Comments 247
Первая ступень самоуничтожилась после разделения и разворота, вторая вышла на нужную траекторию и в итоге тоже самоуничтожилась, причины выясняют. Не протестированным остался только вход второй ступени с орбиты в атмосферу и поведение теплозащиты.
А в целом запуск можно считать успешным, ни один двигатель не отказал в полете, и успешно протестирована система разделения, которую после прошлого пуска полностью переделали.
Запуск можно считать полезным: собрали данные, разделили ступени, пофиксили повреждение двигателей кусками бетона от стартовой площадки. Но прям успешным я бы не назвал, ни одна из ступеней до приводнения не дожила, даже вход в атмосферу не потестили.
Эх, я совсем забыл, а мог бы посмотреть трансляцию. Ну по сравнению с первым разом, когда первая ступень знатно проперделась парой движков в первые секунды старта, как минимум рост надёжности.
Скорее всего переделали стартовый стол. Из за него двигатели сломались в первом тесте.
Стол действительно переделали, но проблема с двигателями была не от бетонной шрапнели, а от недостаточной производительности пускового механизма. Внешнее кольцо двигателей можно запустить только на столе.
Плюс добавили стальную плиту и «душ», которые защитили инфораструктуру.
Есть вариант, что проблема была не столько с бетонной шрапнелью, сколько с звуковыми волнами, которые отражаясь от бетона влияли на стабильность горения. Система разбрызгивания воды хорошо их гасит, в этом одна из важных ее целей.
Еще раз — Маск подтвердил, что в прошлый раз ни бетон ни ударные волны не повлияли на двигатели. Проблема была только со стартерами, которые потом очень долго и упорно тестировали.
А что там за стартеры, интересно? Вроде бы, раньше на Рапторах было пьезозажигание, потом перешли на самовоспламенение топливной смеси, но это не точно.
Тут речь не о поджиге, а о запуске ТНА.
Сейчас используется гелий для начальной раскрутки турбин (spin prime).
Центральная группа двигателей питается гелием из COPV. Внешнее кольцо — из нулевой ступени (от самой стартовой табуретки).
В будущем хотят перейти на использование давления рабочих газов в цистернах.
Тут речь не о поджиге, а о запуске ТНА.
Сейчас используется гелий для начальной раскрутки турбин (spin prime).
Наружное кольцо двигателей Супер Хэви раскручивается, ИМХО, азотом из нулевой ступени, и их повторный запуск в полёте не предусмотрен.
Давление наддува в баках компонентов топлива (вы назвали их "цистернами") слишком низкое для раскрутки ТНА, но, в принципе, позволяет запустить газогенераторы двигателей и выйти на режим.
Какие на Рапторах стартёры - не скажу, не знаю, но метан с кислородом не самовоспламеняются никогда, им нужен поджиг.
метан с кислородом не самовоспламеняются никогда
Даже при давлении 300 bar и температуре 700 К?
Маск говорил, что из камеры сгорания систему поджига убрали, осталась только в газогенераторах. Хотя на вопрос как теперь зажигается, отвечать отказался - секрет.
Даже при давлении 300 bar и температуре 700 К?
Сэр, повышение температуры вещества до 700К с целью инициации реакции оксисления в простонародье называют "поджиг".
Не всегда. Применительно к дизелям обычно используется термин "самовоспламенение". Потому что целенаправленного поджига там нет, а рост температуры происходит как следствие роста давления.
Вам правильно ответили - если в камеру сгорания подать жидкий кислород и метан, то они смешаются, но без искры не загорятся. А искра - это поджиг, локальное повышение температуры.
В камеру сгорания подаётся горячий генераторный газ из двух газогенераторов, после двух турбин. До камеры сгорания генераторный газ не горит, потому, что в одном потоке избыток кислорода, в другом метана, при смешивании получается горючая смесь, в которой есть искры, поэтому эта смесь загорается в камере сгорания.
Вы только что говорили, что данная топливная пара не самовоспламеняется никогда, а теперь рассказываете как она самовоспламеняется. Странно.
Пардон, я что, непонятно написал? В камеру сгорания из двух газогенераторов (где бушует пламя) подаётся два потока генераторного газа после того, как он сработает в турбине, в потоке кислорода есть искры (метан проходит свозь рубашку охлаждения сопла), но каждый поток отдельно гореть не может - в одном избыток кислорода, но мало метана, в другом наоборот. Горючая смесь образуется только в камере сгорания.
Выхлоп турбины поджигает горючую смесь в камере сгорания. Что непонятно?
Что непонятно?
Непонятно, зачем вы мне объясняете устройство Раптора. Я эту схему видел много раз и знаю какие там температура и давление компонентов на каждом этапе.
Непонятно на каком основании вы заявляете, что самовоспламенение метана и кислорода невозможно. Есть какие-то подтверждения этому? Химик из меня паршивый, потому и спрашиваю.
Блин, ещё раз - пока двигатель не работает, там нет ни давления 300 bar, ни температуры 700 градусов. Всё это появляется после запуска турбонасоса, а для этого надо зажечь смесь в газогенераторе на его входе.
О системе поджига в газогенераторе я и сам выше написал, зачем повторять? Вот зажгли оба газогенератора, в камеру сгорания пошли горячие газообразные метан и кислород и дальше в КС они могут самовоспламениться или не могут? Вас послушать, так получается, что не могут и этот момент мне не понятен. Мне кажется, что при таких температуре и давлении вполне могут.
В камеру сгорания с кислородной турбины идет выхлоп турбины.
Вам непонятно, что выхлоп кислородной турбины несёт с собой очаги огня?
Вам непонятно, что выхлоп кислородной турбины несёт с собой очаги огня?
Нет, метана в кислородный газогенератор подается ровно столько, чтоб крутить турбину и создавать нужное давление, он должен там полностью сгорать. И если бы оно несло "очаги огня", зачем в первом Рапторе вообще заморачивались с искровым зажиганием внутри КС, это довольно сложная система, с необходимостью резервирования.
В отсутствии официальных данных о системе поджига, пока среди энтузиастов основная версия, что в СпейсХ нашли удачные параметры смеси для самовоспламенения внутри КС.
Нет, метана в кислородный газогенератор подается ровно столько, чтоб крутить турбину
У вас КПД турбины 100%?
У вас каждая молекула метана распадается, и каждый атом углерода горит (окисляется) строго отмеренное время?
По законам природы будут искры, они же очаги пламени, а выхлоп кислородной турбины идёт прямо в камеру сгорания. Посмотрите на реактивную струю ракетного двигателя на керосине или на метане. Она жёлтая - это догорают атомы углерода.
среди энтузиастов основная версия, что в СпейсХ нашли удачные параметры смеси для самовоспламенения внутри КС.
Удачная конструкция системы подачи метана и поджига смеси в кислородном газогенераторе обеспечит и поджиг смеси в камере сгорания.
У вас КПД турбины 100%?
У вас каждая молекула метана распадается, и каждый атом углерода горит (окисляется) строго отмеренное время?
Полагаете, что в СпейсХ не могли ответить на эти вопросы с первой версией Раптора, а ко второй опомнились и воскликнули "ребята, у нас же там искры из газогенератора, нафига мы зажигание ставим?"
Полагаете, что в СпейсХ не могли ответить на эти вопросы с первой версией Раптора
Я не зря добавил "Удачная конструкция системы подачи метана и поджига смеси в кислородном газогенераторе обеспечит и надёжный поджиг смеси в камере сгорания."
Например, в некоторых наших двигателях поток генераторного газа проходит ещё и через сильфон, который увеличивает расстояние между газогенератором и камерой сгорания, и даёт дополнительное время, чтобы нестойкие радикалы в очагах пламени прореагировали.
горячие газообразные метан и кислород и дальше в КС они могут самовоспламениться или не могут?
Нет, они ведь поджигаются с помощью разогрева газогенератором. Вот вам простой вопрос: вы подаёте в камеру сгорания холодный метан и кислород, а потом увеличиваете их температуру с помощью искры электрического разряда. Это называется самовоспламенение, или поджиг? А в чём разница, если вы увеличиваете температуру не искрой, а другим способом?
Там не только повышение температуры и давления, но и внесение в горючую смесь очагов горения, нестойких радикалов, что с искрой, что с выхлопом турбины.
вы подаёте в камеру сгорания холодный метан и кислород, а потом увеличиваете их температуру с помощью искры электрического разряда
В первом Рапторе они подавались в КС уже горячими, газифицированными и под большим давлением, потом поджигались искровым разрядом. Более того, СпейсХ неоднократно проводило наземные тесты, где запускались только газогенераторы без поджига в КС, если интересно, поищу видео. Там никакое пламя из движков не выходит, только газ под давлением.
Более того, СпейсХ неоднократно проводило наземные тесты, где запускались только газогенераторы без поджига в КС
Да, было такое, но как раз с первыми Рапторами. Кстати, это могло быть и в порядке отработки системы зажигания, в которой выхлоп газогенератора поджигает смесь в каме сгорания.
Те тесты были именно что без поджига, и мне интересно как такое возможно, если в камеру сгорания, якобы летят искры с турбины.
