?

Log in

No account? Create an account

Научно-популярно о космосе и астрономии

Предыдущий пост Поделиться Следующий пост
Не Falcon'ом единым — принципиально иные многоразовые проекты ЕКА и ULA
lozga
Полеты многоразовых первых ступеней ракеты-носителя Falcon от SpaceX вызвали всплеск интереса к многоразовым ракетам. И если, например, китайская компания LinkSpace демонстрирует рендеры похожей системы с посадкой на двигателях на раскладные опоры, то другие конструкторы предлагают системы на иных принципах, используя крылья или воздушный подхват. Некоторые проекты уже успели закрыться, но есть и свежеанонсированные.

01.jpg
Технологический демонстратор Adeline

Adeline больше нет


В 2015 году появились новости о том, что Airbus Defence and Space разрабатывают многоразовый модуль Adeline, представляющий из себя крылатый блок с ракетным двигателем первой ступени, а также воздушными двигателями и пропеллерами для выполнения посадки на взлетно-посадочную полосу. Нагляднее всего концепцию иллюстрирует видео, уже недоступное на официальном канале, но сохраненное обычными пользователями.



Идея спасать только хвостовую часть ракеты имеет свои плюсы - двигатели, авионика и оборудование хвостового отсека составляют, по оценкам разработчиков Adeline, 80% стоимости ступени, а спасать их гораздо проще, чем большую ступень целиком. Также экономится топливо, и отсутствуют перегрузки, испытываемые ступенью при посадке на двигателях. Но, конечно, у всего есть цена - выигрыш в экономии топлива будет частично съеден потерями на дополнительную массу от крыльев.

Хвостовая часть Adeline предлагалась для использования в Ariane 6, хотя, теоретически, могла быть доработана под другие носители. Когда о проекте было официально объявлено, оказалось, что работы ведутся с 2010, и уже были проведены успешные испытания масштабных моделей. После громкого анонса обилия новостей по проекту не было - приоритетом Airbus Defence and Space является новая ракета-носитель Ariane 6. А в 2018 году появилась информация, что проект не вызвал интереса по финансовым соображениям.

FALCon, но не Falcon


Германский центр авиации и космонавтики, входящий в ЕКА, 20 марта этого года объявил о начале работ над концептом крылатой ракетной ступени, которая будет ловиться и буксироваться самолетом-носителем. Проект получил название FALCon (Formation flight for in-Air Launcher 1st stage Capturing demonstration, "Полет в строю для демонстрации подхвата первой ступени носителя"), за исключением регистра букв совпадающий с названием ракеты-носителя Falcon SpaceX. Из-за совпадения названий руководителю проекта Мартину Сиппелю (Martin Sippel) пришлось пояснять, что инженеры вдохновлялись соколом, пикирующим для того, чтобы схватить жертву, а не ракетой SpaceX.

02.jpeg
Схема работы FALCon, иллюстрация DLR

Посадка ракетной ступени на двигателях имеет серьезный недостаток - приходится отделять ступень, когда в ней остается еще немало топлива, которое затем расходуется на посадку. Хуже того, из-за эффекта Оберта именно это топливо наиболее ценно для разгона полезной нагрузки. В случае FALCon планирующий спуск позволит тратить все топливо из баков - до посадки ступень будет тянуть самолет-буксировщик. Но, конечно, этот выигрыш, как и у Adeline, будет съеден увеличившейся массой ступени из-за добавленных крыльев.

Важным элементом системы будет конструкция для подхвата и буксировки ступени. Инженеры упоминают конструкцию управляемого стыковочного/буксировочного конуса.

03.jpeg
Управляемый стыковочный/буксировочный конус

Привычные нам конусы самолетов-заправщиков неуправляемые - пилоты заправляемых самолетов сами ловят их, маневрируя своими аппаратами. Это небыстрое и непростое дело, поэтому для планирующей с выключенными двигателями ступени управляемый конус должен заметно облегчить задачу. Но кроме этого доработки для самолета-буксировщика почти не требуются, и в этом качестве можно будет использовать обычные пассажирские самолеты, причем б/у для пущей экономии средств.

