Концепция и АКС, проект "Гиперкуб"

[Дмитрий Виницкий]

Да понятно. Как и отсутствие возможностей строить больше Протонов.

[ratte07]

Ну, до начала развертывания ГЛОНАСС возможности по Протону были. Потом да, было бы тяжело.

[Дем]

По поводу шаттла. На мой взгляд, шаттл плох несколькими вещами.

1) его многоразовость достигается ценой сброса ВТБ и ронянием в море ускорителей с последующей ловлей. Это надо ПОЛНОСТЬЮ исключить - ступени - все - должны быть полностью многоразовыми и самостоятельно прибывать к месту их восстановления и сборки. Для первой ступени традиционной РН - это концепт типа Байкала.

3) шаттл требует большого, дорогого, и постоянно обслуживаемого стартового комплекса. При темпе пусков в 2 раза в год это несколько накладно. Но даже и при пусках раз в неделю - все равно восстановление СК после старта тяжелой ракеты - довольно дорогая операция - дороже, чем замена пироболтов, истраченных при холодном разделении 1 и 2 ступеней. Несопоставимая, конечно, со стоимостью самой ракеты - см. п.1

4) Шаттл ПИЛОТИРУЕМЫЙ. Это ограничивает как перегрузки, так и заложенные в конструкцию запасы надежности.  А также 'сьедает' не менее 40% ПН (которые можно было бы вывести вместо пилотской кабины, СЖО, скафандров и т.д.).

1) На данном этапе - многоразовость невыгодна вообще.
3) Аэродромы для АКС - бесплатны?
4) Самолёт-разгонщик - беспилотный?

[hcube]

1) ПОЛНАЯ многоразовость - не факт. Кроме того, что она снижает цену вывода, она еще позволяет не планировать заранее пуск. Т.е. можно сварганить железяку, и через 2 недели кинуть ее на орбиту, а не ждать, пока цикл производства РН даст возможность запуска. Кроме того, риски в моей схеме АКС имхо НИЖЕ чем у традиционой РН, поскольку все процедуры запуска двигателя 'подстрахованы' - достаточно иметь на борту систему аварийного отключения двигателя и слива топлива - и АКС даже в случае отказа двигателя типа того что был у Молнии сможет целым и неповрежденным штатно вернуться на аэродром базирования ВМЕСТЕ С ПН. Что по идее должно хорошо уменьшить страховку.

2) Аэродромы для АКС являются обьектом совместного использования с обычной авиацией. Я не спорю, что аэродром 1 класса стоит столько же сколько стартовый комплекс, а то и побольше. Но его можно использовать не только для АКС. Кроме того, аэродром - это сложная, дорогая, но вполне обычная бетонка. После того как ее построили и снабдили навигационными маяками - она почти не требует ТО. В отличии от стартового комплекса, повреждаемого каждым запуском и восстанавливаемого после этого. Полосы в крупных аэропортах принимают машины класса B-747 каждые 5 минут, т.е. до 300 штук в сутки. СК в лучшем случае может столько пусков пропустить за несколько ЛЕТ.

3) Да, разумеется, оба компонента системы - беспилотные. Это снижает требования к надежности и как следствие стоимость системы. Разгонщик может быть скажем дистанционно управляемым, если невозможно сделать его полностью автоматическим. В случае использования АКС для пилотируемой программы, экипаж воспринимается как 'спецгруз', в капсуле с САС и собственной теплозащитой и двигателем, которая может быть катапультирована из грузового отсека второй ступени в любой точке выведения, вплоть до орбиты, и в любой точке обратного входа в атмосферу. Если бы такая система была применена на Колумбии - то челнок бы все равно погиб, но экипаж - выжил бы. Предтечей такой штуки является кабина пилота Спирали - автономная 'фара', способная сама сойти с орбиты и приземлиться.

[ratte07]

1) ПОЛНАЯ многоразовость - не факт. Кроме того, что она снижает цену вывода, она еще позволяет не планировать заранее пуск. Т.е. можно сварганить железяку, и через 2 недели кинуть ее на орбиту, а не ждать, пока цикл производства РН даст возможность запуска.

Это не проблема. РН выпускаются сериями, достаточно равномерно, и всегда можно иметь запас. Кроме того, цикл создания КА обычно больше, чем серийного производства РН. Исключение - длительные отсрочки пусков после аварий. Но от них не застрахована и многоразовая система.

[ratte07]

Кроме того, риски в моей схеме АКС имхо НИЖЕ чем у традиционой РН, поскольку все процедуры запуска двигателя 'подстрахованы' - достаточно иметь на борту систему аварийного отключения двигателя и слива топлива - и АКС даже в случае отказа двигателя типа того что был у Молнии сможет целым и неповрежденным штатно вернуться на аэродром базирования ВМЕСТЕ С ПН. Что по идее должно хорошо уменьшить страховку.

Непонятно, как при отказе двигателей (ВРД) система удержится в воздухе? При отказе ЖРД ее ждет полет по баллистической траектории в произвольную точку на трассе полета. И как Вы успеете слить топливо и вернуться в точку старта?

В целом, многоразовые систмы намного чувствительнее к авариям (потере элементов). Для одноразовых РН производство идет постоянно, в то время как в случае потери элемента АКС производство нужно восстанавливать. И страховка будет низкой только при хорошей статистике. После нескольких лет успешной эксплуатации и до первой аварии.

[ratte07]

Аэродромы для АКС являются обьектом совместного использования с обычной авиацией. Я не спорю, что аэродром 1 класса стоит столько же сколько стартовый комплекс, а то и побольше. Но его можно использовать не только для АКС. Кроме того, аэродром - это сложная, дорогая, но вполне обычная бетонка. После того как ее построили и снабдили навигационными маяками - она почти не требует ТО. В отличии от стартового комплекса, повреждаемого каждым запуском и восстанавливаемого после этого. Полосы в крупных аэропортах принимают машины класса B-747 каждые 5 минут, т.е. до 300 штук в сутки. СК в лучшем случае может столько пусков пропустить за несколько ЛЕТ.

Боюсь Вам не удастся использовать обычные аэродромы для АКС. Первое - это безопасность. Криогенные компоненты, системы их заправки, возможные аварийные возвращения и т.д. Трасса выхода на сверхзвук должна пролегать вне маршрутов гражданской авиации. Так что в лучшем случае - Энгельс, и то под вопросом. Специальный же аэродром будет дороже СК.

[ratte07]

Да, разумеется, оба компонента системы - беспилотные. Это снижает требования к надежности и как следствие стоимость системы. Разгонщик может быть скажем дистанционно управляемым, если невозможно сделать его полностью автоматическим. В случае использования АКС для пилотируемой программы, экипаж воспринимается как 'спецгруз', в капсуле с САС и собственной теплозащитой и двигателем, которая может быть катапультирована из грузового отсека второй ступени в любой точке выведения, вплоть до орбиты, и в любой точке обратного входа в атмосферу. Если бы такая система была применена на Колумбии - то челнок бы все равно погиб, но экипаж - выжил бы. Предтечей такой штуки является кабина пилота Спирали - автономная 'фара', способная сама сойти с орбиты и приземлиться.

Беспилотность вызовет еще больше вопросов по безопасности полетов. Кроме того тезис о низкой надежности противоречит заявленной низкой цене сраховки.

Вообще проблема всех АКС (и вообще многоразовых систем) в том, что они должны быть единственным средством выведения, чтобы оправдать свое создание. Получается, одной системой с известной грузоподъемностью нужно закрывать весь диапазон ПН. Это потребует переделки всех КА, подхода к их созданию. И вот, когда все это будет сделано, одна потеря при выведении оставит нас без космоса на годы.

[hcube]

Ну, для начала, ТРД в системе не один. 4 штуки нужны для РАЗГОНА полностью заправленной системы. Горизонтальный полет при слитом лишнем горючем обеспечивает ОДИН ТРД. Если же все так плохо, что на взлете отказали все 4 штуки, то есть резервный вариант - инициировать один из ЖРД первой ступени. Его тяга с лихвой заменит тягу всех четырех ТРД, время работы на бортовом запасе топлива - порядка 20 минут - вполне достаточно для нахождения варианта посадки на полосу в радиусе полета.

Баллистический полет в точку (с) есть штатный режим функционирования системы. Надо только слить топливо обоих ступеней для обеспечения входа в атмосферу с наименьшей нагрузкой на крыло. Для продления полета можно также инициировать двигатель второй ступени без расстыковки - это 'сольет топливо' второй ступени и даст больше времени на сброс оного у первой.

ВПП, да, согласен, дороже чем СК. Пусть. Но ее ресурс с СК просто несопоставим. Может смениться 3-4 поколения АКС, а аэродром будет все тот же самый. И даже если АКС будет признан тупиковой ветвью - то полоса ВСЕ РАВНО будет использоваться для приема обычной авиации.

