Вариант спасения двигателя первой ступени

[SFN]

А вот еще. Ступень длинная. Вдоль нее можно расположить складные амортизирующие ноги. Нужно 3-4 сложения для рабочей длины в 60-90м. 
 

[Reader]

Гроша ломаного не дам за двигатель, спасаемый иначе, чем SSME  

[SFN]

Reader пишет:
Гроша ломаного не дам за двигатель, спасаемый иначе, чем SSME  

Человечки обязательны? Баргузин подойдет-подлетит?

[SmartLion]

Тема вроде бы подходящая для моего вопроса, может кто-нибудь подскажет насколько реалистичен сейчас нижеприведенный способ спасения первой ступени:

В носовую часть ступени укладывается парашютная система состоящая из 3-4 небольших куполов и устанавливается рулевая система для ориентации. После отделения ступень с небольшим запасом топлива маневрирует чтобы попасть на расчётную траекторию (попасть по направлению), после чего некоторое время просто летит пока не раскрывается вытяжной парашют, а затем и купола. Но поскольку куполов недостаточно, то ступень продолжает спускаться с очень высокой скоростью почти вертикально. В месте спуска на высоте примерно 10 км её поджидает транспортный вертолёт большой грузоподъемности. Вертолёт оборудован парочкой управляемых ракет, которые после старта раскручивают за собой лебедку. Их задача долететь до ступени и зацепить лебедку за трос к которому прицеплен купол парашюта. После того как лебедка зацеплена включается двигатель ступени, а с другой стороны вертолёт подтормаживает её лебёдкой. Когда падение останавливается вертолёт сматывает лебёдку и доставляет ступень куда надо.

[Morin]

mark20000 пишет:
Не рассматривался ли где нибудь вариант спасения двигателей за счет деформации баков?

Сценарий примерно такой. Ступень переворачивается "вверх ногами" и стабилизируется небольшим парашютом. При ударе о землю баки разрушаются и гасят кинетическую энергию. Двигатели остаются целыми.

У меня такая идея была. Возникла, при рассмотрении снимков почти целых боковушек, валяющихся в разных местах. Нужен небольшой стабилизирующий парашют со стороны ДУ. Раскрываться должен на высоте километров 5 не раньше. Чтоб скорость серьезно упала. Ну и надувной баллон вокруг ХО, надуваемый незадолго до приземления - секунд за 20.  Баки сминаются от удара об землю и гасят энергию удара. А надувнушка гасит энергию падения на бок смятой ступени. 100% гарантии сохранности нет, да и не надо. Если 2 из 3-х движков уцелеют - уже хорошо и затраты окупятся.

[Кубик]

Чего проще - испытать идею с парашютом,  вот амортизация самими баками сомнительна, раз уж боковушки почти целые лежат...

[ОАЯ]

SmartLion пишет:
Тема вроде бы подходящая для моего вопроса, может кто-нибудь подскажет насколько реалистичен сейчас нижеприведенный способ спасения первой ступени:

В носовую часть ступени укладывается парашютная система состоящая из 3-4 небольших куполов и устанавливается рулевая система для ориентации. После отделения ступень с небольшим запасом топлива маневрирует чтобы попасть на расчётную траекторию (попасть по направлению), после чего некоторое время просто летит пока не раскрывается вытяжной парашют, а затем и купола. Но поскольку куполов недостаточно, то ступень продолжает спускаться с очень высокой скоростью почти вертикально. В месте спуска на высоте примерно 10 км её поджидает транспортный вертолёт большой грузоподъемности. Вертолёт оборудован парочкой управляемых ракет, которые после старта раскручивают за собой лебедку. Их задача долететь до ступени и зацепить лебедку за трос к которому прицеплен купол парашюта. После того как лебедка зацеплена включается двигатель ступени, а с другой стороны вертолёт подтормаживает её лебёдкой. Когда падение останавливается вертолёт сматывает лебёдку и доставляет ступень куда надо.

