Криогенный РБ для лунной мисси ПТК НП

[SpaceR]

У меня оптимальное распределение РЗТ получилось такое: 21,8 т в ДТБ и 15,45 т в ЦБ.

А как посчитана масса ДТБ ? Диаметр внутреннего отверстия учитывался?
А дополнительный запас топлива в ЦБ на прогрев и испарение водорода за 5 суток полёта - в зависимости от полноты бака?

Там ещё и других факторов хватает, но эти два имхо решающие. Линейная пропорция для расчёта тут не годится - до определенной величины чем меньше запас топлива ЦБ, тем меньше и общая масса конструкции.

З.Ы. Тем более - отделяемая масса на ОЛО: вместе с заправкой ЦБ уменьшаются и его остатки незабора, и гар. запасы.

[SpaceR]

Я сам год назад думал, что в ДТБ содержится РЗТ для выведения на TLI, а в ЦБ - РЗТ для LOI. При этом было логично сбрасывать ДТБ перер выдачей тормозного импульса для перехода на ОИСЛ (в этом случае ДТБ используется как тепловой экран).

Так в вышепроцитированной мурзилке почти это и записано

Увеличение стартовой массы РБ до 43,5 т может быть выполнено добавлением сбрасываемого дополнительного блока баков торовой формы. Этим обеспечивается минимальная относительная конечная масса, кроме того, дополнительный блок баков покрывает большую площадь поверхности основного отсека, создавая тем самым улучшенные условия для хранения криогенных компонентов топлива основного отсека.

А какой смысл в этих условиях на несколько часов орбитального полёта, если после этого предстоит ещё четверо суток непрерывного солнца с почти пустыми баками??  :?
Не позорились бы хоть...

[frigate]

У меня оптимальное распределение РЗТ получилось такое: 21,8 т в ДТБ и 15,45 т в ЦБ.

А как посчитана масса ДТБ ? Диаметр внутреннего отверстия учитывался?
А дополнительный запас топлива в ЦБ на прогрев и испарение водорода за 5 суток полёта - в зависимости от полноты бака?

Там ещё и других факторов хватает, но эти два имхо решающие. Линейная пропорция для расчёта тут не годится - до определенной величины чем меньше запас топлива ЦБ, тем меньше и общая масса конструкции.

З.Ы. Тем более - отделяемая масса на ОЛО: вместе с заправкой ЦБ уменьшаются и его остатки незабора, и гар. запасы.

Характеристическая скорость (Delta V) для выхода на ОИСЛ по картинке из НК (см. первую страницу этой темы) 
- переход на траекторию отлета к Луне (TLI) 3320 м/сек;
- торможение и переход на окололунную орбиту (LOI) 1300 м/сек.
 AFAIK грав потери и коррекция орбиты (MCC) уже включены в значение ХС для TLI маневра.
Итого - 4620 м/сек, в то время как в книге Энергии речь шла о 4700 м/сек, запас ХС следовательно 1.7%.

Для ЖРД с тягой 10 тс начальная тяговооруженность ЛЭК ~ 0.167.
Для ЖРД с тягой 7.5 тс начальная тяговооруженность ЛЭК ~ 0.125, следовательно для РБ с РД-0146Д увеличатся грав потери (больше чем на треть). При этом у РД-0146Д удельный импульс больше на 3.5%. Поэтому я и сказал что "считать надо"!

РБ ЛЭК вполне может быть унифицированным с КВТК от Хруничева, при этом может иметь укороченный бак LOH. Видимо как и Центавр  будет использован также для вывода тяжелых АМС за пояс астероидов.

Дмитрий, в прошлом году Вы согласились с моим мнением что блок сбрасывемых баков тороидальной формы будет сбрасываться после TLI маневра, по аналогии с РБ БРИЗ.

[Дмитрий В.]

Дмитрий, в прошлом году Вы согласились с моим мнением что блок сбрасывемых баков тороидальной формы будет сбрасываться после TLI маневра, по аналогии с РБ БРИЗ.

По тем данным, что имеются, безусловно так.

[SpaceR]

Характеристическая скорость (Delta V) для выхода на ОИСЛ по картинке из НК (см. первую страницу этой темы) 
- переход на траекторию отлета к Луне (TLI) 3320 м/сек;
- торможение и переход на окололунную орбиту (LOI) 1300 м/сек.
 AFAIK грав потери и коррекция орбиты (MCC) уже включены в значение ХС для TLI маневра.
Итого - 4620 м/сек, в то время как в книге Энергии речь шла о 4700 м/сек, запас ХС следовательно 1.7%.

Нет, тут у Вас ошибка - TLI составляет на 100 м/с меньше - 3220 м/с.
Думаю, грав.потери в него включены, насчёт коррекции сомневаюсь. Потому что если принять Ваши тезисы, то запас ХС составляет аж 4%.
Который, повторюсь, я считаю ненужным, поскольку вероятность миссии, в которой потребуется аж 1300 м/с на LOI, довольно низкая.
А если даже и будет реализовываться такая миссия, то возможный недобор без проблем компенсируется гар.запасами самого КК.

Для ЖРД с тягой 10 тс начальная тяговооруженность ЛЭК ~ 0.167.
Для ЖРД с тягой 7.5 тс начальная тяговооруженность ЛЭК ~ 0.125, следовательно для РБ с РД-0146Д увеличатся грав потери (больше чем на треть). При этом у РД-0146Д удельный импульс больше на 3.5%. Поэтому я и сказал что "считать надо"!

Одно в плюс, другое в минус - разницы выйдет в сущности, копейки. Тем более что я вёл речь совсем не об этом, а о том, что в описанной конфигурации РБ неоптимальное распределение масс между ДТБ и ЦБ - а в этом факте "игры" с разными движками никакой погоды не делают.

РБ ЛЭК вполне может быть унифицированным с КВТК от Хруничева, при этом может иметь укороченный бак LOH. Видимо как и Центавр  будет использован также для вывода тяжелых АМС за пояс астероидов.

Да я понимаю, что могут.
Но я же говорю, при этом масса ПГ уменьшится. А РККЭ при этом постоянно жалуется на нехватку грузоподъёмности "Русь-МТ" для своей концепции.
Нелогично как-то, не находите?

Тем более, что как уже указал выше, унификацию можно проводить с 12КРБ, который уже реально строился "в железе" и даже летал в космос.
И имеет отработанную оснастку для производства.
И масса ПГ при этом будет выше.
И при этом концепция даже сможет "вписаться" в "Русь-МТ" (хоть и со скрипом, но сможет). Тем более что по "Руси-М" работы продвинулись уже довольно далеко.

А если всё передёргивать, и заказывать новые ракеты под Восточный, то возможность высадки отодвинется в неопределённые дали...

[SpaceR]

Дмитрий, в прошлом году Вы согласились с моим мнением что блок сбрасывемых баков тороидальной формы будет сбрасываться после TLI маневра, по аналогии с РБ БРИЗ.

По тем данным, что имеются, безусловно так.

"имеются" или "имелись в прошлом году"?
Выше Вы сами сказали, что нет.

[Дмитрий В.]

"имеются" или "имелись в прошлом году"?
Выше Вы сами сказали, что нет.

Значит, мы запутались. Итак:
1)Первоначально я считал, что топливо ДТБ обеспечивает отработку TLI, а сам ДТБ сбрасывется перед выдачей импульса перехода на ОИСЛ.
2)После того как Фрегат привел данные о распределении масс между ДТБ и ЦБ я пришел к выводу, что ДТБ сбрасывается в ходе отработки TLI. Что подтверждается расчетами по оценке оптимального распределения масс между ДТБ и ЦБ. Как-то так.

[frigate]

@SpaceR
Спасибо за уточнение - правильно, 3220 м/сек. :oops:
приеду домой  пересчитаю для водорода и метана.
Насчет 12КРБ по сравнению с КВТК - так ведь за новый РБ наверняка заплатят :!: больше, тем более что его пытаются впихнуть в 3 программы.

[SpaceR]

Насчет 12КРБ по сравнению с КВТК - так ведь за новый РБ наверняка заплатят :!: больше, тем более что его пытаются впихнуть в 3 программы.

Не совсем ясно, кто кому заплатит за новый РБ (и какой именно РБ назван новым тоже).

Я рассматриваю задачу прежде всего с точки зрения выполнимости и энергетической эффективности.
А в ИД у нас следующее:
1) РККЭ считало сабж под 60-тонник, которого нет и пока не вырисовывается - следовательно, задача не имеет РН;
2) Сабж имеет резерв в 3% по ХС, несмотря на то что в общем случае он не нужен, а в частном без него возможно обойтись (за счет резерва топлива самого ПТК);
3) Сабж имеет неоптимальное распределения топлива между ступенями (в смысле баками), и приведение их к оптимуму тоже позволит увеличить энергетику, следовательно, снизить грузоподъёмность РН под тот же ПГ.
4) Применение на практике пунктов 2 и 3 позволит снизить требования к грузоподъёмности РН - имхо где-то до 55-56 тонн, а такую грузоподъёмность уже реально получить при оптимизации "Руси-МТ-50".
-----------------------------------------
ВЫВОД: таким образом, задача получает требуемую ей РН для запуска.  :!:

Если же так остро стоит вопрос об унификации с уже создаваемыми РБ, а 12КРБ вдруг по каким-либо признакам неприемлем (хотя мне ни одного такого признака не видится), то можно было бы, вероятно, сделать ЦБ на базе КВСК.
Но на базе КВТК - и неразумно, и нелогично.

Или я чего-нибудь ещё не учитываю?

[frigate]

Насчет запаса топлива в ДО ПТК НП - этот неприкосновенный запас (НЗ) требуется для экстренного возврашения к Земле.
В наихудшем случае это 1520 м/сек (источник тот же).  :idea:
При отсутствии 60 тонного носителя можно использовать двухпусковую  схему 43.5 тонн на РБ + 16.5 тонн на лунный
ПТК НП с EOR либо запускать РБ пустым с последующей заправкой на LEO (при наличии криогенного заправочного депо)   :roll:

[Дмитрий В.]

Сабж имеет неоптимальное распределения топлива между ступенями (в смысле баками), и приведение их к оптимуму тоже позволит увеличить энергетику, следовательно, снизить грузоподъёмность РН под тот же ПГ.

Хм, а мне представляется, что распределение как раз оптимальное.

[SpaceR]

Насчет запаса топлива в ДО ПТК НП - этот неприкосновенный запас (НЗ) требуется для экстренного возврашения к Земле.

Ну так НЗ я и не предлагал трогать. Там и без этого есть резервы. Даже не считая гар.запасы.

В наихудшем случае это 1520 м/сек (источник тот же).  :idea:

Так это только в наихудшем. Вероятность реализации которого довольно низка. И как раз на её случай - ...(см. выше)

При отсутствии 60 тонного носителя можно использовать двухпусковую  схему 43.5 тонн на РБ + 16.5 тонн на лунный
ПТК НП с EOR либо запускать РБ пустым с последующей заправкой на LEO (при наличии криогенного заправочного депо)   :roll:

Так ясно, что можно. Можно и 200-тонник сделать, ресурсы позволяют. В принципе.
Но на это никто не пойдёт - из-за несоразмерности затрат результатам.
Именно поэтому лунная транспортная система имеет шансы к реализации только при наилучшем соотношении результаты/затраты.

[SpaceR]

Сабж имеет неоптимальное распределения топлива между ступенями (в смысле баками), и приведение их к оптимуму тоже позволит увеличить энергетику, следовательно, снизить грузоподъёмность РН под тот же ПГ.

Хм, а мне представляется, что распределение как раз оптимальное.

Дмитрий, Вы снова противоречите сам себе.

[Дмитрий В.]

Сабж имеет неоптимальное распределения топлива между ступенями (в смысле баками), и приведение их к оптимуму тоже позволит увеличить энергетику, следовательно, снизить грузоподъёмность РН под тот же ПГ.

Хм, а мне представляется, что распределение как раз оптимальное.

Дмитрий, Вы снова противоречите сам себе.

Вовсе нет. Оптимальное - по критерию относительной массы ПГ - распределение топлива между ДТБ и ЦБ предполагает, что топлива в ДТБ не хватит для полной отработки импулса TLI. Соответственно, ЦБ довольно массивен.

[SpaceR]

Сабж имеет неоптимальное распределения топлива между ступенями (в смысле баками), и приведение их к оптимуму тоже позволит увеличить энергетику, следовательно, снизить грузоподъёмность РН под тот же ПГ.

Хм, а мне представляется, что распределение как раз оптимальное.

Дмитрий, Вы снова противоречите сам себе.

Вовсе нет. Оптимальное - по критерию относительной массы ПГ - распределение топлива между ДТБ и ЦБ предполагает, что топлива в ДТБ не хватит для полной отработки импулса TLI. Соответственно, ЦБ довольно массивен.

Дмитрий, Вы снова противоречите сам себе.
Вы считаете оптимальным распределение 16 т ДТБ и 23 т ЦБ?
См. http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=9989&postdays=0&postorder=asc&start=90

А вообще можете не отвечать, я уже догадался...
На этом ухожу.

[Reentrant]

Насчет запаса топлива в ДО ПТК НП - этот неприкосновенный запас (НЗ) требуется для экстренного возврашения к Земле.
В наихудшем случае это 1520 м/сек (источник тот же).  :idea:
При отсутствии 60 тонного носителя можно использовать двухпусковую  схему 43.5 тонн на РБ + 16.5 тонн на лунный
ПТК НП с EOR либо запускать РБ пустым с последующей заправкой на LEO (при наличии криогенного заправочного депо)   :roll:

Не стоит гонять порожняк, если баки можно наполнить и использовать, это намного эффективнее.

Берем стандартную "Ангару-5", на нее ставим кислородно-водородную третью ступень (4 РД-0146, по 10тс, isp=463с).  В сумме с ПН -- 60 тонн. Волшебная цифра 60 определяется стартовой тягой 5 РД-171, с учетом требования об уведении со старта. Отсюда максимум стартовой массы 768 тонн. Минус УРМы, минус 5 тонн на САС с обтекателем, и еще тонны полторы на проставку от второй ступени к третьей.

Энергетики пяти ангариных УРМов с этим грузом не хватает добрать 2300м/с до НОО (включая потери, в расчете на тягу 40тс). Их добирает КВРС. На НОО у вас 36.300 "грязными", израсходовано 23.840 топлива.

Поднимаем на НОО две таких конструкции, одна несет корабль, вторая (танкер) -- заправочный модуль. Подгоняем танкер (-2 тонны топлива на стыковку), переливаем все оставшееся топливо (как раз 24 тонны до полных баков). И вот, внезапно на НОО -- готовый к старту честный 60-тонник. По цене вшивых 10 урмов. :lol:

А теперь самое приятное: никаких лишних двигателей, многоступенчатых конструкций, сбрасываемых баков и прочих заморочек. Это мы все сэкономили. Даже РБ вообще никакого нет, его роль играет третья ступень -- со сказочной для РБ тяговооруженностю, кстати. Вот эта третья ступень и сделает всю работу, и по доставке корабля на ОИСЛ (если это корабль), и по посадке грузовичка (или лэндера) прямо на Луну. Реально 40 тонн тяги кроме выведения на НОО нигде дальше не нужно, можно двигатели перевести на более насыщенную водородом смесь, с большим импульсом.

В две пары пусков "Ангары-5", соответственно, реализуется "двойной" LOR, с ЛОК размером с ПНТК и лэндером больше аполлоновского. Если ужаться в "лунный Союз", то и в три пуска можно сделать (корабль пойдет в однопуск).

Хранение криогенного топлива в космосе -- пара суток на заправку, четверо на перелет и торможение/посадку = 6 суток. Если использовать КВРС и для возвращения, при краткосрочных "аполлоновских" визитах, то 9 суток достаточно. Конкретные значения конечных масс легко вычислить для заданных массовых характеристик КВРС, какие пожелаете взять.

[Apollo13]

Если я правильно понял можно обойтись переливом только ЖК? Возможно это будет несколько проще.

[Reentrant]

Если я правильно понял можно обойтись переливом только ЖК? Возможно это будет несколько проще.

Придется заплатить ухудшением массовых характеристик. Водородный бак в носителе корабля придется делать больше, и с НОО он отправится полупустым. Нет, я считаю, лучше перелив отработать -- в дальнейшем пригодится.

[Дем]

1) Стыковаться лучше не на НОО, а на низкой геосинхронной - с периодом 89.5 минут. Это где-то 260км, если круговая.
Тогда следующий запуск выведет блок прямо к ранее запущенному без всяких манёвров и ожиданий.
Да ещё, танкеру не нужен обтекатель и т.д.
А что лучше - перелив или сбрасываемые баки - нужно потребный вес считать.

[G.K.]

на низкой геосинхронной - с периодом 89.5 минут. Это где-то 260км, если круговая.

Поясните мысль с геосинхронной, она же одна и явно не с таким периодом.