К вопросу о совершенстве конструкции F9 от Space X и Зенита или прогресс за 30 лет

[vsatman888]

В рассылке ЖЖ попался пост уважаемого Кирилла ака vakhnenko  с фразой "какая же она длинная" И тут же в мозгу возник образ садящегося "карандаша" первой ступени Ф9 и вроде бы более "толстеньких"  советских носителей и курс сопромата по статической прочности оболочек и тп

Comments

[lj_frank_bot]

Здравствуйте!
Система категоризации Живого Журнала посчитала, что вашу запись можно отнести к категории: Космос.
Если вы считаете, что система ошиблась - напишите об этом в ответе на этот комментарий. Ваша обратная связь поможет сделать систему точнее.
Фрэнк,
команда ЖЖ.

да

[vsatman888]

да

[lj_frank_bot]

Прекрасно

[omega_hyperon]

Сравните его лучше с Титаном-1. Будете удивлены.
Да и SLS тут не рсобо к месту, там водород, а это свои заморочки, ступень в три раза больше выходит. И про удельный импульс забывать ее стоит, в формуле Циолковского он не под логарифмом, а снаружи.

[vsatman888]

Да я когда увидел коэффициент для Циклона понял, что сравнивать можно только РН на идентичной паре компонентов , больше интерес был, что нам дал прогресс за 30 лет, оказалось немало!!

[omega_hyperon]

https://en.wikipedia.org/wiki/HGM-25A_Titan_I - именно поэтому я и упоминаю эту ракету.

[iv_an_ru]

> Прогресса не существует, сравнимый результат получали 60 лет назад.

Нахлобучьте на этот титан не малюсенькую боеголовку, а обтекатель шире всей остальной машины, и C1z*v + C2z*v^2, аэродинамическое сопротивление то есть, скрутит его в поросячий хвост. Вот тут-то и обнаруживается прогресс.

[zaitcev]

У Кайла данные другие:

F9 v1.2 FT

St.1 dry 27.2t full 438.2t
St.2 dry 4.5t full 116.0t

итого, совершенство 6,2% и 3,8%.

[vsatman888]

Я брал из англо Вики , но не думаю , что эти отклонения критичны для общего вывода..
Кстати , странно что нет каких то точных данных от самой Спейс Х ,
Есть идеи почему??

[iv_an_ru]

С F9FT (и насколько я понимаю, с арианом тоже) есть ещё один момент. Для уменьшения веса ракета настолько нежёсткая, что при классическом управлении просто развалилась бы. Вместо этого акселерометры и тензодатчики расставлены по всей длине ракеты, и измеряют не просто куда летит ракета в среднем, а куда движется каждая её часть, и управляют двигателями так, чтобы ракета не просто летела "более-менее куда надо", а ещё и выпрямлялась при этом, компенсировала свои случайные изгибы. Это как балансировать макарониной, стоящей на пальце, только это всё ещё и в набегающем ураганном потоке воздуха.

[vsatman888]

Вот это действительно Круто !! При этом , как я понимаю управлять можно только отклонением движков в их карданах/режимом тяги? Ведь управляющих рулей вверху ракеты нет?

[iv_an_ru]

Да, разнотяг и отклонение, по дороге наверх рулей нет. При этом надо учесть неидеальную приемистость (не мгновенный отклик тяги на команду) и наличие кучи запрещённых комбинаций режимов и положений двигателей, чтобы никакой двигатель не вошёл надолго в опасный резонанс с какой-нибудь трубой другого и не вызвал там колебания жижи, которые аукнутся насосу или форсункам. И надо предусмотреть работу всей этой акробатики при отказе каждого из движков.

Возврат ступени в некотором смысле "проще" --- масса мала, по соотношению нагрузок и жёсткости это уже карандаш, а не макаронина. Только при возврате на старт, а не на платформу в море, есть дополнительная эквилибристика (помимо, очевидно, разворота и торможения наверху): большую часть пути вниз ступень целится в море у берега, и только под конец доворачивает на сушу, на посадочную площадку. Если что-то не включится по дороге вниз, то ступень навернётся в бесплатную воду, а не на дорогой космодром.

[sigmund_rod]

Тогда меня удивляет, как они её для запусков людей собираются использовать? Вся эта нежестская эквилибристика не делает надёжность критически низкой?

[vakhnenko]

> Коэффициент совершенства конструкции для первой ступени Ф9 в 1,6 раза лучше чем у Зенита , для второй вообще почти в 3!!!

Ага, меня в свое время это тоже весьма и весьма удивило. Не ожидал настолько большой разницы.

> за 30 лет появились новые сплавы, полностью поменялась система измерерительных датчиков - ушли аналоговые с медными проводами , пришли почти невесомые информационные шины и чипы в датчиках, и возможности расчета на компьютерах идеальной по размеру детали при ее минимальном весе очень возросли..

И методы производства другие, та же сварка трением. Я не технолог ни разу, конечно, но подозреваю, что это тоже должно облегчать конструкцию.

> На фоне Ф9 как то несколько блекнет SLS

Но заметим, самый большой коэффицент соотношения длины ступеней таки у него :)

[iv_an_ru]

> И методы производства другие,
Я вот немножко описывал одну из цепочек: https://iv-an-ru.livejournal.com/12742.html

почитал

[vsatman888]

замечательно описано, хотя после "спичечного коробка" мое воображение кончилось..
но технологов на производстве я еще с 80-х очень уважаю , чуть ниже написал .. см. https://vsatman888.livejournal.com/185705.html?thread=1052009#t1052009

[vakhnenko]

Офигенно. А иксы такое используют?