Comments 125
Если нет — сбрасывайте кому-то на перепроверку. Иногда даже обычный друг без специального образования может заметить подобные мелочи, которые находятся прямо перед глазами.
Если бы весь текст был плохо построен — я бы с вами согласился. Но одна две ошибки — это ерунда. В конце-концов рядовые авторы тратят ресурсов на статью гораздо больше чем могут получить даже с ППА. И не могут позволить себе личных редакторов контролирующих все процессы.
Если уж решили публично указывать автору на «уровень его грамотности», то потрудитесь тогда продемонстрировать свой уровень корректора — сначала дочитать текст до конца и собрать все примечания и правки, а потом уже их перечислить.
Смешно читать претензии от персонажа, который не написал на ресурсе ни одной статьи.
Или может вы вносите свой вклад в сообщество работая тайным редактором и просто в этот раз (по причине выходного) не смогли сдержать себя и послать автору правки в личку?
Если говорить о Зените, то в свое время это тоже был в общем пример шедевра, причем как в части ракеты, так и в части наземной подготовки. Только надо учесть, что заправка всех ступеней зенита идёт снизу, это существенно упростило старт и подготовку к пуску, но утяжелило ступени. На сколько тяжелее стала ступень я не знаю, но если есть знающие, интересно было б узнать.
Плюс к этому ограничения длины первой ступени по габаритам, для ЖД перевозки, и самое главное, что первая ступень изначально шла как ускоритель для Энергии.
Это я к тому, что сама по себе ракета может быть спроектирована очень удачно, как единица. Но как только она становится частью другой ракеты, универсальной к примеру, тут ее эффективность трудно оценивать ( наглядный пример такого проектирования — блоки ангары ).
В этом плане Ф9 пример правильного проектирования .
Под Зенитовскую ступень много чего могло бы быть, например 11К37, но к сожалению не получилось.
Вообще, «Зенит» по стартовой тяге мощнее Ф9 на 8%, и УИ у него лучше — так что будучи правильно сконструирован, мог бы выводить где-то 24 тонны на НОО
Как будто попал на 123 страницу форума обсуждения чего-то. Где на предыдущих ста страницах было введение в вопрос, объяснения позиций сторон и много страниц фееричного срача. А теперь некто доказывает нечто утверждаемое ранее с помощью неких формул.
Так и задумывалось?
только анализ результата позволяет оценить технологический уровеньНет. Технологический уровень так НЕ оценивается.
Несмотря на оглушительный успех F9 на коммерческом рынке, находятся альтернативно одаренные граждане, которые заявляют, что он создан на технологиях 60-х годов.
Боюсь, что сделать сейчас что-то сложное по технологиям 60-ых 1-в-1 будет сильно дороже, чем использовать современную базу разработок и материалов)
Но в 60е это было верхом доступного, а сейчас это оптимум для дешёвой ракеты.
Массовое совершенство тем выше, чем больше абсолютные массы топлива и конструкции. Приведите пример водородной ступени РН Энергия или даже РН Сатурн 5. Какое там совершенство на уровне "технологий 60 годов"? И где сравнение с Ариан-5? Или Дельта-4 и Атлас-5? Или с Электроном, в котором куча композитов и он самый современный на сегодняшний день.
А вообще большая ракета всегда будет выгоднее маленькой по удельным характеристикам.
Проблема в том, что ракета является сложной системой, эффективность которой нужно оценить целиком.
…
Потому далее мы вообще не будем рассматривать первую ступень, а сосредоточим все наше внимание на второй ступени.
Вы бы ещё сравнили ступень Falcon 9 с блоком Д, у которого сухая масса те же 4 тонны.
Именно что нужно сопоставлять всю компоновку.
Именно: если «отмасштабировать» и первую ступень «Зенита» до размеров Falcon 9 с сохранением массового совершенства, и вторую, и нагрузить 8 тонн сверху, то выходит у первой ступени «Фальконита» 4155 м/с, у F9 4026 м/с (в вакууме).
Вывод: плохой удельный импульс «Мерлинов» на первой ступени в значительной степени компенсируется массовым совершенством. Это первое.
Второе: не вполне верно, что при масштабировании ступени до большей массы её массовое совершенство будет сохраняться. Скорее всего, оно улучшится, т.к. двигатель, блок авионики, днища баков массу не увеличивают. В предельном случае, можно переохладить компоненты и влить больше топлива в (почти) такую же ступень, как на F9 и сделали.
Третье: по ступеням F9 данные оценочные, а по «Зениту» — по-видимому, точные от производителей. Неясно, например, почему массовое совершенство короткой второй ступени у F9 пишется выше, чем у длинной первой.
Вот высокий уровень унификации ступеней — это более явный вин, как по мне.
Также вы вряд ли задумывались, почему при массе первой ступени в 22 тонны и тяге Merlin 1D+ на уровне моря 845 кН (86 тонн) максимальная перегрузка при посадке на одном двигателе не превышала 2,5g.
И уж совсем вам не приходило в голову, что оценки сухой массы, компанией официально не подтверждённые, могут быть просто неверными.
про посадку — штырьевые инжекторы знамениты большим диапазоном тяги, реальная степень дросселируемости может быть выше, чем данные из флайтмануала. ну и точный остаток топлива не известен
то что у второй ступени совершенство выше — это скорее норма
Назовите ракеты, у которых эта норма выполняется. Обычная закономерность: больше ступень — выше массовое совершенство. Вот взять Сатурн-5 и его две похожие ступени S-II и S-IVB. У первой сухая масса 7,2% от общей, у второй примерно 10%. У Союзов та же закономерность. У Delta IV примерно одинаковое массовое совершенство у CCB и DCSS (у второй на 2% лучше). Выбивается Н-1, у которой блок В был лучше блока Б. Ступени на разных топливных парах не сравниваю, тут согласен с вами — это будет натягивание совы на глобус.
форма ближе к шару, значит оптимальнее
Хоть поверьте, хоть проверьте — у шара отношение площади к объёму такое же, как и у описанного вокруг этого шара цилиндра. У бесконечно длинного цилиндра S/V → 2πRL / (πR2L) = 2/R. У шара того же радиуса это отношение равно 3/R.
штырьевые инжекторы знамениты большим диапазоном тяги, реальная степень дросселируемости может быть выше, чем данные из флайтмануала. ну и точный остаток топлива не известен
Ну да, всё ради эффективности — сажать будем на малой тяге, оставим гарантийный запас топлива тонн 20. А посадка на трёх двигателях зачем тогда, если можно просто один на 100% включить?
Головой-то подумайте. Видео с посадок с гашением скорости примерно за 30 секунд на 1 двигателе и за 15 секунд на 1-3-1 вполне соответствуют сухой массе первой ступени тонн в 30 и дросселированию в 90% от номинала при посадке.
«хоть поверьте, хоть проверьте — у шара отношение площади к объёму такое же, как и у описанного вокруг этого шара цилиндра.» проверил — действительно :( но потом я попытался понять у какого цилиндра при фиксированном объеме достигается минимум отношения площади к объему — и получился указанный вами цилиндр высотой в 2 радиуса (исписал страницу блокнота, приводить формулы не буду). вторая ступень сатурна ближе к нему чем третья :)
ну и опять прочностные соображения — длинная консольная балка менее прочна, чем короткая.
тут эффект оберта работает — выгоднее гасить скорость как можно быстрее, на трех двигателях выгоднее, чем на одном (но нужна точность конечно).
фразу про голову и кучу разных параметров измеренных плюс-минус лапоть я комментировать не буду
В принципе, две тонны топлива там может оставаться — из соображений центровки, к примеру. Но это как-то странно — для ракет советской разработки на верхних ступенях указывается гарантийный запас меньше тонны.
По поводу монококового бака горючего — в мануале от SpaceX пишут про стрингеры и шпангоуты. Не знаю, с чего spaceflight101 взяли монокок.
По поводу того, сколько там топлива заливать — да могут и сверх гарантийного запаса заливать, кто ж их знает. Просто зачем? Хоть копеечку, а можно на этом сэкономить. На «спасение» лишней тонны как раз должно хватать, ведь это дополнительных 250 м/с, весьма внушительно (у КК Союз на орбите запас 350-400 м/с).
Сухая масса ступени в 5 тонн, конечно, не делает соотношение ХС второй ступени в пользу «Зенита», но как-то переводит массовое совершенство ступени из области заоблачной фантастики в область «молодцы ребята, взялись и оптимизировали». Плюс, как-то я не слышал, чтобы SpaceX говорили об улучшении массового совершенства чуть не вдвое по сравнению со лучшими из предыдущих ракет. А за недостатком честолюбия они вроде замечены не были.
Неясно, например, почему массовое совершенство короткой второй ступени у F9 пишется выше, чем у длинной первой.
За счёт ног и рулей, возможно.
Плюс вторая ступень тащит на себе максимум 22 тонны (ПН на НОО) на 112 тонн собственной массы (сухой вес и топливо) — (19,6%), а первая — 112+22 на 433 тонны собственной массы (30,9%).
Значит, надо смотреть не то, что реально летает, а то, что в мультиках показывают, чтобы вас удивить.
Мы же вроде говорим о технических идеях, ведь так? Согласен талантливые фантасты предвосхитили многое — это так. Но техника посадки на двигателе имеет давнюю историю применения не только в мультфильмах. Погулите «двигатели мягкой посадки спускаем аппаратов». Была бы быстрая электроника, были бы и другие применения. Ну и погуглите обратив внимание на год «РН Корона».
А вот материалов на изготовление закупать не надо.
Зенит 3SL по паспорту выводит на гпо 6160 кг. А никакие не полторы тонны.
Очевидно что сравнивать только вторые ступени смысла нет никакого.
Можете сравнить двухступенчатый зенит образца середины восьмедисятых прошлого века с фальконом 1.0 или 1.1 но там уже не так радужно будет.
Был такой «шедевральный» самолёт SR-71 — отличный пример того, как одна выдающаяся характеристика погоды не строит. Самолёт не смогли применить по назначению, не по назначению впрочем тоже, ведь стоил он немыслимых денег, и при этом не мог даже взлететь с полным баком. Так что, конструктивное совершенство ракеты — это далеко не всё, что определяет её совершенство в целом.
что до SR-71 — я знаю человека, который видел, что было когда SR-71 применил одновременно 2 хитрости — изменил скорость и поставил помеху (была еще третья — менять курс). обычно он делал что-то одно и пво худо-бедно реагировало. а тут случилось то, что военный человек характеризовал кратко «мы обосрались».
Уважаемый автор приведите пожалуйста сравнение по более важному показателю эффективности ракеты как транспортного средства — по относительной массе полезного груза выводимого на низкую орбиту (200 км). Для Фалькона, его хэви версии, Протона, Зенита, Дельты, Ариана-5, Электрона, Атласа -5 и тяжёлого Великого похода.
Тогда все точки над и будут расставлены.
Falcon9 FT — стартовая масса 549 тонн, выводит на НО 22,8 тонны, соотношение 0,0415
Зенит3М — стартовая масса 473 тонны, выводит 15 тонн, соотношение 0,0317
Протон — масса 705 тонн, выводит 23 тонны, соотношение 0,0326
Дельта 4 — маса 733,4 тонны, выводит 28,8, соотношение 0,0392
Falcon Heavy — масса 1420 тонн, выводит 63,8, соотношение 0,0449
Для справки под относительной массой полезного груза я имею в виду отношение массы выводимого на орбиту полезного груза к массе ракеты на старте
Ха, если мы говорим о ракете как о транспортом средстве, то самое главное отношение — отношение к стоимости. Грузоперевозчики не дадут сорвать.
Правда. Можете назвать компании, которые выбирают курьеров исходя из каких-то других соображений, кроме стоимости?
Когда компания будет выбирать курьера — она будет искать самого дешевого способного выполнить необходимую работу.
Станет ли компания пользоваться гипотетической доставкой, которая доставляет в течении дня, очень дешево, но с вероятностью в 20% потерять посылку? Думаю, иногда это вариант, когда посылка дешевая и ее можно продублировать.
Станет ли компания пользоваться доставкой, которая дает 100% гарантии, очень дешевая, но доставляет месяцами. Тоже иногда да, когда срок вообще не важен. Но как часто это бывает?
Иногда важнее всего цена, но очень часто — не только она.
совершенно гениальное открытие маска состоит в том, килограмм топлива стоит в тысячу раз дешевле обработанного килограмма алюминия или инконеля. а в вашем критерии это одно и тоже.
Зенит 3М, масса 473, выводит на ГПО 6,1 тоны, соотношение 0,0129
Falcon9 FT, масса 549, выводит 8,3, соотношение 0,0151
Falcon Heavy, масса 1420, выводит 26,7, соотношение 0,0188
Дельта 4, масса 733,4, выводит 14,2, соотношение 0,0194 (водород дает ей выгрыш тут)
У американцев НОО это 180-200 км и 28 градусов, у нас 200 км и 51 градус.
