В то же время двигатель в целом получился эффективным, по удельному импульсу (303 секунды на уровне моря/333 секунды в вакууме) он сравним с советским/российским НК-33 (297/331 секунд) и не сильно отстает от нашей вершины кислородно-керосинового двигателестроения РД-180 (311/338 секунд).
Ну проверяйте же ваши утверждения банальным здравым смыслом, пожалуйста.
Первое — сравнивать два двигателя с разными соплами с одним двигателем — дурной тон. Сравнивайте с 297с/311с на уровне моря и, например, 359с в вакууме у РД-0124.
Второе — 303с у этого двигателя явно не на уровне моря. Официальный сайт — https://rocketlabusa.com/electron/
Данные с официального сайта:
* вторая ступень — тяга 22 кН, удельный импульс 333 секунды.
* первая ступень — девять двигателей, общая тяга 162 кН (уровень моря), 192 кН (вакуум), удельный импульс 303 секунды (неизвестно для чего).
Двигатели одинаковые, соответственно проверяем для чего приведен импульс первой ступени — (192/9)/22 * 333 = 323 секунды вакуум, (162/9)/22 * 333 = 272 секунды уровень моря. Очень странный разброс (тяга больше 100% на каком-то этапе запуска?), и похоже что удельный импульс приведен средний за время работы ступени. Если использовать старые данные, которые сейчас все еще остались в вики ( https://en.wikipedia.org/wiki/Rutherford_(rocket_engine) ) — то там тяга 16.89кН/20.33кН на двигатель, что в пересчете с 333 секунд и 22кН дает 255с/307с для двигателя с первой ступени.
Дополнительный аргумент к невозможности 303с на уровне моря — смотрим Мерлины, 348с вакуум и 282с уровень моря — 81% от вакуумного. Смотрим РД-180 и РД-0124 (да, разные — но похожие по классу) — 359с вакуум и 311с уровень моря — 86.5% от вакуумного при огромном давлении в камере сгорания. Ну и приведенные 333с/303с — это 91% от вакуумного, что абсолютно нереалистично.
Вывод — реальные параметры этого двигателя — 260-270 секунд на уровне моря/310-320 секунд в вакууме для первой ступени и 333 секунды в вакууме с вакуумным соплом для второй ступени, и хотя это достаточно хорошие показатели для маленькой частной компании — они даже близко не стоят с НК и РД двигателями.
Существующие ракеты (если на них добавить достаточно двигателей) — около 2g, например Протон-М — смог бы вывести около тонны на низкую орбиту в таких условиях.
Специально разработанные ракеты под высокое ускорение свободного падения — до 5-6g, потом уже процент выводимой массы становится слишком мал для практического применения (100кг на низкую орбиту для ракеты размером с Сатурн-5).
Формально в 90 дней до Марса с стандартной (не максимальной) полезной нагрузкой в некоторые окна запуска вполне можно уложиться. Это все-таки презентация, а не технический документ.
Ну а о парашутах — требуемые размеры купола (привет, куб-квадрат) и требуемая рабочая скорость лежат далеко за пределами текущих образцов. Ракетная посадка, кстати, тоже — но без нее не обойтись, а добавлять вторую абсолютно непроверенную технологию в уже перегруженный непроверенными технологиями корабль — по-моему абсолютно ненужно.
Не могу не поправить статью в части перелета и посадки на Марс.
Для начала немного цифер — согласно слайду с презентации, у полностью загруженного корабля с 150 тоннами сухой массы, 450 тоннами груза и 1950 тоннами топлива с удельным импульсом двигателей 382с — около 5400м/с изменения скорости. Этого хватает только на отлет к Марсу и посадку на Марс после торможения атмосферой. Торможение атмосферой — единственный способ удержать количество ступеней и общую массу марсианского корабля в пределах приличного, и практически любая масса теплового щита, которая для этого требуется — в десятки и сотни раз меньше, чем масса топлива, которое потребовалось, чтобы затормозить двигателями. Возьмем спускаемый аппарат Союза — допустим, что масса самого аппарата 2.5 тонны, а масса теплового щита — 500кг, если бы ему пришлось тормозить двигателями с орбиты Земли — то ему потребовалось бы около 30 тонн топлива на посадку.
Что же касается самого метода торможения атмосферой — «правдоподобный» метод торможения в статье включает в себя парашуты. Тут есть совершенно неочевидный нюанс — при таких размерах спускаемых аппаратов и такой разреженной атмосфере установившаяся скорость падения превышает километр в секунду. Краткий гугл и подсчеты дали следующие цифры — Шаттл на 40км земной атмосферы — 1800м/с, Марсианский корабль с тепловым щитом в стиле капсулы (на дне) на уровне «моря» Марса — 2000м/с, Марсианский корабль плашмя (как на слайде) — 1000м/с. Гугл сообщает, что при тестировании Наса «supersonic parachute» в верхних слоях земной атмосферы на скорости 1200м/с его порвало. Учитывая, что масса спускаемого корабля обещает быть под 1000 тонн вместо 3 тонн в тесте Наса, любое упоминание парашутов для посадки тяжелых объектов на Марс можно отнести к разряду ненаучной фантастики.
Теперь сравним тепловой щит на дне (как у обычных капсул) и на одной стороне корабля (как у шаттла). Разница в установившейся скорости падения — километр в секунду. Разница в весе теплового щита — в четыре раза. Тут уже возможны варианты, но есть еще один решающий аргумент. Форма корабля, которая позволяет использовать подъемную силу атмосферы (игнорируя неизбежные проблемы с балансом массы корабля) позволяет еще больше снизить установившуюся скорость на Марсе, и позволит избежать превращения корабля в обугленные обломки при возвращении на Землю. Возвращение объектов на Землю с баллистическим коэффициентом в тонны на квадратный метр и с межпланетной скоростью уже само по себе дает невероятные нагрузки на тепловой щит, которому придется тормозить в более плотных слоях атмосферы. При отсутствии возможности полета в атмосфере, что позволяет намного более гладко сбрасывать скорость (перегрузки Шаттла — до 3ж, перегрузки Союза — до 5ж, при _намного_ более легкой капсуле), скорее всего этот марсианский корабль банально не может вернуться на Землю, не сгорев.
Таким образом, на презентации показан единственный вариант посадки на Марс и возвращения на Землю для космического корабля с данной полезной нагрузкой. Да, если бы он был легче — были бы возможны варианты, как при посадке, так и при возвращении. Но при полезной нагрузке в сотни тонн — без использования двигателей на Марсе можно лишь оставить кратер еще до открытия парашутов, а без подъемной силы при возвращении на Землю — можно лишь повторить судьбу Челябинского метеорита.
Ну проверяйте же ваши утверждения банальным здравым смыслом, пожалуйста.
Первое — сравнивать два двигателя с разными соплами с одним двигателем — дурной тон. Сравнивайте с 297с/311с на уровне моря и, например, 359с в вакууме у РД-0124.
Второе — 303с у этого двигателя явно не на уровне моря. Официальный сайт — https://rocketlabusa.com/electron/
Данные с официального сайта:
* вторая ступень — тяга 22 кН, удельный импульс 333 секунды.
* первая ступень — девять двигателей, общая тяга 162 кН (уровень моря), 192 кН (вакуум), удельный импульс 303 секунды (неизвестно для чего).
Двигатели одинаковые, соответственно проверяем для чего приведен импульс первой ступени — (192/9)/22 * 333 = 323 секунды вакуум, (162/9)/22 * 333 = 272 секунды уровень моря. Очень странный разброс (тяга больше 100% на каком-то этапе запуска?), и похоже что удельный импульс приведен средний за время работы ступени. Если использовать старые данные, которые сейчас все еще остались в вики ( https://en.wikipedia.org/wiki/Rutherford_(rocket_engine) ) — то там тяга 16.89кН/20.33кН на двигатель, что в пересчете с 333 секунд и 22кН дает 255с/307с для двигателя с первой ступени.
Дополнительный аргумент к невозможности 303с на уровне моря — смотрим Мерлины, 348с вакуум и 282с уровень моря — 81% от вакуумного. Смотрим РД-180 и РД-0124 (да, разные — но похожие по классу) — 359с вакуум и 311с уровень моря — 86.5% от вакуумного при огромном давлении в камере сгорания. Ну и приведенные 333с/303с — это 91% от вакуумного, что абсолютно нереалистично.
Вывод — реальные параметры этого двигателя — 260-270 секунд на уровне моря/310-320 секунд в вакууме для первой ступени и 333 секунды в вакууме с вакуумным соплом для второй ступени, и хотя это достаточно хорошие показатели для маленькой частной компании — они даже близко не стоят с НК и РД двигателями.
