, 5 тонн спутник и 16 тонн оставшегося топлива. В сумме ровно те же 26 тонн что и обычно вместе с третей ступенью. Но счас она уже не просто отработанная ступень а РБ с топливом. И таким образом все 26 тонн это ПН. Так понятно?

Я красненьким пометил, где вы накосячили. ;)

Как бы это так сказать, чтобы не обидеть :) . Я задавал вопрос о том, как понимается таблица. В задавании вопроса, конечно, тоже можно накосячить, но что-то мне подсказывает, что Вы не там ищете :) .

Чудес не бывает, и лишние 16 тонн топлива на халяву не зальются. Придется увеличить конечную массу ступени -- увеличить массу баков, за счет уменьшения честной ПН.

Старый, причислять полупустую ступень к ПН, это попытки обмануть математику. Довыведение "работает" только тогда, когда вам нужно подняться выше НОО, но при этом на НОО никакой "большей" ПН не может быть вообще.

Тут Вы ошибаетесь. Даже расчёта не надо, чтобы эту ошибку увидеть. Подумайте.

[Reentrant]

Если Вам всё так просто, то подумайте, какова была ПН ракеты Сатурн-5 в полётах Аполлонов на Луну.

ПН Сатурн-V до 45 тонн на отлетной траектории. И?

[avmich]

Если Вам всё так просто, то подумайте, какова была ПН ракеты Сатурн-5 в полётах Аполлонов на Луну.

ПН Сатурн-V до 45 тонн на отлетной траектории. И?

Ладно, Реентрант, давайте с оффтопиком заканчивать. Вопрос про Сатурн был касательно ПН на низкой орбите, с тем, чтобы подчеркнуть массу третьей ступени и соответствующие нюансы. Меня больше интересовали разъяснения по Протону - похоже, форум понял таблицу так же, как и я, поэтому вопрос закрыт.

[Reentrant]

Ладно, Реентрант, давайте с оффтопиком заканчивать. Вопрос про Сатурн был касательно ПН на низкой орбите, с тем, чтобы подчеркнуть массу третьей ступени и соответствующие нюансы. Меня больше интересовали разъяснения по Протону - похоже, форум понял таблицу так же, как и я, поэтому вопрос закрыт.

Если вопрос был в том, сколько "Протон" выводит на НОО, то ответ прост: 22 тонны "чистых" (только ПН) или 27 тонн "грязных" = ПН + последняя ступень. Интегрируя ступень в конструкцию ПН, можно делать вид, что это все ПН, но математику не обманешь -- подмена вылезет в дальнейших расчетах. "Протон" не выведет на НОО 26-тонный спутник без ДУ, а честный 26-тонник легко побъет его в ПН на ГСО или ГПО.

Чтобы показать более контрастно, доведем пример Старого до предельного значения (27). Возьмем Протон-М как он есть, 51 тонна ступень + 22 тонны КК. После выведения на НОО ступень пуста. А мы ее не отделяем! А к нам приходит некий орбитальный заправщик, и заливает в нее топливо, 46 тонн, плюс-минус. И у нас 73 тонны полезной нагрузки на орбите. Минус 46 тонн заправленных "слева", значит, 27 тонн ПН вывел "Протон"!

Но только от этого он 27-тонником не стал.

[avmich]

Если вопрос был в том, сколько "Протон" выводит на НОО, то ответ прост: 22 тонны "чистых" (только ПН) или 27 тонн "грязных" = ПН + последняя ступень.

В приведённой таблице написано не 22 т и не 27 т, а 25700 кг, и не ПН + последняя ступень, а ОБ, что есть РБ + КА.

Интегрируя ступень в конструкцию ПН, можно делать вид, что это все ПН, но математику не обманешь -- подмена вылезет в дальнейших расчетах.

Математику не обманешь, а наивных читателей сайта Хруничева - запросто, написав 22 тонны ПН. Когда на самом деле больше, уже сколько запусков.

"Протон" не выведет на НОО 26-тонный спутник без ДУ, а честный 26-тонник легко побъет его в ПН на ГСО или ГПО.

26-тонник, может, и побъёт, а 24-тонник уже может и уступить.

Привожу своё понимание данных из таблицы. Описываемый в таблице носитель выводит на близкую к орбитальной траекторию (с перигеем под землёй) комбинацию РБ ДМ + КА общей массой 25700 кг. Для довывода на околоземную орбиту этой связке добавляется ХС в 213 м/с, что при УИ двигателя разгонного блока в 372 с (и пренебрежимых гравитационных потерях - меньше двух минут работы двигателя при почти орбитальной скорости и соответственном векторе...) приводит к массе на орбите 24200(+) кг. В эту массу входят РБ ДМ, остатки (большая часть) топлива в РБ и полезная нагрузка РБ. На манёвр довыведения расходуется 1500(-) кг топлива.

На предыдущей странице указывается масса топлива - 18900 кг, но там масса РБ несколько другая... поэтому данные не совсем стыкуются.

[avmich]

Кстати, у Вейда - http://astronautix.com/stages/ur5tage3.htm - масса третьей ступени Протона указывается в 2180 кг. А не 5000 кг. Это Вейд ошибается?

[Reentrant]

В приведённой таблице написано не 22 т и не 27 т, а 25700 кг, и не ПН + последняя ступень, а ОБ, что есть РБ + КА.

Разумеется. Любая схема с довыведением будет попадать между значений 22 и 27 тонны. Теоретический максимум "грязной" массы (27 тонн) достигается при плюсовании к ПН третьей ступени. Если плюсовать РБ, будет соответственно, меньше.

26-тонник, может, и побъёт, а 24-тонник уже может и уступить.

Вот тут вы и ошибаетесь.

Привожу своё понимание данных из таблицы. Описываемый в таблице носитель выводит на близкую к орбитальной траекторию (с перигеем под землёй) комбинацию РБ ДМ + КА общей массой 25700 кг. Для довывода на околоземную орбиту этой связке добавляется ХС в 213 м/с, что при УИ двигателя разгонного блока в 372 с (и пренебрежимых гравитационных потерях - меньше двух минут работы двигателя при почти орбитальной скорости и соответственном векторе...) приводит к массе на орбите 24200(+) кг.

24470 -- стартовая масса ДМ+ОБ.
25700 это с проставками, которые сбрасываются.

В эту массу входят РБ ДМ, остатки (большая часть) топлива в РБ и полезная нагрузка РБ. На манёвр довыведения расходуется 1500(-) кг топлива.

1390 кг, как указано в таблице, что подтверждается формулой Циолковского.

24470-1390=23080 -- масса на НОО вместе с РБ.
3240 кг -- конечная масса РБ.
23080-3240=19840 -- вот эти 20 тонн, это ваша ПН на НОО, "спутник" и остаток топлива. Если бы использовался стандартный ДМ (на тонну легче), то на тонну больше.

[Reentrant]

Кстати, у Вейда - http://astronautix.com/stages/ur5tage3.htm - масса третьей ступени Протона указывается в 2180 кг. А не 5000 кг. Это Вейд ошибается?

А это что, правдоподобно? Она даже пустая вряд ли столько весит, а нас интересует конечная масса, куда кроме "сухой" входят газы наддува и неиспользуемые остатки топлива.

Кстати, третья ступень "Протона" у Вейда не там, где вы смотрите. Она здесь: http://astronautix.com/stages/protonk3.htm

[avmich]

В приведённой таблице написано не 22 т и не 27 т, а 25700 кг, и не ПН + последняя ступень, а ОБ, что есть РБ + КА.

Разумеется. Любая схема с довыведением будет попадать между значений 22 и 27 тонны.

Имеете в виду, что с довыведением больше 27 тонн (без третьей ступени, конечно - только ОБ) не вывести? Возможно.

Теоретический максимум "грязной" массы (27 тонн) достигается при плюсовании к ПН третьей ступени.

Если плюсовать третью ступень, то будем сравнивать яблоки с апельсинами. Вопрос в том, какая масса РБ + КА - без массы третьей ступени - может быть на окончательной круговой орбите, после довыведения. Третья ступень, понятно, до круговой орбиты не доходит. При данных, указанных в таблице, получается 24200(+) кг.

Если плюсовать РБ, будет соответственно, меньше.

РБ не надо плюсовать - он уже входит в массу ОБ.

26-тонник, может, и побъёт, а 24-тонник уже может и уступить.

Вот тут вы и ошибаетесь.

Только что было показано, что масса РБ + КА на околоземной орбите, при таком выводе - 24 с лишком тонн. Вот и побили "точный" 24-тонник.

Привожу своё понимание данных из таблицы. Описываемый в таблице носитель выводит на близкую к орбитальной траекторию (с перигеем под землёй) комбинацию РБ ДМ + КА общей массой 25700 кг. Для довывода на околоземную орбиту этой связке добавляется ХС в 213 м/с, что при УИ двигателя разгонного блока в 372 с (и пренебрежимых гравитационных потерях - меньше двух минут работы двигателя при почти орбитальной скорости и соответственном векторе...) приводит к массе на орбите 24200(+) кг.

24470 -- стартовая масса ДМ+ОБ.

ОБ - орбитальный блок - это РБ + КА. То есть, РБ входит в ОБ, поэтому плюсовать не надо. Масса ОБ - куда входит РБ - после довыведения получается 24242,9 кг, если не считать гравпотерь.

25700 это с проставками, которые сбрасываются.

25700 - это на суборбите, там ещё нужно сжечь почти полторы тонны топлива, чтобы добрать 213 м/с.

В эту массу входят РБ ДМ, остатки (большая часть) топлива в РБ и полезная нагрузка РБ. На манёвр довыведения расходуется 1500(-) кг топлива.

1390 кг, как указано в таблице, что подтверждается формулой Циолковского. ;)

24470-1390=23080 -- масса на НОО вместе с РБ.

Это из какой таблицы данные? Почему 24470, а не 25700, как указано? Масса на НОО получается 24,2(+) т. Поскольку мы всё равно собираемся РБ дальше использовать, то это можно считать ПН Протона.

[Старый]

Т.е. всегда

Отнюдь. ДМы леьали на ГСО в основном без довыведения. Лишь в нескольких последних полётах быа использована схема с довыведением.

[Reentrant]

Имеете в виду, что с довыведением больше 27 тонн (без третьей ступени, конечно - только ОБ) не вывести? Возможно.

Не совсем. Цифра 27 тонн верна при условии, что мы вписываемся в ту же стартовую массу, как у трехступенчатого "Протона" с 22-тонной ПН. Если стартовая плавает, простой расчет будет выполнить невозможно, только моделирование.

РБ не надо плюсовать - он уже входит в массу ОБ.

Я говорю о предельном случае, когда роль РБ играет третья ступень (вариант Старого). При этом достигается максимум указанного мной диапазона. Если есть РБ, отдельный от третьей ступени, то "грязная" масса будет меньше предельной. На сколько -- зависит от массы РБ. Там добавляется эффект ступенчатости, но для относительно небольших приращений он невелик. И в противоположном пределе, когда РБ опять-таки нет, а третья ступень выводит ПН сама, имеем "честную" ПН. Это, соответственно, нижняя граница.

Насчет того, что называть ОБ, вы правы, да, это сумма РБ+ПН. На расчет это не влияет, просто назвал неправильно.

Только что было показано, что масса РБ + КА на околоземной орбите, при таком выводе - 24 с лишком тонн. Вот и побили "точный" 24-тонник.

Неверно. Эти 24 тонны выводят сами себя, добирая ХС. Произвольная ПН этого не может. И точно так же, взяв честный 24-тонник, и применив на нем тот же трюк, вы получите "ПН" (грязную, конечно) еще больше.

Это из какой таблицы данные? Почему 24470, а не 25700, как указано? Масса на НОО получается 24,2(+) т. Поскольку мы всё равно собираемся РБ дальше использовать, то это можно считать ПН Протона.

"таблица 3– Изменение массовых характеристик орбитального блока на этапах полета", на странице 67.
25700 -- начальная масса ОБ,
24470 -- стартовая масса ОБ.
Масса переходников для буксиров не указана, для стандартного ДМ в таблице 1 -- 1190 кг. Для буксиров, как я понимаю, взяли немного больше, на увеличение массы.

[Старый]

Я красненьким пометил, где вы накосячили. Чудес не бывает, и лишние 16 тонн топлива на халяву не зальются. Придется увеличить конечную массу ступени -- увеличить массу баков, за счет уменьшения честной ПН.

Даже если сухая масса ступени прямо пропорциональна массе топлива то увеличение заправки топлива на четверть увеличит сухую массу лишь на тонну. Но баки это даалеко не вся ступень и увеличение их объёма на 16 тонн  увеличит сухую массу менее чем на тонну. Но главное - это не имеет никакого значения. Хорошо, пусть ступень будет 6 тонн а спутник - 4, всё равно суммарная масса останется 26 тонн.

Старый, причислять полупустую ступень к ПН, это попытки обмануть математику.

Тем не менее всегда и везде в схемах с довыведением делают именно. При полётах на Луну какова была масса ПН выводимая Сатурном-5 на опорную орбиту?

Довыведение "работает" только тогда, когда вам нужно подняться выше НОО, но при этом на НОО никакой "большей" ПН не может быть вообще.

Вы наверно невнимательно читали. Я не говорил что ПН становится больше. Я сказал что вся суммарная нагрузка выводимая РН становится полезной.

Может быть только "эквивалент ПН на НОО", который вычисляется путем вычитания из "грязной массы" на орбите той доли, которая пошла на увеличение топливных баков, несущих лишнее топливо.

Так, так... И как вы это сделаете например в случае с Бризом-М? Какая там доля баков лишняя и должна быть вычтена?

Иначе вы припишете РН завышенные возможности по выводу на НОО, которыми она не обладает.

Вы борец с приписками?
 Я всего лишь объяснил Авмичу откуда взялись эти 24-25 тонн, а вы уже ринулись бороться с приписками?
 Не волнуйтесь, заказчик запуска заплатит за выведение конкретного спутника, а что там и куда переписали организаторы запуска его совершенно не волнует.

[Старый]

Старый, причислять полупустую ступень к ПН, это попытки обмануть математику.

Кстати, да. По вашему те кто широко применяют схему с довыведением начиная от Атлас-Центавра и кончая Бризом-М просто тупые и рассчитывают обмануть математику?

[Старый]

Если вопрос был в том, сколько "Протон" выводит на НОО, то ответ прост: 22 тонны "чистых" (только ПН) или 27 тонн "грязных" = ПН + последняя ступень. Интегрируя ступень в конструкцию ПН, можно делать вид, что это все ПН, но математику не обманешь -- подмена вылезет в дальнейших расчетах. "Протон" не выведет на НОО 26-тонный спутник без ДУ, а честный 26-тонник легко побъет его в ПН на ГСО или ГПО.

Математику и даже природу обмануть очень легко. Энергии содержащейся в топливе залитом в Протон достаточно чтобы поднять на высоту 200 км и разогнать до 1 космической скорости 26 тонн. Тут против природы не попрёшь. Но вот сколько в этих 26 тоннах будет массы полезной а сколько бесполезной - нам подвластно. Самый наглядный пример: Делаем Протон четырёхступенчатым. Ставим четвёртую ступень сухой массой 1 тонна. На орбиту выходят те же 26 тонн но из них полезная нагрузка уже честные 25 тонн, ну пусть 24.
 Вот и обманули мы вашу математику.

Чтобы показать более контрастно, доведем пример Старого до предельного значения (27). Возьмем Протон-М как он есть, 51 тонна ступень + 22 тонны КК. После выведения на НОО ступень пуста. А мы ее не отделяем! А к нам приходит некий орбитальный заправщик, и заливает в нее топливо, 46 тонн, плюс-минус. И у нас 73 тонны полезной нагрузки на орбите. Минус 46 тонн заправленных "слева", значит, 27 тонн ПН вывел "Протон"!

Да, это будет именно так. А что вам не так? Объявлять разгонный блок бесполезной массой это какраз попытка скрыть доходы.    :twisted:

[Reentrant]

Даже если сухая масса ступени прямо пропорциональна массе топлива то увеличение заправки топлива на четверть увеличит сухую массу лишь на тонну. Но баки это даалеко не вся ступень и увеличение их объёма на 16 тонн  увеличит сухую массу менее чем на тонну. Но главное - это не имеет никакого значения. Хорошо, пусть ступень будет 6 тонн а спутник - 4, всё равно суммарная масса останется 26 тонн.

А вот мы сейчас ваш пример посчитаем, и поглядим. Итак, допустим (в круглых цифрах, хотите, подставьте не круглые):

 5.000 -- конечная масса третьей ступени
45.000 -- рабочий запас топлива
 1.000 -- масса проставки (от ступени к ПН)
22.000 -- масса ПН
73.000 == масса, разгоняемая 1-2 ступенями.

При isp=372, m0=73.000, m1=28.000 имеем dV=3500. При этом, как честный 22-тонник, "Протон" выводит 22-тонную ПН на НОО.

Теперь сделаем по-вашему, увеличим третью ступень на +16 тонн РЗТ. Какая будет конечная масса ступени? Для исходной было mt/m1=45.000/5.000=9, если взять mt=61, то 61/9=6.778. Ладно, пусть даже будет 6.500. И того:

 6.500 -- конечная масса третьей ступени
61.000 -- рабочий запас топлива
 1.000 -- масса проставки (от ступени к ПН)
 4.500 -- ПН (что осталось)
73.000 == масса, разгоняемая 1-2 ступенями.

Сколько топлива затратит эта конструкция, чтобы донабрать ту же dV=3500 до НОО? Ответ: 45 тонн. Конечная "грязная" масса на НОО в вашем варианте -- 27 тонн (28 тонн вместе с проставкой).

Осталось вычесть конечную массу РБ и проставку:
28.000-1.000-6.500=20.5
-- 4.500 ПН + 16.000 топлива, которое вы долили.

Вот это и есть ваш "выигрыш" (против изначальных 22 тонн).