Новые российские РН для нового российского ПК

[Bell]

ПКК ~12-13 т (6 в консервной банке или 4 с комфортом) должен выводится на не ЛЕО 200*200 - он должен выводится прямо на круговую орбиту типа МКС. Это более 400 км + последнюю ступень надо сводить с орбиты + желательно 2-ступ + желательно иметь на второй ступени что-то открыто-безопасное.

Это как раз ни к чему. ПКК всё равно придётся исправлять погрешности выведения, обеспечивать фазирование и прочие премудрости орбитальной навигации. Да и дополнительные заморочки со ступенью, пересекающей орбиту МКС, никому не нужны. Так что оптимальная начальная орбита - на 80-120 км ниже чем МКС.

Сейчас у Союза дельта вэ с 200х200 до 450х450 почти ровно 100 м/с при трехимпульсном перелете (на самом деле там 4-5 импульсов, но из них 1-2 - менее 10 м/с). При "почти прямом" выведении (хотя бы 2 импульса) дельта вэ будет побольше из-за меньшей оптимальности, скажем порядка 150 м/с. Но там еще надо предусмотреть сведение ступени с орбиты. Итого на орбитальные операции у верхней ступени должен быть запас порядка 200 м/с. Это уже ощутимая величина, которую как раз удобнее перекинуть на ступень и снять с ПКК.
80-120 км для "прочих премудростей" - имхо, излишне. Можно выводить существенно ближе, порядка круговой 400х400.

Что еще ВАЖНО! При "прямом" выведении резко сокращается время перелета (менее суток), а это тянет за собой кучу плюшек, например резко снижаются требования к комфорту корабля, он превращается в "такси".

Фишка в том, что уже были разговоры, якобы именно на такую орбиту и собираются выводить орбитальный ПКК

Кстати, имхо вариант с низкоорбитальным ПАО тоже можно упразднить. Этим убиваются несколько зайцев - удешевляется разработка, проводится длительная отработка "лунного" ПАО ещё до начала лунных экспедиций, и по ходу смены экипажей доставляется дополнительное топливо на поддержание орбиты МКС.  
Да и стоимость большого ПАО за счет бОльшей серийности (МКС+Луна) будет практически такой же, как у малого. Ну, или окупаемость обеспечит топливо для МКС.

1) такой способ доставки топлива - требует наличия ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ системы перекачки его на ОС. Это будет самый дорогой способ снабжения топливом.
2) число "лунных" ПАО пренебрежимо мало относительно "орбитальных", вкупе с дополнительными прибамбасами для перекачки топлива такой универсальный ПАО будет золотым для полетов на ОС.
3) серийность там очень относительная. За все 40 лет наших орбитальных полетов было всего порядка 250 ПАО на Союзах и Прогрессах. Сейчас предлагается вообще отказаться от транспортных кораблей, перейти на грузовые контейнеры и Паром, так что в обозримом будущем количество ПКК никак не потянет на ощутимую "серийность", особенно "в год".

То есть нужна РН одинаковой грузоподъемности на 16-18 т. Ею выводить ПКК и к ОС, и к Луне, и ею же - лэндер. А водородный РБ для них - Тризенитом на базе того же 18-тонника.

Дык зачем нам такой большой, тяжелый и дорогой орбитальный ПКК? Только с расчетом на Луну? Тогда уж лучше той же средней РН выводить ЛОК на незамкнутую орбиту и пусть сам доразгоняется - все равно у него двигатель должен быть рассчитан на разгон с окололунной назад.
Лендер можно выводить грузовым вариантом этой же РН с эффективным ЖРД на 2-й ступени, с ПН 20+ т. Тем более, что она и так будет востребована для ГПО/ГСО (она фактически займет нынешнюю нишу Зенита-3SLБ с учетом роста массы спутников).

[fagot]

Так в том и дело - зачем делать новый двигатель со 150 атм, если есть НК-33?

150 в открытой и замкнутой схемах это разные вещи, да и класс тяги другой. Но в данном конкретном случае действительно получается ни то ни се по тяге и существенно хуже по УИ.

Да тогда уже не надо там 12...
Для 40 т хватит и 9. А на второй ступени - 1 НК-43.

Как-то это сомнительно.

[Bell]

Да тогда уже не надо там 12...
Для 40 т хватит и 9. А на второй ступени - 1 НК-43.

Как-то это сомнительно.

Примерно так:

1 ст. Мст 920 т, РЗТ 850,4 т, 9хНК-33 = 14,4 т, конструкция = 5% РЗТ = 42,5 т, невырабатываемый остаток 1,5% РЗТ 12,75 т, Мкон 69,7 т. Тяга на старте 175х9 = 1575 тс (ТВ 1,35), в конце - 203х6 = 1218 тс (ТВ 3,82), средний УИ по траектории 320 сек.

2 ст. Мст 200 т, РЗТ 184,4, 1хНК-43 = 1,8 т, конструкция = 6% РЗТ = 11 т, остаток 1,5% РЗТ 2,77 т, Мкон 15,6 т. Тяга 220 тс (ТВ 0,9), в конце ТВ 3,75, УИ 340 сек.

ГО 4 т, сброс вместе с 1 ст.

ПН 43 т.

ХС 8838 м/с - тяговооруженность нормальная, излишних потерь быть не должно, так что 1000 м/с на потери должно хватить.

[fagot]

Необходимость 40-тонника не отменяет необходимости Протона+. Это как сейчас ЛэндЛонч - хотя есть Протон, СиЛонч и даже Ариан (который во всю фигачит даблшоты)

Без ЛендЛонча прекрасно можно было обойтись, просто стоимость создания Зенита и всей его инфраструктуры давно списана и теперь можно с минимальными вложениями получать с него прибыль. Специально для ЛендЛонча никто Зенит делать бы не стал. Если же так хочется сделать новый ПК аж в классе Протона, так и используйте сам Протон, только не нужно экологических бредней для обоснования необходимости его замены. :wink:

А на 35+ т можно делать что-то принципиально другое.
Хотя при желании на данную 1-ю ступень можно поставить большую надкалиберную водородную ступень с РД-0120 и будет как раз 35-40 т.

На 40 тонн понятно другое, но вот менять Протон на РН того же класса смысла нет.

Не-не-не  
Я давно уже говорил об этом и рад, что мои идеи находят подтверждения  
ПКК ~12-13 т (6 в консервной банке или 4 с комфортом) должен выводится на не ЛЕО 200*200 - он должен выводится прямо на круговую орбиту типа МКС. Это более 400 км + последнюю ступень надо сводить с орбиты + желательно 2-ступ + желательно иметь на второй ступени что-то открыто-безопасное.
Итого получается априори нечто потенциально мощное (на ЛЕО), что умышленно "зажимается" под ПКК. Это в обычном орбитальном варианте.

Идеи сделать сложнее и дороже? Ну конечно, кто ж откажется от попила-то.
 

В грузовом варианте - более мощная вторая ступень, с дожигаением и импульсом за 360 с. 20+ т.

Сколько уже однако вариантов, и для каждого новый двигатель нужен и новая ступень.

[Bell]

Фагот, я вот не пойму - если надо делать 40-тонник, то 20+-тонник стал не нужен?

[fagot]

ХС 8838 м/с - тяговооруженность нормальная, излишних потерь быть не должно, так что 1000 м/с на потери должно хватить.

Это на уровне Зенита с гораздо лучшей тяговооруженностью. Да и массовое совершенство весьма оптимистичное.

[fagot]

Фагот, я вот не пойму - если надо делать 40-тонник, то 20+-тонник стал не нужен?

Новый 20-тонник не нужен. :wink:

[Бродяга]

Фагот, я вот не пойму - если надо делать 40-тонник, то 20+-тонник стал не нужен?

Не надо делать 40-тонник.
 А Черноморск никогда не будет вольным городом.

[Bell]

ХС 8838 м/с - тяговооруженность нормальная, излишних потерь быть не должно, так что 1000 м/с на потери должно хватить.

Это на уровне Зенита с гораздо лучшей тяговооруженностью. Да и массовое совершенство весьма оптимистичное.

С гораздо лучшей тяговооруженностью 1-й ступени Которая приводит к бОльшим аэродинамическим потерям и требует дросселирования почти по всему АУТ.

Что сколько весит я расписал подробно. Собственно - а чего ожидать, если 9 НК-33 весят ровно в 2 раза меньше, чем 3 РД-171?

Новый 20-тонник не нужен.

Тащить Протон на Восточный?

[Бродяга]

С точки зрения экономической целесообразности логично иметь вообще одну ракету или две одинаковой размерности для перестраховки.

 Разводить новый "зоопарк" совершенно не нужно, всё, что сейчас запускается РН "Союз" можно запускать "Протоном".

[fagot]

С гораздо лучшей тяговооруженностью 1-й ступени :wink:

Так ведь большая часть гравпотерь приходится именно на ее АУТ.

Которая приводит к бОльшим аэродинамическим потерям и требует дросселирования почти по всему АУТ.

Абсолютная величина аэродинамических потерь раз в 20-30 меньше гравитационных, так что их прибавку тут можно вообще не учитывать. Дросселирование менее четверти АУТ и то в случае, если требуется ограничение перегрузок 4-мя единицами, однако максимальная ПН Зенита-2 скорее всего указывается без учета этого ограничения.

Что сколько весит я расписал подробно. Собственно - а чего ожидать, если 9 НК-33 весят ровно в 2 раза меньше, чем 3 РД-171?

Но они и по тяге им не эквивалентны, а совершенство 2-й ступени на это и вовсе не списать. :wink:

Тащить Протон на Восточный?

Если вы никак не можете обойтись без 20-тонника, то почему бы и нет?

[Бродяга]

fagot, вот если честно, вам не приходило в голову, что новая ракета не нужна нафиг?

 Понимаете, какая штуковина, во времена СССР новую ракету на замену РН "Союз" можно было сделать, причём её даже начали делать, это РН "Зенит".
 Но "Зенит" никто не доделал, по той причине, что не очень он и нужен.

 А теперь проще.
 Сколько вы собираетесь потратить на это новое Чудо Ракетостроения и как собираетесь отбить эти деньги?
 В России нет "своих Масков", к сожалению.

[Bell]

С гораздо лучшей тяговооруженностью 1-й ступени :wink:

Так ведь большая часть гравпотерь приходится именно на ее АУТ.

1000 м/с потерь - это нормально для 2-ступенчатой РН в любом случае. Ангаре вон 1250 считали вроде и там порядка 200 м/с гравпотери 3-й ступени.

Которая приводит к бОльшим аэродинамическим потерям и требует дросселирования почти по всему АУТ.

Абсолютная величина аэродинамических потерь раз в 20-30 меньше гравитационных, так что их прибавку тут можно вообще не учитывать. Дросселирование менее четверти АУТ и то в случае, если требуется ограничение перегрузок 4-мя единицами, однако максимальная ПН Зенита-2 скорее всего указывается без учета этого ограничения.

"Максимальная ПН" РН с РД-171 на 1 ст. - вообще-то 18-19 т
Считайте, что это у нас "оптимизированный Зенит".

Что сколько весит я расписал подробно. Собственно - а чего ожидать, если 9 НК-33 весят ровно в 2 раза меньше, чем 3 РД-171?

Но они и по тяге им не эквивалентны, а совершенство 2-й ступени на это и вовсе не списать. :wink:

УРМ-1 получается 10 с мелочью т сухой, и это с РД-191, да тонкая кишка. А тут 3,8 м, нормальный бак керосина в отличие от 2-й ступени Зенита, а двигатель почти такой же массы как РД-120+РД-8 при вдвое большей тяге. Так что 13 т сухого веса 200-тонной моноблочной ступени - вполне правдоподобно.

Впрочем это уже все нюансы. Вопрос был про 40 т на 9 НК-33 - да, в пределах погрешности +-10% столько будет.

Тащить Протон на Восточный?

Если вы никак не можете обойтись без 20-тонника, то почему бы и нет?

Протон на Восточном бесперспективен.

[vekazak]

Напряженность от давления зависит. При давлениях, реализованных в семействе РД-170, сталь воспламеняется в кислороде гораздо легче и от существенно меньшего воздействия, чем в том же НК-33.
 
[Это все чтобы сложнее и дороже? К тому же размерность у него мала.

Асолютно верно:

сталь воспламеняется в кислороде

, но при наличии частиц алюминия определенного размера и температуре кислого газа выше 450 градусов. Поэтому- открытая схема, и не может быть она сложнее, чем замкнутая.
Размерность 0163: 2500 кН. Высокое давление - это в основном уменьшение габаритов.  И стали гореть не в чем.

[fagot]

fagot, вот если честно, вам не приходило в голову, что новая ракета не нужна нафиг?

Если массы спутников связи перестанут расти и вообще дальше ГСО не замахиваться, то да.

Понимаете, какая штуковина, во времена СССР новую ракету на замену РН "Союз" можно было сделать, причём её даже начали делать, это РН "Зенит".
Но "Зенит" никто не доделал, по той причине, что не очень он и нужен.

После развала СССР не стало средств на ПН для Зенита, а сам он оказался за границей, только и всего. Хотя для ГПО вполне даже его приспособили.  

А теперь проще.
Сколько вы собираетесь потратить на это новое Чудо Ракетостроения и как собираетесь отбить эти деньги?
В России нет "своих Масков", к сожалению.

Отбить запусками аппаратов, которые Протон выводить не может. Речь естественно не только о коммерческом извозе для зарубежных заказчиков, но в первую очередь о независимом выведении собственных спутников и, может быть, Луна еще. Если же мы ПН для 40-тонника создать не способны, то он и не нужен.

[Дмитрий В.]

Асолютно верно:

сталь воспламеняется в кислороде

, но при наличии частиц алюминия определенного размера и температуре кислого газа выше 450 градусов. Поэтому- открытая схема, и не может быть она сложнее, чем замкнутая.
Размерность 0163: 2500 кН. Высокое давление - это в основном уменьшение габаритов.  И стали гореть не в чем.

Да, только оказывается, что при 150 атм и температура кислого газа в замкнутой схеме не настолько высока, чтобы что-то загорелось. При этом, при открытой схеме ("жидкость-жидкост") опять поимеем ВЧ, а УИ секунд на 15 ниже, чем в ЖРД замкнутой схемы с таким же давлением в КС.

[vekazak]

Да, только оказывается, что при 150 атм и температура кислого газа в замкнутой схеме не настолько высока, чтобы что-то загорелось. При этом, при открытой схеме ("жидкость-жидкост") опять поимеем ВЧ, а УИ секунд на 15 ниже, чем в ЖРД замкнутой схемы с таким же давлением в КС.

Все ответы даны выше. Повторяться лень. НК33 - лучший в мире двигатеь!

[Дмитрий В.]

Да, только оказывается, что при 150 атм и температура кислого газа в замкнутой схеме не настолько высока, чтобы что-то загорелось. При этом, при открытой схеме ("жидкость-жидкост") опять поимеем ВЧ, а УИ секунд на 15 ниже, чем в ЖРД замкнутой схемы с таким же давлением в КС.

Все ответы даны выше. Повторяться лень. НК33 - лучший в мире двигатеь!

Лучший в мире - 11Д122  И 11Д57М

[fagot]

1000 м/с потерь - это нормально для 2-ступенчатой РН в любом случае. Ангаре вон 1250 считали вроде и там порядка 200 м/с гравпотери 3-й ступени.

"В любом случае" это если гравпотери от тяговооруженности не зависят. У Ангары такие потери только для 1-й ступени, а в сумме почти 1500 м/с.

"Максимальная ПН" РН с РД-171 на 1 ст. - вообще-то 18-19 т  
Считайте, что это у нас "оптимизированный Зенит".

Это все не важно, Зенит-2 мы используем только для оценки потребной ХС как реально существующую РН.

Впрочем это уже все нюансы. Вопрос был про 40 т на 9 НК-33 - да, в пределах погрешности +-10% столько будет.

Ну раз нюансы, то 9 бумажных НК-33-1 не принципиально меньше, чем 12. А "погрешности" у вас все со знаком плюс почему-то и совершенство лучше протоновского.

Протон на Восточном бесперспективен.

Не больше, чем новая РН на ту же ПН.

[fagot]

Да, только оказывается, что при 150 атм и температура кислого газа в замкнутой схеме не настолько высока, чтобы что-то загорелось.

Ну идеализировать не будем, без покрытия все равно загорится. Однако эмаль существенно проще всех этих никелевых заморочек, а чувствительность к "посторонним частицам" заметно меньше.