О большой ракете
Автор: chameleonПо миру ходят интересные новости. Вслед за Маском и его SuperHeavy
по той же схеме решили делать свой супертяж CZ-9 китайцы.
Кажется, пришла пора поднять из архивов чертежи Н-1 и возопить — Королёв был прав!
Тем более, что сейчас с оснащением такой ракеты гораздо лучше — и надёжно дросселируемые двигатели РД-191 есть, и собрать систему управления на микроконтроллерах, тот самый КОРД, гораздо проще и надёжней.
Однако, не стоит копировать неудачный вариант из прошлого до последней заклепки.
Из трёх характерных особенностей Энки — сборка на заводе возле космодрома из-за негабарита, подвесные баки вместо несущих и управление через изменения тяги двигателей с разных сторон - т. н. «разнотяг» - можно взять только первый. И то под вопросом. В принципе, для красоты, можно и второй. А разнотяг не нужен.
За ориентир возьмём SuperHeavy, но учтём тот факт, что Восточный заметно севернее, а удельный импульс у керосинок меньше — так что стартовая масса нужна чуть больше, ну, или ПН будет чуть меньше.
Итого стартовая масса Старшипа 5000 тонн. Возьмем у нашей ракеты для ровного счёта 5800.
Для 1,5g стартового ускорения на первой ступени надо 5800*15=8700 тонн тяги. Если набирать из 200-тонных РД-191 — это больше 40 штук(а точнее 44), что есть ровно всё перспективное годовое производство самого крупносерийного современного ракетного двигателя Роскосмоса. Многовато — нужно чтоб хватило, а ещё и на на вторую ступень ака копию Старшипа надо оставить, и на брак, и Ангаре-5 может быть дать.
Можно уменьшить количество за счёт РД-171МВ. 4 171-х — опять всё перспективное годовое производство — заменяют почти 15 РД-191. Точнее, 14.8. Простим такую разницу.
Значит, 4 РД-171МВ и 30 РД-191. 34 двигателя, больше, чем на оригинальной Н-1, на единичку больше, чем у Суперхэви.
Получается такая сборка как-то так:
Да, от Н-1 заметно отличается. Ну так двигателям нужно место, чтобы качаться, создавая момент поворота. И да, из РД-191 выделяем минимум 6 в группу мягкой посадки (для висения пустой ступени нужно только два, ну на всякий случай) или минимум два РД-171.
При стартовой массе ракеты Н-2 у нас на первую ступень уходит 5400*2/3 = 3600 тонн топлива и примерно 400 тонн сухой массы. При соотношении компонентов 2,63 получаем 992 тонны керосина и 2608 тонн кислорода.
Баки для керосина и кислорода, если их делать сферическими, получаются диаметром 13,5 и 16,6 метров. Диаметр всей ступени в 16,6 метров и поставим. По верхнему срезу поставим 11, а фермой ужмем до 10.
Нет, не так. Вот так – хоть и качество и детализация ну вообще не те (бак керосина красный, кислорода синий):
Но это только первая ступень — нужно собрать и вторую.
А давайте поставим сверху целый Союз?
Не, маловато будет. Может, поставим туда Ангару-5?
Опять не то. И не потому, что трэш, а потому, что маловато. Полный стартовый вес А-5 всего 773 тонны, Союза — и того всего 313. А нам нужно примерно 1800 тонн на вторую ступень и полезный груз. Как раз первую ступень оригинальной Н-1, да.
Хотя весьма неплохо второй ступенью туда бы встал, кстати, распухший блок Ц от Энергии – родной-то тоже всего 800 тонн и вполне успешно приводился в океан после торможения без всякой теплозащиты (ну почти, какой-то пенопласт для теплоизоляции водорода там был). Но чего совсем нет, того нет.
Придется собирать с нуля. 9 РД-191 по кругу и один из них в центр. Диаметр — 10 метров. Из 1800 тонн на топливо выделяем 1500. Ступень — давайте назовём её просто «Корабль» - принимаем за 150 тонн, ещё 150 тонн — на ПГ. Цилиндрические баки на 1500 тонн кислородокеросина нужны длиной 12.2 и 6.6 метров. А сверху – отсек ПГ.
Правда, на грубый расчёт при 300 тоннах конечной массы не бьётся. Не больше 270 тонн на пустой «Корабль» плюс полезный груз. Надо бы в LaunchModel поиграть.
Выглядит схематично примерно так (ферма, скрепляющая Ступень и Союз, на схеме условно не показана, равно как и всякие там решётчатые стабилизаторы и ноги).
P.S. Интересно, а Маск в курсе про детали фейла третьей Н-1? Ну, когда выяснилось, что поток выхлопных газов от уже такого количества довольно мощных ЖРД, как на ней, ведёт себя подобно воде в сливном отверстии ванной, то бишь закручивается - и ракету начинает закручивать. А то опасаюсь я... Сократили они программу испытаний, понимашь...