| автор |
сообщение |
urs 
магистр
 
|
 3 апреля 2017 г. 10:30 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата glazier Таким образом, уважаемый urs может быть спокоен: более сложные системы не приведут к аварийности
Уважаемый урс таки себе очень спокоен. речь идет не о сложности конструкции. а о тепловой напряженности работы ее элементов, о параметрах КС и ТЗП. В многоразовом движке температура в камере по необходимости должна быть ниже,чем в одноразовом, а значит и удельный импульс тоже. А ТЗп толще. Ну словом, конструкция заведомо не дает максимальных параметров... надо точно просчитывать под конкретную задачу. На мой взгляд все эти фальконы пригодны для непилотируемых полетов и не для слишком больших полезных нагрузках |
–––
Вскую шаташася языцы, и людие поучишася тщетным? |
|
|
glazier
авторитет
|
|
3 апреля 2017 г. 17:31 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата urs В многоразовом движке температура в камере по необходимости должна быть ниже,чем в одноразовом, а значит и удельный импульс тоже. А ТЗп толще. Ну словом, конструкция заведомо не дает максимальных параметров...
1) Уж что-нибудь одно: либо температура ниже, либо стенки толще 
2) Вы были бы правы, если бы в одноразовых РН двигатели действительно были бы рассчитаны на 1 раз, а также имели камеры сгорания из окисляемых материалов (из дюралюминия, там али из жести кровельной) а не из тугоплавких и неокисляемых (сплавы платины и т.п.) При этом, материал и толщина стенок камеры сгорания и дюз в одноразовых устройствах рассчитаны на устойчивость к куда большим температурам и временам работы, чем требуется. Это связано с тем, что факторы неизбежных случайных флуктуаций температуры и температурной прочности материала при расчете надежности превалируют над фактором временного износа при работе в штатном режиме. Используемые ракетные двигатели без существенных для неспециалистов переделок уже могут применяться многократно. Отсюда и европроект многоразового использования двигателей ( возвращаются для повторного использования только оне, а сравнительно дешевые и малонадежные баки остаются одноразовыми). Тем не менее, Вы окажетесь правы, когда речь пойдет о десятках и сотнях повторных полетов, тем более, пилотируемых. Однако думаю, развитие двинется в сторону стабилизации турбулентных течений в КЗ и поиска новых терморезистивных материалов, а не увеличения толщины стенок.
цитата urs надо точно просчитывать под конкретную задачу. На мой взгляд все эти фальконы пригодны для непилотируемых полетов и не для слишком больших полезных нагрузках
Вот они и просчитали. Пилотируемые полеты начнут после многих непилотируемых, когда накопят статистически значимый результат по надежности. Фалькон 9 уже сейчас по себестоимости обходит всех конкурентов, в т.ч. Союзы/Протоны, выезжающие пока на крупносерийности производства давно отработанных систем. Когда 1 ступени стабильно будут использоваться 2-3 раза, себестоимость упадет еще на 20%. FH (первый полет намечен в августе сего года), в многоразовом режиме окажется вне конкуренции именно при выводе тяжелых грузов. Уже сейчас, СпейсХ производит запусков больше, чем любая другая компания в мире. По мере времени и росте коэф. многоразовости, фактор крупносерийности еще и качественно понизит себестоймость.
Кроме того, развитие техники ведет к исключению пилотируемых перевозок как таковых, в т.ч. в авиации, ж/д и автотранспорте). Они останутся только в спорте. Будут пассажирские перевозки на Луну и научные орбитальные станции. В 20-30 гг приключится несколько понтовых перевозок людей на Марс. Но основное использование космоса в обозримом будущем — грузовые беспилотные перевозки на околоземную орбиту и обратно. |
|
|
elo
новичок
|
|
3 апреля 2017 г. 20:09 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата glazier При этом, материал и толщина стенок камеры сгорания и дюз в одноразовых устройствах рассчитаны на устойчивость к куда большим температурам и временам работы, чем требуется.
Советские (и аналогичные за бугром) двигатели носителей расчитывались и конструировались из расчета 1 часа работы в максимуме и 40 минут работы испытательных образцов на стенде. На самом двигатели работали 15-20 минут, что давало что-то там 98% (или около того) гарантий бесперебойной работы в реальных полетах. Повторный запуск даже внешне целого двигателя со стенда, по всем испытаниям это почти гарантированный взрыв. Те двигатели в принципе были не приспособлены для повторной работы. |
|
|
glazier
авторитет
|
|
4 апреля 2017 г. 00:04 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата elo Советские (и аналогичные за бугром) двигатели носителей расчитывались и конструировались из расчета 1 часа работы в максимуме и 40 минут работы испытательных образцов на стенде. На самом двигатели работали 15-20 минут, что давало что-то там 98% (или около того) гарантий бесперебойной работы в реальных полетах.
Э-э... По вашему, двигатели конструировались только с трехкратным запасом срока службы, причем вероятность сбоя в штатном режиме составляла 0.02 а при превышении расчетного — 1.0. Не бывает такого. На самом деле, парадокс легко разрешим, ежели мы обратимся к характеристикам РН Союз. Двигатели 1 ступени этих одноразовых ракет работают 140 с. Т.е. двигатели работали на стенде в 17 раз дольше, чем в натуре. А вот тут 98% надежность выглядит правдоподобно. Экспоненциальная зависимость вероятности аварии от времени работы означает, что такой двигатель мог бы использоваться 2-3 раза с вероятностью сбоя где-то 96-93%. Другой пример — Спейс Шаттлы. 5 шаттлов за 30 лет совершили 135 полетов (в среднем по 27 каждый, Дискавери летал 39 раз).При этом в среднем один маршевый двигатель использовался до замены 8,8 раз. При анализе дефектов в отработанных двигателях шаттлов оказалось, что проблемы с камерами сгорания возникали в 17% случаев. Наиболее уязвимыми при многоразовом использовании были топливные насосы. Обе аварии произошли НЕ из-за проблем с двигателями.
Вывод: переход к многоразовому использованию представляет определенную техническую проблему, требующую совершенствования конструкции двигателей, используемых материалов, минимизации и стандартизации межполетного обслуживания и т.д. Причем 2-3 кратное использование без снижения Р,Т в КЗ и существенного утяжеления конструкции РН выглядит сравнительно легко достижимой целью, а 100-1000 кратное — несколько более отдаленной но в принципе разрешимой. Так же думают и инженеры СпейсХ. |
|
|
urs
магистр
|
|
4 апреля 2017 г. 09:08 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата glazier переход к многоразовому использованию представляет определенную техническую проблему, требующую совершенствования конструкции двигателей, используемых материалов, минимизации и стандартизации межполетного обслуживания и т.д.
Совершенно верно, проблему, а не прорыв, как считают некоторые
цитата glazier а 100-1000 кратное — несколько более отдаленной но в принципе разрешимой. Так же думают и инженеры СпейсХ
Насчет даже 100 кратного использования большие сомнения — а нужно ли оно? Это в СССР спутники Космос запускались через два дня на третий. На мой взгляд, сейчас главной проблемой является забрасываемая/выводимая масса, а не многоразовость/стоимость запуска. Не могу представить себе ракету, запускаемую больше десяти раз... Уж больно напряженная конструкция: если не там лопнет, то здесь.  |
–––
Вскую шаташася языцы, и людие поучишася тщетным? |
|
|
Farit
гранд-мастер
|
|
4 апреля 2017 г. 10:19 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
|
Переход к многоразовости _уже_ произошел. То есть так или иначе проблема решена.
Если она решена удачно, то это прорыв. Если нет — тогда решение этой проблемы продолжится.
|
|
|
urs
магистр
|
|
4 апреля 2017 г. 10:56 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата Farit Переход к многоразовости _уже_ произошел. То есть так или иначе проблема решена.
Если она решена удачно, то это прорыв.
В принципе решена давно, если учесть шаттлы. Но память подсказывает мне, что запуск шаттла как оказалось стоил много больше чем планировалось на стадии разработки. То есть многоразовость оказалась невыгодной. С учетом чего и была закрыта эта программа.
Так что прорыва не вижу. разве что в плане посадки на другие планеты. И то лишь в том случае если на Луну никто не садился. |
–––
Вскую шаташася языцы, и людие поучишася тщетным? |
|
|
VladimIr V Y
гранд-мастер
|
|
glazier
авторитет
|
|
4 апреля 2017 г. 16:21 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата urs Не могу представить себе ракету, запускаемую больше десяти раз... Уж больно напряженная конструкция: если не там лопнет, то здесь.
