40-тонник: ищем оптимальное решение.

[MGouchkov]

Вот здесь рассказывается, как по Волге транспортировали грузы диаметром до 12 и длиной до 100 метров: http://www.estocentre.ru/old_projects.phtml

Так что с точки зрения транспортировки ступеней водный путь по Волге почти идеален.

 Водный путь по Волге- это для какой-нибудь "альтернативной истории", когда перед испытаниями первой МБР поняли что длина траектории при испытаниях на максимальную дальность по-любому не уложится на территорию ссср, и стрелять всё равно придётся в Тихий Океан, и потому СК для неё оставили в КапЯре.
  А вот космодром для Большой Космической Ракеты стали бы делать максимально южнее, при том в расчёте на водный транспорт на берегу Каспия
 Имхо, лучше было бы в р-не "устья" КуМы; станция Артезиан.
"Артезианский полигон" как космодром-  с одной стороны хорошая тема для острот, с другой- падение Iой ступени в Каспий,- запрет на "токсикоманию"..
 А в реальном сейчас, время перевозки для возможный перспективных площадок доступных водным путём туда-обратно, может имхо стать сильно осложняющим фактором.

[MGouchkov]

Это если закладываться на сверхтяжелый носитель. А если на семейство средний/тяжелый/очень тяжелый (но не сверх), то лучше многоблок с оптимумом в районе 25-30 тонн на метане в трехблочной конфигурации.

 Сверхтяжёлая для амбициозных проектов может имхо быть хоть сколь приемлима по цене, если она- из серийных блоков используемых в основе на более востребованных РН.
 При этом, не только нет противоречия с оптимальностью в р-не 30+ тонн,    
но больше,- оптимален всё же тандем, и именно тандем такого класса,- даунгрейт IIой ступени с водорода на метан, предложенного Дмитрием варианта SUBJ'а c Iой метановой ступенью с 5ю РД0141, диаметром 7.5м.
 При этом этот же  вариант мимимализирует переделки технологической цепочки когда будут отработаны многоресурсные ЖРД по идее Центра им Келдыша, которые будет выгодно монтировать в спасаемых блоках (при отделении от одноразового бака).

Эта же РН в собственно subj'евом метан-водородном варианте Дмитрия,- центр сверхтяжёлого пакета, боковухи к которому диаметром 5.5м- основа Iой ступени с 3мя теми же РД0141, РН в классе клонов Р7 (метан-метановая) и "Зенита" (метан-водородная).
 Очень так имхо хорошо с набором эксплуатационного опыта по ЖРД Iой ступени, и водороду...
 (По водороду, даже когда нет "тяжёлых заказов"- IIIя ступень (РБ) к метан-метан-водородному "центру" и IIая- к РН в классе "Зенита").

То есть вобщем, имхо трёх зайцев убиваем:
1- Оптимальная РН subj'евого или на один меньшего класса,- тандем, наиоптимальный с тз числа двигателей и их запаса в нештатных ситуациях, и по управлению/ аэродинамике, и по сложности.
2- ЕСТЬ СЕМЕЙСТВО,- на уменьшенной первой ступени с 3мя теми же ЖРД вместо 5ти, на диаметр Iой ступени 5.5м, водородная диаметром 7.5 может ставиться навдкалиберно без значимого "уродства" (не Арес 1).
3- "Оптимальная" как центр, плюс боковухи из малых- ЕСТЬ и сверхтяжёлые пакеты!

[MGouchkov]

Это если закладываться на сверхтяжелый носитель. А если на семейство средний/тяжелый/очень тяжелый (но не сверх), то лучше многоблок с оптимумом в районе 25-30 тонн на метане в трехблочной конфигурации.

Так у Дмитрия есть такой тандем, только водородный, на 27-30т. И пакет у него есть на 50т с двумя, правда, керосиновыми ускорителями. Добавив еще ускорители можно и 80т выжать. Все пускается с одного СК.

Метан-водородный моноблок (в смысле- тандем), у Дмитрия, в треде он писал, вроде бы subj'евый- 43т ПН.

[Александр Ч.]

Метан-водородный моноблок (в смысле- тандем), у Дмитрия, в треде он писал, вроде бы subj'евый- 43т ПН.

1. Потому что hcube предложил 25-30т.
2. Метановых двигателей пока нет.

[Дмитрий В.]

А вот и рисунок метаново-водородного тандема:
http://my-files.ru/%D0%94%D0%B5%D0%B9%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD-%D0%9A%D0%9C%D0%9240-3.jpg

Спасибо А.Шлядинскому за превосходную графику!

