40-тонник: ищем оптимальное решение.

[Новичок]

Вся проблема в том, что РН на базе Союза 2-3 даже с шестью боковушками и форсированными НК-33-1 на боковушках вытянет тонн 30 максимум.

Речь шла о новой РН для нового ПК. Наверное 16т. для него достаточно. Делать же из него тяжёлую РН нет смысла.

[Вадим Семенов]

Да, но 8 немодульных ракет потребовалось бы 24 различных ступени! (при условии их трехступенчатости в среднем)

Эти блоки, несколько отличаясь по размерам (длина) и сечениям силовых элементов, могли бы иметь одинаковый диаметр и одинаковые ЖРД.

Диаметр -- вряд ли, если только ступень у разных носителей не собирать по пакетной схеме (читай из тех же урмов). Слишком уж разница в длине большая получается. Либо покрываемый диапазон ПН будет невелик. Кроме двигателей почти ничего нельзя унифицировать в моноблоках.

Кроме того, если Вы обратите внимание, ряд китайских РН из нового семейства близки друг к другу по энергетике (т.е. некоторые из них - лишние). Так что, возможно, потребовалось бы не 8, а скажем 3-4 носителя.

Да, но для 2-4 носителей и 8 урмов тоже не нужны. Хватит и 2-3.

[Дмитрий В.]

Вся проблема в том, что РН на базе Союза 2-3 даже с шестью боковушками и форсированными НК-33-1 на боковушках вытянет тонн 30 максимум.

Не, 40-тонник надо создавать на другой базе, хотя можно и с теми же НК-33-1.

[Александр Ч.]

Средний вариант тоже можно по схеме тандема сделать.
Его первая ступень послужит ЦБ для тяжелого варианта.

[Bell]

Так, нашел старые расчеты Ангары-100, пересмотрел кое-что. Полностью выкладывать не буду, только основное.

Базовый УРМ
Мст 300 т, Мкон 0,075 = 22,5 т, 3хНК-33, тяга 180 тс, УИ 310/335, D 4,1 м

Водородный ЦБ1
Мст 180 т, Мкон 0,12 = 21,5 т, 1хРД-0120, D 4,1 м, может быть надкалиберный сверху

Большой водородный ЦБ2
Мст 300 т, Мкон 0,11 = 33 т, 2хРД-0120, низ 4,1 м, верх надкалиберный

3 ст. керосин
Для простоты - 2-я ст. Зенита.

Имеем следующе РН: все пакеты, суммарная ХС без учета потерь ~9050 м/с, СК с 6-лучевой симметрией (т.е. возможны 2, 3, 4, 6 ББ).
1. Водородные, последовательная работа ступеней, 2 ступени
1.1. 2 УРМ + ЦБ1, ПН 40 т
1.2. 3 УРМ + ЦБ1, ПН 54 т
1.3. 4 УРМ + ЦБ1, ПН 65 т
1.4. 4 УРМ + ЦБ2, ПН 80 т
1.5. 6 УРМ + ЦБ2, ПН 105 т
2. Керосиновые, параллельная работа ББ иЦБ, с дросселированием ЦБ до 50%, 2,5 ступени,
2.1. 3 УРМ + 3 ст., ПН 37 т
2.2. 4 УРМ + 3 ст., ПН 47 т
2.3. 5 УРМ + 3 ст., ПН 64 т, последовательная работа ступеней, тяги хватает
2.4. 7 УРМ... не уже не интересно, водород явно лучше


Кстати, если взять 1 УРМ и сверху, скажем, УКВБ с Ангары - получается тандемная РН под новый КК, как раз на 15-16 т.

А если взять те же самые 3 УРМа, надозаправленных на 10-15% ради снижения Мст и последовательной работы, а сверху поставить блок И с Союза, то получится у нас, у нас получится... 25-30 т


А теперь - ваши помидоры, господа!

[hcube]

РН Сибирь со схемой метан-метан-водород, при стартовой массе 370 тонн имела бы расчетную ПН в 22 тонны. При этом полностью вписывалась в Союзовский старт без его переделки. Это так, к слову ;-)

Относительно 15-тонника я не очень оптимистично настроен. ХО, проще сделать полностью многоразовый более тяжелый корабль, заменяющий собой третью ступень, и пускать урезанной версией трехблочника (без третьей ступени, ее роль играет корабль). Расходуется всего на один двигатель больше по сравнению с аналогичным по грузоподьемности тандемом. А если посчитать третью ступень - так вообще то же самое количество. Кстати, ЭТО у SerB ТОЖЕ было в 'Черепашьем галопе'.

[Дмитрий В.]

А теперь - ваши помидоры, господа!

А три ступени зачем? :shock:  Тем более, 3-я керосиновая... :roll:

[Новичок]

А теперь - ваши помидоры, господа!

А три ступени зачем? :shock:  Тем более, 3-я керосиновая... :roll:

Наверное для того, что бы на начальный период освоения иметь тяжелую РН 30+, на период отработки УРМа и без водорода. Водородный центр в порядке развития и наверное по мере выделения средств на производство РН и оснащения СК ну и далее ЦБ1 и ЦБ2 по мере появления тяжелых ПН. Щадящая программа финансирования и диалектического развития в одном флаконе. ИМХО!

[Дмитрий В.]

Имеем следующе РН: все пакеты, суммарная ХС без учета потерь ~9050 м/с, СК с 6-лучевой симметрией (т.е. возможны 2, 3, 4, 6 ББ).
1. Водородные, последовательная работа ступеней, 2 ступени
1.1. 2 УРМ + ЦБ1, ПН 40 т
1.2. 3 УРМ + ЦБ1, ПН 54 т1.3. 4 УРМ + ЦБ1, ПН 65 т
1.4. 4 УРМ + ЦБ2, ПН 80 т
1.5. 6 УРМ + ЦБ2, ПН 105 т
2. Керосиновые, параллельная работа ББ иЦБ, с дросселированием ЦБ до 50%, 2,5 ступени,
2.1. 3 УРМ + 3 ст., ПН 37 т
2.2. 4 УРМ + 3 ст., ПН 47 т
2.3. 5 УРМ + 3 ст., ПН 64 т, последовательная работа ступеней, тяги хватает
2.4. 7 УРМ... не уже не интересно, водород явно лучше

Выделил варианты, явно дублирующие друг друга. Это один из "глюков" модульного проектирования. Если делать весь ряд носителей, то параметры УРМ придется подбирать в т.ч. и из условия функционирования "лишних" вариантов.

[Дмитрий В.]

А теперь - ваши помидоры, господа!

А три ступени зачем? :shock:  Тем более, 3-я керосиновая... :roll:

Наверное для того, что бы на начальный период освоения иметь тяжелую РН 30+, на период отработки УРМа и без водорода. Водородный центр в порядке развития и наверное по мере выделения средств на производство РН и оснащения СК ну и далее ЦБ1 и ЦБ2 по мере появления тяжелых ПН. Щадящая программа финансирования и диалектического развития в одном флаконе. ИМХО!

Тяжелая керосиновая РН на 30 т спокойно делается в две ступени. Хотя бы, Тризенит Старого.

[Новичок]

Тяжелая керосиновая РН на 30 т спокойно делается в две ступени. Хотя бы, Тризенит Старого.

Нет сомнений. Но когда предлагается семейство, то у Bellа получилось стартовать с 37т. Далее задерживается финансирование - идет 47т и в случае возникновения  разовых ПН-50+ работает 64т керосин. Если все хорошо с продвижением водорода и финансами тогда в рабоу вступает водородная линейка ЦБ1 и ЦБ2. Плохо что не получается хорошего среднего носителя УРМ+3ступень. Ну и последнее: предложение Bella явно подразумевает время начала проекта после ввода в эксплуатация Ангары, которая планирует закрытие диапазона до 30т. ИМХО.

[Дмитрий В.]

Тяжелая керосиновая РН на 30 т спокойно делается в две ступени. Хотя бы, Тризенит Старого.

Нет сомнений. Но когда предлагается семейство, то у Bellа получилось стартовать с 37т. Далее задерживается финансирование - идет 47т и в случае возникновения  разовых ПН-50+ работает 64т керосин. Если все хорошо с продвижением водорода и финансами тогда в рабоу вступает водородная линейка ЦБ1 и ЦБ2.

А теперь представьте себе процесс параллельного проектирования УРМ (т.е., по сути всего этого семейства) и попробуйте спрогнозировать, сколько лет оно займет.

[Вадим Семенов]

Относительно 15-тонника я не очень оптимистично настроен. ХО, проще сделать полностью многоразовый более тяжелый корабль, заменяющий собой третью ступень, и пускать урезанной версией трехблочника (без третьей ступени, ее роль играет корабль).

Опять же поддерживаю. Схема Клиппера -- паллиатив. Из-за весовых ограничений пришлось сделать сбрасываемую ДУ и часть обитаемого объема. Надо закладываться тонн на 25 и делать сразу нормальный корабль одним куском. В духе орбитера у МАКСа.

[Дмитрий В.]

Относительно 15-тонника я не очень оптимистично настроен. ХО, проще сделать полностью многоразовый более тяжелый корабль, заменяющий собой третью ступень, и пускать урезанной версией трехблочника (без третьей ступени, ее роль играет корабль).

Опять же поддерживаю. Схема Клиппера -- паллиатив. Из-за весовых ограничений пришлось сделать сбрасываемую ДУ и часть обитаемого объема. Надо закладываться тонн на 25 и делать сразу нормальный корабль одним куском. В духе орбитера у МАКСа.

Еще проще, обойтись без 3-й ступени вообще. Тогда и корабль не надо перегружать излишними для него системами.

[Новичок]

А теперь представьте себе процесс параллельного проектирования УРМ (т.е., по сути всего этого семейства) и попробуйте спрогнозировать, сколько лет оно займет.

Допустим такое развитие событий. С выходом лёгкой Ангары на летные испытания начинается существенное финансирование этого проекта(пусть даже Прогресс). Пока залетает А5 и А3, затем А5+УКВМ/А5+КВРБ как раз подойдет время готовности нового УРМа и 3-й ступени, а это уже 37. Наверное времени достаточно. Сколько лет Королев делал Р-7? Можно и напрячься за существенные деньги.  Далее по двум возможным ветвлениям, о которых говорилось выше. Все достаточно плавно. Я не говорю, что мне это нравится и это самый рациональный вариант, но определенная логика в этом есть. Возможно я так интерперитировал это предложение, а Bell имел в ввиду что то иное. Прийдет - скажет.

[Дмитрий В.]

А теперь представьте себе процесс параллельного проектирования УРМ (т.е., по сути всего этого семейства) и попробуйте спрогнозировать, сколько лет оно займет.

Допустим такое развитие событий. С выходом лёгкой Ангары на летные испытания начинается существенное финансирование этого проекта(пусть даже Прогресс). Пока залетает А5 и А3, затем А5+УКВМ/А5+КВРБ как раз подойдет время готовности нового УРМа и 3-й ступени, а это уже 37. Наверное времени достаточно. Сколько лет Королев делал Р-7? Можно и напрячься за существенные деньги.  Далее по двум возможным ветвлениям, о которых говорилось выше. Все достаточно плавно. Я не говорю, что мне это нравится и это самый рациональный вариант, но определенная логика в этом есть. Возможно я так интерперитировал это предложение, а Bell имел в ввиду что то иное. Прийдет - скажет.

Не знаю, не знаю. Вспомним Зенит и 11К25. Из-за необходимости взаимоувязки двух проектов, Зенит полетел только в 1985 г., тогда как конкурс по теме "Подъем" был выигран им в первой половине 70-х. А ведь модульная часть блока А даже не была полностью унифицирована с блоком первой ступени Зенита.

[Новичок]

Не знаю, не знаю. Вспомним Зенит и 11К25. Из-за необходимости взаимоувязки двух проектов, Зенит полетел только в 1985 г., тогда как конкурс по теме "Подъем" был выигран им в первой половине 70-х. А ведь модульная часть блока А даже не была полностью унифицирована с блоком первой ступени Зенита.

Ну Зенит на начальном этапе ЕМНИП был гептиловым, затем НК-33, и уж в 77-78 приобрел окончательное нынешнее очертание, да и дальнейшая затяжка полагаю вызвана с задержками РД-170.
Здесь двигатель готов. Есть вариант(тьфу, тьфу, что может полететь на Orbital даже раньше легкой Ангары). Остается УРМ и 3-я ступень(лицензия или что то в этом роде). По РН остается только корпуса СУ.
Вроде тоже засад не предвидется. Ну наконец можно профинансировать опережающий инженерно-конструкторский этап(наверное не слишком много денег). Ну и далле по предыдушим остановкам. Опять же ИМХО.
Дмитрий Вы из Первой Любви к исскуству, т.е. безвоздмездно плодите варианты весьма быстро, а если Вы и такие как Вы да за хорошие деньги, то вероятность того, что что-то получится весьма высока. Что Вас смущает, откуда пессимизм. Берите пример с Bell'a!

[Bell]

А три ступени зачем? :shock:  Тем более, 3-я керосиновая... :roll:

Затем, что:
1) все керосиновое, а значит выгоднее 3 ступени
2) ЦБ слишком велик для вывода на опорную орбиту
3) водородная ступень на 90 т шибко велика получается
4) без 3 ст. совсем слабо получается, тем более что параллельная работа...

Выделил варианты, явно дублирующие друг друга. Это один из "глюков" модульного проектирования. Если делать весь ряд носителей, то параметры УРМ придется подбирать в т.ч. и из условия функционирования "лишних" вариантов.

То, что дублируются - ерунда, главное что одни и те же блоки.

Мне не нравятся керосиново-ангаровые варианты. Мне нравится водородный ЦБ. Но имея такие УРМы - почему бы не воспользоваться? Хотя для них и нужна отдельная 3 ст.

Кстати, водородный ЦБ тоже великоват для последней ступени и выхода на опорную, его лучше ронять в антипод. А тогда необходим какой-то блок довыведения, причем полагаться на саму ПН нельзя, ибо не Буран.

Короче, по большому счету я привел возможные варианты компоновок из 4 блоков, причем большой водородный ЦБ только для супер-тяжей. А до 65 т можно обойтись всего 2 блоками. Как именно и что конкретно компоновать - уже на выбор.

Тяжелая керосиновая РН на 30 т спокойно делается в две ступени. Хотя бы, Тризенит Старого.

Да, я тоже думаю, что чисто керосиновый пакет смысла не имеет. Паллиатив. Во всяком случае - в таком формате, с одинаковыми ББ и ЦБ.
Только у Старого был ТриАтлас, с РД-180.

[Вадим Семенов]

Еще проще, обойтись без 3-й ступени вообще. Тогда и корабль не надо перегружать излишними для него системами.

Да, двух ступеней на низкую орбиту достаточно. Или даже полутора, если ЦБ в пакетной схеме работает со старта. Надо сокращать стоимость путем сокращения числа ступеней.

Но какая-то ДУ у корабля все равно будет. Наверное, имеет смысл использовать ее для довыведение. У Клиппера она сбрасывается.

[Дмитрий В.]

А три ступени зачем? :shock:  Тем более, 3-я керосиновая... :roll:

Затем, что:
1) все керосиновое, а значит выгоднее 3 ступени
2) ЦБ слишком велик для вывода на опорную орбиту
3) водородная ступень на 90 т шибко велика получается
4) без 3 ст. совсем слабо получается, тем более что параллельная работа...

1 - Да, с тремя ступенями выигрыш в мюПН 8-10%, но проигрыш в стоимости процентов 30.
2-ЦБ не может быть (точнее, не должен) слишком велик или мал, он должен быть оптимален с точки зрения выбранного критерия оптимизации.
3-см. п.2.
4 - см. п.1. Разница между тандемом и пакетом 1-3% в мюПН, при прочих равных условиях (а в некоторых случаях пакет просто выигрывает у тандема по массе ПН - при заданном наборе двигателей).