Максимальная теоретическая грузоподъемность "Сатурна-5&

Автор Аполлогет, 05.09.2005 08:34:26

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Аполлогет

В смысле - в трехступенчатом варианте и не к Луне, а на ЛЕО.

При выводе "Скайлэба" было 147 тонн, но ведь добавление еще одной ступени всегда ведет к увеличению грузоподъемности.

Сколько мог бы вывести "Сатурн-5", если бы вся заправка третьей ступени расходовалась бы на достижение орбитальной скорости.

Грубо говоря, ничего не меняем в ракете (кроме, может быть, некоторого упрочнения конструкции третьей ступени), но ставим на нее громадный головной блок и выводим его на низкую орбиту?

Сколько может быть в этом случае?

Дмитрий В.

ЦитироватьСколько может быть в этом случае?
Однако точную развесовку надо. При этом желательно учесть:
1.Увеличение гравитационных потерь из-за уменьшения тяговооруженности всех ступеней.
2.Увеличение массы конструкции ракетных блоков всех ступеней (из-за роста массово-инерционных нагрузок).
3.Изменение таектории выведения (если снизить высоту орбиты, то траектория, ессно, будет более пологой - снизятся гравитационные потери, но возрастут аэродинамические потери ХС + рост аэродинамических нагрузок).
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

Аполлогет

Цитировать
ЦитироватьСколько может быть в этом случае?
Однако точную развесовку надо. При этом желательно учесть:
1.Увеличение гравитационных потерь из-за уменьшения тяговооруженности всех ступеней.
2.Увеличение массы конструкции ракетных блоков всех ступеней (из-за роста массово-инерционных нагрузок).
3.Изменение таектории выведения (если снизить высоту орбиты, то траектория, ессно, будет более пологой - снизятся гравитационные потери, но возрастут аэродинамические потери ХС + рост аэродинамических нагрузок).

Хотелось бы хотя бы в первом приближении. В смысле, а стоит ли считать более конкретно. Тем более, что
1. тяговооруженность первой ступени изменится незначительно. Второй более существенно, но явно не в разы, а третья вообще разгоняется горизонтально (Если верить Феодосьеву).
2. Опять же, будут ли изменения существенными?
3. Опять же согласно Феодосьеву вторая ступень заканчивает работу на высоте 185 км., при скорости 6,88 км/сек. И конечная орбита выведения также 185-188 км. (то есть горизонтальный разгон). Вроде как траектория выведения не меняется?


Дмитрий В.

Цитата: "Аполлогет"
Цитата: "Дмитрий В."
ЦитироватьХотелось бы хотя бы в первом приближении. В смысле, а стоит ли считать более конкретно. Тем более, что
1. тяговооруженность первой ступени изменится незначительно. Второй более существенно, но явно не в разы, а третья вообще разгоняется горизонтально (Если верить Феодосьеву).
2. Опять же, будут ли изменения существенными?
3. Опять же согласно Феодосьеву вторая ступень заканчивает работу на высоте 185 км., при скорости 6,88 км/сек. И конечная орбита выведения также 185-188 км. (то есть горизонтальный разгон). Вроде как траектория выведения не меняется?
Грубо говоря, при полете к Луне располагаемая ХС Сатурн-5 около 12 км/с (около 50 т. ПН - Аполлон + посадочный модуль). При выведении на низкую орбиту ХС можно принять равной около 10 км/с (с учетом хилой тяговооруженности Сатурна-5). Вот эти 2км/с и можно конвертировать в ПН. Для расчета нужны точные УИ всех ступеней + начальные и конечные массы всех ракетных блоков. Потом, подбирая Vgy рассчитываем ХС. Как только она достигнет заданной величины - и определиться возможная грузоподъемность Сатурн-5. Считать лень!
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

Аполлогет

Меня это заинтересовало исключительно по одной причине:

на форуме был спор о максимальной грузоподъемности ("Аполлон-15" или "Скайлэб"), но реально достигнутой, а не теоретически возможной.

Дмитрий В.

Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

Новичок

ЦитироватьПо грубым прикидкам около 140 т.
Уточняю 160т на LEO.
С наилучшими пожеланиями Новичок

Дмитрий В.

Цитировать
ЦитироватьПо грубым прикидкам около 140 т.
Уточняю 160т на LEO.
Что-то многовато?!
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

X

Для "А-15" было ок. 145 тонн, у "Скайлэба" - под 148 (можно уточнить ещё детальнее, если требуется). Но это - со 2-й ступенью, у "А-15" в ней ещё было топливо. А у "Скайлэба" на орбиту захватили ещё примерно 5-тонный переходник 2-й ступени, который забыл отделиться. И в баках оставалось ок. 8 тонн топлива.

X

Да, ещё "Скайлэб" вышел на не очень низкую орбиту (ок. 430 км). В один импульс, что увеличило потери.

Новичок

Цитировать
Цитировать
ЦитироватьПо грубым прикидкам около 140 т.
Уточняю 160т на LEO.
Что-то многовато?!
Еще раз проверил. Чистая ПН 160т без учета массы пустой 3-й ступени равной 13т. Vx=9581м/с, т.е. та же Vx, что и 3-й ступени выходившей вместе с Аполлоном на LEO 185 км.
Если взять ту же, что и у Скайлеба Vx=10733, то для 3-х степенчатого Сатурна-5 Мпн=114,2т., т.е. максимальную чистую ПН на LEO выгоднее выводить двухступенчатым Сатурном-5(вариант Скайлеб)
С наилучшими пожеланиями Новичок

hcube

Если мы выводим ПН, то у нас третья ступень легчает. Примерно - на 2/3 от массы пустой ступени, умножить на процент уменьшениея веса. Т.е. двигатели те же, заливка меньше, баки меньше. Примерно - околофонарно - залитая третья ступень весила 120 тонн, пустая - 13.3. На LEO С-5 выводил 147 тонн ПН, включая топливо. Если это топливо заменить на ПН, получается что из 120 тонн топлива третьей ступени, на довыведение использовалось всего 20 тонн. Т.е. массу баков можно уменьшить в 6 раз ;-)). Т.е. околофонарно - вес уменьшенной третьей ступени будет не 13.3, а где-то порядка 7 тонн, с заливкой порядка 30 тонн кислород-водорода. Т.е. мы экономим где-то 6 тонн. Эти 6 тонн надо приплюсовать к 147 тоннам ПН. Итого получится - околофонарно, конечно - порядка 155 тонн на LEO 185. Я бы делал честно говоря ПН порядка 150 тонн, и 40 тонн заливки ступени, с двумя включениями - получая опорную орбиту не 185, а 400 км. Все равно ее потом поднимать придется.
Звездной России - Быть!

Новичок

ЦитироватьЕсли мы выводим ПН, то у нас третья ступень легчает. Примерно - на 2/3 от массы пустой ступени, умножить на процент уменьшениея веса. Т.е. двигатели те же, заливка меньше, баки меньше. Примерно - околофонарно - залитая третья ступень весила 120 тонн, пустая - 13.3. На LEO С-5 выводил 147 тонн ПН, включая топливо. Если это топливо заменить на ПН, получается что из 120 тонн топлива третьей ступени, на довыведение использовалось всего 20 тонн. Т.е. массу баков можно уменьшить в 6 раз ;-)). Т.е. околофонарно - вес уменьшенной третьей ступени будет не 13.3, а где-то порядка 7 тонн, с заливкой порядка 30 тонн кислород-водорода. Т.е. мы экономим где-то 6 тонн. Эти 6 тонн надо приплюсовать к 147 тоннам ПН. Итого получится - околофонарно, конечно - порядка 155 тонн на LEO 185. Я бы делал честно говоря ПН порядка 150 тонн, и 40 тонн заливки ступени, с двумя включениями - получая опорную орбиту не 185, а 400 км. Все равно ее потом поднимать придется.
Все конечно почти так, но вопрос стоял сколько может вывести на ту же LEO стандартный 3-х ступенчатый Аполлон, а не модификация.
С наилучшими пожеланиями Новичок

Bell

Да это понятно.
Просто может быть при нектором значении ПН тяговооруженности 3-й ступени Сатурна (Аполлон это КК!) не хватило бы уже. Ну это на первый взгляд, смотреть надо.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

hcube

Если бы мы просто недолили топливо в третью ступень - то 147 тонн. Но на них не хватило бы прочности баков третьей ступени. Проще было бы ее таки переделать. Думаете, амы зря запускали 75-тонный скайлеб двухступенчатым вариантом, когда могли запустить 100+ тонн трехступенчатым? Не, это жу-жуу-жу явно неспроста.
Звездной России - Быть!

Новичок

ЦитироватьЕсли бы мы просто недолили топливо в третью ступень - то 147 тонн. Но на них не хватило бы прочности баков третьей ступени. Проще было бы ее таки переделать. Думаете, амы зря запускали 75-тонный скайлеб двухступенчатым вариантом, когда могли запустить 100+ тонн трехступенчатым? Не, это жу-жуу-жу явно неспроста.
Оно конечно так, да не совсем. NACA считает что при запуске Скайлеб на орбиту было выведено 146т. Сам Скайлеб, вторая ступень, обтекатель и еще немного мелочи, а 77т. это чистый Скайлеб.
Почитайте http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/skylab/obl.html
там все очень подробно.
С наилучшими пожеланиями Новичок

hcube

Ага, а Р-7 'Спутник' на орбиту вывела не 200 кг спутника, а 200 кг + 8 тонн второй ступени, да? И еще обтекатель? ;-)

Нет уж, ПН - это именно ПН, ступени к ней не относятся. С-5 расчитан на 50 тонн ПН на ОТЛЕТНОЙ траектории. Если мы хотим максимум массы на LEO - то надо либо использовать две ступени, либо ставить третью значительно меньшего размера.
Звездной России - Быть!

Новичок

ЦитироватьАга, а Р-7 'Спутник' на орбиту вывела не 200 кг спутника, а 200 кг + 8 тонн второй ступени, да? И еще обтекатель? ;-)

Нет уж, ПН - это именно ПН, ступени к ней не относятся. С-5 расчитан на 50 тонн ПН на ОТЛЕТНОЙ траектории. Если мы хотим максимум массы на LEO - то надо либо использовать две ступени, либо ставить третью значительно меньшего размера.
Вопрос понятен, я тоже за классическое понимание ПН, и книга рекордов Гиннеса тоже не признает рекорда Скайлеб. Но в некоторых случаях, примерно в таких как Вы привели, эффективность РН не является таким однозначным понятием, как классическое понятие ПН. Все это только доказывает, что наш мир это не только белое и черное. В моей профессии-ТВ вещание, международно принято, что между белым и черным 1022 градаций серого. Если хотите понять мою методику, то пришлите мне по ЛС Ваш Е-mail, а я перешлю Вам Exel-файл, в котором Вы сами подставляя параметры ПН прийдете к тому решению, которое сочтете правильным. Околофанарный метод решения дискуссии в данном случае неуместен.
С наилучшими пожеланиями Новичок

Старый

Если на Сатурн-5 вместо Аполлона поставить чугунную чушку в 150 тонн то использовав всё топливо из 3-й ступени он выведет её на ЛЕО.
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер