40-тонник: ищем оптимальное решение.

[Shestoper]

Потому бы я и предпочел космодром не в глубине тайги, а на берегу океана или Амура - туда из Самары можно водой возить ступени по маршруту: Волга - Дон - Азов - Босфор - Суэц - Индийский оекан - Тихий океан. По деньгам было бы дешевле, чем самолетом, и никаких проблем с габаритами.

Зачем так далеко, когда можно по Севморпути? Причем прямо до космодрома по Амуру и Зее - перегружать в устье с транспорта на баржу и вперед.

Тоже верно.

[Shestoper]

Так я и не понял - за счет чего выиграет пакет?

За счет того, что у него со старта могут работать все двигатели обеих ступеней, поэтом Мст можно несколько увеличить. Правда этот выигрыш невелик, и вполне возможно может быть нивелирован бОльшим массовым совершенством и меньшими аэродинамическими потерями у тандема.

[Bell]

Слуште, господа, давайте не будем оффтопить?
Априори предполагается, что на Луну лететь надо или хотя бы надо создать предпосылки для таких полетов. 40- и 60-тонники никак не отменяют возможности создания на из базе 100+-тонников. Можно для этого собирать полиблочные пакеты с большыми водородными ЦБ, можно строить отдельные тандемы а-ля Н-1 и т.п. Это разные задачи и нужны разные средства для их решения.

[Bell]

Так я и не понял - за счет чего выиграет пакет?

За счет того, что у него со старта могут работать все двигатели обеих ступеней, поэтом Мст можно несколько увеличить. Правда этот выигрыш невелик, и вполне возможно может быть нивелирован бОльшим массовым совершенством и меньшими аэродинамическими потерями у тандема.

Стоп, стоп.
Сравниваем не тандем с пакетом, а пакет с пакетом, но 1,5 и 2 ступени. Совершенство параллельного пакета будет еще хуже, поскольку больше будет доля водорода --> сухого веса водородного ЦБ. Аэродинамика будет приблизительно одинаковая.

[Shestoper]

Слуште, господа, давайте не будем оффтопить?
Априори предполагается, что на Луну лететь надо или хотя бы надо создать предпосылки для таких полетов. 40- и 60-тонники никак не отменяют возможности создания на из базе 100+-тонников. Можно для этого собирать полиблочные пакеты с большыми водородными ЦБ, можно строить отдельные тандемы а-ля Н-1 и т.п. Это разные задачи и нужны разные средства для их решения.

Это не оффтоп. Прежде чем решать какая ракета нам нужна, нужно четко решить, какие задачи она должна выполнять. Иначе получится как с Бураном и Шаттлом. И задачи одной ракеты не существую сами по себе, а являются частью задач космонавтики в целом.

Коммерческие нагрузки 40-50-тонника - это понятно, а что сверх того?

Если у нас в будущем будут разовые полеты на Луну - это одно. Если постоянное присуствие и активная лунокопательская деятельность - совсем другое.

Для другого - очень желательны супертяжи. И их действительно можно делать на основе блоков 40-50 тонника. Но в этом случае намного предпочтительнее 50-тонный моноблочный тандем. Потому что 50-тонный пакет будет иметь слишком маленькие блоки, чтобы из них удобно было собирать супертяжи (причем не 100-тонники, а примерно 200-тонники - даже 100-тонник для активного Лунокопания неоптимален, не зря американцы сейчас развивают Арес-5 в сторону роста ПН, кажется уже до 160 тонн довели, если мне склероз не изменяет).

И для отработки новых более мощных двигателей тандем отлично подходит.

Именно поэтому я выступаю за 50-тонный моноблочный тандем (в перспективе с одним двигателем на ступень) - как более перспективный для дальнейшего развития (и к такому развитию в условиях работ над термоядом есть реальные экономические предпосылки, помимо голого волюнтаризма). Хотя прямо сейчас создать и эксплуатировать пакет и было бы наверное дешевле.

[Дмитрий В.]

