Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 29
Спасибо, прочиталось с удовольствием.
Всегда было интересно, разве ферма, соединяющая ступени, не ухудшает аэродинамику?..
Всегда было интересно, разве ферма, соединяющая ступени, не ухудшает аэродинамику?..
Разделение ступеней «горячее», т.е. сначала включается двигатель следующей ступени, а затем сбрасывается предыдущая. Поэтому закрытый переходник не подходит — некуда уходить выхлопу двигателя. Да и весить ферма должна меньше сплошного переходника. А поскольку диаметры ступеней совпадают, аэродинамические потери должны быть невелики.
Спасибо отличная статья в которую можно тыкать после очень распространенного заблуждения: «Россия проедает космическое наследие СССР» или «Ффффф космос только на софестцких ракетах, новые делать разучились».
Специально подчеркну, что проектировалась ракета с конца нулевых, то есть у нас есть квалифицированная молодежь в конструкторских бюро. И обратите внимание на то, что все полетело хорошо с первого раза, т.е. хорошо организованы процессы — производство, сборка, тестирование.
Ракета разрабатывалась с «нуля»? Вики говорит, что это всего лишь модификация «Союз-У», разработанной в 1973 году.
Перечитайте статью внимательней. Первая ступень фактически новая, с новой геометрией, заменой РД-108 на НК-33 + РД-0110Р, что требует новой системы управления. Ну и блок выведения тоже новый. Понятно, что не на пустом месте, но это закономерно для инженерных конструкций — даже первый ЖРД Цандера был модифицированной паяльной лампой.
Вопрос про «ноль» был исключительно из-за Вашего утверждения —
«Специально подчеркну, что проектировалась ракета с конца нулевых, то есть у нас есть квалифицированная молодежь» уж не знаю как в коллективах, разрабатывающих НК-33 и РД-0110Р, но мои одногруппники, работающие в РКК Энергия и в НИИ ЦНИИМАШ самые «молодые» в своих отделах, простите, но нам за 40 и учились мы ещё при СССР…
«Специально подчеркну, что проектировалась ракета с конца нулевых, то есть у нас есть квалифицированная молодежь» уж не знаю как в коллективах, разрабатывающих НК-33 и РД-0110Р, но мои одногруппники, работающие в РКК Энергия и в НИИ ЦНИИМАШ самые «молодые» в своих отделах, простите, но нам за 40 и учились мы ещё при СССР…
«с конца нулевых» годов
А что касается молодежи, почитайте тему на «Новостях космонавтики». Люди «в теме» радуются за молодёжь, значит, они её видят в отрасли. И даже прямая формулировка «Да, пожалуй, для ЦСКБ — это первая РН, практически самостоятельно созданная „с нуля“ (пусть и с оговорками).» там встречается.
А что касается молодежи, почитайте тему на «Новостях космонавтики». Люди «в теме» радуются за молодёжь, значит, они её видят в отрасли. И даже прямая формулировка «Да, пожалуй, для ЦСКБ — это первая РН, практически самостоятельно созданная „с нуля“ (пусть и с оговорками).» там встречается.
новые делать разучились
Конечно, разучились. Последние 30 лет делают одни и те же ракеты, без прорывных идей. Столько времени прошло, давно уже надо было освоить простые полёты на Луну и обратно, построить побольше станций на орбите, экспериментировать с другими типами двигателей.
Спасибо за статью. После прочтения новостей о выведении спутников новой ракета-носителем на новостных сайтах как раз хотелось найти более развернутый материал.
А всё потому, что работает на керосине.
Спасибо!
Спасибо, что написали статью с любовью (это заметно с первых строк) и красотой. Редкость. С радостью бы читал так статьи и про другие наши разработки.
Меня вот всегда интересовал такой нубский вопрос по дизайну ракет, но не знал у кого спросить.
Обычная ракета всегда казалось неустойчовой: попробуйте подкинуть авторучку щелчком пальца так, чтобы она полетела ровно и не кувыркнулась. Но если к верхушке авторучки приделать крючок и щелчок пальца будет прилагаться к этому крючку, таща, а не толкая с торца — то авторучка полетит аккуратнее)
Вот так же и с ракетой. Почему никто не строит ракеты вот такого дизайна? (рисунок строго не судить, накатал на скорую руку для пояснения принципа: двигатели не толкают снизу, а тянут ракету; аэродинамику и компоновку можно изменить). В этом случае я вижу такие плюсы: на всю ракету только 3 двигателя (а не по комплекту на каждую ступень), секции после опорожнения сразу отстреливаются плавно уменьшая вес ракеты, намного проще управление (ракета не завалится как Протон на последней аварии и как куча других ракет, а будет плавно крениться и больше времени на выравнование). Минусы — надо как-то прокидывать топливопроводы от верхней секции через полезную нагрузку к фермам, сами фермы будут много весить.
Обычная ракета всегда казалось неустойчовой: попробуйте подкинуть авторучку щелчком пальца так, чтобы она полетела ровно и не кувыркнулась. Но если к верхушке авторучки приделать крючок и щелчок пальца будет прилагаться к этому крючку, таща, а не толкая с торца — то авторучка полетит аккуратнее)
Вот так же и с ракетой. Почему никто не строит ракеты вот такого дизайна? (рисунок строго не судить, накатал на скорую руку для пояснения принципа: двигатели не толкают снизу, а тянут ракету; аэродинамику и компоновку можно изменить). В этом случае я вижу такие плюсы: на всю ракету только 3 двигателя (а не по комплекту на каждую ступень), секции после опорожнения сразу отстреливаются плавно уменьшая вес ракеты, намного проще управление (ракета не завалится как Протон на последней аварии и как куча других ракет, а будет плавно крениться и больше времени на выравнование). Минусы — надо как-то прокидывать топливопроводы от верхней секции через полезную нагрузку к фермам, сами фермы будут много весить.
Эскиз
Я вижу в вашей схеме следующие минусы:
1) Воздействие выхлопных газов двигателей на ракету и полезный груз. Даже выхлопные газы от рулевых двигателей на зенитных ракетах, которые располагаются примерно по центру ракеты, представляют серьезную проблему для аэродинамического оперения ракеты, если оно располагается сзади. А тут не рулевые, тут маршевые двигатели. Пожгут и тросы внизу, и все остальное.
2) Одни и те же двигатели нецелесообразно размещать на разных ступенях. В процессе полета масса ракеты существенно уменьшается. Если на старте для придания ракете заданного ускорения необходимы двигатели огромной мощности, то после отделения первой ступени остается лишь часть исходной массы. При сохранении прежней тяги двигателей ускорение ракеты превысит предел, переносимый человеком. Поэтому на современных ракетах используется дросселирование двигателей первой ступени: вначале они работают на полную мощность, а под конец работы где-то в районе 30% от номинала. Дальнейшее уменьшение тяги сопряжено с техническими трудностями, да и кпд двигателя, работающего на малой тяге, скорее всего, хуже, чем на номинале.
1) Воздействие выхлопных газов двигателей на ракету и полезный груз. Даже выхлопные газы от рулевых двигателей на зенитных ракетах, которые располагаются примерно по центру ракеты, представляют серьезную проблему для аэродинамического оперения ракеты, если оно располагается сзади. А тут не рулевые, тут маршевые двигатели. Пожгут и тросы внизу, и все остальное.
2) Одни и те же двигатели нецелесообразно размещать на разных ступенях. В процессе полета масса ракеты существенно уменьшается. Если на старте для придания ракете заданного ускорения необходимы двигатели огромной мощности, то после отделения первой ступени остается лишь часть исходной массы. При сохранении прежней тяги двигателей ускорение ракеты превысит предел, переносимый человеком. Поэтому на современных ракетах используется дросселирование двигателей первой ступени: вначале они работают на полную мощность, а под конец работы где-то в районе 30% от номинала. Дальнейшее уменьшение тяги сопряжено с техническими трудностями, да и кпд двигателя, работающего на малой тяге, скорее всего, хуже, чем на номинале.
