Одноразовые versus многоразовые

[Андрей Суворов]

Ресурс НК-33 - четыре часа, то есть, при пяти минутах за полёт, пятьдесят полётов.

Откуда такие данные? Нужно различать рекордное время работы единичного двигателя, и гарантированный полетный (а не технический) ресурс.

Рекордная наработка - что-то типа 17 часов.

У меня другие данные: http://engine.aviaport.ru/issues/03/page40.html
Технический ресурс 1200 секунд. Гарантированный (с надежностью 0,996) - 600 секунд.

Ой, эти циферки "по согласованию с заказчиком". Да и не обязательно испытательные прожиги делать на полное время работы в полёте.

[Shestoper]

Рекордная наработка - что-то типа 17 часов.

На НК-33? Вы конечно не затруднитесь сообщить, где и когда это было достигнуто?

Может быть всё-таки 5,5 часов?

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=4192&sid=7b585e8b10b8aef8c77d46472dec068a

http://www.ihst.ru/~akm/30t16.htm

А 17 - это максимальное количество пусков двигателя на стенде.
Причем 5,5 часов проработал 1 двигатель, ещё 1 - 3 часа, ещё 2 - 1,5 и 1,4 часа соответственно. То есть существенно больше часа проработали всего 4 двигателя.
За весь период испытаний двигателей НК-33 от начала отработки (декабрь 1969г.) до прекращения работ по двигателям (январь 1977г.) в общей сложности был испытан 191 двигатель, на которых выполнено 469 запусков с суммарной наработкой 44393 секунды и 42 двигателя НК-43 (с высотным соплом), на которых проведено 92 испытания с суммарной наработкой 8600 секунд. Суммарная наработка при успешных ресурсных испытаниях серийных двигателей - прототипов составила 43 560 секунд.
600 секунд - это ресурс двигателя, при котором разработчики гарантируют его надежность 0,996. А на двигателе, который уже проработал больше часа, можно запускать только приговоренных к смерти преступников.

[Shestoper]

Ой, эти циферки "по согласованию с заказчиком".

Правильно, потому что заказчику на этих двигателях летать, а камикадзе в космонавты не берут.

[Андрей Суворов]

Окей, я ошибся, а вы правы.
Но, тем не менее, ресурса в 1200 секунд хватит на 4 полёта и 4 прожига между ними. Что же касается 0.996, то на ракеты для пилотируемых кораблей будем ставить только двигатели "первого и второго" срока, а для непилотируемых - "третьего и четвёртого".

Вообще-то в Самаре всегда известно, какая ракета под какую нагрузку, и ракеты для пилотируемых полётов всегда несколько тщательнее готовят - ничего тут не поделать

Ресурс РД-170 закладывался - десять ПОЛЁТОВ. если между ними нужны прожиги, то они посчитаны в эти полёты, как доп. программы. Нет нужды прожигать каждый раз на полную длительность, достаточно 5-15 секунд.

Больше того, по мере накопления статистики повторного использования, может быть, удастся перед запусками непилотируемых аппаратов сэкономить эти прожиги вообще.

[Shestoper]

Насколько мне известно, на РД-170 удалось довести ресурс до 10 полетных циклов (по общему времени работы). То есть гарантированный ресурс, достаточный для одного полета по нормам безопасности - 2 прожига на стендах после изготовления и один полет, при котором двигатель вырабатывал треть ресурса.
Были планы довести ресурс до 27 полетных циклов, но это не было реализовано. Только один двигатель отработал на стенде 25 циклов. Но один двигатель ещё не статистика.
Вообще неудивительно, что у РД-170 труднее добиться большого ресурса, чем на НК-33 - он более напряженный.

У американского SSME ресурс 7,5 часов, но за это время двигатель проходит несколько капитальных ремонтов, от первоначального двигателя там мало что остается.

[SpaceR]

Насколько мне известно, на РД-170 удалось довести ресурс до 10 полетных циклов (по общему времени работы).

