Об унификации двигателей тяжелых и сверхтяжелых носителей

[Shestoper]

Отсюда очевиден путь снижения стоимости ракеты: применять двигатели умеренного давления (мощность ТНА на единицу тяги мала), и при этом обходится минимальным количеством максимально мощных ТНА (в идеале - один на ступень).

В пределе - с вытеснительной подачей?

Так далеко мой экстремизм не заходит  
Двигатель с давлением порядка 10 атм будет иметь отвратительные удельные параметры, да и баки тогда тяжелые. Чем такие двигатели, уж лучше ТТУ.

[Дмитрий В.]

Энергия не оптимизировалась под максимум ПН (низкое весовое совершенство первой ступени, слишком крупная вторая, боковое размещение ПН). САтурн-5, предельно вылизанная в смысле весовоего совершенства, имела движки с низким УИ. Н-1 была вообще без водорода и с подвесными баками. Неудивительно что рекорд у Атласа.

Энергия как раз оптимизировалась по мю ПН.

[Shestoper]

Энергия как раз оптимизировалась по мю ПН.

Как-то странно она оптимизировалась. У Сатурна с его низкими УИ и тяговоруженностью мю ПН выше. Губанов прямо пишет: диаметр блока Ц выбирали таким, исходя из удобства производства и размещения Бурана сбоку. А если бы добиваться его минимальной сухой массы, то нужно делать его короче и толще.
Да и вообще пакетная схема максимум мю ПН не даст.

[Дмитрий В.]

Энергия как раз оптимизировалась по мю ПН.

Как-то странно она оптимизировалась. У Сатурна с его низкими УИ и тяговоруженностью мю ПН выше. Губанов прямо пишет: диаметр блока Ц выбирали таким, исходя из удобства производства и размещения Бурана сбоку. А если бы добиваться его минимальной сухой массы, то нужно делать его короче и толще.
Да и вообще пакетная схема максимум мю ПН не даст.

Самым натуральным образом распределение топлива по ступеням и тяговооруженность 2-й ступени выбирались из условия максимума мю ПН, с учетом ограничений на:максимальные осевые перегрузки, max q, max q*alfa, q в момент разделения ступеней и т.п.

[Shestoper]

Так я не спорю, что отдельные параметры оптимизировались по мю ПН. Но не все. Например массовое совершенство блока Ц - 0,1.
Было бы 0,08 - дополнительно 16 тонн ПН. Про массовое совершенство первой ступени я вообще молчу, особенно со средствами спасения боковушек.

Не ставилась конструкторам задача - вытянуть максимум ПН любой ценой. Были требования по транспортировке первой ступени по ж/д, по безопасности в полете (поскольку предполагалось возить людей). Буран подвешивали именно сбоку в подражание американцам (у них такое расположение Шаттла задано тем, что двтигатели на нем).

[Дмитрий В.]

Так я не спорю, что отдельные параметры оптимизировались по мю ПН. Но не все. Например массовое совершенство блока Ц - 0,1.
Было бы 0,08 - дополнительно 16 тонн ПН. Про массовое совершенство первой ступени я вообще молчу, особенно со средствами спасения боковушек.

Не ставилась конструкторам задача - вытянуть максимум ПН любой ценой. Были требования по транспортировке первой ступени по ж/д, по безопасности в полете (поскольку предполагалось возить людей). Буран подвешивали именно сбоку в подражание американцам (у них такое расположение Шаттла задано тем, что двтигатели на нем).

Массовое совершенство, как проектный параметр, выбирается при проектировании на основании статистики и расчетов на прочность. Поэтому он не оптимизируется (а чего оптимизировать-то, когда и так ясно, что максимум мю ПН получится при бесконечно большом конструктивном совершенстве :wink: ).
массовое совершенство блока Ц в принципе не могло быть 0,08, из-за тяговооруженности (примерно 1,15-1,17, сравние со второй ступенью Сатурн-5), близкой к оптимальной по мю ПН (ну, и обеспечивающей продолжение полета при отказе одного РД-0120).
Буран сверху поставить не было никакой возможности - ни одному конструтору в здравом уме не придет в голову ставить на верхушку РН такой чудовищный дестабилизатор (пробемы с устойчивостью и огромный изгибающий момент, который снижает столь люимое Вами конструктивное совершенство ).

