Унифицированные ракетные системы

здесь будут опубликованы и обсуждены проекты любой предполагаемой партизанами техники, любого вооружения. Если у вас есть, что предложить - вам сюда.
Аватара пользователя
shuricos
капитан
капитан
Сообщения: 5684
Зарегистрирован: 28 дек 2007 09:04
Откуда: Ростов-на-Дону
Контактная информация:

Сообщение shuricos » 07 авг 2015 06:02

Мне очень нравится идея, воплощённая в российской ракетно-космической системе "Ангара": создаются универсальные ракетные модули, которые могут использоваться как в первой, так и во второй ступени ракет-носителей, собираемых по пакетной схеме. В результате Ангара может заменить большинство используемых сейчас нами ракет-носителей:
- Ангарой-А5 с пятью УРМ-1 (масса 760 тонн, полезная нагрузка на низкой околоземной орбите - 25 тонн) заменят тяжёлый "Протон" (705 и 23 тонны, соответственно);
- Ангарой-А3 с тремя УРМ-1 (480/15 тонн) заменят средние Зениты-2 и -3 (450...470 тонн массы /13,6...15 тонн ПН на НОО), а после завершения сертификации для пилотируемых полётов, и РН типа "Союз" (310/5..9 т);
- Ангорой-А1.2 (170 / 3,8 тонн) заменят "большие лёгкие" ракеты типа "Днепр" (210/3.7),
- Ангарой-А1.1 (150/2 т) заменят "средние лёгкие" ракеты классов "Космос", "Рокот", "Стрела" (105...107 / 0,2...1,5 т).

Кроме того, предполагается ещё особо тяжёлая модификация - Ангара-А7 с семью УРМ-1 в первых двух ступенях, массой около 1200 тонн и выводимой полезной нагрузкой 35...50 тонн.

Фактически неохваченными оказываются два диапазона - малые лёгкие ракеты, типа "Штиля", созданного на базе БРПЛ Р-29 (33 т массы РН/ 86 кг ПН на НОО); и сверхтяжёлые ракеты типа "Энергии" (2200/100 тонн). Да и Ангара -А1.1 всё-таки великовата для замены "Космосов", "Рокотов" и "Стрел".

Возникла мысль - а имеет ли смысл сделать аналогичную пакетные системы для этих двух "выпадающих диапазонов"?
Геометрически получается, что при использовании УРМ равного диаметра на средний блок можно навесить максимум 6 таких же блоков. Т.е. количество УРМ в пакете может быть от 1 до 7.

Если Ангара перекрывает потребности в ракетах-носителях массой от 150 до 1200 тонн, то предлагаемая система сверхлёгких УРМ должна перекрывать потребности в носителях массой до 150 тонн. Это значит, что наш сверхлёгкой УРМ должен быть массой не более 20 тонн.
Всё вышесказанное - IMHO

Аватара пользователя
shuricos
капитан
капитан
Сообщения: 5684
Зарегистрирован: 28 дек 2007 09:04
Откуда: Ростов-на-Дону
Контактная информация:

Сообщение shuricos » 07 авг 2015 06:57

Тут мы подходим к самому интересному.

1. При создании УРМ-1 для первой и второй ступеней "Ангары" одним из намерений было названо стремление сделать УРМ транспортабельным по железной дороге, т.е. укладывающимся в железнодорожные габариты. И по первоначальной концепции (по книге В. Е. Гудилина и Л. И. Слабкого «Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы)» Москва, 1996 г.) диаметр УРМ должен был составлять 3,6 метра, что соответствует ж/д габаритам. Но в итоге УРМ-1 были сделаны диаметром 2,9 метра. К чему же подгоняли диаметр УРМ?

2. Габаритные характеристики самой лёгкой Ангары - варианта А1.1 (длина 34,9 м, диаметр 2,9 м) подозрительного похожи на габаритные размеры МБР Р-36 "Сатана" (длина 34,6 м, диаметр 3 м).

При этом "Ангара-А1.1" уступает "Сатане" (вернее, созданной на базе "Сатаны" ракете-носителю "Днепр") по массе (150 против 207 тонн) и забрасываемому на НОО весу (2 тонны против 3,7).
Тем не менее, не исключаю, что "Ангара-А1.1" является фактически заменой для наших тяжёлых МБР "Сатана". Это очень хорошо, так как может позволить удешевить разработку и изготовление тяжёлых МБР на смену "Сатане".

Отсюда и следующее предложение, касающееся предложенного в предыдущем моём посте сверхлёгкого УРМ (назовём его условно УРМ-СЛ, т.е. "универсальный ракетный модуль сверхлёгкий"): а почему бы унифицировать такой УРМ-СЛ с МБР или БРПЛ?
Так, например, у МБР "Тополь" масса ракеты составляет 45 тонн, в т.ч. масса первой ступени - 27 тонн; масса второй, третьей ступени и полезной нагрузки - 18 тонн.

