О грузоподъёмности Сатурна-5 (и других ракет)

Автор avmich, 09.12.2008 07:12:49

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

avmich

Прошу понять меня правильно! :)

Какова грузоподъёмность Сатурна-5 на низкую - подчёркиваю - околоземную орбиту?

Можно идти от реально выведенных масс. Скайлэб, помнится, был около 90 тонн. То есть, грузоподъёмность - 90 тонн? Связка для полёта к Луне весила до 145 тонн - значит, 145 тонн? Но связка - штука специфическая; это не произвольный груз, который можно, например, доставить заказчику - третья ступень использовалась для довывода на орбиту, при этом она входит в РН - а если вычесть массу 3-й ступени, остаётся сколько там, 65 тонн?..

Немного отойдя в сторону - какова грузоподъёмность сегодняшнего Протона? ЦиХ клянётся, что 21 тонну они точно выводят... и вроде можно поверить... но - это произвольные 21 тонна? Или в неё входит обязательно блок, типа РБ ДМ, который помогает довывести эти 21 тонну на низкую орбиту?

У кого какие мнения - как считать ПН на орбите?

Дмитрий В.

ЦитироватьПрошу понять меня правильно! :)

Какова грузоподъёмность Сатурна-5 на низкую - подчёркиваю - околоземную орбиту?

Можно идти от реально выведенных масс. Скайлэб, помнится, был около 90 тонн. То есть, грузоподъёмность - 90 тонн? Связка для полёта к Луне весила до 145 тонн - значит, 145 тонн? Но связка - штука специфическая; это не произвольный груз, который можно, например, доставить заказчику - третья ступень использовалась для довывода на орбиту, при этом она входит в РН - а если вычесть массу 3-й ступени, остаётся сколько там, 65 тонн?..

Немного отойдя в сторону - какова грузоподъёмность сегодняшнего Протона? ЦиХ клянётся, что 21 тонну они точно выводят... и вроде можно поверить... но - это произвольные 21 тонна? Или в неё входит обязательно блок, типа РБ ДМ, который помогает довывести эти 21 тонну на низкую орбиту?

У кого какие мнения - как считать ПН на орбите?
По исходным данным в "Ракетостроении" расчет в спредшите дает 127,5 т  на орбиту высотой 190 км и наклонением 32.5 град (БЕЗ УЧЕТА СТУПЕНЧАТОГО ИЗМЕНЕНИЯ СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ НА 2 СТ.). В общем, где-то так. У Вэйда - 127 т.
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

Дмитрий В.

Кстати, масса собственно Скайлэба была около 78 т, и выводился он двумя ступенями и на орбиту высотой 450 км (вместе с 11-тонным ГО).
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

avmich

ЦитироватьПо исходным данным в "Ракетостроении" расчет в спредшите дает 127,5 т  на орбиту высотой 190 км и наклонением 32.5 град (БЕЗ УЧЕТА СТУПЕНЧАТОГО ИЗМЕНЕНИЯ СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ НА 2 СТ.). В общем, где-то так. У Вэйда - 127 т.

Дмитрий, берётесь с помощью трёх разных ступеней Сатурна-5 вывести 127,5 тонн (допустим, у меня есть 127,5 тонный спутник) на низкую орбиту? Третью ступень придётся недозаправить, видимо; ракета на такое была рассчитана?

fireland

По информации из политехнического словаря Сатурн-5 выводил на траекторию полёта к Луне около 50 тонн, а масса самого тяжёлого корабля - Аполлон-17 была 47 тонн.

fireland

ЦитироватьДмитрий, берётесь с помощью трёх разных ступеней Сатурна-5 вывести 127,5 тонн (допустим, у меня есть 127,5 тонный спутник) на низкую орбиту? Третью ступень придётся недозаправить, видимо; ракета на такое была рассчитана?

По моему на низкую орбиту 127,5 тонн выводилось с помощью двух ступеней.

avmich

Связку Аполлона Сатурн выводил не на околоземную, а на отлётную.

Для вывода связки+3-ей ступени на околоземную тратилась часть топлива третьей ступени. Поэтому в ПН на ИСЗ входила масса этой третьей ступени, за вычетом потраченного топлива. Отсюда и берётся неясность.

Bell

Авмич, как раз из-за третьей ступени появляется полная ясность :)
Максимальная ПН трехступенчатого Сатурна-5, просто в лоб, без существенных изменений конструкции = ПН к Луне + топливо для вывода на отлетную (т.е. остаток топлива после выхода на опорную). Итого 115 т на ЛЕО.
Чтоб дальше увеличить грузоподъемность - надо переделывать 3-ю ступень. Как минимум - усиливать, чтоб она могла выдержать вес в 3 раза большей ПН.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

avmich

ЦитироватьМаксимальная ПН трехступенчатого Сатурна-5, просто в лоб, без существенных изменений конструкции = ПН к Луне + топливо для вывода на отлетную (т.е. остаток топлива после выхода на опорную). Итого 115 т на ЛЕО.

Ещё раз: в этих 115 тоннах существенная доля - остаток топлива. То есть, полезный груз - скажем, спутник - который може быть выведен на ИСЗ, в такой схеме получается в районе массы Скайлэба, тонн 80. Согласись, странный результат. Об этом и речь.

Собственно, неудивительно, учитывая задачи носителя. Как и в случае с Протоном, выводящим ПН + РБ ДМ и использующим доразгон (если не ошибаюсь, доразгон начали использовать в программе Зонд). Вывод такой - мерять ракеты-носители по ПН на ИСЗ - до некоторой степени условность.

Дмитрий В.

Если считать чисто по энергетике (т.е. выведение КА на заданную орбиту 190*190 км 32 град при полной выработке РЗТ всех трех ступеней), то С-5 выводит около 127 т. Разумеется, как правильно заметил Bell, надо усиливать конструкцию РН. Поскольку рост массы ПГ отчасти компенсируется снижением продольных перегрузок и скоростного напора (из-за меньшей тяговооруженности ступеней), то увеличение массы конструкции не будет значительным. В первом приближении, можно грубо оценить массу ПГ для С-5 в 115-120 т (а, может, даже и немного больше).
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

avmich

Тут надо придумывать критерии - когда изменение ракеты - это та же ракета, а когда - новая... Понятно, что Вулкан выводил бы около 200 тонн - но его не было, хотя большинство компонентов имелось в наличии. То же насчёт Сатурна-5 - усиливать ракету выглядит как заметное отклонение от существующей реальности. Субъективно, конечно.

Игорь Суслов

ЦитироватьТут надо придумывать критерии - когда изменение ракеты - это та же ракета, а когда - новая...
Поэтому, как верно отметили Bell и Дмитрий В., посчитать "в лоб", используя только методы внешней баллистики, массу ПН для трехступенчатой РН Сатурн 5, невозможно. Для расчета нужно знать много-много-много других параметров ступеней. И все потому, что ракета не предназначалась для выведения в трехступенчатом варианте ПН на низкую околоземную орбиту в рамках _твоей задачи_.
Спасибо не говорю, - уплачено...

avmich

Совершенно верно.

К сожалению, объяснить это не всегда удаётся - иногда люди спрашивают именно "может ли та или иная ракета вывести именно на ИСЗ именно болванку в X тонн", и, базируясь на ответе "без некоторых переделок - нет" (или "не выводила на практике"), заключают, что грузоподъёмность ракеты совсем не та, которую принято считать.

Вопрос, в общем, определений... Специалисты должны понимать, что подразумевается, и давать ответ с соответствующей аргументацией :) даже если "реально не было". Вопрос в чём-то аналогичен выяснению, считать ли первый полёт Энергии успешным полётом Энергии.

Игорь Суслов

Цитироватьиногда люди спрашивают именно "может ли та или иная ракета вывести именно на ИСЗ именно болванку в X тонн".
Вопрос корректней было бы задать так: ""болванку" какой массы можно вывести на _такую_то_ орбиту". На этот вопрос можно дать ответ. Но одних массово-энергетических расчетов будет недостаточно, и не они будут, в общем случае, ограничениями.
Спасибо не говорю, - уплачено...

fagot

ЦитироватьНемного отойдя в сторону - какова грузоподъёмность сегодняшнего Протона? ЦиХ клянётся, что 21 тонну они точно выводят... и вроде можно поверить... но - это произвольные 21 тонна? Или в неё входит обязательно блок, типа РБ ДМ, который помогает довывести эти 21 тонну на низкую орбиту?
У Протона-М это чистая ПН, выводимая тремя ступенями, связка РБ плюс ПН после довыведения весит на несколько тонн больше.

ЦитироватьУ кого какие мнения - как считать ПН на орбите?
Это во многом зависит от того, для чего ее нужно считатать.

Дмитрий В.

ЦитироватьПо моему на низкую орбиту 127,5 тонн выводилось с помощью двух ступеней.
Расчетная грузоподъемность С-5 в двухступенчатой кофигурации - что-то около 100 т на орбиту высотой 200-250 км и наклонением порядка 20-30 град.
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

Petrovich

ЦитироватьРасчетная грузоподъемность С-5 в двухступенчатой кофигурации - что-то около 100 т на орбиту высотой 200-250 км и наклонением порядка 20-30 град.
Как раз :D

может мы те кого коснулся тот (еще) энтузиазм...

Bell

Кстати, о "других ракетах".

Опыт Сатурна показывает, что для Луны и ГСО нам, по большому счету, 40-тонник и не нужен :)
Достаточно 2-хступенчатой РН где-то 35 т на ЛЕО, а для дальних запусков ставить на нее водородную 3-ю ступень порядка 45-50 т. И будет нам 17-18 т на отлетной к Луне и соответственно - на ГПО/ГСО. А 40 т на низкой орбите не особо-то нужны.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Дмитрий В.

ЦитироватьКстати, о "других ракетах".

Опыт Сатурна показывает, что для Луны и ГСО нам, по большому счету, 40-тонник и не нужен :)
Достаточно 2-хступенчатой РН где-то 35 т на ЛЕО, а для дальних запусков ставить на нее водородную 3-ю ступень порядка 45-50 т. И будет нам 17-18 т на отлетной к Луне и соответственно - на ГПО/ГСО. А 40 т на низкой орбите не особо-то нужны.
Ангара-7 тебе в руки! :D
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

Bell

Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун