Дешевый многоразовый носитель

[Дмитрий В.]

То Дмитрий В.

А как Вы, как специалист, оцениваете перспективы этой схемы(Сивка) в современном контексте? Никто этой схемой вроде не интересуется?

Ну, почему же, я интересовался лет 20 назад. Правда про Сивку ничего тогда не знал :oops:

[SpaceR]

на Буране металлическая ТЗП имела бы массу 40 т, а неметаллическая - порядка 8. Разница есть?

Дмитрий, а где-нибудь есть инфа по такому варианту ТЗП Бурана ?
Или хотя бы по металлической теплозащите?

[Дмитрий В.]

на Буране металлическая ТЗП имела бы массу 40 т, а неметаллическая - порядка 8. Разница есть?

Дмитрий, а где-нибудь есть инфа по такому варианту ТЗП Бурана ?
Или хотя бы по металлической теплозащите?

Думаю, будет в книге Лукашевича-Афанасьева :wink:

[fagot]

БРПЛ из подводного положения нормально стартуют.

Но вы заметили, что они одноразовые и весьма дорогие? :wink:

Про ТТУ Шаттла я уж молчу.

И это правильно.

[fagot]

Конечно. На LEO - нечто вроде Теледисек, ГЛОНАСС, разведспутники (которые в будущем будут объединяться в сети по сотни штук, практически на 100% контролирующих поверхность Земли).
Американцы вот обещают Дискавери (систему разведспутников) к 2010 году вывести, а мы чем хуже?
Причем эти системы мало создать - их спутники нужно регулярно обновлять, в среднем каждые 10 лет.
Один Теледисек это более 30 пусков 20-тонника каждые 10 лет (если пускать по 8 спутников на ракете).

Для обслуживания спутниковой группировки ~ 1000 единиц потребуетcя немало полетов.

Большая часть перечисленного очень похожа на химеры.

[Shestoper]

Большая часть перечисленного очень похожа на химеры.

Было время, и очень недавнее, когда идея о возможности узнать состав небесных тел считалась даже у знаменитых ученых и мыслителей безрассудной! Теперь это время прошло. Мысль о возможности более близкого, непосредственного изучения вселенной, я думаю, в настоящее время покажется еще более дикой. Стать ногой на почву астероидов, поднять камень с Луны, устроить движущиеся станции в эфирном пространстве, образовать живые кольца вокруг Земли, Луны, Солнца, наблюдать Марс на расстоянии нескольких десятков верст, спуститься на его спутники или даже на самую его поверхность, - что, по-видимому, может быть сумасброднее. Однако только с момента применения реактивных приборов начнется новая, великая эра в астрономии - эпоха более пристального изучения неба.

[Shestoper]

To Salo.
А как Вы, как специалист, оцениваете перспективы этой схемы(Сивка) в современном контексте? Никто этой схемой вроде не интересуется?

Американцы интересуются, причем с 50-ых.
http://n1l3m.narod.ru/galaktika/Ssto-1.htm
http://n1l3m.narod.ru/galaktika/Ssto-2.htm
http://n1l3m.narod.ru/galaktika/Ssto-3.htm
http://n1l3m.narod.ru/galaktika/Ssto-4.htm

[sychbird]

To Salo.
А как Вы, как специалист, оцениваете перспективы этой схемы(Сивка) в современном контексте? Никто этой схемой вроде не интересуется?

Американцы интересуются, причем с 50-ых.
http://n1l3m.narod.ru/galaktika/Ssto-1.htm
http://n1l3m.narod.ru/galaktika/Ssto-2.htm
http://n1l3m.narod.ru/galaktika/Ssto-3.htm
http://n1l3m.narod.ru/galaktika/Ssto-4.htm

И все таки это достаточно далеко от варианта, рассматриваемого Феоктистовым. Общее пожалуй только одноступенчатость и вертикальная посадка.
Из общих умозрительных соображений использование жидкого метана дает возможность применить на этапе вертикальной посадки и ВРД. Возможно в паре с несколькими   сильно дросселированными ЖРД. Но нужен конечно конкретный проектный счет на предмет стоит ли овчинка выделки.

[sychbird]

Ну, почему же, я интересовался лет 20 назад. Правда про Сивку ничего тогда не знал :oops:

И к каким выводам или результатам Вы пришли? У меня какая-то внерациональная симпатия к подобным вариантам(возможно в силу отношения  лично  к  Феоктистову), но нет нужной квалификации  и опыта для ее рациональной оценки.

[Дмитрий В.]

Ну, почему же, я интересовался лет 20 назад. Правда про Сивку ничего тогда не знал :oops:

И к каким выводам или результатам Вы пришли? У меня какая-то внерациональная симпатия к подобным вариантам(возможно в силу отношения  лично  к  Феоктистову), но нет нужной квалификации  и опыта для ее рациональной оценки.

Вообще говоря, одноразовые машины по такой схеме смотрятся неплохо (с оглядкой, конечно, на всем известные недостатки одноступов). С многоразовыми все гораздо сложнее: одноступы очень чувствительны к изменениям конечной массы, поэтому многоразовая одноступенчатая система в ближайшее время нереализуема. С точки зрения спасения ступени, аэроспайк предпочтительнее (легче защитить от нагрева и скоростного напора), но он тяжелый и не все просто с управлением.

[Shestoper]

Я просчитывал кислородно-водородный одноразовый одноступ, получалась ПН в районе 3%.
Но для этого нужны очень навороченные двигатели: с давлением в КС 300 атм, c переменным соотношением компонент (у земли 1:12, потом 1:6), выдвижным сопловым насадком и выдвижным центральным телом в КC (оно уменьшает критическое сечение, увеличивает степень расширения и позволяет повысить УИ даже при дросселировании двигателя).

Потому я и пошел на двухступенчатость, что это пока единственный способ обеспечить реальную многоразовость. Двигатели с высоким ресурсом и надежностью, с малой трудоемкостью межполетного обслуживания (и при этом с при умеренной ценой) должны иметь низкую напряженность и большую удельную массу. С такими двигателями одноступ на орбиту не выйдет, даже одноразовый.

Гланая проблема многоразовиков - стоимость межполетного обслуживания. Нужно довести надежность двигателей до такого уровня, чтобы они не требовали переборки после каждого полета, а только дистанционной приборной диагностики без снятия с носителя и максимум - прожига на стенд-старте.
А переборка должна осуществляться не чаще чем через 10 полетов.

[sychbird]

Мне, как материаловеду в прошлом, представляется, что объемная тонкостенная сотовая конструкция, получаемая роботизированной сваркой и вваренная в тонкостенную  обечайку-бак,  работающая как объемно нагруженное тело должна дать выигрыш в сухой массе конструкции с небольшим относительным удлинением, характерным для схемы "Сивки". Но расчетами подкрепить свою интуицию не могу, так как не знаком с характерными значениями нагрузок и усилий при подготовки к старту и в полете.

[Дмитрий В.]

На самом деле, одноразовый одноступ может быть создан уже сейчас при использовании задела "Энергии", включая двигатель. При этом реально достижимо значение мю ПГ порядка 2,65-3%. Некоторое развитие технологий (впрочем, тоже не выходящих за рамки реальности) позволяет, теоретически, достичь 5-процентной массовой отдачи одноразового одноступа.

[Shestoper]

Мне, как материаловеду в прошлом, представляется, что объемная тонкостенная сотовая конструкция, получаемая роботизированной сваркой и вваренная в тонкостенную  обечайку-бак,  работающая как объемно нагруженное тело должна дать выигрыш в сухой массе конструкции с небольшим относительным удлинением, характерным для схемы "Сивки". Но расчетами подкрепить свою интуицию не могу, так как не знаком с характерными значениями нагрузок и усилий при подготовки к старту и в полете.

Почти так. Только минимальной по весу при большом диаметре будет несколько иная конструкция: вафельные обечайки, к стрингерам и шпангоутам которых (высотой ~ 40 мм) приварены стрингеры и шпангоуты большой высоты, соединенные сваркой в наборный каркас.
Примерно вот таким образом:

[Новичок]

При использовании РД-0120 одноступ может выглядеть примерно так:
Мрн=68,5т, Мрзт=61,5, Мго=0,5т, Мпн=2,0т, Мст=70,5т, ХС=9190м/с.

[Shestoper]

На самом деле, одноразовый одноступ может быть создан уже сейчас при использовании задела "Энергии", включая двигатель. При этом реально достижимо значение мю ПГ порядка 2,65-3%. Некоторое развитие технологий (впрочем, тоже не выходящих за рамки реальности) позволяет, теоретически, достичь 5-процентной массовой отдачи одноразового одноступа.

Технически это возможно. Правда остается открытой экономическая целесообразность такой навроченной и дорогостоящей одноразовой ракеты.

Я плясал именно от экономики.
Мой носитель - это фактически так же Сивка, но с дефорсированными двигателями, у которых высокий ресурс куплен ценой низкой напряженности и УИ и большой массы.
 http://engine.aviaport.ru/issues/08/page02.html

Как показывают расчетно-теоретические, экспериментальные и проектные исследования, ресурс работы турбомашин в определяющей степени зависит от уровня их энергонапряженности. Поэтому высокая энергонапряженность агрегатов, в первую очередь ТНА современных наиболее энергетически эффективных ЖРД РД-170, РД-180, РД-191, ставит под сомнение возможность достижения высокой кратности (до 25-30) использования подобных двигателей и низкой стоимости (менее 1...2 % стоимости изготовления) межполетного обслуживания двигателя. Об этом свидетельствует опыт эксплуатации пока единственного в мире многоразового ЖРД SSME . Важнейшую роль в ограничении кратности использования ЖРД имеет циклическая усталость материала. Известно, что при многоцикловом нагружении предельное количество циклов (соответственно и время работы) элемента конструкции зависит, в частности, от уровня динамических напряжений в степенной зависимости (уравнения Веллера). Поэтому снижение энергонапряженности в 2 раза позволяет в принципе увеличить продолжительность работы ЖРД более чем на порядок (рис. 4).

В табл. 2 показано, что с переходом к открытой схеме ЖРД с уровнем давления в камере сгорания 140...150 кгс/см2 возникает возможность в 2...2,5 раза снизить давление за насосами и потребную мощность турбины по сравнению с параметрами двигателя РД-191 из семейства РД-170. т.е. создать ЖРД с очень высоким ресурсом работы и кратностью использования до 30...40. В сочетании с использованием криогенных компонентов топлива (жидкий кислород и жидкий метан), создающих условия для минимального межполетного обслуживания ЖРД, появляется возможность снижения затрат (по линии ДУ) на один полет в 20...30 раз (см. рис. 3).

Я не специалист по ЖРД. Но то, что я знаю про ДВС, подтверждает информацию из статьи. Двигатели серийного грузовика и болида Формулы-1 при примерно одинаковой мощности и разной напряженности имеют на порядки различающийся ресурс. Естественно двигатель грузовика при низкой литровой мощности имеет больший рабочий объем и массу.

В статье рассматривались метановые двигатели, но для верхних ступеней водород предпочтительнее.

Но поскольку такая "дефорсироанная Сивка" в одну ступень на орбиту не выйдет, к ней цепляем бустер - простейшую, дешевую и надежную стальную бочку с ВСП.
В отличии от ТТУ процедура её повторной заправки намного проще.

Мю ПН я жертвую сознательно ради простоты межполетного обслуживания.

[Дмитрий В.]

При использовании РД-0120 одноступ может выглядеть примерно так:
Мрн=68,5т, Мрзт=61,5, Мго=0,5т, Мпн=2,0т, Мст=70,5т, ХС=9190м/с.

А зачем ему тяговооруженность больше 2,0? :shock:

[Дмитрий В.]

На самом деле, одноразовый одноступ может быть создан уже сейчас при использовании задела "Энергии", включая двигатель. При этом реально достижимо значение мю ПГ порядка 2,65-3%. Некоторое развитие технологий (впрочем, тоже не выходящих за рамки реальности) позволяет, теоретически, достичь 5-процентной массовой отдачи одноразового одноступа.

Технически это возможно. Правда остается открытой экономическая целесообразность такой навроченной и дорогостоящей одноразовой ракеты.

Да, в общем-то, в технологиях "Энергии" ничего "навороченного" уже и нет.

[Shestoper]

Да, в общем-то, в технологиях "Энергии" ничего "навороченного" уже и нет.

Навороченность - это я имел в виду носитель с мю ПН 5%.
Ту же мю ПН на двухступенчатом носителе получить можно без всяких изысков.

[Дмитрий В.]

Да, в общем-то, в технологиях "Энергии" ничего "навороченного" уже и нет.

Навороченность - это я имел в виду носитель с мю ПН 5%.
Ту же мю ПН на двухступенчатом носителе получить можно без всяких изысков.

А, это да. Хотя, подчеркну - ничего выходящего за рамки разумного. Скажем, замена РД-0120 на 14Д12, переход на алюминий-литиевые сплавы, использование современной электронной элементной базы и т.п.