ЕМНИП, изначально планировалось обеспечить ресурс в 20 полетов. Причем это планировали ещё на кульмане, до того как сделали первый экземпляр. Позднее из-за проблем с отработкой и дефицитом времени решили ограничиться для начала обеспечением ресурса 10 полетов. [/quote]

То есть гарантированный ресурс, достаточный для одного полета по нормам безопасности - 2 прожига на стендах после изготовления и один полет, при котором двигатель вырабатывал треть ресурса.

А это случайно не для одноразовых ЖРД ? :wink:
Вы хоть не сами эти нормы придумали? По-моему серийные двигатели гоняют перед пуском только один раз, на 20 секунд.

Были планы довести ресурс до 27 полетных циклов, но это не было реализовано. Только один двигатель отработал на стенде 25 циклов. Но один двигатель ещё не статистика.

Конечно, не статистика. Тогда важнее было обеспечить надежность этого движка, у него постоянно появлялись проблемы... К тому же систему спасения всё никак не успевали доделать. В этих условиях обеспечение заданного ресурса - задача уже второстепенная... Кроме того если один двигатель обеспечил 25 циклов, то можно считать доказанным, что это возможно.

Вообще неудивительно, что у РД-170 труднее добиться большого ресурса, чем на НК-33 - он более напряженный.

Полностью согласен. Даже добавлю - а на НК-33 и подобных ему ЖРД с обеспечением требуемого для многоразовости ресурса еще меньше сложностей будет.

У американского SSME ресурс 7,5 часов, но за это время двигатель проходит несколько капитальных ремонтов, от первоначального двигателя там мало что остается.

Преувеличение. Большая часть корпуса, покрытия и т.п. оставались те же. Кроме того, это ведь всё-таки _ПЕРВЫЙ В МИРЕ_  РЕАЛЬНО ЭКСПЛУАТИРУЮЩИЙСЯ МНОГОРАЗОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ. Требовать от него при этом ресурса 7,5 часов и надёжности пилотируемой техники - это перебор. Не всё сразу.[/quote]

[SpaceR]

Практическая реализация на блоке А Энергии показала полную непригодность парашютной посадки на сушу блоков с ЖРД.

Это Ваш вывод или официальных организаций? Источник можете указать?
И зачем тогда было в сообщении ТАСС на весь мир заявлять, что блоки 1 ступени Энергии используются до 20 раз ? Чтобы потом опозориться?

Впрочем, не исключаю что Вы правы (сомнение только в слове "полную"). Но непригодность - не значит невозможность. Вероятнее всего, полную непригодность конкретной спроектированной системы посадки.
Думаю, что если применить воздушные мешки и обеспечить ровную площадку в зоне посадки, то система реализуема. Вопрос только в том, приемлема ли масса такой системы для обеспечения экономической эффективности спасения...

[SpaceR]

Если сравнивать, к примеру, с мировым прогрессом разработки ТРД, то мы сейчас примерно на уровне  50-х годов: эксплуатация уже ведется, но параметры еще не дотягивают до достаточной экономической эффективности. Причем (в отличие от авиации, которую уже не устраивали скорости на поршневых), постоянно перед глазами одноразовые альтернативы с существенно лучшими удельными характеристиками.

Многоразовость не является целевой характеристикой, в отличие от скорости. так что пример некорректный.

Почему? Вполне себе корректная аналогия, конечно с учетом Вашего уточнения. Уровень сложности устройства ТРД и ЖРД близкий, и главная разница с ТРД - необходимость обеспечить безопасное возвращение ЖРД после полета. У ТРД этой проблемы не было в силу исходно многоразовой концепции самолета. Тем не менее увеличение ресурса у ТРД тоже было проблемой - первые образы работали, ЕМНИП, не более 5-8 часов.

     То есть - обеспечить требуемый ресурс для многоразовых ЖРД я серьёзной проблемой не считаю.

Ну а многоразовость в целом -  
Конечно, она возможна. Имхо,  Технологически многоразовость возможна уже сейчас. Но экономических преимуществ в ближайшей перспективе она не даст.[/size] То есть вложенные средства в ближайшие 10 лет не окупятся. При существующих темпах пусков, конечно.

[Shestoper]

Вы хоть не сами эти нормы придумали? По-моему серийные двигатели гоняют перед пуском только один раз, на 20 секунд.

Не сам. Про это писал Губанов в книге "Триумф и трагедия Энергии" в главе про РД-170: каждый двигатель перед полетом прожигают дважды, отдельно и в составе ступени. Один двигатель в партии из 8 штук на стенде гоняют до полной выработки ресурса и подвергают после этого дефектоскопии.
Впрочем такие нормы не для всех носителей и не для всех двигателей. Но Энергия-Буран проектировалась как надежная пилотируемая система.
Впрочем у Сатурпна-5 каждый F-1 перед стартом прожигали даже не дважды, а трижды.

[SpaceR]

Ну, к пилотируемым системам и подход соответствующий... Особенно когда идут только первые пуски, и такие высокие ставки на кону.

Но при нормальной эксплуатации этого не требуется. Когда отработана и конструкция двигателя, и технология его производства, одного прожига на 20-30 секунд вполне достаточно.

[ratte07]

Практическая реализация на блоке А Энергии показала полную непригодность парашютной посадки на сушу блоков с ЖРД.

Это Ваш вывод или официальных организаций? Источник можете указать?

Это результаты испытаний. Именно поэтому стали смотреть крылатые схемы.

[ratte07]

И зачем тогда было в сообщении ТАСС на весь мир заявлять, что блоки 1 ступени Энергии используются до 20 раз ? Чтобы потом опозориться?

Потому, что всем уже было ясно, что полетов будет очень мало. Не дойдет до этого.

[ratte07]

Впрочем, не исключаю что Вы правы (сомнение только в слове "полную"). Но непригодность - не значит невозможность. Вероятнее всего, полную непригодность конкретной спроектированной системы посадки.
Думаю, что если применить воздушные мешки и обеспечить ровную площадку в зоне посадки, то система реализуема. Вопрос только в том, приемлема ли масса такой системы для обеспечения экономической эффективности спасения...

Речь идет о площадке с линейными размерми, измеряемыми километрами. Понятно, что это нереально по стоимости. Блок А был в три раза дороже ступени Зенита. Плюс ПСС со всеми вертолетами и транспортерами, плюс ограничения для старта исхлдя из условий посадки. Совершенно невыгодно экономически.

[ratte07]

Технологически многоразовость возможна уже сейчас.

Скажем, можно сделать демонстратор с НК-33 и сделать на нем два полета. Или три. Но только зачем тратить миллиарды на демонстратор?

[ratte07]

Но экономических преимуществ в ближайшей перспективе она не даст. То есть вложенные средства в ближайшие 10 лет не окупятся. При существующих темпах пусков, конечно.

Вот именно.

[SpaceR]

Одноразовая РН, размноженная в сотни раз порождает те же проблемы и расходы, только уже в тысячи раз.

Да нуу??  А производители "Союзов", "Протонов" и "Арианов" даже и не подозревают, бедняги  

Всё же я почти уверен, что время многоразовых систем придёт, но в отдалённой перспективе. К сожалению, космический транспорт - "техника на пределе", из нее уже предельно выжали максимум ПГ, и все попытки внедрения многоразовости сталкиваются с удорожанием изделия при одновременном снижении массы ПГ, а возможно и надёжности. Да и вообще, обеспечить спасение и повторное использование алюминиевого корпуса даже первой ступени без ТЗП невозможно, а это покрытие порождает существенную массу проблем (пример - Шаттл), увеличивает стоимость и "кушает" массу.

Может, попробовать делать спасаемые ступени из нержавейки?  Вон от Дельты-2 вторая ступень упала с орбиты, и почти уцелела (попадались фотки в инете)!
Всё ж дешевле, чем капризное композитное ТЗП. Правда, разница плотности втрое...

[ronatu]

FoTorpafuu o TpaHcnopTupoBke SRB:

Помню было много разговоров и сомнений спасаются ли SRB или нет.
Так вот вам фотографии...




http://www.nasaspaceflight.com/2008/12/excellent-performance-of-sts-126s-reusable-solid-rocket-motors/



http://www.spaceandtech.com/spacedata/motors/rsrm_images.shtml

[ronatu]

http://www.jsc.nasa.gov/jscfeatures/articles/000000503.html

[ronatu]

И еще:

[mescalito]

А это насколько свежие фотографии?