А огромный сложнейший аэробус с 400 пассажирами на борту, летающий более 10000 раз, представить можете? Опять жа, экономическая выгода такого, с позволения сказать многоразового ероплана представляется крайне сомнительной по сравнению с одноразовой версией. Совершенно очевидно, что грузоподъемность, расходы на инфраструктуру, межполетное обслуживание, горючку и т.п. существенно упадут, как и сложность конструкции, вес и себестоимость самолета, если просто сбрасывать воздухоплавателей над пунктом назначения на одноразовых парашютах, исправно награждая позолоченными геройскими звездочками.
Кстати, роковая глупость одноразовости, как пить дать разоблачаемая легионами отечественных юзеров, имеет давние корни. Любому мудрецу понятно, что одноразовым должно быть любое транспортное средство. К примеру, если ту же лошадь после поездки сразу же съедать, экономические выгоды просто таки неисчислимы.
цитата urs проблему, а не прорыв, как считают некоторые
Это синонимы ( 2 разных наименования одного и того же явления). Существуют, как Вы знаете, 2 типа мотивации. Одни (отщепенцы) создают проблемы (создание — еще 1 синоним слова "проблема"), другие (здравомыслящее большинство) ненавидят всех ентих масков и гордятся блеском штыков кремневых ружей, начищенных специальным (секретным  ) кирпичом. |
|
|
Elric
миротворец
|
|
glazier
авторитет
|
|
4 апреля 2017 г. 16:59 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата urs Но память подсказывает мне, что запуск шаттла как оказалось стоил много больше чем планировалось на стадии разработки. То есть многоразовость оказалась невыгодной. С учетом чего и была закрыта эта программа.
Еще раз позвольте напомнить, что Спейс Шаттлы были некоммерческой, чисто государственной и во многом военной программой. Соображения экономической выгоды при их разработке не учитывались, учитывались только экономические возможности государства ( так же, как при реализации программы Аполлон или строительстве авианосцев). При такой постановке вопроса, разработчики/производители из кожи вон лезут, чтобы завысить себестоимость, причем лишь часть последней закладывается в утвержденную смету, остальное "неизбежно" всплывает потом. Так было и пребудет вовек. Аполлоны и Шаттлы намного опередили свое время. Долю НИР в их себестоимости ( в т.ч. в стоимости межполетного обслуживания Шаттлов) оценить трудно (что-то около 90%). В дальнейшем, реализация изобретений, заложенных в эти некоммерческие проекты, с лихвой их окупила, в том числе сделала осуществимыми коммерческие проекты Маска. |
|
|
Farit
гранд-мастер
|
|
4 апреля 2017 г. 17:05 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата urs В принципе решена давно, если учесть шаттлы
А вы не учитывайте шаттлы. Вот есть Фалькон-9, вот есть его схема — давайте ограничимся в обсуждении ею. Либо, если хотите обсудить шаттлы — обсудим их.
А то выходит, что закрытие шаттлов поставило крест на идее многоразовости вообще. Это же глупо. |
|
|
urs
магистр
|
|
4 апреля 2017 г. 18:34 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата glazier А огромный сложнейший аэробус с 400 пассажирами на борту, летающий более 10000
Вот оно нужное слово: все определяет расчетное количество запусков... А как известно количество задач в ближнем и дальнем космосе невелико
цитата glazier Спейс Шаттлы были некоммерческой, чисто государственной и во многом военной программой. Соображения экономической выгоды при их разработке не учитывались, учитывались только экономические возможности государства
Еще как учитывались, как сейчас помню эти расчеты по поводу того, насколько более выгоден по сравнению с одноразовой ракетой запуск шаттла.
цитата glazier Аполлоны и Шаттлы намного опередили свое время.
glazier, ради Бога не надо про Аполлоны... я уже посылал вас по ссылке , или не вас?
цитата Farit А то выходит, что закрытие шаттлов поставило крест на идее многоразовости вообще.
По совести говоря, закрытие этой программы создало у меня именно такое послевкусие... особенно в приложении к пилотируемым полетам. |
–––
Вскую шаташася языцы, и людие поучишася тщетным? |
|
|
elo
новичок
|
|
4 апреля 2017 г. 19:55 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата glazier Э-э... По вашему, двигатели конструировались только с трехкратным запасом срока службы, причем вероятность сбоя в штатном режиме составляла 0.02 а при превышении расчетного — 1.0. Не бывает такого. На самом деле, парадокс легко разрешим, ежели мы обратимся к характеристикам РН Союз. Двигатели 1 ступени этих одноразовых ракет работают 140 с. Т.е. двигатели работали на стенде в 17 раз дольше, чем в натуре. А вот тут 98% надежность выглядит правдоподобно.