Работы по FALCon находятся в самом начале, и, как и в случае Adeline, сначала испытания будут проводиться с беспилотными крылатыми летательными аппаратами, а не ракетами. На проект пока что выделено 2,6 миллиона евро, это немного, но на первые эксперименты хватит. Сроки у проекта достаточно длительные - летной годности система должна достигнуть в районе 2028, чтобы, возможно, быть использованной в ступени нового поколения, которая может появиться в районе 2035.

Разные парашюты от ULA


Ступень Falcon 9 для посадки выполняет целых три включения двигателя - boostback burn, при котором ступень прицеливается в район посадки, entry burn, тормозящий ступень, чтобы она не перегрелась, и финальное посадочное включение. На всех трех расходуется драгоценное топливо, и, несмотря на то, что парашюты не могут обеспечить точной посадки, они весили бы меньше, чем необходимый на эти маневры запас топлива. Идею использовать парашюты и вертолетный подхват собирается реализовать провайдер пусковых услуг ULA в своей разрабатываемой ракете-носителе Vulcan. Хвостовой отсек первой ступени должен будет сбрасываться, раскрывать сверхзвуковой парашют для торможения в плотных слоях атмосферы, сбрасывать его, раскрывать управляемый парашют-крыло, подхватываться вертолетом, доставляться на землю, тестироваться и использоваться повторно.

04.jpeg
Схема ULA

В видео:



Последние новости по проекту относятся к началу августа 2018, когда ULA получил от NASA 1,9 миллионов долларов на демонстрацию технологии воздушного подхвата объекта, вернувшегося с орбиты.

Прометей и Каллисто


Французский Национальный центр космических исследований (CNES) тоже занимается экспериментами с многоразовостью. "Каллисто" - технологический демонстратор суборбитальной многоразовой ступени с ракетной посадкой, сравнимый с Grasshopper от SpaceX, однако отличающийся кислородно-водородным двигателем.

05.jpeg
Кадр презентации CNES

В дальнейшем из этого может вырасти полноценная ракета-носитель, но нескоро - приоритетом CNES является сначала снижение стоимости разрабатываемых ракет-носителей, а потом уже возвращаемые ступени. Подход очень здравый, напомню, что Маск сначала предложил конкурентоспособный одноразовый Falcon 9, стал получать заказы, а только потом занялся его превращением в многоразовую ракету.

Еще одно направление работ CNES - метановый двигатель "Прометей". Используя новые технологии, в том числе 3D-печать, его собираются сделать в 10 раз дешевле двигателя центрального блока (второй ступени) Ariane 5. Если все пойдет хорошо, двигатель будет использован в новой модификации Ariane 6 или следующей ракете ЕКА.

06.jpeg
Двигатель "Прометей", изображение CNES

Заключение


Эксперименты с разными многоразовыми ракетами можно только приветствовать фразой китайского императора Цинь Шихуана (которую затем повторно использовал Мао Цзедун): "Пусть расцветают сто цветов, пусть соперничают сто школ". У каждого технического решения есть свои плюсы и минусы, и пусть практика покажет, какой вариант окажется лучше.



В качестве эксперимента запущены пуш-уведомления. Нажмите эту кнопку, и вам будет приходить сообщение, когда выйдет мой новый пост.


Я в социальных сетях:
Вконтакте, Facebook, Twitter, Instagram, YouTube

attentioneer.jpg

Записи из этого журнала по тегу «облегчение доступа в космос»


promo lozga ноябрь 4, 2014 17:00
Buy for 50 tokens
Привет! Добро пожаловать в блог, посвященный популяризации космонавтики, астрономии, и, шире, науки и прогресса человечества. Если вы зашли ко мне впервые, рекомендую почитать длинные серии постов по тегам: Серия "Незаметные сложности космической техники". Рассказы о том, как и почему ракеты и…

Если BFR полетит хоть примерно по графику, другим останется лишь копировать, как и в прошлый раз (пятидесятые). Так обычно работает мозг принимающих решения: "не выдумывайте, сделайте как у них".

Копирование - необязательно бездумное.
Копирование идей фон Брауна в СССР было творческим и привело к спутнику и Гагарину, привело к Р-7, которая до сегодня уже 60 с лишним лет безупречно летает.
Копирование копированию - рознь.

