Интересно мнение по поводу компоновки РН!!!

[Alex2008]

Здравствуйте! В институте проект - разработка РН! Двухступенчатый тандем, 30 тонн на круговую орбиту 200 км, топливо метан+кислород!!!
Были выбраны параметры:
тяговооруженность 1-ой ступени 1,6
тяговооруженность 2-ой ступени 1,1
Стартовая масса получилась 780 тонн

Компоновочная схема РН :
ускоритель первой ступени состоит из трех одинаковых блоков,центральный и два боковых, на каждом установлено по два метановых двигателя , диаметр каждого блока 4,1, длина 28 метров! вторая ступень 1 двигатель такой же как на первой ступени, диаметр 4,1 длина 17 метров! ГО длина 26,6 метра, диаметр 5,1!!!Вся ракета 72 метра!

Интересно: кто, что думает по поводу такой компоновки???

[RadioactiveRainbow]

Две ступени...
Тогда какой смысл делать "плоскую" первую ступень?
Для уменьшения нагрузок и увеличения массового совершенства блоков первой ступени их лучше собрать треугольником...

[Дем]

Собственно, уж очень длинная она...
Имхо, лучше увеличить количество блоков первой ступени.  Часть под кислород, остальные под метан.
А вторую ступень можно по центру воткнуть, при переливе топлива - один движок съэкономишь.

[fagot]

Две ступени...
Тогда какой смысл делать "плоскую" первую ступень?

Обратите внимание на диаметр - протоновский выбран явно не случайно, чтобы использовать существующее оборудование и перевозить по ЖД. А обтекатель похоже - титановский  . Хотя удлинение конечно получается изрядное, что не есть хорошо, да и ПН вызывает сомнения.

Для уменьшения нагрузок и увеличения массового совершенства блоков первой ступени их лучше собрать треугольником...

И потом громоздить на этот треугольник вторую ступень - как бы переходник не съел весь выигрыш, да и конструкция усложняется.

[WkWk]

Обратите внимание на диаметр - протоновский выбран явно не случайно, чтобы использовать существующее оборудование и перевозить по ЖД.

Вот это - правильно!

[Дмитрий В.]

Две ступени...
Тогда какой смысл делать "плоскую" первую ступень?
Для уменьшения нагрузок и увеличения массового совершенства блоков первой ступени их лучше собрать треугольником...

Хе-хе, нагрузки вряд ли уменьшаться. Как понимаю, все три блока будут несущими и для их соединения потребуется некая рама. Которая и будет нагружена нехилым моментом из плоскости (в частности из-за разных температурных и механических деформаций блоков в связке).
Ракету можно укоротить, сделав центральным блоком вторую ступень, а вокруг него разместив боковые блоки. Правда, наверное, потребуется 4 более коротких ББ. Или оставить 3 ББ и удлинить вторую ступень за счет меньшего диаметра (2,9?).

[hcube]

Или поставить на УРМ первой ступени по 2 двигателя, а на УРМ второй - один.

[Alex2008]

Две ступени...
Тогда какой смысл делать "плоскую" первую ступень?
Для уменьшения нагрузок и увеличения массового совершенства блоков первой ступени их лучше собрать треугольником...

Хе-хе, нагрузки вряд ли уменьшаться. Как понимаю, все три блока будут несущими и для их соединения потребуется некая рама. Которая и будет нагружена нехилым моментом из плоскости (в частности из-за разных температурных и механических деформаций блоков в связке).
Ракету можно укоротить, сделав центральным блоком вторую ступень, а вокруг него разместив боковые блоки. Правда, наверное, потребуется 4 более коротких ББ. Или оставить 3 ББ и удлинить вторую ступень за счет меньшего диаметра (2,9?).

Спасибо за совет! Как я понимаю, сделав вторую ступень центральным блоком это получится уже схема пакет! Вот, а вся соль именно заключается в том, что нужна схема тандем=)))

[hcube]

А кто мешает у пакета включить вторую ступень в полете?

[mihalchuk]

Спасибо за совет! Как я понимаю, сделав вторую ступень центральным блоком это получится уже схема пакет! Вот, а вся соль именно заключается в том, что нужна схема тандем=)))

Если компоновка первой ступени является трёхблочной, то чем такая схема лучше пакета? Вся соль состоит в необходимости запуска ЖРД второй ступени в полёте и непременно поперечном разделении?

[Alex2008]

Спасибо за совет! Как я понимаю, сделав вторую ступень центральным блоком это получится уже схема пакет! Вот, а вся соль именно заключается в том, что нужна схема тандем=)))

Если компоновка первой ступени является трёхблочной, то чем такая схема лучше пакета? Вся соль состоит в необходимости запуска ЖРД второй ступени в полёте и непременно поперечном разделении?

В задании именно ТАНДЕМ, а под тандемом как я понимаю подразумевается, последовательное расположение ступеней. Вот поэтому меня интересует именно расположение ступеней друг за другом! Я кончено бы лучше б сделал пакетную схему, но необходимо именно разработать схему тандем=)

[hcube]

Ну и сделай тандем. Возьми одинаковые ступени, тяга 1.5 от полной массы, т.е. для НК-33 скажем - 100 тонн заправленной массы, 10 тонн сухой. Внизу 3 УРМ обьединяются в треугольный пакет (который, кстати, можно в принципе установить на Протоновский старт). Сверху один такой же УРМ работает как вторая ступень. Ну, и я бы добавил третью ступень/РБ. Получатеся по развесовке что-то типа Зенита, с меньшей тягой и чуть большей массой. Плюс тот, что все 4 УРМ одинаковые. Тяговооруженнотсь на старте 415/450 = 1.1, тяговооруженность второй ступени - 150/115 = 1.3.