Стоп, стоп.
Сравниваем не тандем с пакетом, а пакет с пакетом, но 1,5 и 2 ступени. Совершенство параллельного пакета будет еще хуже, поскольку больше будет доля водорода --> сухого веса водородного ЦБ. Аэродинамика будет приблизительно одинаковая.

Массовое совершенство пакета и полиблочного тандема будет примерно одинаковым, за счет аналогичной схемы нагружения. При этом, строго говоря, конструктивеая характеристика у ЦБ пакета будет лучше из-за меньшей доли ДУ в конечной массе, а также из-за некоторого влияния масштабного фактора. И, естественно, в пользу пакета  - бОльшая тяговооруженность (при равной массе и одинаковом наборе двигателей) и несколько бОльший эффективный  УИ первой ступени.

[Bell]

Это не оффтоп. Прежде чем решать какая ракета нам нужна, нужно четко решить, какие задачи она должна выполнять. Иначе получится как с Бураном и Шаттлом.

Зачем нужен 40-тонник - достаточно подробно обсуждалось. В первую очеред - перспктивная коммерция на ГСО. Это нужно будет уже через 5-7 лет, дальше - больше, т.е. чаще.

Коммерческие нагрузки - это понятно, а что сверх того?

Даже этого достаточно. Зачем сейчас Протон кроме коммерции? Глонассы можно семеркой пулять за ту же цену, с немногочисленными госнагрузками на ГСО - тоже что-нибудь придумать.

Если у нас в будущем будут разовые полеты на Луну - это одно. Если постоянное присуствие и активная лунокопательская деятельность - совсем другое.

Вопрос стоит о ближайшем будущем - 10-15 лет. В этой перспективе никакого лунокопания не предвидится, дай бог - флаговтык. А вот дальше...
Но на текущую перспективу нужен как раз 40-тонник.

[Bell]

Стоп, стоп.
Сравниваем не тандем с пакетом, а пакет с пакетом, но 1,5 и 2 ступени. Совершенство параллельного пакета будет еще хуже, поскольку больше будет доля водорода --> сухого веса водородного ЦБ. Аэродинамика будет приблизительно одинаковая.

Массовое совершенство пакета и полиблочного тандема будет примерно одинаковым, за счет аналогичной схемы нагружения. При этом, строго говоря, конструктивеая характеристика у ЦБ пакета будет лучше из-за меньшей доли ДУ в конечной массе, а также из-за некоторого влияния масштабного фактора.

Допустим, пускай совершенство будет одинаковым.

И, естественно, в пользу пакета  - бОльшая тяговооруженность (при равной массе и одинаковом наборе двигателей) и несколько бОльший эффективный  УИ первой ступени.

Так, я не понял...
Куда идет тяга двигателя ЦБ? На увеличение тяговооруженности или на дополнительное топливо?

[Shestoper]

Это не оффтоп. Прежде чем решать какая ракета нам нужна, нужно четко решить, какие задачи она должна выполнять. Иначе получится как с Бураном и Шаттлом.

Зачем нужен 40-тонник - достаточно подробно обсуждалось. В первую очеред - перспктивная коммерция на ГСО. Это нужно будет уже через 5-7 лет, дальше - больше, т.е. чаще.

Коммерческие нагрузки - это понятно, а что сверх того?

Даже этого достаточно. Зачем сейчас Протон кроме коммерции? Глонассы можно семеркой пулять за ту же цену, с немногочисленными госнагрузками на ГСО - тоже что-нибудь придумать.

Если у нас в будущем будут разовые полеты на Луну - это одно. Если постоянное присуствие и активная лунокопательская деятельность - совсем другое.

Вопрос стоит о ближайшем будущем - 10-15 лет. В этой перспективе никакого лунокопания не предвидится, дай бог - флаговтык. А вот дальше...
Но на текущую перспективу нужен как раз 40-тонник.

А когда впервые полетел Протон? А семерка? Хорошие ракеты летают по 40-50 лет, и это правильно. Только тогда можно вылизать их конструкцию до совершенства по надежности, а серийное производство отладить как часы.