Могу допустить, что во втором Рапторе газогенератор переделали так, чтоб искры там на выходе гарантированно появились, основные изменения там связаны как раз с турбинами. Хотя версия с самовоспламенением на мой взгляд ничем не хуже.
Разве вторая тоже самоуничтожилась? Мне казалось что просто не вышла на связь, и считается потерянной. Сомневаюсь что они будут взрывать что-то почти на орбите - какие нибудь болтики обязательно наберут первую космическую. А так - через час она свалится целиком в Тихий океан.
Да, например тут отрывок трансляции
Вторую ступень сначала потеряли при прекращении связи, потом выяснили, что связь пропала по причине срабатывания системы самоуничтожения.
А так - через час она свалится целиком в Тихий океан.
А где гарантии, что упадет именно посреди океана, если полет идет не по плану и связи нет? Разве не может в таком случае упасть где-то в жилом месте с серьезными жертвами?
Не зря запускать стараются над океанами. Там жилых мест просто нет.
Бока Чика тем и не мыс Канаверал, это у второго на востоке только океан, а у первого - Куба, Багамы да и сама Флорида
И траектория запуска ровненько между ними https://spaceflightnow.com/2021/05/13/spacex-outlines-plans-for-around-the-world-starship-test-flight/
Кусочек островов под ней, но там так себе суша.
Для того систему самоуничтожения и ставят, чтоб падало не целым куском с топливом.
100% гарантий, что не упадет кому-то на голову, никто не даст, но стараются всеми способами снизить вероятность падения на сушу.
Траектория запуска
Тут видно куда могут прилететь обломки. Учитывая, что вторая ступень полностью или почти полностью отработала план полета, можно предположить, что обломки выпадут недалеко от района запланированного приводнения севернее Гавайев, а может и над Индонезией, посмотрим.
Видимо задача Fts на космическом участке как раз и состояла деформировать корабль и сбить защитные плитки, чтобы он наоборот не уцелел при атмосферном торможении. Мощности заранее разбить на мелкие куски пустую бочку у заряда Fts думаю не хватит.
Детонация топлива тоже вносит свой вклад. Даже когда топливо заканчивается, в баках остаются газообразные метан и кислород под давлением ~4 атмосферы. Хорошо должно бахать.
"Задача Fts" состоит в том, чтобы порвать оболочку топливных баков так, чтобы компоненты топлива не смешивались и не детонировали. Fts должно предупредить возможность детонации. Но при этом должна быть нарушена структурная целостность, чтобы, если двигатели ещё работают, аппарат разрушился. Вторая задача была добавлена после первого полёта, когда и Старшип, и Супер Хэви летели как единое целое после срабатывания Fts.
Набранной скорости, около 6.5 км/с, не хватит даже чтоб Атлантику перелететь. Пишу чисто исходя из своего опыта в симуляторе KSP RSS.
ну если отрубить двигатели то свалится
а это простейшая логика системы подрыва, вон на Р7 сделали сразу и так хорошо что потом эту систему использовали не для подрыва, а для запуска САС.
Она в любом случае упадёт в Тихий океан, целиком или по частям. Если подорвать раньше - просто разлёт обломков будет больше.
она вроде на 150 км летела. Достаточно низко, МКС в 2 раза выше например. Болтики на такой высоте должны достаточно быстро затормозиться, сойти с орбиты и сгореть.
«какие нибудь болтики обязательно наберут первую космическую»
Там до самой минимальной первой космической километра 1,5 в секунду не хватает, а это сильно много. А уж до той первой космической, которая реально позволит долететь до орбиты, где объект проживёт хотя бы сутки-двое -- не хватает почти 2 км/сек., что очень маловероятно догнать взрывом.
На низкой опорной орбите время жизни не только у болтиков невелико, сгорят.
По всей видимости, так! Что ж, это было очень волнующе :)
запуск был полезным, но не успешным
они починили несколько багов, которые обнаружили при прошлом запуске, но столкнулись с несколькими новыми - главный корабль скорее всего пострадал при разделении (из-за чего потом взорвался), а бустер не смог выровняться чтобы сесть
будет ли следующий тестовый запуск полностью удачным - неизвестно
Первая ступень самоуничтожилась после разделения и разворота
Там часть двигателей внутреннего кольца и один из трёх центральных погасли, вероятно хапнув газа наддува вместо топлива при горячем разделении. Это чревато необратимым повреждением внутренней рубашки камеры сгорания. Поэтому компенсировать вектор тяги и сделать штатный разворот не получилось, и бустер был уничтожен автоматической системой прекращения полёта. Иначе он мог упасть где ни попадя.
Вторая ступень, собственно Старшип, на орбиту не вышла, не набрала необходимой скорости. Судя по тому, что было видно за несколько секунд до её подрыва. Там что-то случилось, возможно разрушилось вакуумное сопло двигателей, поэтому Старшип тоже был подорван, чтобы не допустить падения в нештатном районе.
Темнят Маск сотоварищи: ступени то ли взорвалиась, то ли взорвали, то ли самоуничтожились - ноу комментс...
Камеру со второй ступени тоже не стали транслировать: а зачем публику нервировать - пущай радуется и рукоплещет тому что есть.
Смотрел трансляцию, красивое зрелище.
(новый метод «горячего» разделения ступеней, при котором верхняя ступень Starship запускает двигатели, будучи ещё прикреплённой к ракете-носителю).
Ровно таким же способом запускается третья ступень ракеты "Союз". Именно поэтому третья и вторая ступень соединяются решетчатой фермой, а на вершине второй ступени установлен конический отражатель газов. А до этого такой же способ разделения использовали РН для кораблей "Восток" и "Восход". Так что этот самый "новый" метод придуман советскими конструкторами еще 65 лет назад (на момент начала проектирования трехступенчатого варианта "семерки" для первых "лунников")
Более того, сделано это так не от хорошей жизни, а от неумения, на то время, запускать двигатели в невесомости - тяга второй ступени использовалась для осаждения компонент в баках третьей ступени.
"Gemini missions" это же про пилотируемую американскую программу?
Вы уверены, что Вы хронологию появления "трехступенчатого варианта "семерки" и "Gemini missions" правильно посмотрели?
https://ru.wikipedia.org/wiki/LGM-25C_Titan_II - первый запуск в 1962 году.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Восток_(ракета-носитель) - первый запуск в 1958 году.
Что не так?
Ровно таким же способом запускается третья ступень ракеты "Союз"
Он новый в том смысле, что для ракет SpaceX. Так-то горячее разделение считается одним из самых простых с инженерной точки зрения, хоть и не самым выгодным с точки зрения энергетики - выше расход топлива, больше вес из-за наличия теплового экрана у первой ступени, хуже аэродинамика ракеты со всеми этими фермами.
Он новый в том смысле, что для ракет SpaceX.
Ну так так и надо писать
хоть и не самым выгодным с точки зрения энергетики - выше расход топлива, больше вес из-за наличия теплового экрана у первой ступени, хуже аэродинамика ракеты со всеми этими фермами.
Прошлый раз наоборот писали, что горячее разделение экономит топливо и увеличивает выводимую массу.
Прошлый раз наоборот писали, что горячее разделение экономит топливо и увеличивает выводимую массу.
Если вы достаточно старый, вы можете помнить рекламу процессоров Пентиум-4, где писали, "увеличенный до 20 шагов конвейер позволит повысить производительность за счёт бОльшего роста частоты". А лет через семь - рекламу процессоров Core, где писали "урезанный до 12 шагов конвейер позволит повысить производительность за счёт лучшей работы блока предсказания ветвлений"
Каждого нового слона надо хвалить :)
Ну в пне-4 ещё не было блока предсказания ветвлений, поэтому более длинный конвейер был благом при их отсутствии (возможно разворот коротких циклов как раз для того и применяли/ют, чтобы максимизировать его использование). При ветвлении такты в конвейере пропадали безусловно, после его появления - "с вероятностью", управлять которой научились только потом, и то не до конца, вот и стали хвалить укороченный конвейер, на котором этих тактов пропадает меньше. А частОты подтянулись за счет техпроцесса; ИМХО если на 14нм сделать 386й, его тоже станет можно разогнать до пары гигагерц просто за счет размеров.
Блок предсказания ветвлений на x86 появился в самом первом Pentium
Ну в пне-4 ещё не было блока предсказания ветвлений, поэтому более длинный конвейер был благом при их отсутствии
Блок предсказания ветвлений в пнях уже десятилетие как был (и в общем-то, все остальные элементы современного дизайна процессоров появились ещё в Pentium Pro, дальше развитие было сугубо экстенсивным - добавлялись/перебалансировались вычислительные блоки, внутренние регистры, интегрировались на кристалл другие узлы с материнской платы и т.д.), и длинный конвейер стал бичом для четвертого пня. Потому что дизайнеры, когда проектировали его ядро, глядя на тренды развития интернетов, решили, что основным применением процессора спустя несколько лет будет обработка потоковых данных, а-ля видео. Где частота играет большую роль, а переходов мало, поэтому ошибки предсказателя на длинном конвейере пусть и будут дорогими, но редкими. А по факту оказалось, что основное применение процессора не изменится, а потоковые данные на себя возьмут видеокарты. И поэтому П-4 оказался заметно хуже П-3 на той же частоте. И поэтому процессоры Core - это дальнейшее развитие ядра третьего пня, а архитектуру четвёртого Интел тихонько похоронила.
