Наш ответ Маску

[Дмитрий В.]

Антон Матвеев пишет:

Not пишет:
Касательно же самолетной посадки - тут намедни посчитали, что Маск жжет 30 тонн топлива только для того, чтобы брякнуть свой продукт о баржу в некоторой точке в океане. Не эффективнее ли используя крыло и атмосферный двигатель, отправить ступень в точку старта,непосредственно или с дозаправкой на каком либо аэродроме, кои на северах имеются?

Сегодня мне в одной сетевой дискуссии привели в качестве примера статью, в которой рассматривался данный вопрос:
 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СХЕМЫ ПОЛЁТА СТУПЕНИ С РАКЕТНО-ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ СПАСЕНИЯ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ СРЕДНЕГО КЛАССА
И ответ авторов таков: для случая без возврата к месту старта с посадкой по трассе полета "ракетно-динамический способ спасения отделяющейся части первой ступени соизмерим с самолётной схемой спасения.". Масса системы составляет " 88 % от массы одноразовой ступени, соизмерима с относительной массой самолётной системы спасения, составляющей 90-100 %.". Но в случае если необходим возврат первой ступени к точке старта, она проигрывает самолетной схеме: "относительная масса системы спасения при совершении ракетно-динамического манёвра возврата более, чем в 1,5 раза, превышает массу самолётной системы спасения. "

Надо бы сравнивать стоимость, а не массу.

[Shestoper]

У Маска основная часть топлива при возвращении расходуется на то, чтобы на 800 м/с притормозить выше атмосферы и не разбить о неё двигатели, поскольку ракета летит двигателем вперёд.
А вот у ЖРД с вытеснительной подачей прочные и тяжелые баки.
Проще заставить ступень лететь баком вперёд. 
А бак из толстой жаропрочной стали свободно переживёт аэродинамическое торможение без всякого притомаживания двигателем.
Поэтому в многоразовом варианте первой ступени вытеснительный ЖРД, несмотря на низкий УИ и плохое массовое совершенство ступени, будет обеспечивать незначительную разницу с насосным двигателем по Мю ПН.
Вытеснительный ЖРД тащит дополнительную массу баков, а насосный - массу крыльев или топлива для реактивного торможения.
При этом вытеснительный ЖРД несравнимо дешевле в производстве, проще при межполетном обслуживании, и за счёт низкой напряженности и конструктивной простоты для него проще достичь высокого рабочего ресурса.

Но мы ведь не ищем лёгких путей, верно? Не будем строить космодром на берегу океана, привозить кораблями простые ступени любых размеров, ронять их в океан и многократно использовать.
Нет, мы построили космодром в тайге, и сделаем крылатого птеродактиля невшизенной стоимости.

[Leonar]

Shestoper пишет:

Проще заставить ступень лететь баком вперёд

про волан не забыли?

ShestoperПри этом вытеснительный ЖРД несравнимо дешевле в производстве

а тогда зачем чтобытонибыло спасать?
(уже попахивает многоразовым презервативом)

Но мы ведь не ищем лёгких путей, верно?

[Штуцер]

Shestoper пишет:
А бак из толстой жаропрочной стали свободно переживёт аэродинамическое торможение без всякого притомаживания двигателем.

Содержимое бака переживет нагрев толстой жаропрочной стали?  
Или на конечном участке иная схема посадки?

[Shestoper]

Leonar пишет:

Shestoper пишет:

Проще заставить ступень лететь баком вперёд

про волан не забыли?

Shestoper При этом вытеснительный ЖРД несравнимо дешевле в производстве

а тогда зачем чтобытонибыло спасать?
(уже попахивает многоразовым презервативом)

Но мы ведь не ищем лёгких путей, верно?

Если большой бак и маленькая камера сгорания при вытеснительной подаче рассчитаны на одно давление, то кто из них будет тяжелее и где будет у ступени центр тяжести?

А "зачем спасать" - я не группа профессиональных ракетчиков, чтобы провести детальный анализ экономичности использования ступени.
Если авторы Морского Дракона хотели ступени спасать - видимо многократное использование дешевле, чем производство даже вытеснительной ступени. 

[Shestoper]

Штуцер пишет:

Shestoper пишет:
А бак из толстой жаропрочной стали свободно переживёт аэродинамическое торможение без всякого притомаживания двигателем.

Содержимое бака переживет нагрев толстой жаропрочной стали?    
Или на конечном участке иная схема посадки?

Если компоненты переохлажденные, то за пару минут спуска их не так просто вскипятить.

[Штуцер]

Shestoper пишет:
Если компоненты переохлажденные, то за пару минут спуска их не так просто вскипятить.

И алюминиевый сплав в таком случае не нагреется.  

[Антон Матвеев]

Дмитрий В. пишет:
Надо бы сравнивать стоимость, а не массу. 

У самолетной схемы с однократным включением маршевого двигателя (только на старте) найти элементы, чья стоимость будет ниже, чем в случае чисто ракетной посадки. Однократный запуск ЖРД позволяет упростить его схему запуска, что позволит снизить стоимость и увеличить надежность и ресурс. В "Подъеме" ведь предполагалось использование НК-33, где пуск обеспечивается пиростратером, но в то же время он позволял проводить предстартовые прожиги.

[freinir]

Антон Матвеев пишет:

Дмитрий В. пишет:
Надо бы сравнивать стоимость, а не массу.

У самолетной схемы с однократным включением маршевого двигателя (только на старте) найти элементы, чья стоимость будет ниже, чем в случае чисто ракетной посадки. Однократный запуск ЖРД позволяет упростить его схему запуска, что позволит снизить стоимость и увеличить надежность и ресурс. В "Подъеме" ведь предполагалось использование НК-33, где пуск обеспечивается пиростратером, но в то же время он позволял проводить предстартовые прожиги.

То есть повторное включение дороже ВРД?

[napalm]

freinir пишет:
То есть повторное включение дороже ВРД?

Или просто оно впервыевмиренеимеетаналогов.

[Антон Матвеев]

freinir пишет:

Антон Матвеев пишет:

Дмитрий В. пишет:
Надо бы сравнивать стоимость, а не массу.

У самолетной схемы с однократным включением маршевого двигателя (только на старте) найти элементы, чья стоимость будет ниже, чем в случае чисто ракетной посадки. Однократный запуск ЖРД позволяет упростить его схему запуска, что позволит снизить стоимость и увеличить надежность и ресурс. В "Подъеме" ведь предполагалось использование НК-33, где пуск обеспечивается пиростратером, но в то же время он позволял проводить предстартовые прожиги.

То есть повторное включение дороже ВРД?

В определенных условиях может выйти именно так. Если мы говорим о тандеме, то при посадке на отдельную ДУ (ВРД или ЖРД), а не как у Фалкона - на дросселируемую маршевую ДУ, двигатель может быть устроен более просто. При использовании в ракете подобной размерности РД-171, посадка на нем все равно не осуществима, как и в случае УРМ-1 Ангары. Все равно требуется вводить специальную посадочную двигательную установку. Ее конкретная реализация - ВРД или ЖРД, как и схема посадки, с точки зрения жизненного цикла маршевого двигателя уже не настолько важна, если он включается только на старте.  Все равно как у Фалкона не получится, хоть на первой ступени один, хоть четыре маршевых ЖРД. Потому наверное "Прогресс" для "Подъема" и предлагал установку посадочных ВРД для вертикальной посадки.

[m-s Gelezniak]

Пять нк-33

[Антон Матвеев]

m-s Gelezniak пишет:
Пять нк-33                              
                  

Он до 50% дросселируется, но это все равно куда хуже, чем у Мерлина выходит. Плюс опять же пуск от пирошашки, придется всю схему зажигания переделывать для обеспечения многоразового включения. По габаритам они хотя бы в 4100 попадут?

[m-s Gelezniak]

- Моноголовка пирозапука заменяется двух треж мортирной и все.
- Там гаргроты. Леонар рисовал.
Можно и без них но менее эстетично.

[m-s Gelezniak]

Он до 50% дросселируется

Так там и стартовая больше.

[Антон Матвеев]

m-s Gelezniak пишет:

Он до 50% дросселируется

Так там и стартовая больше.

Насколько? Процентов на 20? А тяга одного движка больше чем в два раза.

[m-s Gelezniak]

Это увелоченный зенитовский блок.
Также гравипотери меньше. И посадочная больше. Что есть хорошо.

[Антон Матвеев]

m-s Gelezniak пишет:
Это увелоченный зенитовский блок.

А какого он диаметра тогда будет? Обычный Зенит и так по жд с трудом проходит, потому и недоразмерен по первой ступени, а это чем возить? Оно в собранном состоянии тогда в Ан-124 войдет или уже будет слишком?

[m-s Gelezniak]

Разборный по бакам.

[Leonar]

Антон Матвеев пишет:

m-s Gelezniak пишет:
Это увелоченный зенитовский блок.

А какого он диаметра тогда будет? Обычный Зенит и так по жд с трудом проходит, потому и недоразмерен по первой ступени, а это чем возить? Оно в собранном состоянии тогда в Ан-124 войдет или уже будет слишком?

Войдет