Трехкомпонентные ЖРД...

[Андрей Суворов]

Взял ратмановский спредшит, нисколько его не модифицируя, подставил ракету "Союз" и убедился, что снижение УИ первой ступени на 10% можно вполне компенсировать увеличением тяги четырех блоков первой ступени на 50%. Полная тяга в этом режиме увеличивается примерно на 40%

Во-первых, не совсем понятно, какое это имеет отношение к "соревнованию" водорода и керосина, как горючего на первых ступенях?

Самое прямое. Трёхкомпонентники стали воплощаться в "железо", пусть и тестовое, а не лётное, как попытка форсировать водородный двигатель впрыском керосина на старте. Это повышает тягу и понижает УИ. Вот я и игрался.

Во-вторых, ratman'овский спредшит - штука, безусловно, полезная, но крайне неудобная для такого рода анализа, которым занимаемся мы. По причине ОЧЕНЬ сильного влияния малых разбросов характеристик ракеты на оптимальность траектории и долгого и нудного подбора свободных параметров оптимального управления. Вы, Андрей, проверяли КАЖДЫЙ раз оптимальность?

Оптимальность? Нет, Игорь, вы, очевидно, меня неправильно понимаете. Я хочу лишь доказать, что стартовая масса ракеты, использующей И керосин И водород МОЖЕТ быть, и БУДЕТ меньше, чем у водородной с тем же ПГ и той же тягой в водородном режиме. НА СКОЛЬКО - меня пока не очень волнует. Я показываю, что ХС - не догма, ибо в данном расчёте ХС уменьшается на столько же, на сколько уменьшаются грав. потери.

Старый же (да и вы тоже - или я неправильно понял?) стремится убедить нас, что водородная ракета всегда выиграет по стартовой массе у трёхкомпонентной при той же ПН и одинаковой тяге в водородном режиме.

Вопрос цены оставляем пока за кадром.

[Старый]

Самое прямое. Трёхкомпонентники стали воплощаться в "железо", пусть и тестовое, а не лётное, как попытка форсировать водородный двигатель впрыском керосина на старте. Это повышает тягу и понижает УИ.

А не наоборот? Как попытка глубокого дросселирования путём значительного уменьшения подачи компонентов через отключение одного из ТНА?
 Но в целом весь вопрос о трёхкомпонентнике возник на практике только в связи с МАКСом как попытка привлечь инвесторов неким "чудо-решением".

Я хочу лишь доказать, что стартовая масса ракеты, использующей И керосин И водород МОЖЕТ быть, и БУДЕТ меньше, чем у водородной с тем же ПГ и той же тягой в водородном режиме.

Ну и как? Удалось доказать?

Старый же (да и вы тоже - или я неправильно понял?) стремится убедить нас, что водородная ракета всегда выиграет по стартовой массе у трёхкомпонентной при той же ПН и одинаковой тяге в водородном режиме.

Так точно! Именно это я и стремлюсь доказать. Кстати, вы ничего не напутали в начальных условиях? Именно так: тяга и ПН одинаковы, варьируется стартовая масса?
 Дело в том, что по моему скромному имхо, при равных стартовой массе и ПН ракета с бОльшим УИ будет иметь бОльшую ХС, что в любом случае перекроет увеличение гравитационных потерь.

[Игорь Суслов]

Оптимальность? Нет, Игорь, вы, очевидно, меня неправильно понимаете.

Пара слов об оптимальности.
Видите ли в чем дело, изменяя стартовую тяговооруженность (например), вы "ломаете" оптимальное управление. Его нужно вновь делать оптимальным, чтобы правомерно сравнивать результаты. Делали ли вы это, если уж говорить о "прочих равных условиях"?

Старый же (да и вы тоже - или я неправильно понял?) стремится убедить нас, что водородная ракета всегда выиграет по стартовой массе у трёхкомпонентной при той же ПН и одинаковой тяге в водородном режиме.

Угу. ИМЕННО ТАК.
Впрочем, за Старого не скажу.
А что значит "при одинаковой тяге в водородном режиме"?
И еще - вы имеете в виду только SSTO? Или ЛЮБУЮ многоступенчатую ракету?

[Игорь Суслов]

Дело в том, что по моему скромному имхо, при равных стартовой массе и ПН ракета с бОльшим УИ будет иметь бОльшую ХС, что в любом случае перекроет увеличение гравитационных потерь.

Ну, Старый, вы здесь не совсем правы.
Но я отношу ваше утверждение к двигательным установкам БОЛЬШОЙ ТЯГИ (коими и являются водородники и "керосиники") и уверен, что вы не имели в виду ЭРД, например.

[Андрей Суворов]

А не наоборот? Как попытка глубокого дросселирования путём значительного уменьшения подачи компонентов через отключение одного из ТНА?

Нет. В водородном режиме характеристики двигателя практически не меняются. Портится, конечно, удельная масса.

Но в целом весь вопрос о трёхкомпонентнике возник на практике только в связи с МАКСом как попытка привлечь инвесторов неким "чудо-решением".

Нет. О трёхкомпонентниках конструкторы мечтали давно, еще Глушко пытался продвинуть трехкомпонентник, но считалось, что это технически нереализуемо. Ключевым моментом стал отказ от "чисто керосинового" режима. Турбина осталась водородной. И охлаждение частично осталось водородным. И сразу двигатели начали "увязываться".

Я хочу лишь доказать, что стартовая масса ракеты, использующей И керосин И водород МОЖЕТ быть, и БУДЕТ меньше, чем у водородной с тем же ПГ и той же тягой в водородном режиме.

Ну и как? Удалось доказать?

Нет. Пока мне лишь удалось доказать, что той же стартовой массе и ТОЙ ЖЕ ПН и той же тяге "в режиме с высоким УИ" можно компенсировать увеличением тяги снижение УИ в режиме стартовой тяги и ХС ракеты в целом.

Старый же (да и вы тоже - или я неправильно понял?) стремится убедить нас, что водородная ракета всегда выиграет по стартовой массе у трёхкомпонентной при той же ПН и одинаковой тяге в водородном режиме.

Ага! Именно это я и стремлюсь доказать? Естати, вы ничего не напутали в начальных условиях? Именно так: тяга и ПН одинаковы, варьируется стартовая масса?

НЕТ. Я при равной стартовой массе и ПН выяснял, на сколько нужно увеличить тягу, чтобы компенсировать снижение УИ и ХС, и можно ли это в принципе. Варьируются УИ и тяга при неизменной стартовой массе и массе ПН.

Дело в том, что по моему скромному имхо, при равных стартовой массе и ПН ракета с бОльшим УИ будет иметь бОльшую ХС, что в любом случае перекроет увеличение гравитационных потерь.

ВОТ, Я, СОБСТВЕННО, И ДОКАЗЫВАЛ, ЧТО ЭТО НЕ ТАК, ЛЮБОЙ МОЖЕТ ВЗЯТЬ И ПОВТОРИТЬ!

[Игорь Суслов]

Пока мне лишь удалось доказать, что той же стартовой массе и ТОЙ ЖЕ ПН и той же тяге "в режиме с высоким УИ" можно компенсировать увеличением тяги снижение УИ в режиме стартовой тяги и ХС ракеты в целом.

Давайте будем юридически строги? Вам не удалось этого доказать, вам удалось "заявить о том, что вам удалось это доказать", приведя ряд цифр в поддержку вашей теории.

Впрочем, наверное, людям нужно больше верить...

Спор разрешится, если вы вышлите два спредшита с разными начальными условиями, касательными обсуждаемого вопроса, а я (или любой пожелавший) могут убедиться в вашей правоте или опровергнуть вас.

Вот мне, например, просто некогда повторить ваш опыт с LaunchModel'ю

[Старый]

Дело в том, что по моему скромному имхо, при равных стартовой массе и ПН ракета с бОльшим УИ будет иметь бОльшую ХС, что в любом случае перекроет увеличение гравитационных потерь.

ВОТ, Я, СОБСТВЕННО, И ДОКАЗЫВАЛ, ЧТО ЭТО НЕ ТАК, ЛЮБОЙ МОЖЕТ ВЗЯТЬ И ПОВТОРИТЬ!

 Можно попробовать и посчитать навскидку.
 Берём две одинаковые ракеты. Одноступенчатые, стартовая масса по 10 тонн, ПН по 2 тонны. Одна керосиновая, УИ=300сек, другая водородная УИ=400сек. Вес топлива в первой 7.3 т, конструкции 0.7 т, (7%стартовой) во второй - топлива 6.9 т, конструкции 1.1 т (11%стартовой, в полтора раза тяжелее первой)
 Характеристическая скорость получается у первой - 3850 м/с, у второй 4600 м/с. 750 м/с "лишней" ХС перекроют грав. потери?

[Старый]

По моему нескромному имхо при самом неблагоприятном случае строго вертикального подъёма доп. грав. потери никак не превысят 500 м/с. Остальные 250 оставляем для уменьшения стартовой массы.

[avmich]

Старый, возьми тяговооружённость в 1,1 у водородной... и, грубо говоря, не задавай глупых вопросов.

Игорь, вот это вот - "удалось не доказать, а утверждать, что удалось доказать, приведя в качестве аргументов ряд цифр" звучит, эээ, неконктруктивно :) . Давайте не будем считать ратмановский спредшит единственным способом анализа...

Хотя, спору нет, инструмент хорош. К нему много чего хочется в дополнение, но инструмент очень хорош.

[Старый]

Старый, возьми тяговооружённость в 1,1 у водородной... и, грубо говоря, не задавай глупых вопросов.

А может 0.9 взять, чего уж там? Я взял у обеих 1.2 (стартовая тяга 12 тонн) В этом случае разница во времени работы двигателя составит примерно 48 сек, что умноженное на "же" и даёт максимальные дополнительные грав. потери.

[Старый]

Можно конечно и по спредшиту, но зачем? УИ у водородника будет расти на бОльшую величину, чем у керосинки, траектория будет наклоняться, что уменьшит грав. потери. Оба эти фактора ещё более улучшат ситуацию в пользу водородника.

[Игорь Суслов]

Игорь, вот это вот - "удалось не доказать, а утверждать, что удалось доказать, приведя в качестве аргументов ряд цифр" звучит, эээ, неконктруктивно

Сам знаю.
Как и утверждения "я посчитал, у меня получилось". Мне, между прочим, Андрей однажды уже поставил на вид эти МОИ слова, теперь это сделал я.
Неконструктивно, но считать лениво. Можно, конечно, на пальцах, как Старый.

Давайте не будем считать ратмановский спредшит единственным способом анализа...

О! Что ты! Я сейчас и пытаюсь от него уйти! Уж очень он неудобен...
Хм... Чё сказал?!?

[Старый]

Увеличение тяговооружённости обеих ракет, кстати, также изменяет ситуацию в пользу водорода. В минусах только рост аэродинамических потерь.

[avmich]

Старый, есть принципиальный канал потерь для ракет с большим УИ. А именно, при постоянной тяге - меньший расход. То есть, в любой момент времени ракета с более высоким УИ весит больше. И гравитационные потери поэтому растут, несмотря на то, что тебе бы этого не хотелось, и поэтому ты на это закрываешь глаза. Открой, потери всё равно никуда не уйдут :) .

[Андрей Суворов]

Окей.
Вот немодифицированный союз
http://monitor.vmb-service.ru/~suvorow/LaunchModel1.zip
вот союз, у которого на 10% уменьшен УИ первой ступени, и на 50% увеличена тяга её же.
http://monitor.vmb-service.ru/~suvorow/LaunchModel2.zip

Нескомпенсированный недобор скорости составляет 11 м/с. Это немало, конечно, но в пределах допуска.

При оптимизации закона управления под "новые" двигатели это легко скомпенсировать. Притом же, явно, у немодифицированного "Союза" закон управления "оптимальнее". Так что, Игорь, это аргумент в мою пользу, а не вашу.

[Игорь Суслов]

Старый, есть принципиальный канал потерь для ракет с большим УИ. А именно, при постоянной тяге - меньший расход. То есть, в любой момент времени ракета с более высоким УИ весит больше. И гравитационные потери поэтому растут

Начальные ускорения одинаковы?
Ну, тогда зачем нам сравнивать время? Время нам сравнивать не надо!
Сравнивать надо массы. А при равных массах ракеты, скорость будет больше у ракеты с большим УИ, впрочем это ясно и без численного анализа, который я с дуру провел

[Старый]

Старый, есть принципиальный канал потерь для ракет с большим УИ. А именно, при постоянной тяге - меньший расход. То есть, в любой момент времени ракета с более высоким УИ весит больше. И гравитационные потери поэтому растут, несмотря на то, что тебе бы этого не хотелось, и поэтому ты на это закрываешь глаза. Открой, потери всё равно никуда не уйдут .

Говорят же тебе что это учтено. Гравитационные потери в принципе не могут быть больше 9.81 м/с за секунду работы двигателя. И при самом неблагприятном варианте траектории (строго вертикальной) в рассмотреном мной варианте разница не может превышать 470 м/с. Это и есть следствие меньшего расхода и более длительной работы двигателя. Никаких других гравитационных потерь, кроме проекции силы тяжести на направление вектора тяги двигателя нет, и не надо их придумывать.
 Если ты докопался что "в любой момент ракета тяжелее", то не забывай что на том же количестве топлива двигатель с высоким УИ работает дольше, и таким образом разгоняет ракету до большей скорости. То есть палка о двух концах. "Более тяжёлая ракета" компенсируется "более продолжительной работой двигателя".

[Игорь Суслов]

Андрей, спасибо. Я скачал оба спредшита. Посмотрю обязательно.

[Игорь Суслов]

Браво, Старый!
Вот завтра еще найду ошибку у Андрея и...

[Старый]

вот союз, у которого на 10% уменьшен УИ первой ступени, и на 50% увеличена тяга её же.

А увеличена на 50% сухая масса конструкции?