Да все прекрасно понимали что П-4 будет хуже П-3 на той же частоте. Идея была в том что эта частота будет гораздо выше. Но в силу разных причин - не получилось.
Идея была в том что эта частота будет гораздо выше. Но в силу разных причин - не получилось.
Идея была в том, что задачи у четвёртого пня будут такие, на которых его архитектурные недостатки не проявятся. Вот с этим не получилось. А частоту-то они реально за год с полутора до 3ГГц довели, что она и у современных процессоров сколь-нибудь существенно выше только в бусте поднимается.
Ну так на 3 ГГц П-4 и рвал лучшие П-3 как грелку во всех задачах. Проблемы начались с тем что достичь 3 ГГц удалось не сразу и с тем что дальше уперлись в тепловыделение.
Ну так на 3 ГГц П-4 и рвал лучшие П-3 как грелку во всех задачах.
Лучшие П-3 перестали выпускаться на частоте 1.4Ггц, но П-4 не скажу, чтобы там прям их рвал. Да, понятное дело, что с двухкратным бустом по частоте, да ещё с DDR-памятью он был раза в полтора быстрее топовых туалатинов, но потом
Проблемы начались с тем
что израильский исследовательский центр Интел получил задачу разработать мобильный процессор. Для этого они взяли и чуток подшаманили почтенное ядро третьего пня, подсадили его на ту же шину, что и у П-4, и обновлённый дедушка уничтожил П-4, имея ту же производительность при частоте в полтора раза меньшей, и энергопотреблении в три раза меньшем.
Понимаете в чем дело - изначально предполагалось что Pentium 4 будет масштабироваться по частоте до 10 ГГц. А PIII с трудом осиливал 1.4 ГГц на 130нм и после доработок 2.3 ГГц на 65нм. Дальше пришлось снова удлинять конвейер а-ля P4.
Понимаете в чем дело - изначально предполагалось что Pentium 4 будет масштабироваться по частоте до 10 ГГц
Подобного быть не могло. Инженеры Интел, в отличии от жёлтой околоайтишной прессы, которая такие прогнозы выдавала, предел своих технологий всё-таки осознавали.
Дальше пришлось снова удлинять конвейер а-ля P4.
Да вроде не пришлось, я не видел ничего такого. У Хасвеллов (четвёртое поколение Core) конвейер те же 14 шагов, как и у П-3, более поздних не нашёл, но вряд ли там что-то радикально изменилось.
Подобного быть не могло.
Researchers have achieved a significant breakthrough by building the world's smallest and fastest CMOS transistor. This breakthrough will allow Intel within the next five to 10 years to build microprocessors containing more than 400 million transistors, running at 10 gigahertz (10 billion cycles per second) and operating at less than 1 V (c) один известный пресс-релиз Intel от 11.12.2000
жёлтой околоайтишной прессы
Я бы не назвал Anandtech очень "желтой прессой" https://www.anandtech.com/show/680/6
Да вроде не пришлось, я не видел ничего такого.
Pentium III имел 10 шагов в конвейере. Haswell реально имеет 19 шагов, просто 5 из них обычно кэшируются (на P3 такого кэша на было а на P4 он был рудиментарным).
Это по сравнению с тем способом, что пытались применить в первом полёте.
Так в первый полет до разделения ступеней так и не дошло. Выходит, что они поменяли технологию, вообще без никаких тестов? Странно это как-то.
Да, непорядок, надо им позвонить, сказать об этом, а то что это они в самом деле.
А как вы предлагаете протестировать горячее разделение? Тем более, что у вас есть бустеры, разработанные для разделения вращением...
Вот и протестировали в полёте. Само разделение Ок, но бустер после встряски реактивной струёй не смог запустить часть двигателей внутреннего кольца и один из трёх центральных. По всей видимости топливо "ушло" от приёмных горловин, двигатели хапнули газ наддува и заглохли, возможно с печальными последствиями для внутренней стенки камер сгорания. Наверняка водолазы будут пытаться найти остатки в месте пвдения.
А как вы предлагаете протестировать горячее разделение?
У меня осталось впечатление, что горячее разделение применили во втором тесте. А в первом была другая технология.
Если ошибаюсь – то, конечно все нормально. В первом тесте не дошло до разделения, сейчас получилось.
У меня осталось впечатление, что горячее разделение применили во втором тесте. А в первом была другая технология.
Это не впечатление, это медицинский факт, и никто этого не скрывал. Планировали "разделение вращением" как разделяются ступени Фалькона-9.
Попытка разделения в первом тесте была, но тяги газа наддува из специальных клапанов, которые используются на Старшипе в качестве двигателей ориентации, не хватило., Старшип остался соединённым с бустером пока сопротивление воздуха их не разделило.
Попытка разделения в первом тесте была,
Хм, в википедии написано так:
The vehicle passed max q and entered supersonic flight, but, due to a lack of thrust or thrust vector control, no attempt was made at stage separation
Википедия конечно не истина в последней инстанции, но все-равно полет был провальный и неразделение ступеней могло быть из-за разных причин.
И после такого неоднозначного теста, просто так менять технологию мне кажется странным.
Если совсем точно, то в википедии написано так:
Bergin, Chris (May 3, 2023). "Elon Musk pushes for orbital goal following data gathering objectives during Starship debut". NASASpaceFlight.com
А вот там уже, по ссылке, Крис Бергин приводит слова Илона Маска:
It got pretty close to stage separation. So, if we had maintained thrust vector control and throttled up, which we should have, because we needed to compensate, we’d lost too many engines, so we needed it to — we should have throttled up the remaining engines to make up for the missing ones.
If we’d throttled up the remaining engines and maintained thrust vector control, we would have made it to staging.
Википедия — аннотированный каталог ссылок, истинный в последней инстанции как каталог ссылок. По ссылке есть и другие слова Маска.
Ну ведь, это то же самое – попытка разделения не делалась.
Ещё раз - в первом полёте ступени пытались разделить тем же методом, как разделяются ступени Фалькона-9. Это означает, что открываются электропневматические замки, удерживающие вторую ступень на первой, а затем вторая ступень поворачивается (меняет угол между направлением полёта и продольной осью), и ступени разъединяются. Никаких усилий разойтись вторая ступень, прижатая к первой ещё действующей силой сопротивления атмосферы, для разделения не делает, всё происходит силой инерции. Надо ещё учесть, что попытка разделения была на высоте намного меньшей штатной, сила сопротивления была значительно больше расчётной.
Команда на разделение прошла, но в качестве рулевых двигателей для разворота первой ступени используются клапаны, выпускающие газ наддува из топливных баков. Возникающей при этом тяги оказалось недостаточно чтобы провести разделение. Попытка разделения предпринималась, но была неудачна.
Мне не показалось, что слово "новый" тут использовалась в значении "впервые". Я прочел как "по сравнению с предыдущим вариантом".
Я про этот метод узнал в 1970 году, при изучении в институте ЗРК С-75, разработанного в 1950-х. Первая ступень твердотопливная, вторая — жидкостная. Ступени стягивались магниевыми лентами, при запуске второй ступени они сгорали и вторая ступень прижималась к стойкам первой за счет тяги первой (50 тонн).
Сегодня день космоса. Главное преимущество космических технологий над нанотехнологиями в том, что они развиваются очень медленно. Гнаться за нанотехнологиями предельно тяжело и дорого, всё устаревает уже за 2 года. А в космосе попроще. Можно десяток аппаратов разбить и от этого ни тепло ни холодно.
Так же считаю запуск вполне себе успешным, по сравнению с первым - уж точно.
Сами SpaceX не возлагали особых надежд на успешный взлёт, но достижение высоты в 150км и нормальное разделение ступеней - уже хорошо
В оригинальной трансляции, если мне не изменяет память, один из ведущих упомянул, что компания настолько не рассматривала всерьёз вероятность взлёта старшипа на орбитальную высоту, что даже не заказала праздничный мерч по поводу пересечения символической 100-километровой границы космоса (по американскому стандарту), и у них после полёта открылась только линейка сувениров про горячее разделение ступеней.
Какую массу эта ракета по плану должна выводить на низкую орбиту? На картинке написано до 150 тонн, верно?
Ну да, так.
Тогда зачем так много двигателей на первой ступени? 50 лет назад при той же нагрузке всего 5 двигателей было. В чем идея? Ведь это уменьшает надежность всей системы в целом. Какое преимущество это дает?
Наоборот, много двигателей с избыточностью дают надёжность выше. Если у вас из 5 один выйдет из строя, то каюк, а если 2 из 50, то летим дальше.
Если у вас из 5 один выйдет из строя
"Аполлон-13", на старте отказал центральный двигатель F1 первой ступени и был отключен системой управления, не доработав 2 минуты до расчетного отключения. Никакого каюка не было, корабль успешно вышел на НОО, а затем через два часа ушел к Луне.
Ракета Н-1, 30 двигателей 1-й ступени НК-15. Отказ одного двигателя инициировал отключение исправного второго, симметричного ему, по команде системы управления, так как ракета управлялось "разнотягом". Всего РН могла пережить еще один такой отказ.
Сравнивайте, что оказалось надежнее на практике
Сравнивайте, что оказалось надежнее на практике
А практики ещё и не было никакой. Была всего одна экспериментальная ракета на заре ракетостроения, запущенная аж четыре раза, и без тестов на испытательных стендах. В реальности - да, схема со множеством маленьких двигателей должна быть практичнее:
Материалы/компоненты маленького двигателя испытывают меньшие нагрузки, чем большого.
Маленький двигатель можно сделать конструкционно проще, например, убрать из него управление вектором тяги, и управлять ракетой, просто дросселируя одни или другие двигатели.
Управляемость. Дросселируя один мощный двигатель, вы можете менять мощность в диапазоне этак 40-100%. Дросселируя четыре малых, вы можете менять мощность в диапазоне 10-100%, отключая их целиком при необходимости снижения мощности.
Опять же таки, надёжность - множество маленьких двигателей легко могут компенсировать какие-то, вышедшие из строя. Ладно там в Аполлоне-13 отказал центральный двигатель, после этого перенаправили топливо на другие двигатели и вытянули на орбиту, просто отработав больше времени другими движками. А если бы отказал не центральный двигатель, а любой другой, и у ракеты был бы существенно сбит этот самый вектор тяги?
Да, множество двигателей предъявляет намного боее высокие требования к системе управления этим колхозом, и даже банально к механическим тестам. Но с времён Н-1 всё-таки полвека прошло, уже инженерия по этим направлениям далеко вперёд ушла.
А я слышал что чем больше двигатель, тем меньше нагрузка на конструкцию. Например, в нереализованном Sea Dragon давление в камере сгорания составляло всего 2 атмосферы, топливо вообще самотёком доставляется, без насосов.
Но с другой стороны, процессы в большом двигателе сложнее моделировать как раз из-за его размера.
давление в камере сгорания составляло всего 2 атмосферы
20 атм. Но это тоже очень мало. Я бы хотел увидеть такое, кстати. Или хотя бы подробные расчеты и модели. У проекта Sea Dragon меняли эффективность на тягу + надежность + дешевизну. Что выглядит как хорошая сделка. Жаль концепцию забросили.
Чем ниже давление, тем ниже удельный импульс при прочих равных. То есть при том же количестве топлива прирост скорости ракеты будет ниже.
Чем ниже давление, тем ниже удельный импульс при прочих равных.
Но красота Sea Dragon именно в этом. У нее эффективность двигателей не очень, но зато она заправляется просто гигантским количеством топлива и этим компенсирует потерю эффективности.
Но зато, двигатели просты – больше некуда. Надежность тоже запредельная – нет никаких турбин, нет вообще никаких движущихся частей. Температуры невысокие – специальные материалы не нужны. Мощность двигателя запредельная. Цена всего изделия невысокая, так как нет никаких высокотехнологичных изделий и материалов.
Такие ракеты можно было строить хоть в 19-ом веке, если бы додумались.
Я думаю, что их все-равно построят, когда путешествия в космос станут реально дело широкого бизнеса. Сейчас это далеко не так.
Но кстати, есть признаки: Ведь, тот же Старшип строят из стали, а не из углекомпозитов, кевлара и титановых сплавов. Да, из нержавейки, но все-таки это сталь. Следующий шаг будет использование ст.45.
За что минусуете пост, демоны! Я мечтою делюсь тут, а они минусуют!
Хоть напишите что вам не нравится.
Вы не знаете базовых принципов работы ракетного двигателя. Причем вам об этом уже написали. Эффективность любого ракетного двигателя прямо зависит от давления в камере сгорания.
Гипотетические проекты 70 летней давности это так себе референс.
Эффективность любого ракетного двигателя прямо зависит от давления в камере сгорания.
Я об этом написал. И почему это не проблема тоже написал. Но конечно надо уметь читать длинные тексты, чтобы дойти до этого момента. :P
Формула Циолковского это шутка для вас? Или вы думаете что все инженеры строящие ракеты вот уже 50+ лет ничего не понимают в том как надо делать правильно и просто так делают максимально возможное давление и сложные конструкции?
Как раз, для Sea Dragon, формула Циолковского выдает совершенно нормальные результаты. К тому же, в формуле Циолковского давление в КС не фигурирует.
Тем более, что двигатели с вытеснительной системой подачи топлива строили, строят и будут строить – у них давления те же что и в Драконе. И они в космосе летают. Наверное забыли вас спросить про формулу Циолковского.
Или вы думаете что все инженеры строящие ракеты вот уже 50+ лет ничего не понимают в том как надо делать правильно и просто так делают максимально возможное давление и сложные конструкции?
Не так. Все инженеры теперь делают маленькие ракеты. У них соотношение массы топлива к массе ракеты очень плохое. Поэтому им нужны двигатели с максимальным удельным импульсом.
Соотношение мт/мр улучшается быстро как только увеличиваются линейные размеры ракеты. Поэтому если ракета действительно большая, то она сможет работать и с двигателями с намного меньшим УИ.
Конечно неэффективно – то есть, она сожрет намного больше топлива для поднятия условного тонна на орбиту. Но топливо намного дешевле, чем ракета. Так что такой компромисс вполне допустим.
А когда говорю «действительно большая» я имею ввиду вот что:
Saturn-5: 3000т, 110м, ф10м, 140т на НОО
Starship: 5000т, 120м, ф9м, 250т на НОО
Sea Dragon: 18000т, 150м, ф23м, 550т на НОО.
Очень грубо: Сатурн - 21тон топлива на тон груза. Старшип: 20тон на тон груза. Sea Dragon: 32 тон топлива на тон груза
Примерно на 50% меньше эффективность по топливу.
Вы опять ссылаетесь на проект 70 летней давности который не дошел даже до бумаги. Не надо так. Там может быть бесконечное количество почему это не работает.
Ссылайтесь на что-то что хотя бы до инженеров дошло и где есть расчеты как это должно работать хотя бы на бумаге.
Вы опять ссылаетесь на проект 70 летней давности который не дошел даже до бумаги.
Ну, как раз до бумаги дошел. Притом, это проект человека, который имел реальный опыт в проектировании ракет и прекрасно понимал все эти тонкости.
И да, «почему это не работает» могут быть миллион. Но концептуально в самой сути проект состоятелен и на него можно ссылаться.
Тем более, что как по мне, Starship использует приблизительно ту же самую концепцию и она очевидно работает.
Полазил по ссылкам. Да, на бумажный проект минимальной проработки тянет.
По этим ссылкам видно что там описана огромная лоутех ракета. Бюджет даже представить страшно. При этом это ОПЕКС, не КАПЕКС. Лоутех технологии жрут материалы и человекочасы на каждое изделие. RnD конечно стоит денег, но при массовом производстве они размазываются так что в итоге цена разработки становится неважна.
Как видно из 2023 люди пошли по пути усложнения и улучшения конструкции всего. В других сферах люди прошли такой же путь и он привел к успеху. Современные авиалайнеры, например. Или микропроцессоры. Или даже скоростные поезда. Это вещи с какими-то страшными RnD расходами и при этом их эксплуатация доступна каждому совсем за недорого.
Ракетные двигатели прошли такой же путь. Современные Рапторы или РД-180 это чудо инженерной мысли. При этом их эксплуатация (на примере РД-180) стоит совсем небольших денег. Стоимость РД-180 на продажу около 10 миллионов долларов. Что по сравнению с ценой запуска довольно немного. Если бы двигатель стоил 0, цена запуска Атласа упала бы не принципиально.
Непонятно почему лоутех технологии могут быть лучше инженерных чудес. Использование простых технологий, вместо сложных это всегда повышенные эксплуатационные расходы. Человечество вообще идет по пути усложнения всего. И этот путь всегда приводил к успеху.
Это не лоутех. Это KISS. Очевидно, что двигатель без турбонасосов и больших давлений будет намного и дешевле и надежнее. У него и управление будет и лучше и проще и быстрее (у турбин инерция гигантская).
Основная идея Sea Dragon, состоит в том что если сделать ракету достаточно большую, то М2/М1 улучшается из-за геометрических факторов и можно делать ракеты из дешевых и заметьте, механически прочнее, материалов, а не из сверхлегких и не особенно прочных.
Кстати, именно из-за этого фактора, SpaceX может позволить себе делать Starship из стали, а не из титана и карбона.
Это именно лоутех. Механика давно достаточно развита чтобы упрощение в ней не работало. Я не зря написал про самолеты-поезда. В IT оно вообще тоже не работает. В задачах посложнее сложные решения выгодны. Простые решения обычно не обладают нужными свойствами. Задачи такие.
Там типовая идея 60тых «побольше всего и будет нормально». Тогда много чего в таком виде придумывали. Время такое было. Из 2023 уже понятно что это неправильный путь. И хорошо что его не выбрали как основной. Сейчас основной путь это посидеть подумать и сделать самое эффективное решение, не важно насколько сложным оно будет. Сложные штуки делать эффективно люди уже давно умеют.
Из 2023 уже понятно что это неправильный путь.
Ну, не знаю, не знаю. 550 тонн на НОО мы поднять не можем несмотря на весь хайтех. На Луну не летаем. Марс не заселяем. Астероиды не копаем.
