Носители легкого класса: технический облик

[fagot]

Как сообщил корр.АРМС-ТАСС на салоне ИЛА 2008 генеральный директор "ЦСКБ-Прогресс" Александр Кирилин...

Хруники Ангару тоже хорошо пиарят, но это же не значит, что все их слова соответствуют действительности. На ближайшие лет 15 потребности в новой легкой РН в России вообще нет.

[Лютич]

орбиты (НОЗО).
"Мы имеем две стартовые площадки для "Союзов" на Байконуре и три - в Плесецке. Скоро "Союзы" будут стартовать с космодрома Куру во французской Гвиане. Такие возможности нельзя упускать, поэтому существует потребность в расширении спектра носителей.

Если он хочет пускать Союз-1 с Куру - пусть хочет дальше. Европейцы никогда не пустят на свою площадку прямого конкурента Веги.

[fagot]

В Куру Союзу-1 в любом случае делать нечего, разве что захочется уменьшить ПН на ССО.

[Salo]

Как сообщил корр.АРМС-ТАСС на салоне ИЛА 2008 генеральный директор "ЦСКБ-Прогресс" Александр Кирилин...

Хруники Ангару тоже хорошо пиарят, но это же не значит, что все их слова соответствуют действительности. На ближайшие лет 15 потребности в новой легкой РН в России вообще нет.

Даже если Союз-1 полетит один раз, но это ускорит работу над Союзом 2-3, то это уже достаточное основание его делать как можно скорее. :wink:

[fagot]

Даже если Союз-1 полетит один раз, но это ускорит работу над Союзом 2-3, то это уже достаточное основание его делать как можно скорее. :wink:

Союз-2-3 не Ангара, там новых элементов меньше и можно обойтись без автономных пусков центра. Зато вполне может быть, что ради унификации урезали ПН Союза-2-3 на тонну, чтобы легкий вариант не летал с полупустой 1-й ступенью.

[Salo]

А мне кажется что это скорее идёт от  нежелания делать ЦБ и Блок И диаметром 3,44м. Ещё во времена работы над Авророй между ЦСКБ и РККЭ возник спор о диаметре Блока И. ЦСКБ предлагало 2,66м, а РККЭ 3,44м. По подсчётам РККЭ предложение ЦСКБ уменьшало полезную нагрузку на 1,05-1,7т. А теперь ещё и максимальный диаметр ЦБ до 2,95м уменьшили. Вот у него и упала стартовая масса на 30т а ПН до 10т.

[fagot]

Могли и оба фактора повлиять. Кстати, вы не напомните, откуда взялся диаметр 3,44 м?

[Salo]

Так начиная с Ямала. В первых вариантах верхняя часть ЦБ была конической, но максимальный диаметр 3,44м. А вот в поздних вариантах Ямала и у Авроры и верхняя часть ЦБ и Блок И имели диаметр 3,44м.
Странно, но у ЦСКБ этот диаметр по-моему нигде до этого не использовался.

[Salo]

1998 год:
http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/nk/1998/15-16/15-16-1998-3.html



2000 год:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/209/30.shtml



2001 год:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/221/25.shtml

[Salo]

А вот  творчество ЦСКБ с постепенным отказом от диаметра 3,44м:
2007:



2008:

[fagot]

Так начиная с Ямала. В первых вариантах верхняя часть ЦБ была конической, но максимальный диаметр 3,44м. А вот в поздних вариантах Ямала и у Авроры и верхняя часть ЦБ и Блок И имели диаметр 3,44м.
Странно, но у ЦСКБ этот диаметр по-моему нигде до этого не использовался.

Про РН это понятно, я как раз хотел узнать, почему именно 3,44 м, но выбрали такой размер явно неспроста, или это как-то с оснасткой связано, или с компоновкой РН и размещением ее в стартовой системе, а от самого ЦСКБ вроде никаких объяснений не было.