В ближайшие 15 лет действительно будет максимум флаговтык. Но за эти 15 лет можно отработать на моноблочном 50-тоннике мощные двигатели следующего поколения.
И с использованием этого задела перейти к лунокопанию с помощью супертяжей можно будет легко и естественно, продолжная параллельно эксплуатировать старый добрый 50-тонник.

Такой 50-тонник - органичное звено в эволюции будущих носителей. И именно с расчетом на эту эволюцию он создается и развивается - первоначально с существующими двигателями, потом с новыми.

И именно в случае длительного серийного производства моноблочный 50-тонник с всего двумя созданными с нуля двигателями (по одному на ступень) в итоге окажется выгоднее, чем пакет с кучей уже разработанных движков.

[Shestoper]

Куда идет тяга двигателя ЦБ? На увеличение тяговооруженности или на дополнительное топливо?

По желанию.  
В любом случае масса ПН возрастает (но во втором случае она возрастает сильнее).

[Дмитрий В.]

Так, я не понял...
Куда идет тяга двигателя ЦБ? На увеличение тяговооруженности или на дополнительное топливо?

И на то и на другое :lol:

[Bell]

Так, я не понял...
Куда идет тяга двигателя ЦБ? На увеличение тяговооруженности или на дополнительное топливо?

И на то и на другое :lol:

Никакой прибавки тяговооруженности нету
+10% МАКСИМУМ, если вообще не увеличивать РЗТ - это не прибавка.
А с учетом того, что на эту прибавку надо взять топливо на время работы 1 ст. - НИКАКОЙ прибавки тяги не останется.
Так что не обманывайте себя

[Дмитрий В.]

Так, я не понял...
Куда идет тяга двигателя ЦБ? На увеличение тяговооруженности или на дополнительное топливо?

И на то и на другое :lol:

Никакой прибавки тяговооруженности нету
+10% МАКСИМУМ, если вообще не увеличивать РЗТ - это не прибавка.
А с учетом того, что на эту прибавку надо взять топливо на время работы 1 ст. - НИКАКОЙ прибавки тяги не останется.
Так что не обманывайте себя

Белл, не смеши меня :lol:  :lol:  :lol:
Еще раз, по буквам: "Параллельная схема выигрывает по массе ПГ у тандемной (с многоблочной комоновкой 1-й ст) при проектировании от заданного набора двигателей, поскольку либо при одинаковой массе больше тяговооруженность, либо за счет большей стартовой массы. Причем преимущество параллельной схемы распространяется не на всю область возможных значений Мст ".

[Bell]

Так вот, при приемлимой тяговооруженнгости 1,3-1,4 параллельная схема пакета ПРОИГРЫВАЕТ последовательной либо за счет использования прежнего РЗТ с меньшим интегральным УИ, либо за счет незначительности прибавки РЗТ, которая не компенсирует падение массового совершенства ВЕРХНЕЙ ступени

[Дмитрий В.]

Так вот, при приемлимой тяговооруженнгости 1,3-1,4 параллельная схема пакета ПРОИГРЫВАЕТ последовательной либо за счет использования прежнего РЗТ с меньшим интегральным УИ, либо за счет незначительности прибавки РЗТ, которая не компенсирует падение массового совершенства ВЕРХНЕЙ ступени

Много от чего может зависеть (массовое совершенство etc.). Вообще-то на графике параллельная схема уже лучше при тяговооруженности примерно 1,35 :wink:

[Bell]

Вобщем я что хочу сказать...
Тандем выиграет у пакета далеко не только за счет аэродинамики. Поэтому последовательный пакет тоже выиграет у параллельного, хотя и чуть меньше, чем тандем.

В рассматриваемой схеме есть еще одна особенность - один РД-0120 - что ограничивает долю водорода, со всеми его достоинствами. Как я уже говорил, удваивать число водородных двигателей неоправдано дорого.