Единственный человек, у кого есть шанс подвинутся в этом направлении (я про Маск говорю) делает ракеты из лоутех стали, а не из хайтех титана с карбонами.
Почему так, не объясните?
Маск делает максимально возможный хайтек. Одни только возвращаемые ступени чего стоят. Двигатели у него аналогично совершеннее некуда. Осталось посмотреть что там с теплозащитой будет. Лоутех это одноразовые плитки как на Шаттле, может СпейсХ и тут какой хайтек придумает.
Сталь это не то чтобы лоутех. Это материал с отличными от алюминия свойствами. А так он настолько же совершенен и сложен.
Закинуть на орбиту можем сколько угодно тонн. Оплатите? Вообще не проблема.
Да я понял! Для вас этикетка «хайтех» важна, а этикетка «лоутех» типа западло. Вопросы снимаются, с вами полностью согласен.
За этими этикетками стоят технологии.
Лоутех это побольше всего, не очень эффективно, минимальный RnD и пойдет. Пример из жизни: рынок или палатка. Лоутех, работает.
Хайтек выжимает максимальную эффективность и экономит на операционных затратах. RnD может быть очень дорогим. Пример из той же сферы: супермаркет без касс или его упрощенный вариант супермаркет с кассами самообслуживания.
Хайтех побеждает всегда по опыту истории. Начиная со средних веков сложные штуки во всех сферах побеждали простые.
В 60тые как раз был век гигантомании и кучи книг основанной на ней. Мол сейчас на наших технологиях сделаем штуку побольше и будет круто. В 2023 понятно что так делать не нужно. Надо улучшать технологию. Опять пример из жизни: Шаттл. Его многие считают ошибкой. И это как раз продукт вот такой гигантомании на простых технологиях.
Стоимость РД-180 на продажу около 10 миллионов долларов.
9-10 млн долларов он стоил в контракте 1997 года. Тогда России это казалось немалыми деньгами, но в итоге к 2011 после роста зарплат и расходов их производили себе в убыток: https://www.bfm.ru/news/138749 . Реальная цена этих движков сегодня 25-30 млн долларов. Это с одной стороны не очень много, но с другой - вполне тянет на половину стоимости Falcon 9
Реальная цена этих движков сегодня 25-30 млн долларов.
За такие деньги истребитель в розницу купить можно, с парой не менее сложных в производстве двигателей, кучей авионики и прочего барахла :) Подобная цена может быть с учётом R&D, но этому движку-то уже четверть века, плюс, значительная часть его R&D была выполнена ещё в СССР, а остальная - по ценам 90-х, т.е. на оборудовании и материалах СССР и с околонулевой оплатой труда инженеров. Поэтому нет, реальная цена серийного двигателя никак не могла вырасти в три раза через два с лишним десятилетия после окончания его разработки, и при давно отработанном производстве. То, что они говорят, что производят их себе в убыток, ну, такое. Это просто старый добрый кавказский обычай (с)
Ну для начала 10 млн долларов 1997 года это 19 млн долларов 2023 года. Инфляция, сэр. А в России еще и реальные зарплаты выросли (учитывая инфляцию) за это время примерно втрое. Так что ценник в 25-30 млн долларов мне не кажется необоснованным или нереально завышенным. Не секрет что американские ракетные двигатели зачастую стоят еще дороже
А в России еще и реальные зарплаты выросли (учитывая инфляцию) за это время примерно втрое.
Ну так они и трубопроводы/фитинги/камеры двигателя ведь не руками выпиливают, наоборот, наверняка с тех пор и обрабатывающими центрами обзавелись вместо старых ЧПУ.
Повторюсь, это
никак не может стоить столько же, сколько и это:
Притом, что второе - намного сложнее, имеет намного больший цикл производства, и намного больше ручного труда в разы более высокооплачиваемых сотрудников
Это неважно руками они выпиливают или на станке с ЧПУ. Если число занятых на производстве (рассматривая всю цепочку от сырья до финального продукта) сократилось меньше чем втрое, то расходы на их зарплату выросли. Цифра выше вырисовывается если считать что число занятых на производстве двигателей сократилось "всего" вдвое.
В качестве sanity check можно заметить что ракеты с подобными движками дешевле 50 млн баксов никто не научился делать, а движки - это это обычно наиболее трудоемкая и дорогостоящая часть ракеты.
Кмк тут в крупносерийности вопрос. При производстве меньше десятка двигателей в год и необходимости содержать под это дело уникальную производственную линию и испытательную установку их цена просто не может быть маленькой.
Если число занятых на производстве (рассматривая всю цепочку от сырья до финального продукта) сократилось меньше чем втрое, то расходы на их зарплату выросли
Выросли, но вопрос в том, насколько, и какую долю в себестоимости оно занимает. Я вряд ли ошибусь, если скажу, что не основную. Производство двигателя больше материалоёмкое и энергоёмкое, чем трудоёмкое.
В качестве sanity check можно заметить что ракеты с подобными движками дешевле 50 млн баксов никто не научился делать, а движки - это это обычно наиболее трудоемкая и дорогостоящая часть ракеты
Но при этом вот стоимость двигателей:
Удельная стоимость Мерлина в шесть раз ниже, чем у РД-180 (третья строчка таблицы). Ближайшие соседи РД-180 по стоимости, это аналогичные государственные динозавры F-1 и RS-25. Поэтому я всё-таки склоняюсь к моему предположению, что не сам двигатель столько стоит, а его обвес из господрядчиков с многократно завышенными ценами.
Удельная стоимость Мерлина в шесть раз ниже, чем у РД-180
Серийность.
Мерлины - примерно сотня в год (когда ракета была одноразовой - 10 штук на пуск, сейчас 1 двигателя на вторую ступень плюс производство новых первых.
РД-180 - за 20 лет поставлено около 120 штук, т.е. 6 двигателей в год.
Потом, это разные по сложности двигатели. РД-180 - закрытого цикла, это сильно усложняет конструкцию, хоть и повышает удельный импульс.
Обвес из господрядчиков тоже стоит, и от серийности это сильно зависит. Например, каждый мерительный инструмент - от штангенциркуля до испытательного стенда - нужно регулярно поверять, и делается это не по числу измерений, а по срокам (обычно ежегодно).
Производство двигателя больше материалоёмкое и энергоёмкое, чем трудоёмкое.
Так стоимость материалов и энергии тоже складывается из затрат на труд (и налогов которыми опять же оплачивается чей-то труд). Оно правда нередко сильно амортизируется по капзатратам из-за длительного периода эксплуатации оборудования, но в конечном итоге рост затрат на труд ведет к соразмерному росту цен на сырье и энергию.
Поэтому я всё-таки склоняюсь к моему предположению, что не сам двигатель столько стоит, а его обвес из господрядчиков
Возможно да, дело просто в неэффективности госпроизводства. А возможно дело в том что Мерлины технически проще и производятся серией по 100 двигателей в год а не по 10.
Эффективность любого ракетного двигателя прямо зависит от давления в камере сгорания.
Это не так. Основное на что влияет давление - это размеры и вес двигателя, с высоким давлением можно сделать маленький и легкий двигатель при той же тяге. А зависимость удельного импульса от давления хотя и есть но отнюдь не прямая, пропорциональная
где 
это показатель адиабат а 
это степень расширения газа - отношение давления на выходе из сопла к давлению в камере сгорания. Там где-то +20% к удельному импульсу удается наскрести при росте давления с 20 атмосфер до 250 за счет того что критическое сечение сопла получается меньше и степень расширения газа вырастает при том же размере выходного сечения сопла. При этом если мы уменьшим давление в камере сгорания не меняя размеры сопла то уи не изменится - просто соразмерно снижению давления уменьшится тяга. И на верхних ступенях ракет где большая тяга и не критична этим собственно широко пользуются. А у нижних ступенях где тяга важна, увы, удельный импульс 1й ступени, да и масса двигателей не играют большой роли.
Нет, понятно что высокое давление делает двигатель лучше. Но за исключением нишевых случаев типа single stage to orbit а-ля Шаттл выигрыш не критичен.
При этом если мы уменьшим давление в камере сгорания не меняя размеры сопла то уи не изменится
При этом пропорционально упадет давление на выходе, которое для первой ступени не может быть сильно меньше атмосферного. Т. е. если понижать давление, то надо соответственно понижать степень расширения сопла, с соответствующими потерями в скорости истечения. Но даже простая тяга тоже важна, ибо на этапе первоначального выведения есть еще и гравитационные потери. Т. е. уменьшая тягу надо пропорционально увеличивать количество движков, которые просто физически не смогут там поместиться. В общем, получается, что для двигателей первой ступени давление в камере сгорания является одним из важнейших критериев эффективности.
Не надо уменьшать тягу. Надо увеличивать размеры сопла и двигателя. УИ упадет слабо. Тяга сильно увеличится. Расход топлива тоже, конечно увеличится. У Sea Dragon предполагался расход топлива на 50% больше чем например у Starship. Но она достаточно большая чтобы все это топливо поместить в баках.
Для первой ступени все так, там и атмосферное давление мешает и потеря тяги критична. Но как я уже написал первая ступень имеет наименьшее влияние на общую эффективность ракеты и там нет проблем с тем чтобы поставить более тяжелые движки с меньшим уи не потеряв существенно в характеристиках. А цена и надежность при этом может отличаться весьма существенно в пользу движков с меньшим давлением.
