Comments 64
Наверное, в этом кроется основной секрет такой цены: само их производство достаточно сложно.
За статью спасибо, было приятно прочитать. Она в нужной мере познавательная, дает представление в нужном объеме и прилично полнее, чем «перевод той заметки, ссылка на которую была в комментарии, на которую идет отсылка в начале статьи» (отдельное спасибо за ссылку на мой комментарий, если бы не узнал об этом уже когда в местные комменты полез после прочтения)) ), а тем кто так говорит, хотелось бы сказать следующее:
В конце концов, разве не сообщество -одна из основных ценностей гиктаймса? Задавайте полезные вопросы, а кто-либо уже в своей теме (тут и от металлургов, и от работающих с взрывчаткой пара слов была бы очень к месту и интересна к прочтению) на них ответит!
Знание правильных вопросов — это уже половина ответа. Как пример — добавленная в статью информация по температурам на поверхности обтекателя во время полета. Я бы не догадался спросить о ней, т.к. почему-то был уверен, что там происходит нагрев до 100-150 градусов, ничего интересного. А оказывается аж до 500 градусов — неожиданный для меня и интересный факт.
Для понимания температуры на передней кромке (на носке обтекателя) полезно усвоить понятие «температура торможения». Температура, по определению, есть мера средней кинетической энергии молекул. Соответственно, при известной молекулярной массе можно однозначно сопоставить температуру и скорость.
Когда летательный аппарат рассекает воздух — его, воздуха, молекулы налетают на переднюю кромку со скоростью полёта аппарата.
Таким образом, из скорости полёта можно вывести и температуру торможения на кромке/носке. Для 3000км/час это примерно 300°. Фактически будут, конечно, отличия, связанные с исходной температурой воздуха, отводом тепла и т.д. Но определяющей, задающей величиной является именно температура торможения.
Это означает, что выше температуры быть не может (эффекты вязкости воздуха как раз на больших высотах сказываются меньше, там и сопротивление растёт линейно, а не квадратично, работает ньютоновская модель). А такая температура — будет, по крайней мере локально, в местах с ограниченным теплоотводом.
Очень жаль.
www.arianespace.com/wp-content/uploads/2011/07/Ariane5_Users-Manual_October2016.pdf — на 24-й странице
www.ulalaunch.com/docs/default-source/rockets/atlasvusersguide2010.pdf — на 25-й и 26-й
У Атласа-5 он на данный момент самый большой по длине из используемых — 26,5 метров в максимальной конфигурации.
Про вентиляцию в статье несколько некорректно сказано. Описанное там — это для дренаж для выравнивания давления внутри обтекателя с внешней средой. А так он обычно у большинства ракет-носителей вентилируется воздухом для поддержания теплового режима космического аппарата. На ГО 14С75 РН «Протон-М» помимо воздушного термостатирования используются еще и жидкостное — на внутренней поверхности ГО размещены специальные теплообменники. На этой фотографии они довольно хорошо видны:
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/comment_images/ff0/655/42a/ff065542a9f0870d8d7aa55a7c5feae7.jpg)
Впрочем, у этого ГО довольно сложная система поддержания теплового режима относительно других.
Также можно упомянуть и про такую особенность ГО, как необходимость полностью покрывать не только полезную нагрузку с переходной системой, но и разгонный блок, как, например это требуется для РБ «Бриз-М» или РБ «Фрегат». Ну или как требуется для РБ «Центавр» на Атласе-5. Там ситуация еще веселее, так сам РБ не только криогенный, но еще и с водородом в качестве горючего, что требует дополнительных мер в области пожаровзрывобезопасности.
За статью спасибо, но как-то это все не то. Похоже, что это перевод той заметки, ссылка на которую была в комментарии, на которую идет отсылка в начале статьи. Плюс немного дополнительного материала из комментариев к той заметке.
К сожалению, это немного не то, что хотелось бы почитать про обтекатели. Здесь только общие слова "они дорогие потому что их изготовление обходится дорого и применяются дорогие материалы". Это, в общем-то, и так понятно :)
А хотелось бы как раз технических подробностей — и про материалы, и про их специфику, и про механизм разделения. На фотографиях внутренней части обтекателей можно увидеть, что там и жгуты проводов, и какая-то пневматика или гидравлика, и что строение этих обтекателей выглядит изнутри довольно сложным (и разным в разных случаях). То есть это же не просто дорогая скорлупа, наверняка она еще и напичкана разными достаточно высокотехнологичными устройствами.
А ГО 14С737 для РН «Союз» стоит примерно $1,75 млн.
А как организуются работа комиссии, что расследует критичные сбои/неполадки — это отдельная тема.
Работал в организации, что занимается изготовлением систем зажигания для авиации и космоса, потому — знаю, насколько серьёзно держат в секрете даже элементарные детали (технологии изготовления, ТТХ отдельных элементов конструкции РН).
Хотя, если человек не забанен в гугле, процентов 75 — он может найти и в открытых источниках.
IMHO, нехватает картинки с распределением поля давления.
Для изготовления обтекателей из металла используются специальные большие станки с ЧПУ или очень большие автоклавы.Использование автоклавов как-то больше подходит не для металлов, а для композитных материалов. Да и исходник (если, конечно, мы пользуемся одним и тем же) говорит о том же:
if metal, definitely made with a isogrid structure that is milled on large CNC machines. If Composite, maufactured using an autoclave (a very big one).
Стоимость обтекателя — 6 млн. долларов, вес — 1,5 тонны = 4 тыс.долларов/кг.
И то, и другое — сложные инженерные устройства. И то, и другое требует сложных процессов при изготовлении. Но у двигателя, опять же, и сам металл, насколько я знаю, проще.
![image](https://habrastorage.org/webt/bb/q2/qy/bbq2qyw_4glahl_kupznyvecmhk.jpeg)
и крупные фотографии интересных элементов внутри обтекателя находятся.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/comment_images/467/339/97d/46733997d4d78fbfb57ee9fe19393a24.jpg)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/comment_images/457/a5f/d83/457a5fd8304b00ba791dd9849ae52919.jpg)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/comment_images/51a/8ab/7bc/51a8ab7bccce7752a68ca6bb0b32271b.jpg)
На rocketbuilder.com разница между короткими 4м и 5м головными обтекателями составляет $11 миллионов, даже учитывая разную стоимость интеграции, сам ГО стоит очень дорого.
В обсуждениях неоднократно фигурировала цифра 200 000$ для Falcon-9 (~156т RP-1 и 362,6т LOX для первой и второй ступеней суммарно)
Не, ну реально, подача материала как в советских учебниках. Можно же избежать этих инженерных терминов и повысить читабельность материала:
полезная нагрузка (ПН) — груз
ракета носитель (РН) — ракета
и т.д.
И… вас устраивает что в статье есть схемы распределения нагрева по головному обекателю, чертежы пироболтов, но смущает термин полезная нагрузка? серьезно?
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/comment_images/3c4/4a4/09a/3c44a409a2c869c94d7f4a7506a6cfcc.jpg)
«Аэроспайк» на основе РД-120, камеру все равно создавать заново
Конус а-ля «Н1», схема разделения ступеней — пакетная, отсек ПН в центре конуса — центровкой можно «играться» с защитой от акустических нагрузок, термостатирование проще.
Больший сегмент конуса 1ступень, меньший 2-я
Самый тепло нагруженный элемент носовой конус, на 1ступени
Лучший многоразовый обтекатель — грузовой отсек космического челнока. Там все проблемы со спасением решены комплексно.
Вообще, довольно сложно судить о том, чего подобное мероприятие — спасение обтекателя, в принципе понадобилось. Даже типовые серийные ГО могут иметь между собой значительные отличия. Скажем, заказчику запуска может понадобиться связь со спутником во время его нахождения вместе с РН на старте. Для этого в обтекателе делают так называемые радиопрозрачные окна: вырезают в трехслойной композитной сотовой панели обшивки люк и закрывают его крышкой из радиопрозрачного материала. Это окно может иметь различное расположение в пределах заранее оговоренной провайдером пусковых услуг зоны. Может также понадобиться и люк для работ со спутником после накатки на него обтекателя. С учетом подобных опций спасение ГО будет выгодно только для серии запусков однотипных спутников. Исходя из этого логично предположить, что SpaceX отрабатывает эту технологию в первую очередь для своих нужд. Они же предполагают выводить самую крупную в мире группировку спутников связи: здесь сочетание массы спутников, входящих под ГО, возможностей ракеты по выведению и производственных мощностей и делает создание многоразового обтекателя выгодным. А вот для обычных заказчиков коммерческих пусков на ГПО она выглядит несколько сомнительной — хотя можно, конечно, складировать ГО, пока не подойдет очередь подходящего под них спутника, но вот окупиться ли это, еще вопрос. Да и без знания подробной экономики вопроса тут ничего определенного сказать нельзя.
У фалкона обтекатели типовые как правило. К тому же у них в переспективе вывод 12к спутников совершенно типовых, для интернета.
Если технология спасения есть, можно предлагать либо люк, либо -5млн к стоимости пуска. Что выберет большинство, догадываетесь?
Типовые — не значит одинаковые. Есть базовая конструкция, а вот детали могут меняться. Обтекатель обычно адаптируют под выводимый космический аппарат, а не космический аппарат под обтекатель. Хотя этот обратный случай тоже иметь место, если не хочется возиться с комплексом проблем, который порождает разработка более габаритного ГО — там много чего вылезает для ракеты в целом. Но крайне специфический случай.
Если заказчику нужен РЧ-канал или люки, а их отказываются делать в нужном месте, то никакие 5 миллионов дело не решат, он просто уйдет к тому, кто их ему сделает, ибо спутник стоит 300 миллионов.
Я очень стыжусь признаваться в этом, но по работе немного связан с этими вопросами, и с обтекателями в том числе.
Поэтому к тому, что там было показано, надо относиться с определенной долей скепсиса.
Почему обтекатели для ракет такие дорогие?