40-тонник: ищем оптимальное решение.

[Дмитрий В.]

Можно ведь рядом с умеренной двухступкой поставить меганавороченного монстра, который, конечно, будет существенно легче, но при этом, очевидно, и существенно дороже.

Не, нельзя. Я ж написал, чтьо ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ СРАВНИМЫЙ  

[RadioactiveRainbow]

Шьерт! Звиняюсь - не заметил ))

Короче, все идет знаете к чему? Все идет к полутораступу с нееб.. с очень большой верхней водородной ступенью, и примитивным бустером, задача которого выпихнуть рабочую ступень из атмосферы и придать скорость в нужном направлении ))

[Новичок]

Шьерт! Звиняюсь - не заметил ))

Короче, все идет знаете к чему? Все идет к полутораступу с нееб.. с очень большой верхней водородной ступенью, и примитивным бустером, задача которого выпихнуть рабочую ступень из атмосферы и придать скорость в нужном направлении ))

Надо понимать тандем?

[RadioactiveRainbow]

А то!
Причем на первой ступени непременно однокамерник!

[Новичок]

А то!
Причем на первой ступени непременно однокамерник!

На сколько потянет?

[RadioactiveRainbow]

А то!
Причем на первой ступени непременно однокамерник!

На сколько потянет?

В смысле? По деньгам, или по тяге?
По тяге - сколько надо, столько даст. По деньгам - зависит от того, как низко получится опустить потребный технологический уровень )

А в чем изюминка этого приближения?

Типа честно. Кто на сколько разгоняет - тот столько и должен стОить )
Безотносительно к размерам, многоразовости и т.д. и т.п.
Хотя, это, увы, не гарантирует минимальной стоимости системы (

[integrall]

.. с очень большой верхней водородной ступенью, и примитивным бустером, задача которого выпихнуть рабочую ступень из атмосферы и придать скорость в нужном направлении ))

что-то такое?

[RadioactiveRainbow]

Да, что-то такое.
Только я бы лично поставил на тандемную первую ступень ЖРД.

Но это, опять же, интуитивное решение. Я чувствую, что такая схема позволит реализовать даже тяжелый носитель сравнительно малой кровью (двего два блока, минимум узлов и агрегатов)... но снова и снова забываю учесть стоимость применения водорода, габариты... короче - эксплуатационные особенности, присущие такой схеме.

Не, люди - так ничего (хорошего) не получится.
Надо бросать это рисовательство, и начать изобретать методику оценки стоимости разработки и эксплуатации ракетных космических систем. И уже по методике, а не "методом тыка", выбирать оптимальный по стоимости эксплуатации (и, одновременно, приемлимый по стоимости разработки и создания) вариант. Только так - иначе опять получится какая-нибудь Ангара или Энергия.

[Shestoper]

Только я бы лично поставил на тандемную первую ступень ЖРД.

C вытеснительной системой подачи - и будет счастье  :wink:

Не, люди - так ничего (хорошего) не получится.
Надо бросать это рисовательство, и начать изобретать методику оценки стоимости разработки и эксплуатации ракетных космических систем. И уже по методике, а не "методом тыка", выбирать оптимальный по стоимости эксплуатации (и, одновременно, приемлимый по стоимости разработки и создания) вариант. Только так - иначе опять получится какая-нибудь Ангара или Энергия.

Думаю что достаточно очевидно, что ненапряженный двигатель открытой схемы при близкой тяге будет проще, дешевле и быстрее разработать и дешевле производить, чем навороченный ЖРД закрытой схемы с давлением в КС 200-300 атм.
Значит именно такие водородные двигатели нужно ставить на вторую ступень.
Что касается стоимости водорода - он уже у нас использовался, стоимость водородной инфораструктуры не тайна.
К тому же в российских условиях (большие запасы метана) водород удобно и дешево получать из метана прямо на космодроме, а метан использовать для первой ступени.
На создание метановой и возрождение водородной инфраструктуры конечно надо вложиться. Но это выгодно, если расчитывать на десятки и сотни пусков - мю ПН по сравнению с чисто керосиновыми ракетами при второй водородной ступени возрастат в полтора раза.

Что касается первой ступени тяжелых и сверхтяжелых носителей - тут нужны огромные тяги, а вот УИ может быть умеренным. Чтобы не обходится множеством обычных двигателей, или 1-6 (в зависимости от массы ракеты) сверхмощными многокамерными двигателями со сверхмощными ТНА, вполне можно поставить ЖРД с ВСП.
Первые ступени высоконагружены сжимающими нагрузками, поэтому при традиционных насосных ЖРД корпуса ракет обязательно нужно подкреплять вафлей, это увеличивает стоимость баков. Высокопрочные баки для ступени с ВСП, изготовленные методом намотки металлической ленты (так изготавливают корпуса химических реактиоров, чтобы не гнуть стальные плиты по 40-50 мм толщиной), по трудоемкости изготовления будут не больше традиционной "вафли", хотя по конечной массе в несколько раз больше.
Чтобы не возить крупногабаритные и очень тяжелые ступени с ВСП через пол-страны, логично делать их прямо на космодроме (тем более что всё равно сейчас в космической отрасли нет нужного оборудования, все нужно делать с нуля).

Зачит что у нас получается?
Тяжелые и сверхтяжелые носители создаются с минимальным числом мощных двигателей (40-тонник - моноблочный тандем). Крупногабаритные ступени изготавливаются прямо на космодроме, никуда возить их не нужно. На первой ступени используются предельно простые ЖРД с ВСП, которые от ТТУ выгодно отличаются простотой заправки и экологичностью.
Горючее для ракет - метан и водород, сейчас в России не используются в космической отрасли.

Значит нужно сразу с нуля строить новый космодром, на котором будет и завод по производству ступеней, и метаново-водородная инфраструктура. Новый космодром на Дальнем Востоке (который всё равно собираются строить, чтобы был низкоширотный космодром на своей территории) буквально напрашивается на роль такого "космодрома нового типа".

Построить его, вложиться в инфраструктуру - и оттуда можно потоком, конвейером запускать коммерческие ПН на предельно простых и дешевых носителях, на десятилетия застолбив за собой львиную долю мирового рынка пусковых услуг (и имея готовый механизм в виде наземной инфраструктуры и серийных дешевых тяжелых носителей и широко унифицированных с ними сверхтяжелых - для реализации амбициозных государственных и международных космических программ, когда они появятся).

[SpaceR]

УИ ЖРД первой ступени не сильно влияет на массу ПН. Кроме того на ЖРД открытой схемы (РД-108А) достигнут УИ порядка 320 с. Учитывая, что такие ЖРД еще и легче навороченных монстров, а на 2-й ступени установлен водородник, никаких проблем в достижении 5%-й массовой отдачи нет.

Никаких - кроме обеспечения требуемого Мю конечного  ступеней  
Думаете, удастся - в современных условиях ?

Да, в вакууме. В формуле Циолковского используется вакуумный УИ. Отношение УИ вак/УИ зем определяет, кончно, потери на статическое противодавлдение, но они не велики.

Не велики. Гораздо больше потеря тяги при старте, а соответственно, и рост гравпотерь   .  У того же РД-108А разница в пустотной и земной тяге 24,4%, у РД-107А - 21,6%.

Все ОК! Если принять для ЖРД 1-й ступени 318/276 с, а для второй - 448 с (продвинутый водородник открытой схемы), то на стандартную орбиту (200х200х51,6 град) 40 тонн выводятся при Мст порядка 780 т и конструктивном совершенстве блоков 1/12 для первой и 1/10 - для второй ступеней.

Дмитрий, хорошо что Вы не забыли указать требуемое МАССОВОЕ (кстати, не конструктивное) совершенство ракетных блоков
туда ещё остатки топлива должны входить и гар.запас.

[Дмитрий В.]

Дмитрий, хорошо что Вы не забыли указать требуемое МАССОВОЕ (кстати, не конструктивное) совершенство ракетных блоков
туда ещё остатки топлива должны входить и гар.запас.

Конечно, входят, а как же.

[Дмитрий В.]

Не, люди - так ничего (хорошего) не получится.
Надо бросать это рисовательство, и начать изобретать методику оценки стоимости разработки и эксплуатации ракетных космических систем.

Велосипед изобретать? :shock:  Дык, уже есть - Транскост

[RadioactiveRainbow]

Чего есть?
Что это за такое, и если оно работает и работает адекватно - каковы результаты оптимизации по стоимости эксплуатации?

[RadioactiveRainbow]

Погуглил. Любопытно...

[Дмитрий В.]

Чего есть?
Что это за такое, и если оно работает и работает адекватно - каковы результаты оптимизации по стоимости эксплуатации?

Я по этой методе 20 лет назад экономическую часть диплома считал. Метода опубликована в 1986, кажется году, в одном из номеров типа "Космонавтика и ракетодинамика" ЦАГИ. Причем применительно к выбору параметров Ариан-5. Сейчас, наверное, Келе методу улучшил. Слышал, ее можно кубить чуть ли не за вем-мани примерно за 200 евро, что ли :roll:

[ааа]

Зачит что у нас получается?
Тяжелые и сверхтяжелые носители создаются с минимальным числом мощных двигателей (40-тонник - моноблочный тандем).

Вызывает сомнения востребованность такой минимальной ракеты. А без этого все экономические расчеты немного стОят.
Мне как-то представляется более обоснованным такой ряд: моноблок - 25 т., "триблок" - >40 т., "пятиблок" - >60 т. Такой моноблок будет востребован всегда и будет регулярно летать  принося прибыль, повышая надежность и уменьшая стоимость за счет серии.

[Дем]

Мне как-то представляется более обоснованным такой ряд: моноблок - 25 т., "триблок" - >40 т., "пятиблок" - >60 т. Такой моноблок будет востребован всегда и будет регулярно летать  принося прибыль, повышая надежность и уменьшая стоимость за счет серии.

Если моноблок - 25т, то "триблок" - под 70, а "пятиблок" - сильно за сотню

[SpaceR]

Зачит что у нас получается?
Тяжелые и сверхтяжелые носители создаются с минимальным числом мощных двигателей (40-тонник - моноблочный тандем).

Вызывает сомнения востребованность такой минимальной ракеты. А без этого все экономические расчеты немного стОят.
Мне как-то представляется более обоснованным такой ряд: моноблок - 25 т., "триблок" - >40 т., "пятиблок" - >60 т. Такой моноблок будет востребован всегда и будет регулярно летать  принося прибыль, повышая надежность и уменьшая стоимость за счет серии.

А какой смысл делать ещё одну РН на 25 т, если ожидается Ангара?
20 т, как я понимаю, на замену Протону.

[ааа]

Если моноблок - 25т, то "триблок" - под 70, а "пятиблок" - сильно за сотню

В "три-" и "пятиблоки" объединяются ведь только первые ступени. Верхних в любом варианте остается по одной, так что вряд ли тут можно просто умножать на 3 и 5. Хотя приведенные цифры взяты с потолка. То, чего хотелось бы.

А какой смысл делать ещё одну РН на 25 т, если ожидается Ангара?
20 т, как я понимаю, на замену Протону.

А я и не призываю делать "Ангару". Я от нее вообще не в восторге.

[Александр Ч.]

Если моноблок - 25т, то "триблок" - под 70, а "пятиблок" - сильно за сотню

В "три-" и "пятиблоки" объединяются ведь только первые ступени. Верхних в любом варианте остается по одной, так что вряд ли тут можно просто умножать на 3 и 5. Хотя приведенные цифры взяты с потолка. То, чего хотелось бы.

А какой смысл делать ещё одну РН на 25 т, если ожидается Ангара?
20 т, как я понимаю, на замену Протону.

А я и не призываю делать "Ангару". Я от нее вообще не в восторге.

В таком варианте каждая добавочная первая ступень даст прибавку в 1,34 раза. Т.о. "триблок" будет 25*(3-1)*1,34=67, а "пятиблок" 134 тонны. Но это без учета некоторых моментов.