По поводу серийного производства - если РН выпускаются серийно, значит часть их лежит на складе и тем самым связывает свободные средства ;-). Опять же, серийное производство должно быть постоянно загружено - т.е. в отличии от АКС, производство РН нельзя 'поставить на паузу'. По поводу утечки кадров - все очень просто. После того как изготовлен первый АКС, кадры переключаются на проектирование версии 2.0. И поддержку и модернизацию первой версии. А плач 'ах, какие мы бедные, у нас кроме производства АКС  (РН) вааще заказов нет' - это голос некомпетентности. ВСЕГДА есть что делать, вопрос в том, умеешь ли ты это делать. С АКС смежны УЙМА областей деятельности - начиная скажем с гиперзвуковых ударников для военных.

Кроме того, в принципе, АКС можно ЭКСПОРТИРОВАТЬ. Кислород-водородный заводик требует только электричества, по сути, т.е. может быть выполнен в мобильном исполнении. Т.е. можно продать ракетную систему 'под ключ', которая обеспечит до 100 циклов выведения с вполне банальной ВПП.

[hcube]

Да, по поводу снижения надежности. Я имел в виду вот что - Шаттл напичкан системами обеспечения полета, включая избыточную структурную прочность и т.д. Это грубо говоря режет его ПН вдвое. Если бы эти средства были исключены, то вероятность отказа системы была скажем на 30% выше чем вероятность отказа системы со средствами повышения надежности. Но при этом выводимая ПН была бы вдвое выше - т.е. вероятность отказа на единицу ПН упала бы. Это неприемлемо для ПИЛОТИРУЕМОЙ системы. Но для БЕСПИЛОТНОЙ - такой подход оправдан. А безопасность пилотируемого запуска решается очень просто - введением дополнительного уровня безопасности - отстреливаемой пилотируемой капсулы, которая обеспечивает спасение экипажа на любом этапе полета.

Кроме того, у меня применена ДРУГАЯ концепция повышения надежности системы - не повышение надежности ЭЛЕМЕНТОВ, а их взаимное резервирование. Это значит, что отдельный отказ любого элемента не должен приводить к катастрофе всей системы - а только к сбою выведения. Это значит, грубо говоря, что 10% запусков закончатся 'штатным отказом', т.е. возвратом АКС вместе с ПН обратно на Землю из-за какого-либо отказа (или подозрения на отказ) в двигательной или управляющей системе АКС. И только 0.1% - закончится катастрофой, т.е. разрушением АКС вместе с ПН. Против катастрофы РН в 1% случаев.

[ratte07]

Ну, для начала, ТРД в системе не один. 4 штуки нужны для РАЗГОНА полностью заправленной системы. Горизонтальный полет при слитом лишнем горючем обеспечивает ОДИН ТРД. Если же все так плохо, что на взлете отказали все 4 штуки, то есть резервный вариант - инициировать один из ЖРД первой ступени. Его тяга с лихвой заменит тягу всех четырех ТРД, время работы на бортовом запасе топлива - порядка 20 минут - вполне достаточно для нахождения варианта посадки на полосу в радиусе полета.

Баллистический полет в точку (с) есть штатный режим функционирования системы. Надо только слить топливо обоих ступеней для обеспечения входа в атмосферу с наименьшей нагрузкой на крыло. Для продления полета можно также инициировать двигатель второй ступени без расстыковки - это 'сольет топливо' второй ступени и даст больше времени на сброс оного у первой.

Те же вопросы - безопасность, время слива компоненов, логика работы СУ. М.б., все и можно сделать, но только за счет массы. А у Вас ведь наверное опять мю П.Н. больше 2%?

[ratte07]

По поводу серийного производства - если РН выпускаются серийно, значит часть их лежит на складе и тем самым связывает свободные средства ;-). Опять же, серийное производство должно быть постоянно загружено - т.е. в отличии от АКС, производство РН нельзя 'поставить на паузу'. По поводу утечки кадров - все очень просто. После того как изготовлен первый АКС, кадры переключаются на проектирование версии 2.0. И поддержку и модернизацию первой версии. А плач 'ах, какие мы бедные, у нас кроме производства АКС  (РН) вааще заказов нет' - это голос некомпетентности. ВСЕГДА есть что делать, вопрос в том, умеешь ли ты это делать.

Остановки гибельны для производства. Номинально, нужно или все время делать АКС, или в перспективе (в случае аварии или исчерпания ресурса) придется осваивать производство заново, а это дорого. Проходили много раз в 20-м веке при свертывании производства вооружений.

[ratte07]

С АКС смежны УЙМА областей деятельности - начиная скажем с гиперзвуковых ударников для военных.

Но не Ваша АКС. Там нужны системы с гиперзвуковыми ВРД. С ЖРД - нет.