В отличие от ULA и SpaceX, ряд европейских проектов не являются коммерческими.
У них нет хозяина, цель которого летать в космос.
Это эдакие грантоедские проекты, типа наших даурий, других сколковских рогов и копыт, "На Луну" от зеленыйкот и Ко.
Да, европейцы, кроме имитации бурной деятельности в отличие от сколковских аферистов что-то сделают, построят прототип, сделают Отчет по НИОКР, не просто проедят деньги, растратят на красивую жизнь.
Но они никуда не летят. Нет у них дакой цели в этом секторе - многоразовых ракет.

Все дело в организации. В Европе доминирует Госсектор. ЕКА собирает деньги с участников и дает их Арианспейс. Зачем упираться?

А через 10 лет, на очередном витке кто-нибудь поднимет результаты этих работ и именно по ним сделает выбор, по какому пути идти. Пару миллионов долларов это такие копейки для какого-никакого, но шажка.

Что характерно - руководство всех упомянутых организаций, включая самого Маска, будучи спрошенными о конкурентах отвечают что-то нейтральное вроде "люди работают, посмотрим что получится". И только Роскосмос каждый раз исходит на говно...

они видят в конкурентах потенциальные источники новых решений и специалистов,
а Батутин видит только одни неприятности из-за того, что у них летает, а у него нет.

Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal России! Подробнее о рейтинге читайте в Справке.

Посадка ракетной ступени на двигателях имеет серьезный недостаток - приходится отделять ступень, когда в ней остается еще немало топлива, которое затем расходуется на посадку. Хуже того, из-за эффекта Оберта именно это топливо наиболее ценно для разгона полезной нагрузки.

В действительности похоже этот недостаток не так велик - отнюдь не все полезные нагрузки требуют для своего вывода максимальной dV конкретного носителя.

И что наверное важнее - через некоторое время образуется запас ступеней почти выработавших ресурс, которые можно использовать в "одноразовом" варианте для нагрузок, которые этого действительно требуют.

Пусть сперва докажут свою экономическую целесообразность.

А то мы помним, как Маск Бендер соловьем пел о снижении себестоимости в 10 (!) раз. А воз - и поныне там.
Только хомячки на сопли исходят до сих пор по инерции.

мошенник Маск

чего добился прохоров с емобилем
ничего вообще тока путин поездил на тарантасе, видео картинка для тв весь результат.
чего добился сопов с с7 спейч ? ничего.
чего добился рогозин с луной-глобом, млм, федерацией ? ничего.

смотрим на мошеника Маска
запусков тяжелых ракет 70 штук, запусков сверх тяжелых ракет 1
создан пилотируемый КК до МКС, совершенно грузовых доставок к МКС 16 штук.
Создано 230 тысяч электромобилей Тесла3, вышли на производство 6500 в неделю.
Они наездили 1.6 миллиарда километров за год.
В Австралии создана мега батарейка для борьбы с блекаутами.

вот сижу и думаю, если простой мошенник в США смог добится такого,
то честные бизнесмены тогда вообще рвут наших как тузик грелку.

США величайшая страна мире, если даже мошеники могут такие вещи делать не доступные нам.

летной годности система должна достигнуть в районе 2028, чтобы, возможно, быть использованной в ступени нового поколения, которая может появиться в районе 2035.

если СпХ не разорится, да и БлуОриджин на подходе
страшно представит что у них будет в 2035 ))

--
Идея спасать только хвостовую часть ракеты имеет свои плюсы — двигатели, авионика и оборудование хвостового отсека составляют, по оценкам разработчиков Adeline, 80% стоимости ступени, а спасать их гораздо проще, чем большую ступень целиком. Также экономится топливо, и отсутствуют перегрузки, испытываемые ступенью при посадке на двигателях. Но, конечно, у всего есть цена — выигрыш в экономии топлива будет частично съеден потерями на дополнительную массу от крыльев.
----

вот это вот сразу был бред бредовый.
отцепить на ходу двигатель от ступени ? без ударно ?
а потом выпустить пропеллер из отцепленно ?
это что за #$%#$ ?
мне нравиться как у ^%#$# отцепляется блок с двигателями
а там ВНЕЗАПНО обтекатель гладенький красивенький
можно спросить а вы как в двигатели топливо подавали и управляющие провода ? по блютусу ?
как после отцепления у вас в видео основной двигатель работает ? у вас там маленькая канистра припрятана от которой чудесным образом через тройник топливо подается ?
а шасси вы где прячете ?
как сели потом же надо будет этот двигатель опять к ракете стыковать ? для занятости французких профсоюзов идея годная, а для экономии денег не особо.

