Черная дыра

Вариация на ему 40-тонника

ЦБ - диам. 4,1 м, только бак с керосином, 170 м3, 145 т топлива, длина ~15 м, РД-171
По бокам - 2 бака кислорода, диам. 2,9 м, длина 25 м, 2*165 м3, 470 т кислорода, фактически корпус УРМа
ББ - 2 шт., УРМы с РД-180
3 ст. - штатная 2-я Зенита

На преспективу - замена 3-й ст. криогенной, благо высота позволяет в пределах 50 м.

Что скажут премудные кроты? ;)

Я не премудрый, но скажу - выглядит... необычно.
Что-то не нравится, но не могу понять что именно...

Массвое совершенство хреновое, зато длина и диаметры отличные, двигатели серийные, да и сами модули. А внешние баки на КБЮ уже просчитывали для Зенита, обсуждалось здесь.
Имхо, внизу ЦБ нужен коллектор для кислорода, поступающего из боковых баков, на манер бака керосина РБ ДМ.

Маленькая Виктория-К? Не очень хорошо, ИМХО, питать разнотипные двигатели из одного бака.

ЦитироватьМаленькая Виктория-К? Не очень хорошо, ИМХО, питать разнотипные двигатели из одного бака.

Не-не!
Боковые кислородные баки работают только на РД-171 на ЦБ. А боковушки с РД-180 - сами по себе, чисто ангаровский УРМ, только с РД-180.

Меня вот немного напрягает время работы РД-171 - 250 секунд. Протянет?

Так, вопрос снят, протянет, на Атласе как раз столько РД-180 работают.
Кстати, желающим поморочить голову с совместимостью УРМа и РД-180 предлагается почитать про Атлас-III.

Некоторые уточнения.

Сухую массу ступеней можно получить так:
Пустая 1-я ст. Зенита сейчас весит 27,5 т, из которых 10 т - РД-171. Длина 33 м. Здесь же дина в 2 раза меньше - (27,5-10)/2+10 = ~20 т сухая масса ЦБ с запасом.
Пустой УРМ с РД-190 - 10 т, допустим. Отсюда, чисто конструкции 10-2,2 = ~8 т каждый боковой бак кислорода.
ББ с РД-180 будет весить 10-2,2+5,4 = ~13 т


Прогнал через ЛанчМодель.
ПН 41 т уходит легко. Даже если ошибка +5%, то все равно в "40-тонник" отлично укладывается. И это только на керосине.

А какая стартовая масса? Я прикинул, получилось при мю ПН 3% тонн 35-36 только должна выводить. Больше означает некорректность статистики с Зенита и УРМ.

ЦитироватьА какая стартовая масса?

1100 т примерно, может чуть меньше.
ПН 40 т, ГО 5 т.

ЦитироватьЯ прикинул, получилось при мю ПН 3% тонн 35-36 только должна выводить.

Хм, а как для Ангары 3,5% - так ничё? ;)

ЦитироватьБольше означает некорректность статистики с Зенита и УРМ.

В смысле - статистики? Все цифры вполне официальные, ну разве что сухая и залитая масса УРМа, но там не суть важно, +- 3 копейки.

Цитировать

ЦитироватьА какая стартовая масса?

1100 т примерно, может чуть меньше.
ПН 40 т, ГО 5 т.

ЦитироватьЯ прикинул, получилось при мю ПН 3% тонн 35-36 только должна выводить.

Хм, а как для Ангары 3,5% - так ничё? ;)

ЦитироватьБольше означает некорректность статистики с Зенита и УРМ.

В смысле - статистики? Все цифры вполне официальные, ну разве что сухая и залитая масса УРМа, но там не суть важно, +- 3 копейки.

Это у какой такой Ангары такой мю ПН - 3,5%?

ЦитироватьХм, а как для Ангары 3,5% - так ничё? ;)

А Вы верите, что там будет 3,5%? Нет, конечно для относительно большой керосиновой РН (Н1, например, м.б. 3,45%, хотя это тоже вопрос веры)такие цифры можно получить. Но скорее для моноблока. Я бы сказал, что это достижимый уровень, но требующий новаций в производстве. Кстати, это мы видим и на примере Ангары.