Вы сами наполовину ответили)
15-20 минут вытекало из всех возможных штатных и нештатных ситуаций. Если за это время корабль не вышел на какую-то орбиту, то о нем можно забыть навсегда. А штатно работа двигателей, если память не изменяет, была максимально около 5 минут, был там какой-то хитрый взлет.
А расчетный час и 40 минут на испытаниях выходило из прочности материалов, а не только от необходимого времени работы. В процессе работы свойства отдельных элементов "плывут" из-за температуры, химии и прочего. В течении этого времени конструкция должна сохранить и прочность и геометрию и всё остальное.
цитата glazier Экспоненциальная зависимость вероятности аварии от времени работы означает, что такой двигатель мог бы использоваться 2-3 раза с вероятностью сбоя где-то 96-93%.
Нет не мог бы. Часть ключевых элементов от температуры и химии подвергалась необратимым изменениям, например после охлаждения менялась геометрия сопел, топливные насосы "растворялись" и т.д. Т.е. чтобы повторно запустить отработавший двигатель требовалось заменить слишком много его элементов, одноразовый попросту обходился дешевле. А помимо ремонта еще надо включить в стоимость мягкий спуск, поиски, доставку на завод, обеззараживание от топливных компонентов и т.д. и т.п.
цитата glazier Другой пример — Спейс Шаттлы. 5 шаттлов за 30 лет совершили 135 полетов (в среднем по 27 каждый, Дискавери летал 39 раз).При этом в среднем один маршевый двигатель использовался до замены 8,8 раз. При анализе дефектов в отработанных двигателях шаттлов оказалось, что проблемы с камерами сгорания возникали в 17% случаев. Наиболее уязвимыми при многоразовом использовании были топливные насосы. Обе аварии произошли НЕ из-за проблем с двигателями.
Шатлы, как и буран, имели другие двигатели с другими режимами и нагрузками. На этих двигателях не взлететь, хотя у шаттла они и работали при взлете вместе с носителем. |
|
|
VladimIr V Y
гранд-мастер
|
|
glazier
авторитет
|
|
4 апреля 2017 г. 23:19 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата urs как сейчас помню эти расчеты по поводу того, насколько более выгоден по сравнению с одноразовой ракетой запуск шаттла.
Расчеты в сов. СМИ по поводу того, что "зелен виноград".  |
|
|
glazier
авторитет
|
|
4 апреля 2017 г. 23:44 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата elo Нет не мог бы. Часть ключевых элементов от температуры и химии подвергалась необратимым изменениям, например после охлаждения менялась геометрия сопел, топливные насосы "растворялись" и т.д.
"Мог бы" не значит "мог". О неких когдатошних советских двигателях вообще речь не идет. Как известно, даже одноразовое их использование было великим (трудовым) подвигом всего советского народа, а особенно тех, кто на них летал, получавших по геройской звезде за каждый полет. Зато теперь, от рассказов, что там "деформировалось при охлаждении" (!!!), куда и как, волосы дыбом встают. Важно, что более мощные, чем на Союзах, двигатели Шаттлов использовались многократно еще тогда, а двигатели Фалькона — дважды уже сейчас. |
|
|
urs
магистр
|
|
5 апреля 2017 г. 00:37 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата glazier Важно, что более мощные, чем на Союзах, двигатели Шаттлов использовались многократно еще тогда, а двигатели Фалькона — дважды уже сейчас.
Сравнение неправомерно: ракетные двигатели для многократного и однократного использования будут отличаться конструкционно. При прочих равных условиях двигатель многократного использования будет давать меньшую тягу как менее напряженная машина. Ну и многократность использования не является однозначно передовым и прогрессивным признаком.
цитата glazier О неких когдатошних советских двигателях вообще речь не идет. Как известно, даже одноразовое их использование было великим (трудовым) подвигом всего советского народа
Ну вообще говоря и американского народа тоже. Космонавтика была и остается рискованной работой, о чем свидетельствуют катастрофы Челленджера и Колумбии |
–––
Вскую шаташася языцы, и людие поучишася тщетным? |
|
|
glazier
авторитет
|
|
5 апреля 2017 г. 06:13 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата urs ракетные двигатели для многократного и однократного использования будут отличаться конструкционно. При прочих равных условиях двигатель многократного использования будет давать меньшую тягу как менее напряженная машина. Ну и многократность использования не является однозначно передовым и прогрессивным признаком.
Ну что же, давайте сравним реальные двигатели. РД-107 (РН Союз): Тяга 1.0 МН, масса 1300 кг, время работы 140 с;
RS-25 (Спейс Шаттл): Тяга 1.8МН, масса 3390 кг, время работы 520 с х 8.8 = 4576 с (здесь 8.8 среднее число стартов для одного двигателя)
Merlin (Фалькон 9): Тяга 0.741 МН, масса 490 кг, время работы 180 с х2 = 360 .
Тяга на 1 кг веса движка для РД-107 = 0.769 кН, для RS-25 = 0.531 кН, для Merlin — 1.512 кН
Да, Вы конечно правы и удельная тяга в многоразовом двигателе Шаттла в полтора раза ниже, чем в двигателе Союза. Но так ли принципиально это различие? Зато RS-25 реально работал в 33 раза дольше, причем в многоразовом режиме.
А вот каждый из 9 двигателей Фалькона имеет вдвое большую удельную тягу, чем у Союза, хотя предназначен для многоразовых полетов и работал в 2.57 раз дольше в 2 стартах (не говоря уже о 2 посадках). Нет никакого парадокса, просто фактор технического прогресса. Вместо понижения тяги на кило веса, ребята усовершенствовали конструкцию, применили новые материалы и т.д.. Причем во многом, благодаря бесценной информации данной Шаттлами.
Но может быть, Шаттлы были менее надежны, чем Союзы? Ничуть не бывало. У Шаттлов была 1 авария на старте при 135 стартах (всего — 2 аварии, одна при посадке), т.е. в 0.74 % случаев; у Союзов 2 аварии на старте при 32 стартах (всего 3 аварии, одна при посадке) т.е. в 6.25 % случаев ( ). Впрочем, ни там, ни там аварии не были связаны с работой движков. У многоразовых движков Шаттлов самый солидный в истории космонавтики опыт безаварийной работы маршевых двигателей.
цитата urs Ну и многократность использования не является однозначно передовым и прогрессивным признаком.
А почему собсссно?
Не потому, что понятия "передовой" и "прогрессивный" субъективны, а отдельно взятый субъект хочет, чтобы они не являлись?
Может быть посмотрим на экономические параметры? У Вас есть основания не доверять утверждениям Маска, что себестоимость вывода 1 кг ПН на Фальконах окажется существенно ниже за счет многоразовости, несмотря на большие удельный расход топлива и удельную стоимость железа? Если да, сделайте божескую милость, не примените сообщить его "глупеньким" инвесторам. (Я уже просил об этом Санбара, но особой надежды на него у меня нет). Кстати, Вы не задумывались, что "одноразовость" РН — уникальная загогулина в истории транспортных систем? Это отнюдь не объективный фактор технического развития, а родовое проклятие ракетной техники, происходящей от поневоле одноразовых военных баллистических ракет. |
|
|
Farit
гранд-мастер
|
|
5 апреля 2017 г. 08:27 [нажмите здесь чтобы увидеть текст поста]
|
цитата urs многократность использования не является однозначно передовым и прогрессивным признаком
Ни один из показателей, которым может быть охарактеризован реактивный двигатель не является однозначно передовым или прогрессивным. Все они становятся таковыми применительно к поставленной перед ними задаче.
Скажем, двигатели ступени, которая была запущена повторно включались уже как минимум десять раз (два тестовых прожига, запуск в прошлом году, три включения на торможении при посадке, снова тестовый прожиг, запуск и еще два включения на посадке). И тут дело даже не в количестве секунд, которые работал двигатель, дело в количестве циклов запуска и отсечки, которые выдержали Мерлины.
Это к вопросу о том, передовые ли это двигатели.
С другой стороны. Вы утверждаете, что многоразовость заставляет чем-то жертвовать. Допустим. Вопрос — чем именно и как это выражается в терминах поставленной задачи? От чего отказались? |
|
|
цитировать