?

Log in

No account? Create an account

Космос и Ракеты - 4 (остальные страны)

Jul. 12th, 2018 | 04:40 pm

Россия

Хоть СССР и впоследствии Россия запустили намного больше ракет в космос чем Штаты, они намного чаще использовали имеющееся и реже экспериментировали. Так две основные летающие сейчас ракеты были сделаны еще в 50-х - 60-х, хотя с тех пор и модифицировались и дорабатывались. Два раза были попытки сделать сверхтяжелую ракету - и оба закончились неудачей - первый по конструктивным причинам, второй по экономическим.

Зато второй рывок 80-ых дал миру семейство замечательных двигателей РД-170, на которых летают многие современные ракеты, и на идеях которых основаны примерно все современные двигатели - от Мерлина до ВЕ-4.

В плюсе у России - амбиции оставшиеся со времен Королева, и огромный людской потенциал. В минусе - традиционный бардак, и проблемы с финансированием, что затрудняет переход от токсичного но дешевого Протона, к новому Союзу-5 и/или к тяжелой Ангаре. Санкционный режим и испорченные отношения с Америкой тоже не добавляют оптимизма. Похоже на то что в ближайшие десятилетия России не светит быть даже в тройке стран-лидеров по ракетостроению, не говоря уж о космосе вообще.

Европа

Read more...Collapse )

Link | Leave a comment |

Космос и Ракеты - 3 (Америка)

Jun. 26th, 2018 | 12:25 am

С 60-х годов США это первая и основная страна производитель ракет и спутников. Раньше оно все производилось по заказу НАСА или военных самостоятельно или по заказу у крупных оборонных фирм типа Боинга. После конца холодной войны есть большее разнообразие и капитализм - как среди заказчиков так среди исполнителей.

Внизу приведена таблица прошлых, настоящих и будущих американских ракет. В таблицу не включены конверсионные военные (легкие) ракеты, а так-же многочисленные сверхлегкие ракеты ближайшего будущего - я надеюсь посвятить им отдельный пост.

Для каждой ракеты указана (примерная) цена запуска (в мил. $),  “особенные” цели ее полетов, используется ли она для людей, есть ли у нее возвращаемые ступени, теоретическая нагрузка на орбиту, реально максимально достигнутая, нагрузка на геопереходную орбиту, и на лунные или межпланетные перелеты.

Так-же я попытался изобразить схему конструкции ракеты: К - значит керосиновая ступень, Н - значит водородная, М - метановая, N-гептиловая, s-твердая ступень или бустер. Знаком = отмечено вертикальное соединение, знаком > горизонтальное. Цвета двигателя обозначают производителя - так например красным помечены советско-российские РД170/180/190, а сиреневым показана продукция Aerojet-Rocketdyne.

Обращает внимание пестрота в левой колонке - есть аж 5 фирм-операторов с принципиально различными стратегиями.

Read more...Collapse )

Link | Leave a comment |

Космос и Ракеты - 2

Jun. 24th, 2018 | 10:28 pm

Продолжение. Начало - тут: https://komprendre.livejournal.com/1585.html


Я попытаюсь в несколько абзацев втиснуть азы того что называется rocket science и является универсальным названием чего-то невероятно сложного и запутанного. Учитывая анекдотическую неподъемность данной задачи, надеюсь на вашу снисходительность и на конструктивность неизбежной критики.


Перед моей попыткой, могу горячо порекомендовать прочитать замечательное вводное-же эссе настоящего астронавта. Далее я во многом дублирую, и явно хуже притом.


Итак мы хотим закинуть полезную нагрузку (спутник или космический корабль) с поверхности на орбиту земли. Оная орбита начинается примерно с двухсот километров над землей (ниже сильно тормозит атмосфера) и двигаться на ней надо, чтоб не упасть, в 27 раз быстрее скорости звука. Так что основная задача это не подняться наверх, а скорее как набрать эту супер-скорость: при том что атмосфера на подъеме тормозит, а гравитация - пока нужная скорость еще не набрана - тянет вниз.


Из невероятного множества идей по решению этой задачи, практически единственный работающий метод so far это многоступенчатые химические ракеты. Они состоят из ступеней (duh!) которые бывают двух видов: твердые или жидкие.


Твердые ступени это грубо говоря небольшие (но тяжелые) цилиндры с плотным твердым горючим. Оно дает большую мощность, крайне просто в обслуживании (очень популярно поэтому в военных ракетах) но быстро кончается. Поэтому их чаще всего используют в начальном этапе полета, когда надо быстро промахнуть плотные слои атмосферы. Так как они маленькие и зачастую физически меньше чем следующая ступень, их делят на 2-4-6 “ускорителя” и прикрепляют к ней по бокам. На продвинутых и финальных этапах вывода на орбиту, твердое топливо обычно существенно менее эффективно чем жидкое.


Говоря про жидкие ступени, проще всего представлять себе лунную Saturn V. Четыре ступени, каждая стоит на предыдущих, в каждой из них внизу двигатель, а над ним два бака с топливом и окислителем (обычно кислород, но не всегда).

Так как каждая ступень вынуждена нести на своей тяге все последующие, ее запасы горючего должны быть намного больше у тех. Такой процесс увеличения масштабов, повторенный четыре раза и приводит к тому, что чтоб довезти до цели трех человек в емкости размером в автомобиль, нужна ракета ростом в 30 этажей, и весом в 3 тысячи тонн.


Далее эти жидкие ступени делятся по виду топлива - расскажем здесь о самых распространенных:


Т1. Гиперголическая реакция несимметричного ди-метил-гидразина и азотного тетраоксида (UDMH+N2O4), сокращенно гептил.

Плюсы: хранится при комнатной температуре, самозажигается - упрощает и облегчает двигатель. Широко используется в “больших” военных ракетах, верхних ступенях и самих спутниках.

Минусы: Очень токсичен. Что неприятно и при перевозке, и при испытаниях, и при обычных запусках, и тем более аварийных.


T2. Высокочищенный керосин + жидкий кислород

Плюсы и минусы: так как это “основное” топливо что в истории что сейчас, плюсов и минусов у него нет - у всех остальных топлив они считаются относительно него.


Т3. Жидкий водород + жидкий кислород

Плюсы: с отрывом самое мощное топливо, в пересчете на вес*.

Поэтому его очень стараются использовать в верхних ступенях, где каждый кг на счету.

Минусы: Даже жидкий, водород очень неплотный. И требует огромных емкостей. И еще куча больших сложностей при хранении. Что зачастую либо убивает все плюсы либо страшно удорожает двигатели и ступени.


Т4. Жидкий метан + жидкий кислород

Плюсы: Мощнее керосина, дешевле, чище, и позволяет многократное включение двигателя.

Минусы: Пока нет ни одного работающего двигателя - все только в разработке.


В следующих постах я опишу имеющиеся и планируемые ракеты, их грузоподъемность, и их ступенчатый состав. Так как это всё невпихуемо в один пост, он будет разбит на несколько частей. Stay tuned :)

Link | Leave a comment |

Космос и Ракеты - 1

Jun. 24th, 2018 | 10:26 pm

В последние годы я очень заинтересовался космосом и космическими полетами. То есть, будучи рожденным в СССР, я ими интересовался всегда, но во взрослом уже возрасте, успехи Илона Маска побудили меня начать выяснять а что есть еще и как именно оно работает.  И пошло-полетело.

Я собираюсь написать серию постов с попытками систематизировать ответы на интересующие меня вопросы. А именно:


  1. На чем запускают вещи на орбиту сейчас, и как планируют в ближайшем будущем?


  2. Куда с этой орбиты можно лететь потом и чем интересным там можно заниматься?


В этом первом посте я постараюсь дать ответы на общие и вводные вопросы. С одной стороны эти ответы широко известны, с другой они широко неизвестны - большинство населения очень в них путается. После них мне будет проще говорить о более специальных вещах. Итак, поехали!

В1. Почему после серии громких успехов 60-х годов, дальнейший прогресс космонавтики для стороннего зрителя как-бы остановился? Где Марс и звезды?!

О1. СССР не сумел вовремя и успешно запустить конкурента американской лунной ракете. Американцы таким образом зафиксировали победу в Space Race, и решили сэкономить и сбавить обороты: Никсон в своей речи уже в марте 1970-го года анонсировал уход с Луны и отказ от “больших” проектов, включая наработки по ядерным двигателям для ракеты на Марс. Обоих Кеннеди к тому времени уже убили...

В2. Говорят что ракеты это всего 4% от космической экономики. Как так - ведь разговоров о них куда больше чем о чем либо другом ?

О2. Много всего разного входит в эти 96%. И производство миллионов спутниковых тарелок по всему миру, и миллиардов GPS-чипов для всех смартфонов, и обеспечение бесперебойного вещания всех ТВ-каналов, и всё связанное с военной разведкой. Короче важные и нужные вещи, но не самые интересные для фанатов чистого и далекого космоса.

В3. Маск - гений или обманщик? Говоря только про SpaceX - и оставляя за скобками Теслу и все остальные его громкие инициативы.

О3. По моему субъективному мнению - и то и другое. Он сумел организовать потрясающе сильную команду единомышленников, и сделать с ними великолепные линейки ракет Falcon и кораблей Dragon (явно лучших в мире на данный момент), которые во многом опирались на лично его идеи. И в работе у них еще много всего - еще более фантастичного. Но он не гнушается постоянного самопиара, мелких передергиваний, все время громко обещает невероятные вещи (которые впоследствии тихо откладываются или отменяются) и все время использует имеющиеся достижения для максимального повышения ставок. Так что если он в следующем раунде проиграет - есть шанс на банкротство всей компании и тогда не очень ясно с чем же мы остались.

В следующем посте - краткий обзор космических ракет, принципов их действия и разных видов их двигателей. Не переключайтесь :)

Link | Leave a comment {2} |