Не исключено, что срок службы двигателя равен времени работы ступени. Таким образом, у ракеты вашей конструкции двигатели просто выйдут из строя в середине полёта. Конструировать же двигатели, способные проработать всё время полёта нецелесообразно, поскольку их масса будет существенно больше.
Дополню предыдущих комментаторов. Эту проблему решает система управления, которая поддерживает неустойчивое равновесие.
Кстати, про систему управления, вики говорит о 2.1а:
Справедливо ли это и к 2.1в?
Первая модификация предусматривала замену двух[10] аналоговых систем управления на единую цифровую российского производства, что позволило значительно повысить точность выведения, устойчивость и управляемость ракеты, кроме того снизило зависимость от импортных комплектующих при производстве РН. Применение новой системы управления позволило использовать увеличенные головные обтекатели и соответственно увеличить габариты полезной нагрузки.
Справедливо ли это и к 2.1в?
Роскосмос пишет: Для обеспечения устойчивости и управляемости и работы систем регулирования РН «Союз-2.1в» используется система управления с РН «Союз-2» этапа 1б с доработкой программно-математического обеспечения и изменением приборного состава.
Аналоговых систем скорее всего вообще нигде не уже осталось. «Протон» цифровой, «Союз» (корабль) — тоже.
Аналоговых систем скорее всего вообще нигде не уже осталось. «Протон» цифровой, «Союз» (корабль) — тоже.
Отличная статья на Википедии, объясняющая, почему размещение двигателей сверху не прибавляет стабильности, а наоборот, даже ухудшает ее: en.wikipedia.org/wiki/Pendulum_rocket_fallacy (к сожалению, русского перевода не обнаружил). Вкратце: когда вы подвешиваете ручку на палец за крючок, палец всегда тянет ручку вертикально вверх, независимо от ее наклона и движения. Размещенные же наверху ракеты двигатели всегда имеют вектор тяги, параллельный ее вертикальной оси, и соответственнo двигающийся вместе с ракетой; таким образом, при отклонении от вертикали не происходит автоматической коррекции, как в случае с подвесом под пальцем. Вместо этого для стабилизации используется активное управление вектором тяги, а с ним всe равно, где располагать ось поворота — вверху или внизу ракеты. Весомая же причина выбора нижнего положения двигателей — так не нужны длинные топливопроводы.
попробуйте подкинуть авторучку щелчком пальца
Более верной моделью будет карандаш, балансируемый на пальце (а не подбрасываемый), так как сила тяги действует постоянно, а не единичным толчком. Это случай обратного маяника, и требуемое быстродействие системы регулирования уменьшается с увеличением длины ракеты (чем длиннее карандаш, тем легче им балансировать).
Более верной моделью будет карандаш, балансируемый на пальце (а не подбрасываемый), так как сила тяги действует постоянно, а не единичным толчком. Это случай обратного маяника, и требуемое быстродействие системы регулирования уменьшается с увеличением длины ракеты (чем длиннее карандаш, тем легче им балансировать).
Наконец-то легендарным «лунным» двигателям НК-33 нашлось применение в России! Очень рад за разработчиков и других, кто вложил свой труд в их производство. Приятно осознавать, что твой труд не пропал даром. Тем более, если его продукт в своем роде непревзойден.
Вот, например, документальный фильм. Посмотрите, с каким почтением американцы относятся к этому двигателю!
Вот, например, документальный фильм. Посмотрите, с каким почтением американцы относятся к этому двигателю!
А где можно почитать хороший обзор по текущей ракетной отрасли? Что есть и что планируется? Если есть так же информация о других странах, было бы просто превосходно.
Есть обзор полугодовой давности, но он по всей отрасли, не только по ракетам.
Подскажите пожалуйста, какой тип топлива используется на «Волге»? Нашел информацию о том, что разработчики использовали наработки по двигателям для спутников. То есть это не керосин-кислород, надо полагать.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Долгая жизнь королёвской «семёрки»: успешные испытания «Союз-2.1в»