Путаете, все 5 F-1 первой ступени отработали нормально. Они вообще во всех запусках Сатурн-5 нормально отрабатывали.
Проблемы возникли с центральным двигателем J-2 на второй ступени. Вообще, J-2 на второй ступени там в нескольких запусках отключались, но к провалу запусков это не приводило.
Это дает возможность сажать пустую ступень, массой примерно 200-250 тонн, на землю и использовать повторно. При 5 двигателях как на Сатурне (по 690 тонн тяги) даже при дросселировании до 50%, тяга будет избыточной для посадки. А снижение надежности частично компенсируется тем, что при таком количестве потеря пары двигателей в полете не повлияет на результат.
Инженеры СпейсХ решили что много маленьких удобнее с учетом решаемых задач.
Одна из задач которые решали инженеры СпейсХ это посадка ступени. Там надо очень мало мощности, по сравнению с мощностью требуемой для взлета. Так глубоко дросселировать ракетные двигатели никто не умеет. И не факт что это вообще работает без критичного ухудшения характеристик этого двигателя.
С учетом того что эти же инженеры Фалькон построили можно считать что они понимают что делают.
Или всё банальнее - используют те двигатели которые есть, других нет
Или всё банальнее - используют те двигатели которые есть, других нет
Но ведь они их сами изобрели и сделали.
Ну как сами. От каменного топора до двигателя путь прошли? Или, всё-таки, был использован некий опыт и доступная для разработчиков научно-техническая и техническая информация, которая в совокупности с квалификацией и талантом разработчиков ограничивает то, что SpaceX может сделать?
Вы ездите только на самостоятельно разработанных и изготовленных автомобилях, и едите только самостоятельно выращенную пищу? А в школе и ВУЗе вы тоже не учились и дошли до всего самостоятельно?
Нет. Из того, что компания SpaceX может изготавливать двигатель Merlin, не следует, что она может разработать и изготавливать аналоги двигателей, использованных на ракеты Saturn-5. И по, всей видимости, не может, раз уже полтора десятилетия пытается довести до ума свой Raptor.
Из того, что компания SpaceX может изготавливать двигатель Merlin, не следует, что она может разработать и изготавливать аналоги двигателей, использованных на ракеты Saturn-5.
А оно им надо? При тех параметрах, которые были у двигателей Saturn-5, двухступенчатую частично многоразовую ракету-носитель не сделать. А технологически нынешний Мерлин-1Д намного сложнее, но требует меньше трудозатрат, хвала прогрессу.
И по, всей видимости, не может, раз уже полтора десятилетия пытается довести до ума свой Raptor.
Полтора десятилетия, то есть с 2008 года, за два года до первого полёта макета Дракона? Вы ничего не путаете?
Вообще работа над Раптором, ЕМНИЛ, всерьёз началась в 2015 году, когда определились, что это будет не водородный гигант с огромной тягой, а то, что мы сейчас и наблюдаем.
Эм, но Мерлин и есть аналог F-1. Открытая схема, керосин-кислород. Да, тяга разная, но это решается количеством. А вот удельный импульс и соотношение тяга/масса у Мерлина выше, то есть Мерлин лучше F-1.
Соответственно, если завтра волшебным образом восемь из девяти двигателей Мерлин на первой ступени превратятся в F-1 (вопрос компоновки опустим), то тяга останется той же (845*8=6760 кН превратятся в 6770 кН), но масса вырастет (8*470=3760 кг -> 8400 кг), а удельный импульс упадёт (282 с -> 263 с).
А Гагарин только лежал, Битлам вообще просто повезло, правильно, Юрий Эдуардович?
Всю работу за Битлов сделали зрители, которые сидели в зале и хлопали. Битлы обязаны всем своим успехом именно той поддержке, которую оказал им народ. Да-с!
Феномен Битлз не возник бы без технического (качественная усиливающая, записывающая и воспроизводящая аппаратура), экономического (по доступным ценам) и социального (наличие свободного времени и средств у тех, кому такая музыка пришлась по душе) прогресса. И что?
маленькие двигатели проще строить
маленькими двигателями проще управлять
маленькие двигатели дублируют друг другу
маленькие двигатели даже делать дешевле чисто по инженерным нюанса
А надежность системы наоборот увеличивается. Просто раньше не знали как синхронизировать 3 двигателей, электроника была не але.
Двигатели потенциально значительно проще и ресурснее. Старшип в одноразовом исполнении до 250 тонн. 150 тонн при возврате первой ступени.
В конце концов все сводится к экономичности двигателей. Она в итоге зависит от одного параметра - давления в камере сгорания. Рапторы это технологическое чудо в этом плане, ни один другой двигатель не сравнится с ними по этому параметру. Но, понятно что с ростом размеров камеры, добиться большого давления там становится сложнее и сложнее. Поэтому SpaceX остановились на достаточно компактных двигателях.
Удельный импульс прежде всего зависит от используемого топлива. В гораздо меньшей степени - от степени расширения газа в сопле и от того как запитан ТНА (открытая схема или закрытая).
Высокое давление позволяет создать небольшой двигатель при той же тяге и на этом собственно все. Если размеры выходного сопла ограничены размерами ракеты и/или весом двигателя а тяга должна быть достаточно большой то это позволяет увеличить степень расширения в сопле за счет уменьшения критического сечения и вот это увеличение расширения немного поднимает удельный импульс.
С ростом размеров камеры добиться большого давления проще, т.к. тяга растет пропорционально площади сечения двигателя а вес и площадь контакта с газами пропорционально длине окружности. Соответственно на более крупный двигатель можно ставить более толстые стенки, плюс через них ниже тепловой поток.
Потому что пять двигателей на том же Сатурне 5 были очень мощными, очень сложными, очень дорогими, очень прожорливыми и неэффективными. Множеством двигателей он удешевляет ракету.
Дешевле их массово производить.
Если уже понятно что один сдохнет вот вот или рванет - можно вырубить и дальше лететь. 50 лет назад так не умели (хотя пробовали - с H-1, но не смогли отладить за первые 4 пуска а потом программу прикрыли)
Ну, преимущества это дает мало.
Дело здесь в том, что большие камеры сгорания проектировать очень трудно. В них сгорание очень неустойчивое и двигатели запросто взрываются. Чтобы устранить все неустойчивости в F-1 понадобились 7 лет. А ведь он работал на керосине – топливо спокойное и простое в управлении.
Если SpaceX занялись бы делать двигатель такой мощности на метане, имели бы гораздо больше проблем. Не факт что такое вообще возможно.
Кстати, даже если они использовали F-1, понадобились бы 9 штук. (Потому что Старшип двухступенчатая система, а Сатурн5 трехступенчатая). Что тоже не мало.
А если и так, и так придется управлять большим количеством двигателей, то какое значение 9 они или 33?
Дополню: в камере сгорания при работе двигателя возникают ударные волны, которые в случае резонанса могут разнести всю камеру, и чем больше камера - тем сложнее их гасить. Математической модели для описания этого процесса нет до сих пор, а во времена F-1 эту задачу решали методом перебора, взрывая один за одним опытные образцы на стенде пока не подобрали конфигурацию. Собственно, окончательный вариант выглядел вот так:
В СССР же эту задачу даже не пытались решать и развивали многокамерные двигатели, где за счет меньших размеров камер все было проще.
На маленьких камерах сгорания та же проблема с неустойчивостью, просто там последствия этой неустойчивости не такие тяжелые как в больших двигателях. Но на F-1 методом проб и ошибок собственно было найдено рабочее решение для этой проблемы которое прекрасно работает на любых двигателях и с тех пор используется повсеместно - его в том числе в итоге позаимствовали и на российских двигателях.
Таких двигателей у Space X нет.
Налицо явный прогресс: 1й запуск - 4 минуты, 2й - 10.
По правилам арифм.прогрессии 3й запуск должен продлиться не менее 16 минут.
Я подслушал в трансляции, что Starship сливал телеметрию старлинкам. Выглядит логичным. А для IT-сообщества – интереснейшая новость, так как возможность отдавать широколополосный поток данных вверх, к спутникам, где нет помех, всегда есть приёмник, многого стоит. "Чёрные ящики" уходят в прошлое...
PS запуск считаю точно успешным, точно так же как успешными считались запуски SpaceX на Falcon-9, когда им удавалось вывести ПН на штатную орбиту, но разбивали первую ступень при попытках посадки. Основные задачи теста 2 представляются мне так:
1) безотказная работа всех двигателей
2) разделение ступеней
3) отсутствие урона на земле
Ничего из этого не удалось при первом тесте, п.3 серьёзно сдерживал темпы запусков.
В истории создания ракетно-космических систем подобного класса, Starship - четвертая. А до неё были Saturn-5 (13 пусков, все успешные), Space Shuttle (135 запусков, 134 успешных) и "Энергия" (2 запуска, все успешно). Все три, замечу, полетели с первого раза, это при тогдашних возможностях для проведения наземных испытаний и математического моделирования. При нынешних технологиях два подряд неудачных старта, на данном историческом фоне трудно назвать успехом, КМК
google://Н-1
Вы под «классом» подразумеваете сверхтяжёлый, чисто по массе полезной нагрузки?