ЦитироватьЭто у какой такой Ангары такой мю ПН - 3,5%?

Ну 3,3%, велика разница...

ЦитироватьА Вы верите, что там будет 3,5%?

А че не верить? Они же слово заветное знают - дросселирование! Вроде по расчетам - получается.

Кстати, здесь никакого дросселирования нет, хотя можно...

Кстати, а почему ЦБ 4,1 м, а третья ступень - штатная от Зенита (3,9 м)? Получается лишний диаметр в производстве.

Имхо, для чисто керосиновой двухступенчатой РН реально можно получить 3,5-4% массовой отдачи.

ЦитироватьКстати, а почему ЦБ 4,1 м, а третья ступень - штатная от Зенита (3,9 м)? Получается лишний диаметр в производстве.

Издеваетесь?  :twisted:
Я просто взял реальную ступень, чтоб не мудрить с расчетами. Может она даже не оптимальная. Какие уж там диаметры...



ЗЫ. Может я чего с расчетами попутал, но массовое совершенство 2-й ступени получается 18...  :shock:
как у шаттловского бака

ЦитироватьИмхо, для чисто керосиновой двухступенчатой РН реально можно получить 3,5-4% массовой отдачи.

Угу. А это 2,5-ступенчатая.

ЦитироватьЗЫ. Может я чего с расчетами попутал, но массовое совершенство 2-й ступени получается 18...  :shock:

Скока, скока? :shock:

ЦитироватьИмхо, для чисто керосиновой двухступенчатой РН реально можно получить 3,5-4% массовой отдачи.

Можно, тем более у Bell'а я так понимаю три ступени. Но 4% для нашего производства - это очень напрягаться. Да и 3,5 - на грани. Но все возможно. Другое дело - а надо ли. Если в советское время массовое совершенство было основным критерием качества разработки, то сейчас наверное это будет минимум суммарных затрат на всю программу.

Цитировать

ЦитироватьЗЫ. Может я чего с расчетами попутал, но массовое совершенство 2-й ступени получается 18...  :shock:

Скока, скока? :shock:

650/36 - масса заправленной ступени на массу сухой. ЦБ 20 т + боковые баки 8*2...
А что?

Цитировать

ЦитироватьЗЫ. Может я чего с расчетами попутал, но массовое совершенство 2-й ступени получается 18...  :shock:

Скока, скока? :shock:

Ну, в принципе, много, конечно, но не предел для существующих изделий...

Цитировать

ЦитироватьИмхо, для чисто керосиновой двухступенчатой РН реально можно получить 3,5-4% массовой отдачи.

Можно, тем более у Bell'а я так понимаю три ступени.

Честные 2,5, как у семерки. Вторая ступень работает вдвое дольше первой со старта.

ЦитироватьНо 4% для нашего производства - это очень напрягаться. Да и 3,5 - на грани. Но все возможно. Другое дело - а надо ли. Если в советское время массовое совершенство было основным критерием качества разработки, то сейчас наверное это будет минимум суммарных затрат на всю программу.

Тут все пучком! :)
ББ и боковые баки делаются строго по образу и подобию УРМа. Для ЦБ на том же ЦиХе оснастка есть, от Протона. Двигатели все серийные, с одного Энергомаша.
И за совершенством я особо не гнался, само вышло :)

Вообще хорошо укладывается тяговооруженность ступеней, диаметры, серийность и т.п.

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьЗЫ. Может я чего с расчетами попутал, но массовое совершенство 2-й ступени получается 18...  :shock:

Скока, скока? :shock:

650/36 - масса заправленной ступени на массу сухой. ЦБ 20 т + боковые баки 8*2...
А что?