Если сделать УРМ-СЛ на базе первой ступени "Тополя", то могут получиться такие варианты:
1. Базовый - существующая ракета-носитель "Старт-1", 47 тонн, одна первая ступень "Тополя".

2. "Старт-3" (здесь и далее - названия условные) - три первые ступени "Тополя", ставшие теперь УРМ-СЛ (расположены аналогично УРМ "Ангары-А3"), плюс вторая и третья ступени "Тополя". Общая масса - 27*3+18=101 тонна. Прямая замена ракетам-носителям "Стрела", "Рокот", "Космос".

3. "Старт-4" (один центральный и 3 симметрично расположенных боковых УРМ-СЛ) - 130 тонн. Конкурент европейской "Веге" (137 тонн).

4. "Старт-5" (размещение УРМ аналогично Ангаре-А5) - 157 тонн. Конкурент "Ангаре-А1.1", "Союзу-2.1в".

5. "Старт-7" (размещение УРМ аналогично Ангаре-А7) - 207 тонн. Замена "Днепра", конкурент "Циклона" и "Ангары-А1.2".

Могут быть и промежуточные варианты с последовательной установкой двух вторых ступеней "Тополя" (массой 13 тонн) друг на друга, как сделано в РН "Старт".
Так может быть получена, например, ракета "Старт-7.2" с семь первыми ступенями "Тополя", расположенными пакетным способом в нижней части РН, двумя вторыми ступенями "Тополя", расположенными последовательно в средней части РН, и разгонным блоком в верхней части ракеты. Фактически получается 5-ступенчатая ракета-носитель массой 220 тонн.
Последний раз редактировалось shuricos 07 авг 2015 08:00, всего редактировалось 1 раз.
Всё вышесказанное - IMHO

Аватара пользователя
shuricos
капитан
капитан
Сообщения: 5684
Зарегистрирован: 28 дек 2007 09:04
Откуда: Ростов-на-Дону
Контактная информация:

Сообщение shuricos » 07 авг 2015 07:32

Теперь поговорим о сверхтяжах.

Наиболее перспективно, видимо, было бы сделать один серхтяжёлый УРМ (назовём его КРМ-СТ) с характеристиками, близкими к предельным характеристикам "Ангары-А7" - более 1000 тонн массы и более 35 тонн полезной нагрузки на НОО.

Но если мы говорим о том, что УРМ должна оставаться в рамках железнодорожных габаритов, то пока самый мощный вариант - это первая ступень ракеты-носителя "Зенит" с четырёхкамерным двигателем РД-171 - близким родственником используемого на "Ангаре" РД-191. С первой ступенью "Зенита" были унифицированы разгонные блоки РН "Энергия".

Первая ступень "Зенита" весит 353 тонны.
Мы выяснили, что максимальное количество одинаковых УРМ в одном пакете - семь. Т.е. суммарно в пакете первой и второй ступеней у нас может быть 353*7=2471 тонна массы. Это примерно столько же, сколько и 2 ступени РН "Энергия".

Но тяга РД-170 на уровне моря составляет 740 тс. Суммарная тяга семи таких двигателей составляет 5180 тонн, что позволяет сделать носитель массой более 3700 тонн, т.е. более, чем в 1,5 раза крупнее "Энергии" и в 3 раза крупнее "Ангары-А7".

Проблема в том, что "Зенит" делают на Украине.
Последний раз редактировалось shuricos 07 авг 2015 07:59, всего редактировалось 1 раз.
Всё вышесказанное - IMHO

Аватара пользователя
Dem_anywhere
капитан
капитан
Сообщения: 14571
Зарегистрирован: 30 мар 2005 13:08
Откуда: Питер
Контактная информация:

Сообщение Dem_anywhere » 07 авг 2015 09:15

Ну всё не совсем так.
1) Лёгкие носители как правило сильно дороже за килограмм ПН, поэтому спрос на такие спутники низкий. Кроме того, конверсионные из МБР - условно-бесплатные, и заменять их нет смысла.
Т.е. разработка ракет в этом классе весьма сомнительна с точки зрения экономики.
2) Вот средние-тяжелые - заменить имело смысл. Но если заменять только их - УРМ стоило делать вдвое-вчетверо тяжелее. Но наши ракетчики предпочитают молиться двум лошадиным задницам...
3) Сверхтяж... собственно, нет под него нагрузки. Всё что надо - проще вывести кусочками по 20 тонн...
В процессе решения любого вопроса специалист виноват четырехкратно:
1. Он вообще открыл рот
2. Нагло остался при своем мнении
3. Своевременно на нем не настоял
4. Оказался прав!

Аватара пользователя
shuricos
капитан
капитан
Сообщения: 5684
Зарегистрирован: 28 дек 2007 09:04
Откуда: Ростов-на-Дону
Контактная информация:

Сообщение shuricos » 07 авг 2015 10:47

Dem_anywhere писал(а):Цитата(Dem_anywhere @ 7.8.2015, 12:15) 1) Лёгкие носители как правило сильно дороже за килограмм ПН, поэтому спрос на такие спутники низкий.
Ну, ракет-носителей типа "Космос" (масса чуть более 100 тонн, т.е. "Mid Lite" по НАСАвской классификации - средний лёгкий класс, меньше, чем самая маленькая "Ангара") было запущено 440 штук - не сказал бы, что это мало.

2) Вот средние-тяжелые - заменить имело смысл. Но если заменять только их - УРМ стоило делать вдвое-вчетверо тяжелее.[/quote]
УРМ-1 - 150 тонн массы, 200 тонн тяги.
Вдвое-втрое тяжелее - это 300...450 тонн массы и 400...600 тонн тяги - получается первая ступень "Зенита".

Но наши ракетчики предпочитают молиться двум лошадиным задницам...[/quote]
Подозреваю, не им, а "Сатане" Р-36.

3) Сверхтяж... собственно, нет под него нагрузки. Всё что надо - проще вывести кусочками по 20 тонн...[/quote]
Пока да.
Всё вышесказанное - IMHO

Аватара пользователя
shuricos
капитан
капитан
Сообщения: 5684
Зарегистрирован: 28 дек 2007 09:04
Откуда: Ростов-на-Дону
Контактная информация:

Сообщение shuricos » 07 авг 2015 16:23

Подумалось тут, что вопрос унификации при разработке "Ангары" мог быть даже глубже. Возможно, УРМ-1 можно будет использовать не только в качестве замены тяжёлой МБР Р-36 "Сатана", но и средней МБР УР-100н!

Диаметр ТПК УР-100 - 2,9 метра, как раз столько же, сколько и диаметр корпуса УРМ-1. При этом шахта для УР-100 явно больше 2,9 метра:


Длина УР-100 без головной части - 24 м, у УРМ-1 - 25,1 м http://novosti-kosmonavtiki.ru/mag/2014/1803/23453/
Разница невелика, учитывая, что длина УР-100 с головной частью - 27 метров, а глубина шахты, вероятно, ещё больше


Возможно, конструкторы изыскали возможность разместить УРМ в шахте УР-100 (после соответствующей доработки шахты, конечно; хотя бы потому, что топливо используется совершенно разное).

Тяга на уровне моря первой ступени УР-100 - примерно 185 тонн; у УРМ-1 - 196 тонн.
Показатели схожи.

Время работы первой ступени УР-100 - 121 секунда, второй ступени - 200 сек, суммарно - 321 секунда.
Время работы УРМ-1 в режиме первой ступени "Ангары" - 270 секунд. Немного меньше, чем у двух ступеней УР-100, но это может быть исправлено за счёт дросселирования тяги по мере израсходования топлива (при использовании на "Ангаре" тяга УРМ-1 центрального блока в пакете дросселируется до 30% от полной).

Т.е. я бы не стал исключать того, что УРМ-1 может быть заменой для УР-100н. Т.е. УРМ-1 может стать одноступенчатой МБР.

Если это так, что перед нашими конструкторами просто надо снять шляпу!
Всё вышесказанное - IMHO

Sancho
старший сержант
старший сержант
Сообщения: 378
Зарегистрирован: 12 дек 2005 19:15
Откуда: Москва
Контактная информация:

Сообщение Sancho » 07 авг 2015 18:55

А не будут-ли боевые ракеты, рассчитанные на годы хранения в состоянии боеготовности и/или перевозке по дорогам на вездеходе, принципиально дороже "одноразовых" космических? Равно как Ангара, скорее всего, не может храниться заправленной сколь либо долго и быть запущена через полторы минуты после команды.

Аватара пользователя
Dem_anywhere
капитан
капитан
Сообщения: 14571
Зарегистрирован: 30 мар 2005 13:08
Откуда: Питер
Контактная информация:

Сообщение Dem_anywhere » 07 авг 2015 20:09

shuricos писал(а):Цитата(shuricos @ 7.8.2015, 13:47) Ну, ракет-носителей типа "Космос" (масса чуть более 100 тонн, т.е. "Mid Lite" по НАСАвской классификации - средний лёгкий класс, меньше, чем самая маленькая "Ангара") было запущено 440 штук - не сказал бы, что это мало.
"Космос" - это в девичестве БРСД Р-12/Р14
Которые всё равно уже разработаны и запущены в серийное производство.
Вдвое-втрое тяжелее - это 300...450 тонн массы и 400...600 тонн тяги - получается первая ступень "Зенита".[/quote] Где-то да.
[attachment=31151:Spacex_Proposal.jpg]
Подозреваю, не им, а "Сатане" Р-36.[/quote] И ей тоже. 2.9 м - это максимальный (с учётом ТПК) диаметр, который не является негабаритом на жд.
Наши ракетчики принципиально неспособны возить ракеты самолётами или автомобилями.

И:
Ага, и вот что удивительно: Маску для пуска нужно
- вшивый барак, который он называет "ангаром".
- 3 ржавых вагона с цилиндрами с гелием
- старый газгольдер с кислородом
- грузовик с керосином
- списанный аэродромный тягач
- установщик
- столы, стулья, и несколько персоналок в КП
Лоток старта он, правда, захавал готовый.

Тем не менее, для пуска Ангары нужно было построить "более 220" заглубленных сооружений, собрать гигантскую башню, смонтировать оборудования на миллиард. Неужели нельзя как-нибудь попроще. Вот ведь живой пример перед глазами.
Вложения
Spacex_Proposal.jpg
Spacex_Proposal.jpg (114.25 КБ) 429 просмотров
Последний раз редактировалось Dem_anywhere 07 авг 2015 20:19, всего редактировалось 1 раз.
В процессе решения любого вопроса специалист виноват четырехкратно:
1. Он вообще открыл рот
2. Нагло остался при своем мнении
3. Своевременно на нем не настоял
4. Оказался прав!

Аватара пользователя
shuricos
капитан
капитан
Сообщения: 5684
Зарегистрирован: 28 дек 2007 09:04
Откуда: Ростов-на-Дону
Контактная информация:

Сообщение shuricos » 12 авг 2015 06:06

А зачем возить ракеты самолётами и грузовиками, если тот же Зенит с массой первой ступени 350 т и тягой 700 тонн (т.е. с требуемыми Вами показателями перспективного УРМ), вполне транспортабелен по ж/д. Да и в первых проработках УРМ "Ангары" диаметр был 3.6 м. Но по факту УРМ сделали более узкой - 2.9 м, что и навело меня на мысль о том, что её диаметр подгоняли вовсе не под ж/д габарит, а подо что-то иное. Я предположил, что под габариты шахт Р-36М2 и УР-100Нуттх.

Что касается размеров и мощности УРМ, то большой УРМ (с характеристиками первой ступени Зенита, например, имеет существенный недостаток - большой шаг масштабируемости.
Если базовый уровень - ракета с одним УРМ с тягой 700 тонн, то следующий уровень - ракета с тремя УРМ - уже 2100 тонн тяги. Это уже супертяж с весьма ограниченным рынком, а ещё более тяжёлые ракеты из пяти и семи УРМ востребованы разве что для пилотируемых межпланетных миссий - это вообще единичные запуски. Т.е. никакой универсальности не получается.

В этом смысле УРМ "Ангары" хорошо сбалансирован - каждый вариант компоновки точно попадает в соответствующий класс ракет-носителей:
- А1 - лёгкий
- А3 - средний
- А5 - тяжёлый
- А7 - сверхтяжёлый
Последний раз редактировалось shuricos 12 авг 2015 06:08, всего редактировалось 1 раз.
Всё вышесказанное - IMHO

Аватара пользователя
Dem_anywhere
капитан
капитан
Сообщения: 14571
Зарегистрирован: 30 мар 2005 13:08
Откуда: Питер
Контактная информация:

Сообщение Dem_anywhere » 12 авг 2015 06:29

Цена жд транспортабельности Зенита - снижение ПН на четверть.
Это уже супертяж с весьма ограниченным рынком,
Лёгкие ракеты - ещё более ограниченный рынок, чем супертяж.
Что-то осмысленное начинается с уровня "Союза". Он конечно не 700т, но половина.

А Ах хоть попадает в класс - но не попадает в вес. В смысле - ПН требуется разрабатывать конкретно под неё, и тянуть все риски. Мы настолько богатые?
Вот у американцев с антаресом проблемы - они свой цигнус просто запустят атласом. А захоти - и на Союз его воткнуть можно.
А у нас для Союза свои веса, для ангары свои, и для протона свои.
В процессе решения любого вопроса специалист виноват четырехкратно:
1. Он вообще открыл рот
2. Нагло остался при своем мнении
3. Своевременно на нем не настоял
4. Оказался прав!

Ответить

Вернуться в «Проекты настоящего и будущего»