Можетбыть так:

[ОАЯ]

Под вертолет подвешивается пусковая установка с реактивным гарпуном.
На расстоянии в 1...2 км выпускается гарпун. Он совершает петлеобразный полет вокруг удленненой стропы парашюта. 
После трех витков гарпун тянет канат в сторону от ступени. 
Петли затягиваются настолько, что легкая, жесткая конструкция на парашюте мешает петлям слететь со стропы.

Но в целом, да! Цирк шапито.

[SFN]

А может двумя вертолетами завести невод с крюками?

[ОАЯ]

С реактивным гарпуном вертолет может успеть к точке встречи пока падает ступень с 50 км до 20 км. А четыре вертолета (или три) должны уже быть в точке встречи. Т.е. до пуска ракеты. Но ветер, неточность, разная масса сделают все, что бы встречи не произошло там, где мы расчитываем. Сетка в 1кмХ1км будет весить тонн шесть.

[SFN]

А СПМУ с ротором?

[ОАЯ]

СПМУ это что? Еще вариант направленым взрывом...

[SFN]

ОАЯ пишет:
СПМУ это что?

Спасаемый подхватом многоразовый ускоритель. Предложение для Ангары

[Кубик]

При всём уважении.. баки надо отделять заранее, если не предложите способ превратить их в крыло, ротор или парашют... :oops:

[SFN]

Спасение ступени - более продвинутый вариант. Самый правильный - сажать ступень прямо на ПУ, заправлять и обратно в путь!

[ОАЯ]

Союз. Первая степень. Сухая масса 20 т.
Грузоподъемность вертолета на высоте в 2,5км – 20т (Ми-26ТС)
В операции задействованы два вертолета. Один на высоте 2,5 км справа от траектории полета ступени на границе расчетной, второй, резервный слева.
 
После разделения на высоте в 50 км срабатывает парашют, и включаются ультрафиолетовые маячки на корпусе ступени (12 шт – расположение маяков отражает шаблон для распознавания ориентации при наведении ракеты). На высоте 2,5 км вертикальная скорость 100 м/с.
На расстоянии от ступени в 2 км с подвески вертолета выпускается самонаводящаяся ракета-носитель с ультрафиолетовым телевизионным наведением. В качестве полезной нагрузки выступает ракета-гарпун с закрепленным шнуром (прочность более 30 т, длина 2 км, масса не более 200 кг.). Весь полет автоматизирован по изображению с телекамеры.
Ракета-носитель при подлете к ступени на расстояние в 100 метров выполняет маневр для успешного облета стропы парашюта гарпуном и отделяет гарпун. Далее ракета-носитель опускается на собственном парашюте.
Гарпун выполняет неуправляемый полет по спирали вокруг стропы парашюта за счет инерции и аэродинамики корпуса.
 
Плюсы:
- Вертолет не специализированный и не уникальный.
- Высота позволяет выполнить повторный захват вторым вертолетом.
- Время полета с грузом не большое – по вертикали не более 500 м.
- Метод безопасный для экипажей вертолетов.
 
Минусы:
- Почти все параметры на пределе.
- Транспортировка по горизонтали вертолетами ограничена большой длиной шнура с грузом.
- Необходим поиск выпущенной ракеты
- Приземление груза не контролируется экипажем вертолета. 

[ОАЯ]

Еще вариант:
С винтового самолета за 2 км от падающей первой ступени производится пуск ракеты с гарпуном. Но в ракете уже находится контейнер с грузовым парашютом на 20 тонн.
- Ракета наводится автоматически на маяки на корпусе ступени.
- Ракета сбрасывает реактивный гарпун с самораспаковывающимся контейнером с грузовым канатом.
- Гарпун обвивает стропу малого парашюта первой ступени
- Из ракеты выпускается грузовой парашют, прикрепленный грузовым канатом к гарпуну.
Плюсы:
- Грузовой канат небольшой длины (не более 200 м)
- Нет нагрузки на самолет, вертолет.
- Нет нагрузки на ракету в процессе полета от грузового каната.
Минусы:
- Более сложный реактивный гарпун из-за непредсказуемости полета тяжелой ракеты.
- Грузовой парашют должен выдерживать 20 тонн.
- Самолет должен выполнять управляемые эволюции перед пуском ракеты.