Это вообще много, а уж для вторых ступеней многоблочной компоновки... Хотя, в принципе, для ЦБ пакетной схемы.
Считаем:
- ДУ: 11 т - залитый РД-171, +30% на дополнительные агрегаты (типа КААЗ, арматуры ит.п.), итого 14,3 т.
- топливный отсек (с остатками топлива и газов): примерно (в лучшем случае) 2,5% от рабочего запаса топлива, т.е. 15 т.
- масса прочих отсеков (узлы связи, адаптеры, хвостовой отсек, СПВП, элементы СУ): примерно 2% от массы заправленного блока, т.е около 13 т.
Итого конечная масса блока 42,3 т. Массовое совершенство примерно 14,5 т

Цитировать

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьЗЫ. Может я чего с расчетами попутал, но массовое совершенство 2-й ступени получается 18...  :shock:

Скока, скока? :shock:

650/36 - масса заправленной ступени на массу сухой. ЦБ 20 т + боковые баки 8*2...
А что?

Это вообще много, а уж для вторых ступеней многоблочной компоновки... Хотя, в принципе, для ЦБ пакетной схемы.
Считаем:
- ДУ: 11 т - залитый РД-171, +30% на дополнительные агрегаты (типа КААЗ, арматуры ит.п.), итого 14,3 т.

Официальная масса залитого РД-171 - 10300 кг
http://www.npoenergomash.ru/engines/rd171m/
А 11 т это вы взяли с РД-170.
Так что не более 13,5 т

Цитировать- топливный отсек (с остатками топлива и газов): примерно (в лучшем случае) 2,5% от рабочего запаса топлива, т.е. 15 т.

Никаких гарантийных запасов!
Слава богу - когда еще отказались от этого на Протоне??? Не нужны никакие гарантийные запасы на современной РН с цифровой СУ.
Ну процент, от силы, из любви к исскуству и уважения к Вам!
Итого 6 т.

Цитировать- масса прочих отсеков (узлы связи, адаптеры, хвостовой отсек, СПВП, элементы СУ): примерно 2% от массы заправленного блока, т.е около 13 т.

А сколько всё это весит у Зенита? 350*2% - 7 т?
Допустим узлы связи для боковых баков будут больше. Но ни СУ, ни СПВП, ни ХО, ни адаптеры от этого не увеличатся.
Пусть 9 т, ладно.

ЦитироватьСчитаем:
- ДУ: 11 т - залитый РД-171, +30% на дополнительные агрегаты (типа КААЗ, арматуры ит.п.), итого 14,3 т.
- топливный отсек (с остатками топлива и газов): примерно (в лучшем случае) 2,5% от рабочего запаса топлива, т.е. 15 т.
- масса прочих отсеков (узлы связи, адаптеры, хвостовой отсек, СПВП, элементы СУ): примерно 2% от массы заправленного блока, т.е около 13 т.
Итого конечная масса блока 42,3 т. Массовое совершенство примерно 14,5 т

Погодите, давайте по этой схеме Зенит посчитаем и сравним с реальными цифрами.

ЦитироватьНикаких гарантийных запасов!
Слава богу - когда еще отказались от этого на Протоне??? Не нужны никакие гарантийные запасы на современной РН с цифровой СУ.
Ну процент, от силы, из любви к исскуству и уважения к Вам!
Итого 6 т.

А я про гарантийные запасы и не говорил  :wink: 1% от 630 т - это 6,3 т остатков незабора, ну и добавьте конструкцию. Кстати, для Виктории-К массовое совершенство блоков 2-й ступени 13,5, а третьей - 16,5 (что вообще-то реально для такой схемы). Но уж никак ни 18,5!

ЦитироватьЗЫ. Может я чего с расчетами попутал, но массовое совершенство 2-й ступени получается 18... :shock:
как у шаттловского бака

Ничего удивительного, ведь вы упихнули 470 т кислорода в 330 кубометров :wink:, в результате и соотношение компонентов получилось довольно веселым, хотя заячьи уши кислородных баков тоже ничего.

Цитировать

ЦитироватьЗЫ. Может я чего с расчетами попутал, но массовое совершенство 2-й ступени получается 18... :shock:
как у шаттловского бака

Ничего удивительного, ведь вы упихнули 470 т кислорода в 330 кубометров :wink:,

Вот такой я затейник! :P ;)
Попутал плотность газообразного и жидкого. Кстати, а какая плотность у переохлажденного ЖК? 1,2 кг/л будет?

Цитироватьхотя заячьи уши кислородных баков тоже ничего.

А это - ниче. Это реальные проработки КБЮ по модернизации Зенита.
Обсуждалось: http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=6755

ЦитироватьПопутал плотность газообразного и жидкого. Кстати, а какая плотность у переохлажденного ЖК? 1,2 кг/л будет?

У слегка переохлажденного (на десяток кельвинов) - 1,16
у шугообразного - что-то в районе 1,3.

ЦитироватьПогодите, давайте по этой схеме Зенит посчитаем и сравним с реальными цифрами.

А чего тут сравнивать? У Зенита совершенство блока 1-й ступени примерно 11,2.

Цитировать

ЦитироватьНикаких гарантийных запасов!
Слава богу - когда еще отказались от этого на Протоне??? Не нужны никакие гарантийные запасы на современной РН с цифровой СУ.
Ну процент, от силы, из любви к исскуству и уважения к Вам!
Итого 6 т.

А я про гарантийные запасы и не говорил  :wink: 1% от 630 т - это 6,3 т остатков незабора, ну и добавьте конструкцию. Кстати, для Виктории-К массовое совершенство блоков 2-й ступени 13,5, а третьей - 16,5 (что вообще-то реально для такой схемы). Но уж никак ни 18,5!

Черт, ну не знаю...
Давайте посчитаем прямо:
1) 1 ст. Зенита за минусом верхней половины. Т.е. все, что ниже середины остается, межбаковая перегородка считается за верхнее дно, ХО остается прежний. + 1-2 тонны на коллектор ЖК и пр. запасы.
2) Пустой УРМ без всего ХО. Баллоны с гелием остаются, ессно.

Все невырабатываемые остатки берем прямо с Зенита.

Что получится? А-то так через проценты погрешность будет ого-го.

Цитировать

ЦитироватьПопутал плотность газообразного и жидкого. Кстати, а какая плотность у переохлажденного ЖК? 1,2 кг/л будет?

У слегка переохлажденного (на десяток кельвинов) - 1,16
у шугообразного - что-то в районе 1,3.

А в Зенит какой заливают? И на какой рассчитывают для Ангару?

Цитировать

ЦитироватьПогодите, давайте по этой схеме Зенит посчитаем и сравним с реальными цифрами.

А чего тут сравнивать? У Зенита совершенство блока 1-й ступени примерно 11,2.

Вообще-то сейчас 12,8.
У Зенита доля двигателя очень велика, больше 1/3 всего сухого веса, а здесь большие баки.

ЦитироватьВсе невырабатываемые остатки берем прямо с Зенита.

Угу, всего-то около 5-6 т.

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьПопутал плотность газообразного и жидкого. Кстати, а какая плотность у переохлажденного ЖК? 1,2 кг/л будет?

У слегка переохлажденного (на десяток кельвинов) - 1,16
у шугообразного - что-то в районе 1,3.

А в Зенит какой заливают? И на какой рассчитывают для Ангару?

У Зенита кипящий кислород

ЦитироватьКстати, а какая плотность у переохлажденного ЖК? 1,2 кг/л будет?

Даже до 1,25 можно обеспечить, правда неизвестно как к нему отнесется РД-171.

ЦитироватьА это - ниче. Это реальные проработки КБЮ по модернизации Зенита.
Обсуждалось: http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=6755

Там как я понял уши были чебурашкины, а тут - именно заячьи.

ЦитироватьДавайте посчитаем прямо:
1) 1 ст. Зенита за минусом верхней половины. Т.е. все, что ниже середины остается, межбаковая перегородка считается за верхнее дно, ХО остается прежний. + 1-2 тонны на коллектор ЖК и пр. запасы.

А у Зенита есть межбаковая перегородка?

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьПогодите, давайте по этой схеме Зенит посчитаем и сравним с реальными цифрами.