[чайник17]

Обратите внимание на диаметр - протоновский выбран явно не случайно, чтобы использовать существующее оборудование и перевозить по ЖД.

Вот это - правильно!

Давно пора от ж/д ограничений уходить.

Для доставки на Байконур, есть же самолёты типа:
A300-600ST Beluga
747 LCF Dreamlifter
да и на внешней подвеске можно таскать, а-ля Шаттл/Буран.

Dreamlifter, кстати, в Москве проектировали - опыт есть, можно Ан-124 переделать по той же схеме.

Ну а на нормальный космодром (нормальные космодромы на берегу - Kuru, Cape Canaveral) можно по воде доставлять.

Тогда диаметр можно метров 6 выбрать, высота и уменьшится.

Корабли/самолёты вон делают больших размеров, и никто по этому поводу особо не переживает. Сделали тут из оснастки священную корову...

[WkWk]

И снова скажу ЖД - это правильно.
 А если насчет компоновки схитрить.?
 Скомпонуй первую ступень из 6 блоков. На каждом будет по одному движку как и на второй.
 Конечно лучше бы блоки вокруг второй разместить, но если нельзя...
 Где у первых ступеней переходники между баками закрепи нижнию часть второй. Будет полуутопленая схема - как нибудь да обоснуешь.
 Да и внизу закрой обтекателем :wink:

[Alex2008]

Спасибо всем за советы и замечания!Будем думать! Вот и вопросик у меня назрел по поводу метана+кислород! Существует ли на данный момент хоть одна в РН мире, которая использует топливо метан+кислород хотя бы частично(то есть не на всех ступенях)

[mihalchuk]

Спасибо за совет! Как я понимаю, сделав вторую ступень центральным блоком это получится уже схема пакет! Вот, а вся соль именно заключается в том, что нужна схема тандем=)))

Если компоновка первой ступени является трёхблочной, то чем такая схема лучше пакета? Вся соль состоит в необходимости запуска ЖРД второй ступени в полёте и непременно поперечном разделении?

В задании именно ТАНДЕМ, а под тандемом как я понимаю подразумевается, последовательное расположение ступеней. Вот поэтому меня интересует именно расположение ступеней друг за другом! Я кончено бы лучше б сделал пакетную схему, но необходимо именно разработать схему тандем=)

Чтобы оценить компоновку ракеты, нужно знать, для чего, откуда и как часто она будет использоваться. Для общего случая считаю вашу компоновку неоптимальной именно из соображений длины. Если на первой ступени - 6 двигателей, то следует увеличить количество блоков, при этом желательно избежать "предельного" диаметра 4,1 м хотя бы на боковых блоках. Тогда варианты первой ступени такие:
1. ЦБ - 4,1 м, два двигателя, 4 ББ меньшего диаметра (3,6-3,9 м).
2. ЦБ - 1 двигатель, 5 ББ, диаметры можно сделать одинаковыми.
3. Схема 1-й ступени Протона.
Преимущества первых двух схем - в последствие можно поднять грузоподъёмность, сделав "полуступенчатость" по методу Ангары. Дополнительно можно посмотреть схемы с однобаковыми блоками.
В 3-й схеме целесообразно закольцевать топливную систему боковых блоков, чтобы ступень могла лететь и при отказе одного двигателя.

[чайник17]

И снова скажу ЖД - это правильно.

А аргументы есть ? (повторение - не аргумент)


Если делать ракету с 6 двигателями на первой ступени, то нужно предусматривать возможность вывода при отказе одного двигателя. Иначе надёжность получится никакая.

Соответственно, тяговооружёность 1.1 сомнительна - слишком долгим будет период, когда тяги 5 двигателей просто не хватит, не говоря уж о выводе на целевую орбиту. А также компоновка с сильно разнесёнными двигателями не годится - в случае отказа одного из двигателей боковых блоков придётся выключать и симметричный ему, и тут уж о выводе на целевую можно забыть, при потере трети тяги.

Так что для 6 двигателей надо использовать моноблок, как на Saturn 5. И тяговооружённость больше 1.2 - чтоб хотя бы стартовый комплекс можно было спасти при отказе одного двигателя.

[WkWk]

А какие тут аргументы. ЖД оно дешево и оснастка такая есть на заводвх.
 А отказы - не Н1 чать :wink:

[Дем]

Если чистый тандем - то разделять при сбросе блоки первой ступени нет смысла, и от моноблока оно не слишком отличаться будет.
И - наверно имеет смысл разнести компоненты по блокам.
Какое там соотношение объёмов? 2:1 вроде?
Тогда треть блоков под метан и две трети - под кислород.
И чтобы симметрично было - или три блока "в ряд", или шесть по кругу, без центрального.

[чайник17]

А какие тут аргументы. ЖД оно дешево и оснастка такая есть на заводвх.
 А отказы - не Н1 чать :wink:

Ну и сколько, по вашему, авиа доставка будет стоить, в процентах от стоимости запуска ? А водный транспорт,  он вообще дешевле ж/д.
А оснастка - если конечно закладываться на 10 запусков или 50% годовых - это проблема. Но стоит ли вообще всерьёз рассматривать создание РН в таких условиях? К тому же технологии устарели, под которые существующая оснастка сделана.

Насчёт надёжности - даже у Протона и Зенита надёжность не очень.
Надо на уровень хотя бы Союза выходить, а не Н1 вспоминать.