Да, Сатурн-5 - это была мощь, как и вообще вся программа Аполлон. Это действительно было на пределе возможностей. Даже по сегодняшним меркам. А тогда - это пожалуй даже прыжок выше головы. Огромное научно-инженерное достижение.
И кстати, без всякого Скрама и Аджайла)
Тем не менее нормальной системы менеджмента там явно не хватало. Пару лет назад читал что построить сатурн-5 сегодня просто не возможно - слишком много документации не сохранилось, в основном из-за того что куча деталей были на аутсорсе и документация по ним не передавалась обратно в НАСА.
в основном из-за того что куча деталей были на аутсорсе и документация по ним не передавалась обратно в НАСА.
Ну так а что тут такого? Все проекты так делаются, это нормально. Никто не передаёт конечному заказчику полную документацию для производства всех финтифлюшек, которые есть в изделии. Передаётся документация по применению финтифлюшек, технические условия и т.д. Ну а производственные моменты, это уже личное дело подрядчика. Понятное дело, что за прошедшие десятилетия уже многие участвовавшие в проекте заводы перестали существовать вместе со своими архивами, а многие технологии просто морально устарели и ушли.
Тем не менее, невозможность построить Сатурн V, это похоже городская легенда. Достаточно давно, не помню какая компания, по заданию НАСА подготовила восстановленный проект документации на изготовление С атурна. Насовцы посмотрели и сказали что сделать это невозможно по финансовым причинам - типа мы сделаем дешевле. Кажется, обманулись: Орион Артемида -все дорожало, откладывалось, переносилось так что вероятно, было бы дешевле всё же сделать реплику Сатурна. Правда у Маска движется неплохо
Орион Артемида -все дорожало, откладывалось, переносилось так что вероятно, было бы дешевле всё же сделать реплику Сатурна.
Там несмотря на все эти откладывания/переоткладывания бюджеты все равно несопоставимые. Программа SLS/Артемида на текущий год обошлась где-то в 25 лярдов, если не ошибаюсь. Лунная программа Сатурн-5/Аполлон, с учётом инфляции, по нынешнему курсу около 200 миллиардов $ стоила. Так что насчёт "дешевле" - вообще нет никаких сомнений. Оно дорого только в абсолютном измерении, но действительно намного дешевле Сатурнов.
по заданию НАСА подготовила восстановленный проект документации на изготовление С атурна
Но зачем ? 40 лет прошло в мире и науке много чего поменялось, 1в1 повторять не имеет смысл, как сейчас стротить паравоз по чертежам 30х годов
Да, но современные паровозы есть. Цепочка проектирования при паровозах никогда не прерывалась. А вот при сверхтяжелых ракетах цепочка прервалась. Так что попытка сделать «паровоз» не лишена смысла, хотя бы в качестве опыта для конструкторов.
Правда, проектирование с нуля тоже имеет смысл – возможно какие-то вещи сейчас возможный принципиально иным смыслом, что при непрерывной цепочке просто не увидели бы. Но усилия проектирования, при отсутствии нужной традиции, это долго и дорого.
Так что попытка сделать «паровоз» не лишена смысла, хотя бы в качестве опыта для конструкторов
Это если бесплатно, то не лишена смысла. А потренироваться делать ракету по технологиям 1970-х, чисто в образовательных целях, чтобы прокачать опыт конструкторов за несколько десятков миллиардов долларов, это так себе практика. Может, уж лучше на эти деньги построить университет для ракетчиков?
А вот при сверхтяжелых ракетах цепочка прервалась
Зато не прервалась на тяжёлых, а опыт тяжёлых этак на 95% переносится и на сверхтяжи.
Ну хоть бы на документацию разве нельзя посмотреть?
Ну так она в основном есть, но какой в ней смысл, если в современной ракете вообще всё должно быть другим?
А что именно должно быть другим? Даже релейную логику, если хорошо проработана и работает, можно просто переписать в контроллер. А потом усложнять и дополнять если надо. Если не надо то так и будет работать.
А что именно должно быть другим? Даже релейную логику, если хорошо проработана и работает, можно просто переписать в контроллер.
Следите за руками:
Переписываем релейную логику в контроллер
Убираем шасси и короба, в которых релейная логика монтировалась
Убираем рамы в корпусе, на которых то шасси крепилось
Делаем новые рамы, уже с учётом того, что там будет маленькая коробочка с контроллером
У нас появилось пустое пространство, изменяем размеры баков.
Под новый размер баков нужна новая оснастка для их производства
Размер бака изменился - он крепится по-другому, нужно переделывать корпус, чтобы были новые монтажные элементы под бак.
Размер бака изменился, изменился и наддув
Ах да, вернёмся к началу - контроллер стал другим - переделываем всю проводку внутри ракеты.
Проводку переделали? Меняем расположение трубопроводов
И так далее...
Видите, всего лишь убрали ящик с релешками, и у нас новая ракета получается, где приходится перепроектировать каждую загогулину.
Монтируем новую электронику в коробке старой. Ничего больше не меняем.
А смысл тогда в новой электронике, если она будет там же, и обвешанная кучей адаптеров, чтобы работать с теми же датчиками/соленоидами/исполнительными устройствами, с которыми работала релейная логика напрямую? Чтобы бюджет освоить?
А смысл тогда ...
Намного, намного надежнее. Дает возможность постепенно вводить новые алгоритмы.
обвешанная кучей адаптеров
Никакие адаптеры не нужны. Современные промышленные контроллеры полностью совместимы с всякими релейными схемами 70 летней давности.
То что я описал делается постоянно при модернизации старой техники. Сами производители этой техники точно так модернизируют свои серийные машины.
То что я описал делается постоянно при модернизации старой техники.
Ну как бы для ракет - нет, делается как я написал. Цели сделать "намного надёжнее", чем дубовая релейная логика, где в общем-то ломаться за пять минут работы вообще нечему, не стоИт. Зато увеличить грузоподъёмность за счёт того, что выкинуть 500 кг старой электроники вместе с удерживающим её металлом, и распределить эту массу либо на топливо, либо на полезную нагрузку - так делают, но это всё - см. вышее.
Ну как бы для ракет - нет, делается как я написал.
Нет, если мне давали несколько миллиардов на разработку и 10 лет времени, то и я не стал бы реанимировать старые проекты и начал бы городить свой велосипед в космос.
А если бы поставили задачу «Делай как хочешь, но чтобы люди были на Луне через 5 лет», то это совершенно другая задача. Жаль что сейчас такие задачи не ставят. Маск вроде про Марс заикнулся, но сейчас и он об этом помалкивает. То ли отказался, то ли денег нет.
Вы идею не поняли: Тогда стояла задача просто поднять 100 тонн на орбиту, как можно скорее, бюджет неограничен. И концепция старшипа считается невозможной прозжеными корифеями ракетостроения до сих пор - слишком много предельных технических требований к кораблю на уровне "да это невозможно реализвать"
Сейчас старшип должен:
Поднять 100 тонн на орбиту
Долететь до луны, марса и т.п.
Сесть на планету
Взлететь
Приземлиться на земле..
И все это в 100 раз дешевле чем по программе апполон.
Да, только есть один нюанс: все перечисленные системы с экономической точки зрения — чёрная дыра для денег. В них всё делалось с избытком, потому что не стояла цель зарабатывать на полётах. SpaceX — компания всё же коммерческая, летать в убыток им никакого интереса. Поэтому они ищут баланс между "подешевле" и "понадёжнее". Это всегда процесс, предполагающий неудачи. Они сейчас на взорванные ракеты потратят много денег, зато в будущем сэкономят на порядки больше за счёт того, что система максимально оптимизирована. SpaceX не столько строят сверхтяжёлую ракету, сколько оптимизируют её.
Так это были испытания. Сбор данных с испытательного стенда. И поскольку новые данные были получены цель испытаний была достигнута, а значит они прошли успешно
Это другой тип разработки, — вместо "долго считаем, делаем, и сразу летим" — быстрый и при дешёвом массовом производстве дешёвый процесс интерактивной разработки, испытания, завершившиеся аварией — нормальная часть процесса.
"Чёрные ящики" уходят в прошлое...
А на ракетах были "чёрные ящики" ? Там вроде телеметрия по радиоканалу напрямую идёт.
Это сколько денег, чисто только на испытания, они вбухали
А зачем считать чужие деньги? Думаю там уже всё подсчитано людьми которые гораздо лучше нас разбираются в ситуации и в расчетах.
Не думал что это кармосливательная тема, вроде не наши злободневности. Не пишите сюда люди!
считать чужие деньги это всегда очень полезно, особенно для последующей экономии своих
А зачем считать чужие деньги? а зачем вообще "считать", давайте искренне верить людям которые гораздо лучше нас разбираются в ситуации и в расчетах. Я слышал таких очень много на телевизионных каналах финансируемых за госсчет, как вам такая идея?
Гораздо, гораздо меньше, чем готовить что-то 20 лет и надеяться что все с первого раза сработает. Итерации и постепенные реальные эксперименты обходятся гораздо дешевле и практичнее.
Пример программы Н1-Л3 показывает обратное. Пример выше, по моему глубокому убеждению, говорит о том, что подход
готовить что-то 20 лет и надеяться что все с первого раза сработает
реально работает. Тем более при современных методах математического моделирования и информационного обеспечения наземных испытаний
Итерации и постепенные реальные эксперименты обходятся гораздо дешевле и практичнее
Не на таких масштабах. Это не лампа Эдисона, где методом проб сотен материалов для нити накаливания (включая человеческий волос) было найдено техническое решение. Для ракетно-космической системы с грузоподъемностью 100 тонн и выше на НОО это не работает, о чем красноречиво говорит вся история космической техники
Это не лампа Эдисона, где методом проб сотен материалов для нити накаливания (включая человеческий волос) было найдено техническое решение.
Не было. В конце-концов Эдисон купил патент у Лодыгина :).
Не было. В конце-концов Эдисон купил патент у Лодыгина :).
Так лампа Эдисона была из угля (если не ошибаюсь обугленная нитка из бамбука) а Лодыгин сделал из вольфрама. То что техническое решение оказалось хуже не значит что его не было.
Так лампа Эдисона была из угля
Ах, вы про ту историю. Она еще печальнее - к тому времени, как Эдисон нашёл это решение у Лодыгина уже истёк патент на него :)
Ах, вы про ту историю. Она еще печальнее - к тому времени, как Эдисон нашёл это решение у Лодыгина уже истёк патент на него :)
К тому времени, как Эдисон нашёл это решение, у Лодыгина лампы тоже были из угля. Вольфрамовую нить накаливания Лодыгин изобрёл уже эмигрировав в США, спустя четверть века после появления ламп Эдисона, когда они уже по всему миру использовались. И таки да, Эдисон у него это купил.
К тому времени, как Эдисон нашёл это решение, у Лодыгина лампы тоже были из угля.
Да, я именно это и написал - к тому времени, как Эдисон "нашёл" решение в виде угольного элемента, Лодыгин не только выпускал такие лампы, но успел разориться и просрочить патент на них. Так какое оригинальное решение, говорите, "нашёл" Эдисон? Одно уже известное подобрал, другое купил. :)
Да, я именно это и написал - к тому времени, как Эдисон "нашёл" решение в виде угольного элемента, Лодыгин не только выпускал такие лампы, но успел разориться и просрочить патент на них
Эм, нет. Лодыгин выпустил лампочку с угольной нитью в 1874-м году, Эдисон - в 1875-м. Какой патент Лодыгин успел просрочить за год? Единственное, что он мог просрочить - отправить заявку на получение патента раньше Эдисона :)
Лодыгин выпустил лампочку с вольфрамовой нитью уже в ХХ-м веке, и Эдисон её сразу же и купил.
Патент Эдисона это 1878 год. К 1885 году в США продавалось около 300 тысяч ламп Эдисона в год. Патент Лодыгина на вольфрамовую нить - это 1897. Причем не на конкретное изделие а просто на использование вольфрама по сути. Коммерциализировал его Уильям Кулидж, сотрудник General Electric, придумавший в 1906 году практичный способ производства вольфрамовой нити. Тогда GE и выкупила потенциально блокирующий патент у Лодыгина. Серийное производство ламп с вольфрамовой нитью это 1911 год.
Вообще патентов на разные вариации лампы накаливания за XIX век было немало выдано и лампы Лодыгина ничем особым на общем фоне не выделяются. Он не был единственным кто экспериментировал с металлическими нитями, не был единственным кто делал лампы с графитовым светящимся элементом. Он угадал с вольфрамом в патенте, был россиянином и активным пропагандистом освещения в России - и на этом в общем-то все.
Патент Лодыгина на вольфрамовую нить - это 1897.
А причём здесь вольфрамовая нить? Я специально два раза оговорил, что рассматриваемая история - про угольные лампы.
Вообще патентов на разные вариации лампы накаливания за XIX век было немало выдано и лампы Лодыгина ничем особым на общем фоне не выделяются.
Ну, просто они были раньше с таким триумфом "найденного" решения от Эдисона. То есть обоих "решений" :). И с углем и с вольфрамом. А так-то, да. Лампочку первым "изобрёл" какой-то англичанин о котором уже и сами англичане не помнят.
Он угадал с вольфрамом в патенте
Гм. А Архимед угадал с рычагом, а Евклид угадал с геометрией.
и на этом в общем-то все.
А причём здесь вольфрамовая нить?
При том что никаких других патентов Эдисон (только конечно уже не Эдисон а компания General Electric) у Лодыгина не покупал.
Ну, просто они были раньше с таким триумфом "найденного" решения от Эдисона
Сэр, вас не смущает то что в угольной лампе Лодыгина использовался угольный стержень а не нить? Вы бы хоть рисунки посмотрели как лампа Лодыгина выглядела а как лампа Эдисона - в них нет ничего общего. И лампы Эдисона пошли в серию а лампы Лодыгина - нет. Как и многие другие лампы накаливания создававшиеся ранее начиная с экспериментов Дэви. Собственно не секрет что Эдисон купил патент Моисея Джерриша Фармера от 1859 и совершенствовал его лампы.
Гм. А Архимед угадал с рычагом, а Евклид угадал с геометрией.
Эти двое не угадывали, а Лодыгин именно что угадал. На момент создания патента сделать нить из вольфрама было сложно - почему народ собственно и экспериментировал с другими металлами начиная с наиболее очевидно подходящей на эту роль платины. Лодыгин придумал способ с осаждением вольфрама из газа на угольную или золотую нить, но он был слишком дорогим и непрактичным и в реально производимых лампах не использовался. А вот Кулидж нашел другой - практичный - способ. Не имевший с патентом Лодыгина ничего общего кроме металла нити. Ну и где тут вклад Лодыгина, спрашивается?
Патент купила General Electric а производство ламп с вольфрамовой нитью началось на 25 лет позже чем производство ламп Эдисона, так что нет, Эдисон вполне себе нашел удачное решение которое было стандартом не одно десятилетие.
реально работает. Тем более при современных методах математического моделирования и информационного обеспечения наземных испытаний
А чего на луну не село а упало, или это и есть работает?
Не на таких масштабах.
Это работает на ЛЮБЫХ масштабах.
При этом итерационная модель позволяет в процессе вводить изменения в окончательный проект на базе реальных испытаний, а не моделируемых.
Не на таких масштабах
Именно в таких. Они специально конструкцию разрабатывали для поточного производства задёшево. Идеология Фальконов, доведённая до абсолюта — те позволяют дешёвые запуски даже в одноразовом варианте, здесь же всё ещё круче: чуть ли не самое дорогое в запуске — это топливо для заправки.
Эдисон искал техническое решение для массового производства. Чтоб дёшево и долговечно, по возможности.
Я так понимаю, что программа Starship все еще на порядки дешевле чем программа SLS. Когда (и если) приблизится по затратам, а успешных запусков не будет - можно будет признать, что путь был ошибочным. А пока - продолжаем наблюдение, интересное...
Хорошо жахнуло.
А есть фото или видео стартового стола после запуска? Получилось ли его сделать многоразовым?
Собственно весь пуск — от -0:30 до момента старта и до +8:20...
#красивое!!!🚀
От бустера отлетели ошметки как компьютерная графика из фильмов
С любой ракеты с криогенным топливом при запуске летят ошмётки. Это лёд, точнее, иней, осевший на стенки топливного бака.
не, я про момент взрыва первой ступени
я про момент взрыва первой ступени
А вот кстати вопрос - не могли ли повредить Starship осколки Super Heavy? От момента разделения и до взрыва Super Heavy прошло менее 30 секунд, Starship за это время смог улететь относительно недалеко (ИМХО не более 5 километров), и возможно, что шрапнель от взрыва смогла его достать. Ну а судя по инфографике, в момент взрыва на Super Heavy оставалось несколько сот тонн метана и кислорода...
ИМХО не более 5 километров
Да побольше, у них там вон только по высоте разница 5 км в момент взрыва была, притом, что преимущество в скорости у старшипа в конце было где-то 0.7 км/с, т.е. суммарно километров на 15 за те полминуты он уже успел отлететь.
преимущество в скорости у старшипа в конце было где-то 0.7 км/с,
Т.е ускорение за 30 секунд более 20м/с². Я при своих прикидках здесь примерно вдвое с ошибся.
Но даже на таком расстоянии возможно что-то могло долететь при взрыве оставшихся четверти тысячи тонн топлива и окислителя и 200 тонн потенциальной шрапнели. Ну и сама ударная волна от объёмного взрыва.
На 90 км взрывной волны быть не должно, там атмосферы толком нет.
С другой стороны, ничто не тормозит осколки.
Но даже на таком расстоянии возможно что-то могло долететь при взрыве оставшихся четверти тысячи тонн топлива и окислителя
Оно при этом должно лететь настолько быстро, чтобы догнать удаляющийся и ускоряющийся корабль, и при этом сохранить достаточно энергии, чтобы пробить его стальную обшивку. Я думаю, это совершенно невероятно, там нужно для этого ядерную бомбу взорвать, а не бочку природного газа.
Система Starship смогла взлететь, но после разделения ступеней столкнулась с нештатной ситуацией