А чего тут сравнивать? У Зенита совершенство блока 1-й ступени примерно 11,2.

Вообще-то сейчас 12,8.
У Зенита доля двигателя очень велика, больше 1/3 всего сухого веса, а здесь большие баки.

Да, вот что-то я засомневался даже в 11,2.... Похоже, что где-то 10,8-11,0.

ЦитироватьМасса первой ступени: 354,35 (пустая масса 27,564)

Это с Википедии, но можно найти и по-официальнее.

Цитировать

ЦитироватьКстати, а какая плотность у переохлажденного ЖК? 1,2 кг/л будет?

Даже до 1,25 можно обеспечить, правда неизвестно как к нему отнесется РД-171.

Пусть будет 1,15. А керосин 0,85. Хоть какой-то запас для маневра.

Цитировать

ЦитироватьА это - ниче. Это реальные проработки КБЮ по модернизации Зенита.
Обсуждалось: http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=6755

Там как я понял уши были чебурашкины, а тут - именно заячьи.

По многочисленным просьбам читателей готовиться версия с чебурашкиными и слоновьими ушами! :)

Придется делать 3 одинаковых бака по 16 м диаметром 4,1.

Цитировать

ЦитироватьДавайте посчитаем прямо:
1) 1 ст. Зенита за минусом верхней половины. Т.е. все, что ниже середины остается, межбаковая перегородка считается за верхнее дно, ХО остается прежний. + 1-2 тонны на коллектор ЖК и пр. запасы.

А у Зенита есть межбаковая перегородка?

Ну у него же не единый бак. А здесь один блок - один бак.

Цитировать

ЦитироватьМасса первой ступени: 354,35 (пустая масса 27,564)

Это с Википедии, но можно найти и по-официальнее.

Еще раз - пустая масса - это масса без остатков топлива и газов. Реальное конструктивное совершенство = Начальная (стартовая) масса блока/ конечная масса блока (с учетом остатков топлива и газов). У блока первой ступени Зенита конечная масса блока составляет 32-33 тонны.

Ясно. Но тогда и здесь будет где-то на уровне 15,5-16.

ЦитироватьЯсно. Но тогда и здесь будет где-то на уровне 15,5-16.

Я бы сказал, на уровне 2-й ступени Виктории-К, то есть примерно 14,5. Ну, а если постараться, то и до 15,5 можно.

ЦитироватьТам как я понял уши были чебурашкины, а тут - именно заячьи.
По многочисленным просьбам читателей готовиться версия с чебурашкиными и слоновьими ушами! :)
Придется делать 3 одинаковых бака по 16 м диаметром 4,1.

Ага, тяжеленные уши, висящие на легком центре, ведь есть же протоновская схема, зачем велосипед изобретать?  

ЦитироватьНу у него же не единый бак. А здесь один блок - один бак.

Ну это я чтоб никто не подумал, что у Зенита совмещенное днище.

Цитировать

ЦитироватьЯсно. Но тогда и здесь будет где-то на уровне 15,5-16.

Я бы сказал, на уровне 2-й ступени Виктории-К, то есть примерно 14,5. Ну, а если постараться, то и до 15,5 можно.

Сухая масса топливных баков - 8 т (х3), двигатель 10,5 т, оборудование 4-5 т,  остатки 5-6 т. Итого 45 т.

Цитировать

ЦитироватьТам как я понял уши были чебурашкины, а тут - именно заячьи.
По многочисленным просьбам читателей готовиться версия с чебурашкиными и слоновьими ушами! :)
Придется делать 3 одинаковых бака по 16 м диаметром 4,1.

Ага, тяжеленные уши, висящие на легком центре, ведь есть же протоновская схема, зачем велосипед изобретать?  

В смысле?
Понятно, что даже 2 боковых бака будут тяжелее центра, но как иначе и что с того?

ЦитироватьВ смысле?
Понятно, что даже 2 боковых бака будут тяжелее центра, но как иначе и что с того?

Окислитель надо в центр заливать, а горючее - в боковухи меньшего диаметра, тогда изгибающие нагрузки будут меньше.

Понятно.
Но настолько ли принципиальны эти нагрузки? Иначе вся схема рушится :(

ЦитироватьПонятно.
Но настолько ли принципиальны эти нагрузки? Иначе вся схема рушится :(

А в чем проблема-то? Хотелось баки окислителя одной длины с УРМ сделать?

Не совсем. УРМ слишком длинный, чтобы делать ЦБ таким же. УРМ тут только ради хоть какой-то видимости унификации :)

К тому же желательно иметь запас длины по центру для криогенной 3-й ступени.
На самом деле хотелось использовать освоенные диаметры и серийные двигатели. Учитывая соотношение объемов ЖК/керосин логично выглядят 3 одинаковых по объему бака - 2 кислорода по бокам и 1 керосина в центре.

Изгибающие нагрузки от одного двигателя в центре необходимо распределять от рамы двигателя диагонально в днища боковых баков. Плюс стягивающий пояс связей в верхней части пакета. Что-то на манер ДельтыХэви/Титана. Понятно, что в таком виде ЦБ и боковые баки конструктивно будут существенно отличаться, но как иначе?

Обратное распределение компонентов ведет к очень длинному ЦБ, с двигателями будет до 40 м. Даже с керосиновой 3-й ступенью, РБ и соотвествующим ГО общая длина перевалит за 60 т...


Мда... Призрак Ангары-94 не дает покоя  :mrgreen:

Не загоняйте себя в рамки одной концепции :wink:

ЦитироватьНе загоняйте себя в рамки одной концепции :wink:

К сожалению мы уже находимся в очень узких рамках :(
Это строго определенные диаметры, как по транспортировке, так и по оснастке. Это ограниченный круг серийных и около того двигателей. Это практически отсутствие водорода. И т.п...
Где уж тут развернуться? :(

Все-таки я думаю предложенный вариант вполне правдоподобен.

Цитировать

ЦитироватьНе загоняйте себя в рамки одной концепции :wink:

К сожалению мы уже находимся в очень узких рамках :(
Это строго определенные диаметры, как по транспортировке, так и по оснастке. Это ограниченный круг серийных и около того двигателей. Это практически отсутствие водорода. И т.п...
Где уж тут развернуться? :(

Все-таки я думаю предложенный вариант вполне правдоподобен.

Не согласен. Диаметр можно выбрать и 4,2-4,3 спокойно - проходит в грузоотсек Ан-124. Можно и больше - наружная транспортировка на самолетах. ЖРД - а почему только серийные? Сейчас не 1990-е - деньги есть (правда, людей, способных ставить задачи и определять цели, нет).

Новые диаметры и двигатели = качественно другие расходы :(
Не поймут...

ЦитироватьНовые диаметры и двигатели = качественно другие расходы :(
Не поймут...

1) Новый диаметр - это не фантастические расходы.
2)Новый ЖРД - да, нежелателен, но и номенклатура имеющихся (НК-33, РД-180, РД-171, РД-0124, 11Д58, 11Д122 - с оговорками) - более, чем достаточна.
3)40-тонник может быть создан в рамках существующих схем и ЖРД.

Я думаю, что 40-тонник может быть создан в рамках диаметра 4100. Увеличивать его - делать эту РН штучной. А так все действительно есть. Пугает только история с Ангарой. Может оказаться. что нет людей. :cry:

Зенит показал, что в диаметре 4100 нельзя сделать даже 20-тонник :(

В моноблоке, ессно ;)

ЦитироватьЗенит показал, что в диаметре 4100 нельзя сделать даже 20-тонник :(

В моноблоке, ессно ;)

Кто говорит про моноблок? Тут ведь речь о задачах. Если задача - полет на Луну (раньше американцев), то можно сделать и серию в 10-12 моноблочных ракет, привезти самолетом их а Байконур и пустить с УКСС. А потом забыть. Если делать на эту РН ставку как на замену Протона, то вариант моноблока потребует строительства двух заводов на космодромах.