[Shestoper]

Массовое совершенство, как проектный параметр, выбирается при проектировании на основании статистики и расчетов на прочность. Поэтому он не оптимизируется (а чего оптимизировать-то, когда и так ясно, что максимум мю ПН получится при бесконечно большом конструктивном совершенстве :wink: ).
массовое совершенство блока Ц в принципе не могло быть 0,08, из-за тяговооруженности (примерно 1,15-1,17, сравние со второй ступенью Сатурн-5), близкой к оптимальной по мю ПН (ну, и обеспечивающей продолжение полета при отказе одного РД-0120).
Буран сверху поставить не было никакой возможности - ни одному конструтору в здравом уме не придет в голову ставить на верхушку РН такой чудовищный дестабилизатор (пробемы с устойчивостью и огромный изгибающий момент, который снижает столь люимое Вами конструктивное совершенство ).

Ещё раньше массовое совершенство определяется выбраной схемой ракеты. Полиблочный пакет никогда до тандема не дотянет.
Что касается Бурана - это такая неудобная ПН   Другую можно было и сверху воткнуть.
Поймите, я вовсе не обвиняю конструкторов Энергии в заговоре с целью снизть мю ПН. Они делали конкретную систему под конкретный заказ со специфическими требованиями.
Если бы сделать ракету тандемной схемы с верхним расположением ПН, грузоподъемность можно было довести до 120-130 тонн.

Поэтому некорректно говорить, что у сверхтяжелых ракет мю ПН в принципе ниже, чем у ракет Атласовской размерности, указывая на Энергию в качестве примера.

[Дмитрий В.]

Массовое совершенство, как проектный параметр, выбирается при проектировании на основании статистики и расчетов на прочность. Поэтому он не оптимизируется (а чего оптимизировать-то, когда и так ясно, что максимум мю ПН получится при бесконечно большом конструктивном совершенстве :wink: ).
массовое совершенство блока Ц в принципе не могло быть 0,08, из-за тяговооруженности (примерно 1,15-1,17, сравние со второй ступенью Сатурн-5), близкой к оптимальной по мю ПН (ну, и обеспечивающей продолжение полета при отказе одного РД-0120).
Буран сверху поставить не было никакой возможности - ни одному конструтору в здравом уме не придет в голову ставить на верхушку РН такой чудовищный дестабилизатор (пробемы с устойчивостью и огромный изгибающий момент, который снижает столь люимое Вами конструктивное совершенство ).

Ещё раньше массовое совершенство определяется выбраной схемой ракеты. Полиблочный пакет никогда до тандема не дотянет.
Что касается Бурана - это такая неудобная ПН   Другую можно было и сверху воткнуть.
Поймите, я вовсе не обвиняю конструкторов Энергии в заговоре с целью снизть мю ПН. Они делали конкретную систему под конкретный заказ со специфическими требованиями.
Если бы сделать ракету тандемной схемы с верхним расположением ПН, грузоподъемность можно было довести до 120-130 тонн.

Поэтому некорректно говорить, что у сверхтяжелых ракет мю ПН в принципе ниже, чем у ракет Атласовской размерности, указывая на Энергию в качестве примера.

Вообще говоря, конструктивное совершенство весьма слабо зависит от схемы ракеты (в сысле пакет/тандем) и определяется множеством факторов (в первую очередь, нагрузками, массой ДУ, остатками невырабатываемого топлмва, типом системы наддува и т.п.). А вообще-то, например, у пакета массовое совершенство ЦБ как правило выше, чем у второй (а иногда и первой) ступени тандема.
Что касаемо схемы Энергии, то тандемная схема в данных конкретных условиях середины 1970-х гг. была бы явно дороже.