[ratte07]

Кроме того, в принципе, АКС можно ЭКСПОРТИРОВАТЬ. Кислород-водородный заводик требует только электричества, по сути, т.е. может быть выполнен в мобильном исполнении. Т.е. можно продать ракетную систему 'под ключ', которая обеспечит до 100 циклов выведения с вполне банальной ВПП.

В принципе - можно. Назовите кандидатов.

[ratte07]

Да, по поводу снижения надежности. Я имел в виду вот что - Шаттл напичкан системами обеспечения полета, включая избыточную структурную прочность и т.д. Это грубо говоря режет его ПН вдвое. Если бы эти средства были исключены, то вероятность отказа системы была скажем на 30% выше чем вероятность отказа системы со средствами повышения надежности. Но при этом выводимая ПН была бы вдвое выше - т.е. вероятность отказа на единицу ПН упала бы. Это неприемлемо для ПИЛОТИРУЕМОЙ системы. Но для БЕСПИЛОТНОЙ - такой подход оправдан. А безопасность пилотируемого запуска решается очень просто - введением дополнительного уровня безопасности - отстреливаемой пилотируемой капсулы, которая обеспечивает спасение экипажа на любом этапе полета.

Кроме того, у меня применена ДРУГАЯ концепция повышения надежности системы - не повышение надежности ЭЛЕМЕНТОВ, а их взаимное резервирование. Это значит, что отдельный отказ любого элемента не должен приводить к катастрофе всей системы - а только к сбою выведения. Это значит, грубо говоря, что 10% запусков закончатся 'штатным отказом', т.е. возвратом АКС вместе с ПН обратно на Землю из-за какого-либо отказа (или подозрения на отказ) в двигательной или управляющей системе АКС. И только 0.1% - закончится катастрофой, т.е. разрушением АКС вместе с ПН. Против катастрофы РН в 1% случаев.

Только не надо про прочность. Вы для АКС ее не считали, а аварийных режимов у Вас еще больше.

[hcube]

Хотелось бы побольше, конечно. Больше мюПН - ниже стоимость выведения. 2% мюПН можно получить при удельной массе разгонщика 0.4, примерно. При 0.35 - 2.5%.

Прошу иметь в виду, однако, что АКС - это не бомбер и не истребитель. Это ракетная ступень с крылом, ракетоплан. Поэтому брать в лоб совершенство 'Валькирии' и применять его для АКС несколько неправильно. Он по другому сконструирован, по другому нагружается и т.д. Это не значит, что совершенство будет выше - но расчитываться оно должно по другому, прямые аналогии тут не совсем корректны.

[ratte07]

Хотелось бы побольше, конечно. Больше мюПН - ниже стоимость выведения. 2% мюПН можно получить при удельной массе разгонщика 0.4, примерно. При 0.35 - 2.5%.

Прошу иметь в виду, однако, что АКС - это не бомбер и не истребитель. Это ракетная ступень с крылом, ракетоплан. Поэтому брать в лоб совершенство 'Валькирии' и применять его для АКС несколько неправильно. Он по другому сконструирован, по другому нагружается и т.д. Это не значит, что совершенство будет выше - но расчитываться оно должно по другому, прямые аналогии тут не совсем корректны.

Так же считают разработчики "байкалов", приделывая к ракете крылья. Но это неправильно. Самолет более сложная система, чем ракета, и идти нужно от самолета. Тем более если смотреть аварийные режимы. Плюс усталостная прочность, которая для ракет вообще не нужна.

[Дмитрий Виницкий]

Спасибо за подробности. Тут по "Ишиму" уже всё разложили по полочкам:) а, вот, есть новая деталь

http://lenta.ru/news/2007/06/12/kazspace/

В Казахстане принято решение закрыть совместный с Россией космический проект "Ишим", сообщает "Интерфакс". Работы по созданию авиационного космического ракетного комплекса собираются свернуть из-за экономической нецелесообразности.

[ratte07]

Спасибо за подробности. Тут по "Ишиму" уже всё разложили по полочкам:) а, вот, есть новая деталь

http://lenta.ru/news/2007/06/12/kazspace/

В Казахстане принято решение закрыть совместный с Россией космический проект "Ишим", сообщает "Интерфакс". Работы по созданию авиационного космического ракетного комплекса собираются свернуть из-за экономической нецелесообразности.

Я не удивлен. Под МиГ завязать ракету не получается. Даже с РДТТ.

[Дмитрий Виницкий]

http://www.spacenews.ru/spacenews/live/full_news.asp?id=8606

 :lol:  :lol:  :lol:  :lol: