Новые российские РН для нового российского ПК

[Дмитрий В.]

Факт и даже очень.
 Масса уменьшается медленнее, тяговооруженность тоже растёт медленнее, потому гравитационные потери больше.

Не совсем так. Водородные двигатели с более высоким УИ, как правило, имеют более высокую удельную массу. Поэтому оптимальная тяговооруженность водородных первых ступеней меньше, чем у керосиновых, а последних практически такя жя, как у керосиновых (может быть и выше). То есть однозначной закономерности нет.

[Дмитрий В.]

Не понял, вы о том, что ВООБЩЕ ступеней меньше, а масса полезной нагрузки может быть больше?
 

Я о том, что, например, замена второй керосиновой ступени на водородную увеличивает мюПГ 2-ступенчатой РН на 50%,
аналогичная замена последней ступени трехступенчатого носителя ведет к росту мюПГ всего лишь на 24%.

Результаты, разумеется, получены для конкретного расчета, но в целом картина ясна.

[Bell]

Чтоб поржать, почитайте кусочек из предыдущей нетленки Бацуры:

Между тем «Протон-М» допускает модернизацию с целью увеличения до 30 тонн массы полезной нагрузки (ПН), выводимой на низкую орбиту ИСЗ. Для этого необходимо логику шести боковых блоков первого ракетного блока в составе бака горючего и двигателя распространить на второй ракетный блок (шесть двигателей тягой 40 т каждый) и третий ракетный блок (шесть двигателей тягой по 10 т каждый). Такие двигатели разработаны и находятся в серийном производстве.

[Старый]

А чего, Бацура после окончатльного опровержения Аполлона перешёл к опровержению всей космонавтики? Или это он мимоходом в процессе?

[Salo]

А какие это двигатели тягой 40тс и 10 тс на НДМГ/АТ находятся в серийном производстве? :roll:

[Бродяга]

Не совсем так. Водородные двигатели с более высоким УИ, как правило, имеют более высокую удельную массу. Поэтому оптимальная тяговооруженность водородных первых ступеней меньше, чем у керосиновых, а последних практически такя жя, как у керосиновых (может быть и выше). То есть однозначной закономерности нет.

Можете вообще наплевать на массу самого двигателя с весьма хорошим приближением к истине.

 Тяговооруженность водородных первых ступеней ниже из-за отсутствия двигателей большой тяги, а также из-за высокой стоимости двигателей, ну и габарит имеет некоторое значение.
 Считается проще сделать ракету бОльшей массы.

[Бродяга]

Не понял, вы о том, что ВООБЩЕ ступеней меньше, а масса полезной нагрузки может быть больше?

Я о том, что, например, замена второй керосиновой ступени на водородную увеличивает мюПГ 2-ступенчатой РН на 50%,
аналогичная замена последней ступени трехступенчатого носителя ведет к росту мюПГ всего лишь на 24%.

Результаты, разумеется, получены для конкретного расчета, но в целом картина ясна.

Разумеется, вдвое больше высокоэнергетического топлива.
 Вы ещё первую на водород замените не меняя тяговооруженности.

[Дмитрий В.]

Тяговооруженность водородных первых ступеней ниже из-за отсутствия двигателей большой тяги, а также из-за высокой стоимости двигателей, ну и габарит имеет некоторое значение.
 Считается проще сделать ракету бОльшей массы.

Низкая тяговооруженность получается при проектировании РН по критерию "максимум ПГ при заданной тяге двигателей". При этом оптимальные тяговооруженности первых ступеней вообще находятся близко к 1.0 (1,05-1,15).

[Дмитрий В.]

Разумеется, вдвое больше высокоэнергетического топлива.
 Вы ещё первую на водород замените не меняя тяговооруженности.

100 раз пробовано. При оптимизации по максимуму мюПГ относительная масса ПГ получается вдвое выше чем для полностью керосиновой ракеты.

[Петр Зайцев]

Считается проще сделать ракету бОльшей массы.

Как у вас все просто. А старт большего размера, а установщик?
-- Pete

[Shestoper]

Нужно ещё различать сухую массу ракеты и массу топлива. Кг этих масс имеет очень разную цену. И кантуют ракету (если без ТТУ) незаправленную. И габариты чисто водородных ракет больше, и сухая масса (хотя стартовая меньше), чем у ракет с первой керосиновой ступенью. И по причине большого объема перекачиваемого водорода минизировать количество двигателей на первой ступени (увеличивая их тягу) тоже сложнее.
Вопросы оптимизации всех этих параметров с точки зрения минимизации стоимости эксплуатации давно изучены. И применение водорода на первой ступени (даже там, где с его доступностью нет проблем) - до сих пор экзотика. Несмотря на возможные плюсы от упрощения топливной инфраструктуры при использовании единственной водород-кислородной топливной пары и от унификации двигателей первой и второй ступени.
Конечно, выгода от водорода на верхних ступенях и РБ тоже давно просчитана.
Так что в реальности сочетают топливо с большой плотностью на первой ступени, и с большим УИ  - на последующих. Несмотря на увеличение номенклатуры двигателей.

Есть ещё спор "ТТУ versus ЖРД" на первых ступенях, и многие страны сделали выбор в пользу ТТУ.
Но я считаю ЖРД (в крайнем случае вытеснительной схемы - для вящей простоты) более перспективными на будущее. Потому что если на Луну и дальше лезть всерьёз, без больших ракет не обойтись. А перемещать несколько килотонн (ракета в сборе с ТТУ) на старт - удовольствие небольшое.
Вон с тем же самым Аресом V - казалось бы напрашивается увеличение числа боковушек, когда в процессе разработки тянули вверх ПН, от 125 тонн до 188. Но в случае с ЖРД пришлось бы переделывать серьёзно только старт, а в случае с ТТУ нужен совсем другой установщик - возить резко потяжелевшую ракету.

[Петр Зайцев]

Но я считаю ЖРД (в крайнем случае вытеснительной схемы - для вящей простоты) более перспективными на будущее. Потому что если на Луну и дальше лезть всерьёз, без больших ракет не обойтись. А перемещать несколько килотонн (ракета в сборе с ТТУ) на старт - удовольствие небольшое.
Вон с тем же самым Аресом V - казалось бы напрашивается увеличение числа боковушек, когда в процессе разработки тянули вверх ПН, от 125 тонн до 188. Но в случае с ЖРД пришлось бы переделывать серьёзно только старт, а в случае с ТТУ нужен совсем другой установщик - возить резко потяжелевшую ракету.

Кстати проблемка-то довольно серьезная. У Кайла такие цифры пробегали:

Including its 110 tonne payload, this "Evolved Atlas" would only weigh 314 tonnes at rollout, far less than Space Shuttle (1,340 tonnes) or even Ares I (777 tonnes) at rollout.  A comparable RS-68 powered all-liquid would weigh about 354 tonnes at rollout, including payload.

http://www.spacelaunchreport.com/liquidhllv.html
Ну то есть жидкостная ракета класса Ares V весит в 2 раза меньше, чем Ares I.

[Бродяга]

Считается проще сделать ракету бОльшей массы.

Как у вас все просто. А старт большего размера, а установщик?
-- Pete

Разница в массе и объёме ракеты при переходе от тяговооруженности ~1,5 к тяговооруженности ~1, меняется всего в полтора раза, соответственно линейные размеры увеличиваются примерно на 15%, что не так уж существенно.

 Логика подхода к проектированию с низкой тяговооруженностью примерно такова, — "мы имеем определённый двигатель, давайте заставим его сжечь при выведении максимальное количество топлива".

[Бродяга]

Разумеется, вдвое больше высокоэнергетического топлива.
 Вы ещё первую на водород замените не меняя тяговооруженности.

100 раз пробовано. При оптимизации по максимуму мюПГ относительная масса ПГ получается вдвое выше чем для полностью керосиновой ракеты.

Даже несколько больше, чем в два раза, если считать актуальным УИ ~470 секунд на верхних ступенях.

[Бродяга]

Кстати, предложенная мной схема с блочной второй ступенью и перекачкой топлива на центр этой блочной второй ступени эффективнее и двух- и трёхступенчатой схемы.

Правда, у трёхступенчатого "полного пакета" есть то преимущество, что все двигатели можно запускать на старте.

[Salo]

А можно это подтвердить самыми элементарными расчётами? :roll:

[Бродяга]

А можно это подтвердить самыми элементарными расчётами? :roll:

Можно, но лень.

 Кстати, я ошибся, эффективнее три ступени, причём когда каждая ступень вносит одинаковую долю ХС.

 Однако, разумеется, блочная вторая ступень эффективнее моноступени по понятным соображениям.

[Salo]

Видимо и реализовывать Ваш прожект всем  будет лень. :wink:

[Salo]

Всё придумано до Вас: сбрасываемый ДТБ как на Бриз М будет проще и эффективнее. :wink:

[Бродяга]

Видимо и реализовывать Ваш прожект всем  будет лень. :wink:

Совершенно верно.

 А вы что, думали иначе?