[Salo]

http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/nk/1998/15-16/15-16-1998-3.html

– Как родилась идея сделать новый носитель среднего класса грузоподъемности из старой легкой ракеты?

– Идея витала в воздухе. ЦСКБ, с начала 1960-х годов курировавшее «семерку», неоднократно предлагало подобные проекты как на базе Р-7, так и совершенно оригинальные. Однако в данном случае предложение исходило совсем с другой стороны.

На момент закрытия «Энергии-Бурана» я был первым замом главного конструктора Волжского филиала НПО «Энергия» С.А.Петренко. С 1989 г. мы участвовали в работе по «Энергии-М», а потом предлагали свой вариант «Ангары». Примерно в это же время по просьбе зам.генерального конструктора НПО «Энергия» В.М.Филина мы начали обсчитывать варианты легкой машины.

Рассматривались самые разные ракеты. Наиболее близкой к исполнению представлялась модернизация «семерки» под новые двигатели. ЦСКБ вело работы по теме «Русь»: разработчики предлагали плавно («эволюционными шагами») увеличить грузоподъемность РН семейства «Союз-У» до 8.3 т путем последовательной установки новых элементов (форсуночных головок ЖРД первых ступеней, системы управления третьей ступени) и проведения мероприятий по снижению «сухой» массы ступеней и т.п. Мы же сразу поставили задачу поднять массу полезного груза (ПГ) до 12-14 т.

Одним из самых отчаянных наших вариантов был проект «Волга» – двухступенчатый носитель с поперечным делением: стандартные «семерочные» «боковушки» вокруг центрального блока (ЦБ) увеличенного диаметра, оснащенного воронежским кислородно-водородным двигателем 11Д122 от «Энергии». Масса ПГ такой ракеты составляла 14 т, а различные верхние ступени позволяли решать все необходимые задачи – от полетов АМС к планетам до запуска спутников на геостационар.

Я повез это предложение в РКА. Там меня встретили, мягко говоря, с отсутствием энтузиазма: «А, опять водород? Ты чего, не наелся им еще?» Я был пять лет членом технического руководства работ по «Энергии» на полигоне и знал все «особенности национального водорода».

Параллельно смотрели разные варианты с обычными керосиновыми двигателями, в том числе с новыми и перспективными. Последний этап темы «Русь» предполагал применение РД-120М разработки НПО «Энергомаш» на всех блоках «пакета» нижних ступеней, что позволяло за счет большого удельного импульса и малой удельной массы ЖРД увеличить массу ПГ... на 600 кг (до 8.9 т)! По нашему мнению, вряд ли имело смысл городить огород из-за такого выигрыша. Да и ЦНИИМаш выдал отрицательное заключение, говоря, что носитель при этом не переходит в новый класс по грузоподъемности.

В 1991 г. «Двигатели НК» (тогда еще НПП «Труд») вышли с предложениями использовать на новых ракетах их НК-33, находящиеся на хранении после закрытия темы Н-1. Некоторое время мы колебались, потом встретились с соседями и подробно рассмотрели характеристики ЖРД.

– Но неужели раньше не было предложений по использованию этих двигателей на «семерке»?

– Оставляя в стороне чисто политические соображения, надо сказать следующее: если ставить НК-33 на «семерку», ничего не меняя при этом в ее «архитектуре», реального прироста в массе ПГ такая замена не дает (как и в случае с РД-120М); более того, возникают проблемы с избыточной тяговооруженностью. Надо думать о перераспределении массы по ступеням – а это уже определенная ломка концепции «ничего больше не трогать (хотя бы чисто внешне)!»

Мы сразу поняли, что без изменений не обойтись, однако смотрели варианты в расчете на минимальную доработку. Все идет прежде всего от производства. Завод «Прогресс» освоил диаметры 2660 мм (третья ступень и верхняя часть ЦБ «пакета») и 2060 мм (нижняя часть ЦБ). Мы устанавливали НК-33 только на центральный блок, который был заправлен с избытком и имел увеличенный (до 2660 мм) диаметр нижнего полублока. Все остальное пока оставалось неизменным: прежняя система подвески носителя на стартовом столе, газодинамика ДУ «пакета», аэродинамика, система разделения и т.п. Дозаправили ЦБ, просчитали различные вариации. И тут машина «заиграла»: при избыточной (на 40-50 т по сравнению со штатной) заправке второй ступени мы получали массу ПГ 11 т! Конечно, чтобы остаться в прежних габаритах по длине «пакета», нам пришлось увеличить максимальный диаметр ЦБ до 3440 мм. Да, во многом мы делали новую вторую ступень, но с учетом всех этих ограничений, да и выигрыш был налицо!

Соответственно стали смотреть перераспределение масс применительно к третьей ступени, которую тоже пришлось дозаправить за счет введения коротких цилиндрических вставок. С тем же самым двигателем, что и на «Руси», третья ступень с избыточной (на 5 т по сравнению со штатной) заправкой вела нас к заветным 14 т!

Оптимизация показала, что при использовании НК-33, более гибком подходе к проектированию и опираясь на освоенные производством диаметры, можно создать носитель, способный в условиях «краевых задач» (одним из условий, кстати, было попадание отработанных ступеней в заданные районы падения) обеспечить вдвое увеличение массы ПГ по сравнению с прототипом!

[Salo]

Получается, что оптимальным для ЦБ является одинаковый диаметр 2,95м по всей длине блока. :wink:
Тогда стартовую массу можно было бы увеличить до 160т.
Да и  Блок И в этом диаметре даёт искомую прибавку в 5т РЗТ.
Но видимо оснастки для производства цилиндрических обечаек такого диаметра на ЦСКБ нет.

[Дмитрий В.]

http://www.sibpatent.ru/patent.asp?nPubl=2149125&mpkcls=B64G001&ptncls=B64G001/14&sort=2
Выбор диаметров обоснован в патенте на Ямал. К сожалению, на сайте ФИПС найти не удалось, но описание у меня есть.

[Salo]

Возможно ЦСКБ не хочет платить денежку указанным авторам. :roll:
Но 1-2 т ПН потеряли.

[fagot]

Выбор диаметров обоснован в патенте на Ямал. К сожалению, на сайте ФИПС найти не удалось, но описание у меня есть.

Так расскажите, в чем там дело. :wink:

[Дмитрий В.]

Выбор диаметров обоснован в патенте на Ямал. К сожалению, на сайте ФИПС найти не удалось, но описание у меня есть.

Так расскажите, в чем там дело. :wink:

Я этот патент нашел 3 года назад. На "Сибпатенте" вышел на номер заявки, по которому на сайте ФИПС разыскал описание. Сейчас эту процедуру повторить не смог  :cry:  В принципе, завтра смогу выложить описание, формулу и рисунки (на работе все). В общем там оптимальное соотношение диаметров верхней и нижней частей ЦБ лежит во вполне определенных пределах. По верхнему пределу, максимальный диаметр ЦБ, емнип, 3,64 м, но остановились на 3,44.

[Salo]

В Вашей ссылке приводится соотношение в диапазоне 1,273-1,371.
При диаметре нижней части 2,66м, получаем диапазон 3,386-3,647 м. :wink:

[fagot]

Т.е. получается по компоновочным соображениям, хотя диаметр мог быть и покруглее. Однако на последнем варианте они как-то изловчились и с неоптимальным соотношением.

[Дмитрий В.]

Т.е. получается по компоновочным соображениям, хотя диаметр мог быть и покруглее. Однако на последнем варианте они как-то изловчились и с неоптимальным соотношением.

Полагаю, что в проекте "Ямал" некая оптимизация массы ПГ проводилась, и 3,44 м - это диаметр, оптимальный именно с этой точки зрения. В последнем варианте оптимизация видимо велась по стоимости разработки.