Это связано с положением космодрома. Никто не хочет, чтобы ступени падали на головы людей поэтому трасса полета проходит над территорией РФ воизбежание международных скандалов. У американцев и остальных есть океан в который можно сбрасывать все что угодно без скандалов.
Для выведения на гпо нашим ракетам надо ещё поворачивать орбиту на 20 градусов, а это гораздо более энергозатратный маневр, чем увеличение высоты. Поэтому корректно сравнивать только по выводу на гпо зенит с морского старта и Ариан-5, т.к. они стартуют с одной широты.
Также вы не учитываете, что реальные цифры в СМИ никто не выдаст. Маркетинг никто не отменял. Для справки погуглите сколько весили первые модули МКС, выводимые Протоном и сколько он по mpg официально выводит.
Ракеты делаются индивидуально под каждую нагрузку и их масса на старте от этого может сильно отличаться. А следовательно и массовое совершенство. Поэтому только в Хруничева знают сколько на самом деле может вывести Ангара или Протон на низкую орбиту.
Может так случится, что по Фальконам выдают предельные значения ибо это ракета для завоевания рынка. А по нашим ракетам дают средние значения, чтоб в случае чего был сюрприз для партнёров.
Есть такая программа ORT orbital rocket toolkit. В ней можно смоделировать выведение на различных ракетах с разных космодромов на различные орбиты. Если конечно корректно ввести массы топлива и конструкции.
Или понять кто немножко приукрасил свои цифры.
можно руководствоваться следующим соображением: масса пустой ракеты связана с трудозатратами на ее создание. но еще лучше взять массу пустой ракеты «с весами», например для бака взять вес 1, для двигателя вес 5. Что намекает, что килограмм бака раз в 5 дешевле килограмма двигателя (это близко к истине. хотя мерлин проще и дешевле РД-180 в пересчете на кг, но на первом этапе можно пренебречь).
и рассчитать соотношение веса, доставленного на нужную орбиту (сейчас это ГПО, через 5 лет это может быть снова НОО) к такому «взвешенному весу» пустой конструкции.
контраргумент тут один. ракеты делают из фрезерованных панелей, чем дольше панель фрезеровали, тем она легче и тем дороже она стоит :) некоторые панели ориона (хотя он кк, а не ракета) стачивают раз так в 10
Сам лично ракеты не оптимизировал, хотя по массе ПН одну проектировал/считал, поэтому сразу оговорюсь, что не спец.
Может так случится, что по Фальконам выдают предельные значения
Совершенно точно известно, что Falcon 9FT не может вывести на НОО (или куда-либо ещё) более 10 886 кг, т.к. самый прочный вариант «payload attach fitting» может выдержать лишь такую нагрузку. Но пишут об этом только в мануалах, а в СМИ называют число в два с лишним раза больше…
payload attach fitting
Это лишь стандартный вариант, который разработан с учётом того, что большая часть грузов всё равно не окажется тяжелее. По запросу вполне могут сделать вариант попрочнее, конструкция ступени всё равно испытывает нагрузки гораздо больше при прохождении MaxQ.
Во-вторых, разумеется, что вторая ступень выдерживает нагрузку куда более 11 тс из-за того, что есть ещё аэродинамическая нагрузка и перегрузка 5-6 g. Только вот увеличение массы груза на 10+ тонн означает дополнительное увеличение нагрузки сверх этого. Причём в моменты максимального ускорения это уже будет + 50-60 тс…
Может быть адаптер и свой, а вот максимальная масса реально выводимого на НОО груза подозрительно похожа на предельные возможности именно того адаптера…
Почему так? Полагаю, что прочность адаптера выбиралась исходя из прочности самой второй ступени, а потому эта ракета (а с ней и Falcon Heavy, ведь у них одинаковые верхние ступени) никогда не сможет выводить на орбиту более 11 т. Но, конечно, достоверно это знают только инженеры SpaceX.
Ракеты делаются индивидуально под каждую нагрузку и их …
… цена и вероятность сбоя от этого только возрастают. Фальконы же, за исключением различных мелких оптимизаций, которых станет гораздо меньше после выхода B5, производятся серийно, и та же самая ступень, которая первым рейсом выводила, например, Dragon, спокойно после ремонта и покраски полетела выводить спутник на GTO. А теперь их даже и красить перестали.
Вы наверно в Space X работаете?
Все что вы написали наверно в пресс релизе было. Можете привести ссылку на него?
Почему Falcon 9FT является шедевром