Оценка стоимости РН - $600/кг ИСЗ?

[zyxman]

А можно в двух словах принцип? - К моему стыду я не знаю в чем идея.

Искал-искал - в сети нет ничего, кроме рекламы. В общем, принцип действия у них такой: нагретый теплоноситель /в нашем случае - в фокусе солнечного концентратора/ распыляется на мелкие капли /как в душе/ и падает в чашеобразный сборник. Там собирается и насосами опять закачивается в систему. Смысл в том, что пока капельки летят, они отдают своё тепло /в космосе - излучением/. Вот и вся идея. Такой радиатор практически неуязвим для метеоритов, имеет сравнительно малую массу, а потому очень интересен космонавтике.

В смысле капельки летят по прозрачной трубе?

Я ещё думаю, что концентратор лучше делать в виде не цельной конструкции, а отдельных аппаратов отражателей. Каждый из них летит по своей орбите, а все вместе они фокусируют свет в одну точку.

Всё это, в частности, поможет нам избежать сооружения многокилометровых конструкций.

Ну само собой что прийдется делать множество отдельных спутников, может быть и так.

[hcube]

Ариан-5 с жидостными многоразовыми бустерами. Ресурс бустеров - 100 пусков, 2 ступень - одноразовая, разумеется, на водороде. С чем-то типа RS-68 в качестве двигателя. На бустерах - 2-3*НК-33, оптимизированных по ресурсу.

Поскольку 3/4 массы и двигателей РН в форме первой ступени многоразовые, то стоимость килограмма ПН резко падает. Бустеры, ессно, далеко в космос не летают, обеспечивая примерно 2-3 км/с скорости. Как вариант, можно вторую ступень сделать хотя и в компоновке пакета, но тандемную, тогда ПН упадет несущественно (уменьшение стартовой тяги будет скомпенсировано меньшей долей массы второй ступени в массе на орбите), а стоимость ступени и тяга ее двигателя несколько снизится. Наверное можно даже извратиться, и сделать сброс обтекателя в составе бустеров первой ступени при отделени второй ступени + ПН - ну, что-то типа того, что обтекатель раскрывается на две половинки или три трети перед разделением и 'наезжает' на носовую часть бустеров - это, кстати, несколько улучшает центровку при полете бустера на ТРД.

[avmich]

В смысле капельки летят по прозрачной трубе?

Нет, капельки летят через вакуум, и это капельки вакуумного масла, которое практически не успевает испаряться за небольшое время полёта. А вот площадь, с которой тепло уходит, получается приличной, и эффективность такого радиатора вроде тоже. Я точно не помню, но вроде такой радиатор испытывали ещё на Мире?

[avmich]

Ариан-5 с жидостными многоразовыми бустерами. Ресурс бустеров - 100 пусков, 2 ступень - одноразовая, разумеется, на водороде. С чем-то типа RS-68 в качестве двигателя. На бустерах - 2-3*НК-33, оптимизированных по ресурсу.

Если посчитать стоимость... Килограмм, выводимый на Ариане-5 - если считать 25 тонн за 100 млн - это 4000 долларов. Пусть у ракеты два движка из трёх - "вечные", заправил и полетел. Тогда получается экономия в 3 раза всего. Недостаточно. Конечно, это грубые оценки, но ощущение такое, что можно лучше... более уверенно результат получить требуемый.

[pkl]

В смысле капельки летят по прозрачной трубе?

Нет, капельки летят через вакуум, и это капельки вакуумного масла, которое практически не успевает испаряться за небольшое время полёта. А вот площадь, с которой тепло уходит, получается приличной, и эффективность такого радиатора вроде тоже. Я точно не помню, но вроде такой радиатор испытывали ещё на Мире?

Да, именно так. Только я читал про металлический теплоноситель. Ещё говорили, что одним из результатов пресловутого плазменного кристалла должно быть создание эффективных радиаторов такой схемы.

[zyxman]

В смысле капельки летят по прозрачной трубе?

Нет, капельки летят через вакуум, и это капельки вакуумного масла, которое практически не успевает испаряться за небольшое время полёта. А вот площадь, с которой тепло уходит, получается приличной, и эффективность такого радиатора вроде тоже.

Ага, спасибо! Красивая идея!
Я просто совсем забыл что есть жидкости с очень близким к нулю давлением паров (то есть они почти не испаряются в вакууме).

Я точно не помню, но вроде такой радиатор испытывали ещё на Мире?

Может быть..
Вроде сейчас свойством нулевого давления паров обладают даже некоторые моторные масла, так что в СССР вполне могли прыгнуть через голову и синтезировать экспериментальные количества нужного продукта.

[avmich]

Нет.

На разработку отведены отдельные деньги, которых должно хватить. Правда, нельзя полагаться на научные открытия, которые должны сильно помочь :) .

То есть, если на разработку мы израсходуем $10 млрд, но пуск будет стоить $120 млн., то РН будет дешевой, а если $1 млрд и $250 млн - дорогой? :shock:

Да. Первый вариант считается дешевле - потому грузов ну настолько завались, что важнее уменьшить стоимость запуска, чем разработки.

Сегодняшние цены на килограмм вроде вполне известны... вопрос, как бы их раза в 4-5 - от сегодняшних самых низких - снизить. Разрешается использовать все достижения современной науки и техники.

У меня подозрение, что многоразовики тут вполне уместны будут... с другой стороны, не факт, что задача не решается одноразовыми средствами... у которых, возможно, прогнозируемость получше.

[Бродяга]

Нет.

На разработку отведены отдельные деньги, которых должно хватить. Правда, нельзя полагаться на научные открытия, которые должны сильно помочь .

Двухступенчатая полностью многоразовая ракета с 4 НК-33 на первой ступени.
 Для второй ступени возможны варианты.

 Никаких "монстров" вроде "Вулкана", ракета должна быть размерностью ~400 тонн, может чуть больше.
 Разработка должна включать цикл испытаний 20—30 "холостых" запусков без "тени полезной нагрузки", чтобы ракету можно было угробить не заморачиваясь на тему коммерции.

 Проблема — надо содержать "контору" примерно в 3000 рыл.
 Если заказов достаточно, цена получится, если нет — "извините, пирожки сами по себе не выпекаются".

 Вариант — позвонить Маску и спросить сколько будет стоить F-9 при данном трафике на орбиту.

[Shestoper]

Никаких "монстров" вроде "Вулкана", ракета должна быть размерностью ~400 тонн, может чуть больше.

Это ПН такая?  

[Бродяга]

Для таких объёмов лучше многоразовую РН на 200-300 тонн. Водородный одноступ или трёхкомпонентный полутораступ. 100-150$/кг. В общем должно быть всё не как сейчас, и носитель, и ПН, и изготовители обоих, даже страну, возможно, другую(не являющуюся на сегодня "космической державой"), хотя насчёт последнего неуверен.

Почти совершенно согласен, особенно по поводу страны.
 Австралия или Новая Зеландия отлично подойдёт или остров Мадагаскар.
 Другая страна нужна для того, чтобы стряхнуть тех, кто сейчас в России и США паразитирует на космосе.

[Бродяга]

Никаких "монстров" вроде "Вулкана", ракета должна быть размерностью ~400 тонн, может чуть больше.

Это ПН такая?  

Нет, это масса ракеты.

 Ракету надо отрабатывать как МБР, куча "холостых" запусков чтобы выбрать все замечания, никакого пафоса, никаких "попутных загрузок".

 Если кому интересно, надёжность ракеты вообще прямо пропорциональна количеству пусков и это довольно просто объясняется.
 Чем больше пусков ракеты производится, тем больше выбирается разного рода "багов". Все остальные рассуждения о надёжности — бред сивой кобылы.

[avmich]

Дмитрий, выскажитесь...

[Дмитрий В.]

Дмитрий, выскажитесь...

Тут слишком много неопределенности в исходных данных. Во-первых, есть грузы, которые можно перевозить любыми квантами (песок, вода, щебень, ракетное топливо и т.п.), а есть такие (спутники, блоки ОС и т.п.), колторые могут доставляться "порциями" вполне определенных размеров. В первом случае, можено груз перевозить маленьким носителем, но при многочисленных пусках, либо РН большой грузоподъемности при меньшем числе пусков. Задача выбора размерности носителя, его типа (одно - или многоразовый) и его проектных параметров из условия минимальных затрат на транспортную программу решается относительно легко (при наличии более-менее адекватной модели, например, транскост). Во втором случае, все гораздо сложнее (например, кроме затрат на транспортировку, надо учесть затраты на монтажные работы на орбите). Поэтому, на пальцах прикинуть не получится: нужно исследовать задачу инструментами, которых нет на форуме.

[duke]

Почти совершенно согласен

Я считаю, что минимума стоимости можно добиться многоразовой РН грузоподъёмностью в диапазоне 200-400 тонн. Конечно, для редких(50-100 в год) малоразмерных(20-50 тонн) грузов на орбиты с разными наклонениями, несомненно, лучше 50-тонник, но здесь условия не такие.

особенно по поводу страны.
Австралия или Новая Зеландия отлично подойдёт или остров Мадагаскар.

На орбиты с большим наклонением хреновато подходят...

Другая страна нужна для того, чтобы стряхнуть тех, кто сейчас в России и США паразитирует на космосе.

Ну да, примерное для этого.

Разработка должна включать цикл испытаний 20—30 "холостых" запусков без "тени полезной нагрузки", чтобы ракету можно было угробить не заморачиваясь на тему коммерции.

А вот этого я совсем не понимаю. Первый пуск должен быть удачным. Да, можно в первый раз пустить РН без ПН(в качестве ПН всё-равно нужно что-то управляемое положить) и напичканой датчиками, даже нужно. Но неудачный пуск - это криворукость либо разработчиков, либо сборщиков. Собственно, первый пуск это и проверяет. Так же он, в идеале, уточняет все параметры, и вторая РН уже легче первой. О "надёжней" речи не идёт, если руки у всех нормальные, и мозги тоже работают как должны - надёжность оптимизацией повысить неполучится, т.к. некуда. Двигатели испытываются без всяких запусков, а для остальной РН точность рассчётов достаточно близка к 100%.

Проблема — надо содержать "контору" примерно в 3000 рыл.

А что они будут делать, эти 3000 человек?
Даже если РН одноразовая, всё равно много. Или вы с минимально возможным количеством автоматики хотите? Ну, тогда ваши ракеты, вероятно, будут больше стоить, дольше изготавливаться и чаще падать...
Куда больше 500 человек? Что они делать будут? 100 пусков в год - это всего две РН в неделю. Допустим, изготовление одной РН - две недели, и в нём задействовано 50 человек. 50*4=200, плюс ещё 50 человек КБ и 50 человек всё остальное. 300 человек. Остальные метан, чтоли, производить будут? :lol: Так РН лучше на водороде

[Bell]

Я считаю, что минимума стоимости можно добиться многоразовой РН грузоподъёмностью в диапазоне 200-400 тонн. Конечно, для редких(50-100 в год) малоразмерных(20-50 тонн) грузов на орбиты с разными наклонениями, несомненно, лучше 50-тонник, но здесь условия не такие.

Интересно, здесь когда-нибудь начнут банить за такой бред?

[hcube]

Во-во. Duke, максимум относительной ПН при современной технологии ракетостроения приходится примерно на 50 тонн ПН. Выше - начинают сказываться аккустические нагрузки и т.д. Опять же, проблемы с производством крупноразмерных _легких_ конструкций. Не, 50 тонн - это оптимум. 140 тонн С-5 и 105 Энергии - это реально достижимый максимум ПН на современной технической базе. Ну, т.е. можно сделать 200, но это край. РН на 400 тонн просто 'не посчитается' - падение мюПН не позволит получить такую ПН НИ ПРИ КАКОЙ стартовой массе.

С другой стороны, как бы мне ни были симпатичны АКС самолетного типа, тащить крыло для полета ПУСТОЙ ступени куда как проще, чем такое же для ПОЛНОЙ. Конечно, с учетом высокого УИ ТРД получается баш на баш - но ТРД можно и при вертикальном старте использовать, а вот потеря массового совершенства ступени никуда не девается. Поэтому оптимальный многоразовик, все-таки, вертикального старта, с дельтавидным крылом нижного размещения, с парой работающих со старта ТРДФ в основании хвоста. Ну, может еще ПГО, чтобы обеспечить уменьшение посадочной скорости. Два таких блока стыкуются со второй ступенью. Можно еще пошаманить, чтобы эти же блоки несли половинки обтекателя ПН - точка разделения находится уже за атмосферой, там обтекатель уже не нужен, можно сначала убрать его, а потом уже расстыковаться. Дроселлирование при запуске второй ступени можно сделать путем отключения 2 двигателей из 3, разделение - 'горячее'.
Вторая ступень - адназначна (с) водородная, в том же диаметре 4.1, что и обтекатели. И наверное той же длины. Получается нормальный тандем, просто выполненный по пакетной схеме.

Относительно стоимости Ариан-5 - ну, РН-то несколько другая, мюПН у нее выше чем у А-5 за счет того, что это чистый тандем. А расходуемая часть у нее наоборот меньше.

[duke]

Интересно, здесь когда-нибудь начнут банить за такой бред?

Bell, "умный и небредовый", у вас есть какие-нибудь аргументы? Или вам, как самому "умному" человеку на Земле, кажется бредом называть редкими 100 грузов 20-50 тонн в год? Так тут аргументов быть не может, и это сугубо личная оценка грузопотоков - кому как нравится.
Но вопрос, конечно, правильный(почти) - вас здесь когда-нибудь начнут банить за ваш бред, который, к тому же, очень часто не по теме?

[duke]

140 тонн - это реально достижимый максимум ПН на современной технической базе.

Вы несколькими десятилетиями ошиблись.

Ну, т.е. можно сделать 200, но это край. РН на 400 тонн просто 'не посчитается' - падение мюПН не позволит получить такую ПН НИ ПРИ КАКОЙ стартовой массе.

Многоразовой РН со средней ценой конструкции 2000$/кг будет в ~2 раза дешевле одноразовой РН со средней ценой конструкции 50$/кг при прочих равных
А "прочие равные" на самом деле будут не равные, а в пользу многоразовой РН за 2000$/кг. Так что для сравнимых стоимостей выведения должно быть, примерное, 20$/кг vs 3000-4000$/кг. Это цена не материалов, а готовой РН, ессно. А нормально это примреное 500-2000$/кг для многоразовой РН и 50+$/кг для одноразовой.
В общем как-то так. Всё это, конечно, имхо, но взято это не просто "с потолка".

[hcube]

Duke, ищо раз - откуда такие цифры? У меня такое впечатление, что вы их получаете методом палец-пол-потолок ;-)

Касательно же ПН - еще раз, внимательно прочитайте что написано. 50 тонн ПН на керосин-водородном тандеме можно получить при стартовой массе частично-многораовой системы в районе 1300 тонн, одноразовой - в районе 1000 тонн. Ну, по порядку величины. Сатурн-5 с ПН в 130 тонн уже имеет массу в 3000 тонн. Чувствуете тенденцию? ;-) Вулкан - это уже 4500 тонн. Т.е. РН на 400 тонн будет иметь массу примерно в 10кт, и ее мюПН будет раза в ДВА хуже, чем у 50-тонника. Именно за счет масштаба, на который вы так уповаете. Ракета - это не супертанкер, она вверх выше определенного предела не масштабируется. На данный момент оптимумом между минимальным конструкционным размером, когда начинает влиять сортамент материала и падение характеристик двигателя и максимальным, лежит в районе 200-2000 тонн стартовой массы. Оптимум - в районе 1000-1500 тонн. Меньшая РН теряет мюПн из-за роста массы сопутствующих механизмов, большая - из-за роста массы конструкции. Поэтому надо делать 50-тонник и не выпендриваться - у него будет наименьшая стоимость килограмма для данного технологического уровня. Опять же, серийность не забывайте.

[duke]

50 тонн ПН на керосин-водородном тандеме можно получить при стартовой массе частично-многораовой системы в районе 1300 тонн, одноразовой - в районе 1000 тонн.

1. фтопку всё - кислород-водород рулит. Хотя для мелких РКН можно юзать трёхкомпонентники и делать 1,5 ступени.
2. хватит "делать" многоразовые и одноразовые РН из одних и тех же материалов
3. хватит "делать" РН из таких материалов - что 2$/кг, что 5$/кг - разница в конечной цене за кг будет мизерная.
4. где вы взяли такие цифры?

Ну, по порядку величины. Сатурн-5 с ПН в 130 тонн уже имеет массу в 3000 тонн. Чувствуете тенденцию? ;-) Вулкан - это уже 4500 тонн. Т.е. РН на 400 тонн будет иметь массу примерно в 10кт, и ее мюПН будет раза в ДВА хуже, чем у 50-тонника. Именно за счет масштаба, на который вы так уповаете.

Опять вы лезете на несколько десятков лет назад!!! :twisted:  :twisted:  :evil:

На данный момент оптимумом между минимальным конструкционным размером, когда начинает влиять сортамент материала и падение характеристик двигателя и максимальным, лежит в районе 200-2000 тонн стартовой массы. Оптимум - в районе 1000-1500 тонн. Меньшая РН теряет мюПн из-за роста массы сопутствующих механизмов, большая - из-за роста массы конструкции. Поэтому надо делать 50-тонник и не выпендриваться - у него будет наименьшая стоимость килограмма для данного технологического уровня. Опять же, серийность не забывайте.

Нормальный 50-тонник это не больше 1000 тонн, хороший - не больше 850 тонн. Тоже самое, но дорогое и одноразовое - не больше 650 тонн.
В 2200-2500 тонн можно 200-тонник запихнуть! Дорогой и одноразовый. В 2500-3000 тонн - многоразовый и дешёвый. Имхо

Правда я считаю современный водородный одноступ, с предельно возможными характеристиками, а возможно даже несколько завышенными :roll: , а вы приводите примеры древних керосиновых дохренаступов