Тут еще забавная штука дальше получается...
Для всяких лунных дел необходимо чуть больше 40 т на ЛЕО - порядка 42-43 т на опорной, а не на промежуточной 0х200. Пакет с 4хРД-0163 при Мст ~770 т столько не потянет, максимум 37 т
Вобщем тут надо керосиновые боковушки где-то по 300 т, Мст порядка 900 т, а стартовую тягу 1200 тс, т.е. двиглы по 600 т на блок.
Можно конечно по-извращаться на тему 3 двигателей на блок, но это уже некрасиво...

Короче, опять получается Трехзенит Старого...
И далеко не факт, что водородный ЦБ с РД-0120 окажется дешевле, чем третий блок и вторая ступень...

[Дмитрий В.]

Вобщем я что хочу сказать...
Тандем выиграет у пакета далеко не только за счет аэродинамики. Поэтому последовательный пакет тоже выиграет у параллельного, хотя и чуть меньше, чем тандем.

В рассматриваемой схеме есть еще одна особенность - один РД-0120 - что ограничивает долю водорода, со всеми его достоинствами. Как я уже говорил, удваивать число водородных двигателей неоправдано дорого.


Тут еще забавная штука дальше получается...
Для всяких лунных дел необходимо чуть больше 40 т на ЛЕО - порядка 42-43 т на опорной, а не на промежуточной 0х200. Пакет с 4хРД-0163 при Мст ~770 т столько не потянет, максимум 37 т
Вобщем тут надо керосиновые боковушки где-то по 300 т, Мст порядка 900 т, а стартовую тягу 1200 тс, т.е. двиглы по 600 т на блок.
Можно конечно по-извращаться на тему 3 двигателей на блок, но это уже некрасиво...

Короче, опять получается Трехзенит Старого...
И далеко не факт, что водородный ЦБ с РД-0120 окажется дешевле, чем третий блок и вторая ступень...

Белл, ты все пытаешься свести к упрощению, типа "одно всегда лучше другого". Я же всем пытаюсь объяснить, что "иногда одно лучше другого, а иногда лучше другое". Все зависит от проектной ситуации. Вернемся к нашим баранам: выбору между последовательным  и параллельным пакетом. Если решено, что используются такие-то ЖРД в таком- то количестве и при этом надо обеспечить максимально возможную массу ПГ, то и сомневаться не стоит - надо делать параллельный   пакет. Особенно, если ЖРД 2-й ступени изначально создавался для запуска на земле. Если по каким-то причинам стартовая масса ограничена (задана минимально допустимая тяговооруженность), либо имеется приемлемая возможность применения высотного ЖРД, то надо посчитать. В данном случае, вероятно, выгоднее окажется последовательный пакет. А, может, и вообще, моноблочный.

[Bell]

Белл, ты все пытаешься свести к упрощению, типа "одно всегда лучше другого". Я же всем пытаюсь объячснить, что "иногда одно лучше другого, а иногда лучше другое". Все зависит от проектной ситуации.

Я это понимаю. Но в данных условиях уже заранее известны определенные ограничения, с учетом которых я и делаю выводы.

Вернемся к еашим баранам: выбору между последовательным  и параллельным пакетом. Если решено, что используются такие-то ЖРД в таком- то количестве и при этом надо обеспечить максимально возможную массу ПГ, то и сомневаться не стоит - надо делать параллельный   пакет. Особенно, если ЖРД 2-й ступени изначально создавался для запуска на земле. Если по каким-то причинам стартовая масса ограничена (задана минимально допустимая тяговооруженность), либо имеется приемлемая возможность применения высотного ЖРД, то надо посчитать. В данном случае, вероятно, выгоднее окажется последовательный пакет. А, может, и вообще, моноблочный.

Мдя!

[Дмитрий В.]

Полет на ЛОС:

[Yegor]

ИМХО Оптимальный 40-тонник обведен красной линией.
Только в нашем случае он будет без ТТУ и метров на 10 длиннее.

Диаметр 5.5 метра
На первой ступени керосин: пять-шесть РД-0163
На второй ступени водород.