пока есть две многоразовые системы и обе садятся целиком, максимально большим куском.
Нью Шепард и Ф9

а все эти отстрелы двигателей и ловля их вертолетом это от убогости и не способности сделать по нормальному.

Крылатая ступень интересный вариант, может быть у кого и взлетит.

Не на ходу а после того как ступень отработала и падает.
а все эти отстрелы двигателей и ловля их вертолетом это от убогости и не способности сделать по нормальному.
А вот это да.

Потратить по-больше денег ради "сделать дешевле"

такие смешные :)

Re: Потратить по-больше денег ради "сделать дешевле"

Не смешнее твоего пропагандонского бложика, твоего и твоего "тезки" bmpd.
Сракокосмос вообще ни хера уже не может, вот где смех. Правда, для нас, наследников СССР это конечно горько осознавать, но иного варианта при подобных властях и ожидать не приходилось, теперь летающий полвека "Протон" из-за ублюдочности управленцев проиграл по деньгам новичку от космоса - "Фэлкону" Маска.

Хороших решений всегда много.

Но занятно, что здесь вы не написали о победах "дизайнеров" над инженерами. Хотя дизайнер, как все мы знаем, - проектировщик.

Парашютный подхват много раз использовался в США для возвращаемых фотоконтейнеров.

Ограничение массы такого контейнера очень жесткое. Так что это для малых ракет.

Там подхватывал патрульный самолет, "рогулькой" на носу за стропы. Тут же хотят "Чинуком". ИМХО, им бы к "Оспри" присмотреться...

По моему разумных вариантов только два:


1) Реактивная посадка, как на Ф9
2) Самолетная посадка, как хотели на многоразовой "Ангаре"


Остальное - гимор гимор и еще раз гимор.


А еще парашютное спасение, как на Space Shuttle. Или как на Boeing Phantom Express или Stratolaunch bkb одноступенчатый водородный, как MDD Delta Clipper и Lockheed, или SABRE... Сотни разумных решений.

Все это прекрасно. но скажите мне а зачем? пока нет хотя бы 1000 запусков в год все эти многоразовые ракетки просто никому не нужны..пока их ждет судьба ту-144 и конкорда

Как зачем? Попилить бюджет. Это сладкое слово "бюджет"... Мечта любого креативного менеджера.

Схемы с подхватом ступени/блока двигателей при возврате видятся гораздо менее надежными в эксплуатации, чем реактивная посадка аля F9. А ставить крылья и шасси для посадки по-самолетному, насколько я понимаю, на круг сожрет как бы не столько же массы ПН, сколько дополнительное топливо для реактивной посадки.

Ну а про многоразовость европейцев можно забыть, там по сути сознательно консервируют технологическую отсталость, дабы сохранить рабочие места: "Let us say we had ten guaranteed launches per year in Europe and we had a rocket which we can use ten times—we would build exactly one rocket per year," he said. "That makes no sense. I cannot tell my teams: 'Goodbye, see you next year!'" Это не хер с бугра какой-то говорит, а CEO Ариан. Там вообще все интервью любопытное: https://arstechnica.com/science/2018/05/ariane-chief-seems-frustrated-with-spacex-for-driving-down-launch-costs/

Вот только после этой истерики Шармо заменили на нового CEO. Подозреваю, что его политика устроила не всех. Подозреваю, что она не устроила немцев, а деньги, по большей части, их.

https://spacenews.com/arianegroup-ceo-stepping-down-jan-1/

+ Ну и уровень понимания положения господином Шармо изумляет. Похоже, чиновники (а он, по сути, чиновник) и там теряют связь с настоящим.

Edited at 2019-03-25 17:25 (UTC)

С днём рождения!
Извините за небольшое опоздание.