Существующие ракеты (если на них добавить достаточно двигателей) — около 2g, например Протон-М — смог бы вывести около тонны на низкую орбиту в таких условиях.
Специально разработанные ракеты под высокое ускорение свободного падения — до 5-6g, потом уже процент выводимой массы становится слишком мал для практического применения (100кг на низкую орбиту для ракеты размером с Сатурн-5).
Формально в 90 дней до Марса с стандартной (не максимальной) полезной нагрузкой в некоторые окна запуска вполне можно уложиться. Это все-таки презентация, а не технический документ.
Ну а о парашутах — требуемые размеры купола (привет, куб-квадрат) и требуемая рабочая скорость лежат далеко за пределами текущих образцов. Ракетная посадка, кстати, тоже — но без нее не обойтись, а добавлять вторую абсолютно непроверенную технологию в уже перегруженный непроверенными технологиями корабль — по-моему абсолютно ненужно.
Для начала немного цифер — согласно слайду с презентации, у полностью загруженного корабля с 150 тоннами сухой массы, 450 тоннами груза и 1950 тоннами топлива с удельным импульсом двигателей 382с — около 5400м/с изменения скорости. Этого хватает только на отлет к Марсу и посадку на Марс после торможения атмосферой. Торможение атмосферой — единственный способ удержать количество ступеней и общую массу марсианского корабля в пределах приличного, и практически любая масса теплового щита, которая для этого требуется — в десятки и сотни раз меньше, чем масса топлива, которое потребовалось, чтобы затормозить двигателями. Возьмем спускаемый аппарат Союза — допустим, что масса самого аппарата 2.5 тонны, а масса теплового щита — 500кг, если бы ему пришлось тормозить двигателями с орбиты Земли — то ему потребовалось бы около 30 тонн топлива на посадку.
Что же касается самого метода торможения атмосферой — «правдоподобный» метод торможения в статье включает в себя парашуты. Тут есть совершенно неочевидный нюанс — при таких размерах спускаемых аппаратов и такой разреженной атмосфере установившаяся скорость падения превышает километр в секунду. Краткий гугл и подсчеты дали следующие цифры — Шаттл на 40км земной атмосферы — 1800м/с, Марсианский корабль с тепловым щитом в стиле капсулы (на дне) на уровне «моря» Марса — 2000м/с, Марсианский корабль плашмя (как на слайде) — 1000м/с. Гугл сообщает, что при тестировании Наса «supersonic parachute» в верхних слоях земной атмосферы на скорости 1200м/с его порвало. Учитывая, что масса спускаемого корабля обещает быть под 1000 тонн вместо 3 тонн в тесте Наса, любое упоминание парашутов для посадки тяжелых объектов на Марс можно отнести к разряду ненаучной фантастики.
Теперь сравним тепловой щит на дне (как у обычных капсул) и на одной стороне корабля (как у шаттла). Разница в установившейся скорости падения — километр в секунду. Разница в весе теплового щита — в четыре раза. Тут уже возможны варианты, но есть еще один решающий аргумент. Форма корабля, которая позволяет использовать подъемную силу атмосферы (игнорируя неизбежные проблемы с балансом массы корабля) позволяет еще больше снизить установившуюся скорость на Марсе, и позволит избежать превращения корабля в обугленные обломки при возвращении на Землю. Возвращение объектов на Землю с баллистическим коэффициентом в тонны на квадратный метр и с межпланетной скоростью уже само по себе дает невероятные нагрузки на тепловой щит, которому придется тормозить в более плотных слоях атмосферы. При отсутствии возможности полета в атмосфере, что позволяет намного более гладко сбрасывать скорость (перегрузки Шаттла — до 3ж, перегрузки Союза — до 5ж, при _намного_ более легкой капсуле), скорее всего этот марсианский корабль банально не может вернуться на Землю, не сгорев.
Таким образом, на презентации показан единственный вариант посадки на Марс и возвращения на Землю для космического корабля с данной полезной нагрузкой. Да, если бы он был легче — были бы возможны варианты, как при посадке, так и при возвращении. Но при полезной нагрузке в сотни тонн — без использования двигателей на Марсе можно лишь оставить кратер еще до открытия парашутов, а без подъемной силы при возвращении на Землю — можно лишь повторить судьбу Челябинского метеорита.