[SFN]

А вообще какой максимальный груз подхватывали вертолетом или самолетом?

[ОАЯ]

Есть пример:

28 июня 2000 г. экипаж самолета Ан-26 RA-26039 ФГУП "Томскавиа" (Западно-Сибирское МТУ) выполнял лесоавиационные работы с выброской парашютистов и таборного груза на пожар.. На борту самолета находилось восемь парашютистов и 1100 кг груза (продукты питания и шанцевый инструмент).

После выброски парашютистов экипаж занял истинную высоту 300 м и приступил к выброске таборного груза. При выброске груза произошло зацепление стабилизирующего парашюта за грузовую лебёдку. Ранец с грузом повис на парашюте и начал совершать хаотические колебания в воздушном потоке, нанося удары по задней части фюзеляжа и правой и левой половинам стабилизатора, в результате чего была повреждена обшивка фюзеляжа и стабилизатора. Экипажем при помощи спасательной ленты ранец с парашютом был затянут в самолет. Самолет произвел благополучную посадку.

https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=17&ved=0CDsQFjAGOAo&url=http%3A%2F%2Fwww.maa.ru%2FFileNDoc%2F367.rtf&ei=O-nJVKKzN4Wi8QXU44LYBw&usg=AFQjCNE4BAGBKpgv4fwiyY677I-RFzAzGw&bvm=bv.84607526,d.dGY&cad=rja
Т.е. проблема решаема!

[SmartLion]

ОАЯ пишет: 
Можетбыть так:

Можно и так. Спасибо за полезный материал. Я специально постарался убрать конкретные механизмы и технические решения. Меня больше интересует насколько это перспективно и почему никто этого ещё не сделал. 

Основная идея состоит в том, что используется комбинация из нескольких видов торможения, которые в идеале должны дать очень плавное торможение и экономию которую не может дать каждый из видов по отдельности. Возможно тут кто-нибудь сможет оценить это в цифрах и подтвердить принципиальную возможность/невозможность такого способа. 

Для начала хотя бы оценить примерные параметры такого спуска.
1. аэродинамическое торможение корпусом ступени на V1 м/с после разделения  
2. парашют на котором ступень спускается до Х1 км и тормозится на V2 м/с
3. торможение двигателем ступени на V3 м/с  на что требуется Х2 тонн топлива 
4. торможение лебедкой когда ступень уже зацеплена и тянет вниз силой инерции 
5. торможение винтом вертолёта когда лебедка уже вся выбрана. 


Я к сожалению сам не могу всё оценить, поэтому буду очень рад, если кто то подскажет.

Из очевидных проблем:
1. торможение корпусом будет очень слабое из-за разряженного воздуха и малой площади
2. в момент раскрытия парашюта будет сильный рывок, который может повредить корпус, но маленький парашют не достаточно снизит скорость
3. большой запас топлива сильно снижает массу выводимой полезной нагрузки, мало топлива - слабое торможение
4. захват ступени будет сопровождаться сильным рывком, который может вызвать нестабильность полёта вертолёта. Разматывание лебёдки смягчит этот процесс, но лебедку нельзя разматывать вечно
5. малое время на захват ступени. Например, если высота всего 2 км, а ступень летит 100 м/с, то на захват, и торможение всего чуть более 20 секунд. Я потому и считаю, что ловить надо ближе к 5 км, чтобы времени было побольше и потом можно было ещё разматывать лебедку пару километров, плавно переходя к вертикальному торможению вертолётом.