[sychbird]

Дмитрий, судя по рисунку движки расположены не симметрично. Это недостатки графики, или что-то из инноваций?

[Дмитрий В.]

Дмитрий, судя по рисунку движки расположены не симметрично. Это недостатки графики, или что-то из инноваций?

Как положено - через 72 градуса!  Просто в 3D с этого ракурса создается впечатление несимметричного расположения 5 ЖРД.

[Shestoper]

Неплохо, очень неплохо.
Красивая ракета, конструкция хорошо "вылизана".
Только вот 5 напряженных двигателей на первой ступени, один на второй - некузявно по стоимости.

Предлагаю новый вариант 40-тонника.
Двухступенчатый тандем, диаметр тоже 7,7 метров.
Стартовая масса  - 1300 тонн.
Первая ступень - масса 1000 тонн, керосин-кислород. Один четырехкамерный ЖРД с тягой 2000 тонн у земли. Подача компонентов вытеснительная, давление в КС 20 атмосфер. УИ у земли 230 с, в пустоте 250 с. Массовое совершенство ступени - 0,12.
Вторая ступень водородная, масса 260 тонн, массовое совершенство 0,1. Один двигатель открытой схемы, давленние в КС 100 атмосфер. Тяга в пустоте - 350 тонн, пустотный УИ - 440 с.

[Дмитрий В.]

Неплохо, очень неплохо.
Красивая ракета, конструкция хорошо "вылизана".
Только вот 5 напряженных двигателей на первой ступени, один на второй - некузявно по стоимости.

На 2-й ступени - основной вариант 4ЖРД типа 11Д57М с раздвижным соплом  :wink:

[Shestoper]

Неплохо, очень неплохо.
Красивая ракета, конструкция хорошо "вылизана".
Только вот 5 напряженных двигателей на первой ступени, один на второй - некузявно по стоимости.

На 2-й ступени - основной вариант 4ЖРД типа 11Д57М с раздвижным соплом  :wink:

Мда, напоминает осмотр Гитлером танка Тигр конструкции Порше...
http://armor.kiev.ua/humor/txt/tiger_1.php

- Фердя, что за движок на твоем танке? - фюрер ласково похлопал по плечу своего любимца. Порше начал объяснять свою систему электротрансмиссии. Фюрер слегка переменился в лице.

- Электрический? Фердя, у тебя крыша поехала? Да на твоего слона батареек во всем Рейхе не напасешься? Какова у него дальность хода? 50 км??? А потом что, зарядную станцию к нему подгонять? Ах бензомоторы? ФЕРДИНАНД, ТЫ ЧТО, ИДИОТ??? Два мотора на танке??? Не два? ШЕСТЬ???

Нет, в самом деле, 9 двигателей, напряженных как часовой у Мавзолея - я боюсь думать сколько это будет стоить и какая будет надежность.
РД-170 тоже напряженный, но он по крайней мере здоровенный - позволяет хотя бы за счет сокращения числа двигателей поднять надежность.

Мю ПН 7,7% - это конечно здорово, фантастический показатель. Но сам по себе этот показатель, без учета стоимости и надежности, не стоит ничего.

[Salo]

