Носители легкого класса: технический облик

[Salo]

СУ можно разместить на переходнике ПН или как у Бриза-М.
Двигатель внутри торового бака керосина, а не ЖК, поэтому выигрыш на самом деле только для двух торовых баков и есть. Зато появляется ферма между торовыми баками. Даи весовое совершенство Блока Е, Блока Л и Блока ДМ очень низкое.
Чего не скажешь о Бриз М.

[fagot]

СУ можно разместить на переходнике ПН или как у Бриза-М.
Двигатель внутри торового бака керосина, а не ЖК, поэтому выигрыш на самом деле только для двух торовых баков и есть. Зато появляется ферма между торовыми баками. Даи весовое совершенство Блока Е, Блока Л и Блока ДМ очень низкое.  
Чего не скажешь о Бриз М.

Вам просто хочется сделать все посложнее? :wink: У Бриза-М и компоненты более плотные, и двигатель хилый. А у ДМа после сброса переходников совершенство очень даже ничего.

[Дмитрий В.]

Вот как раз с насадком, может, и пойдет. Но все равно, ПГ при 11Д57М будет меньше 2 т, вероятно.

Мю ПН 3,5 % для одноступа выглядит нереально, к тому же насадки плохо вписываются в 2,66 м, придется ставить весьма приличные обтекатели.

Как сказать. При некотором, не фантастическом, приросте УИ и массового совершенства, одноступ и 5% может иметь. Тут проблемы немного в другом. Во-первых повышенная чувствительность МюПН к указаннывм параметрам (риск невыполнения ТЗ по массе ПГ). Во-вторых, неприятно высокие перегрузки (свыше 12 ед.).

[Дмитрий В.]

По второй ступени Самары есть желание сделать её диаметром 2,66 м.
Во-первых ГО диаметром 2,03-2,06 м это явно мало. Даже 2,5м для Sarlupe не хватило.
Во-вторых длина ступени 6,7м. Это как у Блока И.  
В-третьих ступень такого диаметра сложно поставить на варианты союза без Блока И с двумя и четырьмя боковушками в пакете. А очень хочется. :wink:

Возникла такая идея: почему бы баки второй ступени не скомпоновать как баки Бриза-КМ.
Бак ЖК сделать тороидальным несущим. А бак керосина цилиндрической формы вставить внутрь тора.
По прикидкам высота такого бакового отсека будет 1,5м при диаметре 2,66м.
Бак ЖК тооидальный. Ширина тора  0,5м. Высота 1,5м.
Бак керосина будет иметь цилиндрическую форму, высоту 1,5 м и диаметр 1,52м.
Между баками должна быть теплоизоляция.

1.Диаметр ГО "Самары" 2,3 м и ничто не мешает (после проработки всех вопросов, разумеется) ГО увеличить в диаметре.
2.Сама по себе длина второй ступени влияет в основном на нагружение первой, что несильно скажется на массе ПГ.
3.Думаю, никаких вариантов Союза без блока И, тем более, с 2 ББ, не будет. Максимум, имхо, м.б. появится предлагавшийся В.Н. Чижухиным Союз с Фрегатом вместо блока И. Конечно, на форуме можно пофантазировать, но я бы не стал рассматривать применение 2-й ступени от Самары где-либо еще.
Переход на тороидальные баки не только снизит массовое совершенство, но и существенно удорожит производство, что противоречит самой идее "Самары".

[Дмитрий В.]

http://www.yuzhnoye.com/?id=52&path=Aerospace%20Technology/Aerospace%20Systems%20and%20Components/Rocket%20components/Fairings/Fairings
кое-что о головных обтекателях от КБ "Южное".

[Дмитрий В.]

http://i015.radikal.ru/0805/7f/98579a22a508.jpg
немного "кривоватый" (бо, на скорую руку), рисунок "Самары" с увеличенным ГО (длина примерно 5,8 м, диаметр около 2,6 м).

[Bell]

Давно уже надо статью в НК писать

[Дмитрий В.]

Давно уже надо статью в НК писать

"Был бы человек, а статья найдется!" :lol:

[Александр Ч.]

А жаль
Но можно и так.
Кстати, у меня тут получилось, что двухступенчатый водородник для ПН 2 тонны можно в тонн 35 уложить.

Любопытно посмотреть.

Первый расчет по формуле Циолковского:
Соотношение Мст/Мк как у ЦБ Энергии.

Код Выделить Развернуть


Мпн = 2
         I        II          Всего
Мст     20,54     10,02    32,56
Мк       1,93       0,94
ХС    2944         6256       9200


Подставляем в спредшит Ратмана:

Код Выделить Развернуть

Launch mass 34060
Payload 2000

                  I         II
Full mass         20540     10020
Empty mass         1929       941
Isp (atm) (s)         354       354
Isp (vac) (s)         453       453
Thrust (vac) (t)       100        10
Fuel consumption     220,75   22,08
Throttle

Fairing mass 1500
Fairing jettison (s) 184

Sx 6,6
Sy
Cx 0,3
Cy

Результат:

Код Выделить Развернуть

OUTPUT

System parameters
t 499
499

CV 9432,04

V 7854,48
Vx 8142,46
Vy 44,68
H (km) 245,03

stage ЛОЖЬ
CV reserve 0,00
mass (t) 2,0
pitch 0,00

Orbit
perigee 243,9
apogee 1730,0

Vx (abs) 8142,46
V (abs) 8142,58
E -27082870,41
M 53927771537
r1 6622
r2 8108


[Дмитрий В.]

Давно уже надо статью в НК писать

Кстати, Bell, тыже НК в бумажном виде все равно не читашь! :cry:

[Дмитрий В.]

А жаль
Но можно и так.
Кстати, у меня тут получилось, что двухступенчатый водородник для ПН 2 тонны можно в тонн 35 уложить.

Любопытно посмотреть.

Первый расчет по формуле Циолковского:
Соотношение Мст/Мк как у ЦБ Энергии.

Код Выделить Развернуть


Мпн = 2
         I        II          Всего
Мст     20,54     10,02    32,56
Мк       1,93       0,94
ХС    2944         6256       9200


Подставляем в спредшит Ратмана:

Код Выделить Развернуть

Launch mass 34060
Payload 2000

                  I         II
Full mass         20540     10020
Empty mass         1929       941
Isp (atm) (s)         354       354
Isp (vac) (s)         453       453
Thrust (vac) (t)       100        10
Fuel consumption     220,75   22,08
Throttle

Fairing mass 1500
Fairing jettison (s) 184

Sx 6,6
Sy
Cx 0,3
Cy

Результат:

Код Выделить Развернуть

OUTPUT

System parameters
t 499
499

CV 9432,04

V 7854,48
Vx 8142,46
Vy 44,68
H (km) 245,03

stage ЛОЖЬ
CV reserve 0,00
mass (t) 2,0
pitch 0,00

Orbit
perigee 243,9
apogee 1730,0

Vx (abs) 8142,46
V (abs) 8142,58
E -27082870,41
M 53927771537
r1 6622
r2 8108


У меня немного другие цифры получились. Но на 2 тонны можно рассчитывать (максимум)

[Salo]

Массовое совершенство первой водородной ступени явно завышено.  
Уложить ступень со стотонным двигателем в две тонны массы! :shock:

[Salo]

Двухступенчатый вариант выглядит как то незаконченно без блока довыведения.
Ракета явно должна выводить ПН на ССО, а РБ или блока довыведения нет.
А блок довыведения проще сделать на вонючке. Но Фрегат и Бриз КМ дороги. Да и дефицит двигателей.
И решил я предложить такой гибрид.
Берём первую ступень Самары диаметром 2,03м.
Сверху ставим вторую и третью ступень Синевы диаметром 1,9м.
Согласно данным Ивана Тихого http://tihiy.fromru.com/Rn/RN_BRLP.htm
масса второй и третьей ступени Синевы примерно 15т. Длина от ГЧ до среза сопла второй ступени примерно 9,5м. Сверху ставим обтекатель диаметром 1,9м или больше.

15 т тяжеловато для такой первой ступени.

Выхода два:
1.Укоротить первую ступень на 10%, уменьшив её массу до 48-50т.
2.Форсировать РД-108А до уровня РД-107А (идея Андрея Суворова). Ресурс в 300с для первой ступени избыточен. Нам нужно 150-170 с. По оценкам Андрея Суворова можно форсировать на 7% до тяги у Земли около 86,5 тс,а в вакууме до 108,5 тс.

К сожалению по Синеве ни весов ни параметров двигателей. Но использование третьей ступени на вонючке позволит решить проблему вывода на ССО.

Конструкция второй ступени берётся без изменений. Третью (она же блок разведения)тоже можно практически не менять.
Все двигатели серийные. 3Д38 на второй ступени (КБХМ), ЗД39 и 3Д36 на третьей ступени (блоке разведения).
Систему управления можно приспособить от Синевы.
Разделение можно тоже организовать как на Синеве-пирошнурами.

В виде экстремизма можно двигатель второй ступени утопить в баке керосина первой ступени, правда для этого ступень нужно полностью перекомпоновать поместив бак керосина над баком ЖК.

[Salo]

Мне всё больше нравится вариант с утоплением двигателя второй ступени в баке керосина первой. Ракету можно разделить на две части по межбаку первой ступени.
Что получаем.
ЦСКБ делает нижнюю часть первой ступени. Фактически это ХО и бак керосина ЦБ Союза. Только в нашем случае бак керосина станет баком ЖК. Даже объём подходит (длина около 10м).
Синеву берём целиком. Удаляем ХО, двигатель первой ступени и совмещённое днище. Первая ступень Синевы становится баком керосина первой ступени Самары (длина около 7м при диаметре 1,9м).
Разделение ступеней пирошнуром как на Синеве.
сопряжение диаметров по межбаку. Практически единственная корпусная деталь которую нужно делать заново.

[Salo]

Прикинул объём бака керосина ЦБ Союза:
 26600 кг/850 кг/м3= 31,3 м3

У Самары объём бака кислорода 30,98 м3.
Интересная картина получается.

Стартовая масса первой ступени Синевы согласно Тихому 22,3т. Считаем сухой вес 2,3т. Получаем РЗТ 20т. Значит объём баков первой ступени:
20000кг/1180 кг/м3= 16,95 м3.
Объём бака керосина первой ступени Самары  17,78 м3.
Всё чудесатее и чудесатее.

[Salo]

Примерно так это могло бы выглядеть:

[Salo]

Комбинированная схема выведения. РКН с помощью первой и второй ступени выводит третью ступень и КА на переходную эллиптическую орбиту с с высотой перигея 200 км и высотой апогея, равной высоте целевой орбиты. Во время баллистической паузы между окончанием работы второй ступени и достижением апогея стабилизация осуществляется с помощью двигателей блока разведения (3Д36). Однократным включением ДУ третьей ступени (3Д39) в апогее переходной орбиты, КА переводиться на целевую орбиту. Управление в трёх плоскостях с помощью двигателя 3Д36.

[Дмитрий В.]

В принципе на ССО ракета может выводить ПГ и в исходном варианте. Либо прямым выведением (ПГ маленькая), либо двухкратным включением 2-й ступени (ПГ - около 1000 кг), либо за счет использования ДУ КА. У всех вариантов есть недостатки. У первых двух - ступень остается на целевой орбите. У третьего - предъявление дополнительных требований к КА в части наличия ДУ и топливных баков соответствующего объема, что может не устроить заказчика. Имхо, третья ступень не нужна. Как компромисс, возможно применение маленькой апогейной "ступеньки", например, в конструктиве адаптера ПГ.

[поверхностный]

2 Salo. Заливку керосином утопленного двигателя проводить вверх ногами.

[Salo]

Синеву ампулизируют на заводе. Вот пусть на заводе керосин и заливают. Хоть и вверх ногами.  :wink:
А Бак ЖК с ХО представляет собой нижнюю часть ЦБ Союза, в которой бак керосина заменён на ЖК. Вот и стыковать его с Синевой по межбаку.