[Shestoper]

Ещё по поводу метанового двигателя второй ступени 70-тонника ("четвертованный" двигатель первой ступени с высотным соплом).
Если ему укоротить сопло, получаем фактически метановый F-1. Такой двигатель можно использовать на первой ступени носителя среднего класса, с ПН 17-18 тонн. На таком носителе удобно Клиппер запускать - ненапряженный движок с восстановительным газом обеспечивает высокую безопасность.
А для 35-тонника на первой ступени можно применять "располовиненый" сверхмощный двигатель (как РД-180 на основе РД-170).
Получаем линейку носителей, унифицированную как минимум по двигателям первой ступени: 18-тоник, 35-тонник, 70-тонник, и сверхтяжелые носители на 200-400 тонн (3-6 четырехкамерных двигателей на первой ступени).
На самом большом сверхтяжелом носителе (с 6 двигателями на первой ступени) в качестве двигателя верхней ступени можно применять тот же метановый четырехкамерник, но с высотными соплами (тяга в пустоте будет в районе 3000 тонн) - для этого придется камеры разнести подальше, чтобы высотные сопа влезли.
А на носителе с 3 двигателями первой ступени - на верхнюю ступень можно поставить двухкамерный вариант (тот же, что на первой ступени 35-тонника), но с высотными соплами.

Таким образом отдельно понадобится разрабатывать только двигатели верхних ступеней 18-тонника и 35-тонника (лучше всего единый двигатель, на 18-тоннике 1 штука, на 35-тоннике - 2)

[Shestoper]

Что касаемо схемы Энергии, то тандемная схема в данных конкретных условиях середины 1970-х гг. была бы явно дороже.

О чем я и говорю - создатели выполняли конкретный заказ в конкретных условиях, а не ставили рекорд грузоподъемности. Мю ПН они могли повышать только в рамках начальных ограничений.

[Дмитрий В.]

Что касаемо схемы Энергии, то тандемная схема в данных конкретных условиях середины 1970-х гг. была бы явно дороже.

О чем я и говорю - создатели выполняли конкретный заказ в конкретных условиях, а не ставили рекорд грузоподъемности. Мю ПН они могли повышать только в рамках начальных ограничений.

Все реальные ракеты проектируются ПОД ЗАКАЗ. И их проектирование ВСЕГДА ВЕДЕТСЯ В КОНКРЕТНЫХ УСЛОВИЯХ.

[ratte07]

Энергия не оптимизировалась под максимум ПН...

Энергия - жертва обеспечения безопасности ОК при замене ТТУ на ЖРД.

[ratte07]

Буран подвешивали именно сбоку в подражание американцам (у них такое расположение Шаттла задано тем, что двтигатели на нем).

У нас сначала двигатели тоже были на ОК. Верхнее крепление кроме ветровой проблемы было неприемлемо политически - оно оставляло шансы для Н1.

[Дмитрий В.]

Энергия не оптимизировалась под максимум ПН...

Энергия - жертва обеспечения безопасности ОК при замене ТТУ на ЖРД.

Да уж, с ТТУ безопасность было обеспечить сложнее.

[ratte07]

Энергия не оптимизировалась под максимум ПН...

Энергия - жертва обеспечения безопасности ОК при замене ТТУ на ЖРД.

Да уж, с ТТУ безопасность было обеспечить сложнее.

ТТУ шаттла играют роль САС для корабля. По ТТУ отказов не было. Показательно, что от шаттла НАСА только их и оставляет.

[Tiger]

По ТТУ отказов не было.

А как же межсекционный уплотнитель?

[ratte07]

По ТТУ отказов не было.

А как же межсекционный уплотнитель?

Это не мешало работе ТТУ.

[Salo]

Но мешало работе шаттла.

[Salo]

И кстати из всего Челленджера уцелели только корпуса ТТУ. Значит это не САС а самоСАС? Они спасают только себя?

[ratte07]

И кстати из всего Челленджера уцелели только корпуса ТТУ. Значит это не САС а самоСАС? Они спасают только себя?

Взрывов SSME не было, взрывов ТТУ не было. Челленджер - это маловероятное стечение обстоятельств. ТТУ обеспечивают спасение корабля при отказе SSME.