Думаю, что в любом случае, основой системы должны быть две ступени. Выведение на высокоэнергетические орбиты - с помощью КРБ. Причем КРБ могут быть, в зависимости от энергетики, 3 типов:
- блок довыведения (вероятно, на высококипящих компонентах, хотя и не обязательно) для орбит высотой до 1000-2000 км
- кислород-керосиновый КРБ (типа "удвоенного" ДМ) - для выведения на ГСО/ГПО "не очень тяжелых" КА.
- КВРБ - для самых "тяжелых" случаев.
Маршевые ступени:
- первая - метановая или керосиновая (хотя не исключен и водород).
- вторая - обязательно водородная (развитие водородных технологий и снижение стартовой массы и тяги).
Если исходить из принципа использования готовых или разрабатываемых ЖРД, то пока вырисовывается тандем с 5 ЖРД типа РД-0141 (от Россиянки), либо 5-6 НК-33-1/РД-191. При тяговооруженности примерно 1,5-1,55 обеспечивается высокая вероятность ухода с СК с одним аварийным ЖРД. На второй ступени - 4 ЖРД класса 11Д57М, разумеется в модернизированном виде. Масса ПГ на низкой орбите (180*180 км, наклонение 51,6 град) получается в районе 43 т. Прикидочные расчеты показывают, что при отказа одного ЖРД на старте, РН свободно приводится в зону падения блоков певой ступени. Видимо, если отказ ЖРД 1-й ступени произойдет после 60-100 с (надо расчет проводить более точный), то ПГ может быть выведен на "аварийную" орбиту высотой 130-150 км. При отказе одного ЖРД 2-й ступени, ПГ выводится практически на расчетную орбиту (гарантированно на орбиту 150 км). Это - так назыываемая концепция "безопасного носителя". Решение не самое дешевое, но с учетом меньшего числа "потерь" может быть оправданным. В данном случае, плюсы тандема - возможность полной выработки топлива, меньшие возмущающие моменты при отказе ЖРД и более благоприятное распределение нагрузок - как раз на руку. В "минусах" - проблематичность вариаций носителя. Можно конечно, водородную ступень заменить на метановую с высотным РД-0142, можно заправку сократить и баки укоротить - это для "младших" моделей. Для наращивания ПГ надо удлинять баки и навешивать СТУ. Да, оптимальный диаметр по прикидкам: 8,44 м - первая ступень, 6,5 - вторая. Остановился на компромиссном: 7,5 м.
Буду "думать" пакет. В пакетной компоновке, как правильно отметил hcube - есть свои прелести. Одна из них: возможность выведения того же ПГ, что и на тандеме, при меньшем числе ЖРД. Буду считать вариант с 4 ББ на метановых РД-0141, а ЦБ - с одним РД-0120 (возможно, с раздвижным соплом), либо с 2-4 ЖРД меньшей размерности. Плюсы - легко компонуются варианты с 2, 3, 4 и 6 ББ, с помощью дросселирования ЦБ можно подобрать более оптимальное распределение масс по ступеням при изменении числа ББ. Минусы - меньше шансов выхода из нештатных ситуаций. Но, по моим прикидкам, при отказе одного ББ на вариантах с 3,4 и 6 ББ РН приводится в зону отчуждения первой ступени. Что касается двухблочного варианта, то здесь надо подумать.

У КБХА появился новый метановый двигатель РД-0162 на 250тс в вакууме:

Основные параметры  РД0162, ЖРД по проекту «Волга».
Тяга у Земли, тс (кН)  200 (1962)
Удельный импульс тяги, кгс·с/кг (м/c)
у Земли 310 (3040)
в пустоте  350 (3432)
Давление в камере, кгс/см

[Shestoper]

Хороший двигатель. Ненапряженный, достаточно мощный - подходящая рабочая лошадка для средних носителей.

[Salo]

[Дмитрий В.]

Нет, в самом деле, 9 двигателей, напряженных как часовой у Мавзолея - я боюсь думать сколько это будет стоить и какая будет надежность.
РД-170 тоже напряженный, но он по крайней мере здоровенный - позволяет хотя бы за счет сокращения числа двигателей поднять надежность.

Мю ПН 7,7% - это конечно здорово, фантастический показатель. Но сам по себе этот показатель, без учета стоимости и надежности, не стоит ничего.

11Д57М, как раз умеренный, у него давление в КС не превышает 120 атм. Не знаю, как РД-0141, но, учитывая, что он метановый, могу предположить, что у него давление в КС не превышает 150-200 атм, и , скорее всего, восстановительный ГГ.
Что касается надежности, то кол-во ЖРД и тяговооруженности ступеней выбраны, исходя из возможности продолжения полета при отказе одного из ЖПРД любой ступени.

[Новичок]

Интерсно почему он такой тяжелый. Тяжелее более чем на тонну всехметановых вариантов РД-0120?

[Salo]

Хороший двигатель. Ненапряженный, достаточно мощный - подходящая рабочая лошадка для средних носителей.

Тяжеловат 4350 кг.

[Дмитрий В.]

Интерсно почему он такой тяжелый. Тяжелее более чем на тонну всехметановых вариантов РД-0120?

Во-первых тяга больше. Во-вторых, скорее всего, рассчитан на многократное применение (большие запасы прочности).

[Новичок]

Так многоразовый РД-0120 весил 3450кг при той же тяге в вакумной тяге.

[Shestoper]

Хороший двигатель. Ненапряженный, достаточно мощный - подходящая рабочая лошадка для средних носителей.

Тяжеловат 4350 кг.

Для первой ступени - это не критично. А на второй будет водород.

[Дмитрий В.]

Так многоразовый РД-0120 весил 3450кг при той же тяге в вакумной тяге.

РД-0120 залитый имел массу 3750 кг, был одноразовым и имел тягу у земли 147,5 тс, а в вакууме 190 тс (номинал).