PSS: Все сообщения за 5 Февраля 2020 года

PSS>> Более того, как я несколько раз намекнул, что если бы на Брауна не надавили и он оставил бы 4 двигателя как хотел, то история Аполона была бы очччень интересной.
Hal> Про эту историю я, честно говоря, не слышал. Может это было во времена когда обсуждались многопусковые схемы?

Нет, конечно. Собственно ее подробно описывают в книгах НАСА про Сатурн-5. Если важно, могу найти. Что сначала было 4 двигателя. Но один из инженеров решил, что тяга явно недостаточно особенно с учетом дальнейшего роста как массы так и ПН. А это было уже на этапе перевода конструкторской документации в промышленность и Браун был против. Но инженер провел очень активную компанию и через руководство НАСА на него надавили. Благо, как политкорректно отметили в книге НАСА, из-за классического подхода к проектированию ракет Брауна оказалось что можно установить пятый двигатель в центр без какого либо серьезного пересчета конструкции. Все и так было переусиленно.


Hal> Ступень должна набрать нужную скорость на нужной высоте без запредельных перегрузок. Если топливо слить, то нужной ХС не будет, хоть на старте и будет ускорение выше.

Если тяга равна стартовой массе то ракета со старта в начале вообще не уйдет. Так и будет на СК стоять.

У вас несколько общее представление о проектировании ракет. В частности если на участке первой ступени запредельные перегрузки, то это означает ошибку в проектировании ракет. В первую очередь в распределении массы по ступеням. Ведь первая ступень не саму себя выводит, а остальные ступени. Тяжелые. И оптимальное распределение считается, в том числе, из-за перегрузок.


Hal> Средние ракеты с несколькими средними двигателями проще, там двигатели дросселируются.

Нет. Двигатели вообще очень не любят изменение тяги. Особенно керосиновики. Просто двигатель очень сложная термодинамическая машина в которой любое изменение параметров к выходу из оптимального режима, а потом и проблемам. Там изменение тяги до 90% более менее удается. До 70% уже нужны танцы с бубнами. И, кстати, для больших движком это должно быть легче. Особенно для такой простой открытой схемы, что было у F-1. Но, кажется, для него это не применяли. Не помню.

Чтобы не было вопросов. Для двигателей на водороде и метане это легче реализуется. Из-за особенностей топлива. Там может быть и 50 %. А Маск обещает и 20%. Но к данной истории это не относится.

•  2
•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

Нашел

The C-5 configuration, late in 1960, was generally portrayed as a rocket with four F-1 engines in the first stage. Not everyone was happy with this approach, particularly Milton Rosen at NASA, recently tagged by Brainerd Holmes as the new Director of Launch Vehicles and Propulsion in the Office of Manned Space Flight. At the direction of Holmes, Rosen organized a special committee to hammer out conclusions and configurations on launch vehicles (see chapter 3). The group moved into a block of motel rooms in Huntsville for an intensive two-week stint, including, as Rosen recalled, one marathon stretch of five days of almost [193] around-the-clock negotiating. Among other things, the committee's report, delivered to Holmes on 20 March 1961, recommended five, not four, engines in the first stage.

Rosen apparently took the lead in pressing for the fifth engine, consistent with his obstinate push for a "big rocket." The MSFC contingent during the meetings included William Mrazek, Hans Maus, and James Bramlet. Rosen argued long and hard with Mrazek, until Mrazek bought the idea, carried the argument to his colleagues, and together they ultimately swayed von Braun. Adding the extra power plant really did not call for extensive design changes; this was Rosen's most convincing argument. Marshall engineers had drawn up the first stage to mount the original four engines at the ends of two heavy crossbeams at the base of the rocket. The innate conservatism of the von Braun design team was fortunate here, because the crossbeams were much heavier than required. Their inherent strength meant no real problems in mounting the fifth powerplant at the junction of the crossbeams, and the Saturn thus gained the added thrust to handle the increasingly heavy payloads of the later Apollo missions. "Conservative design," Rosen declared, "saved Apollo."

 

Гугл перевод. Зря я его простым инженером назвал

Конфигурация с-5 в начале 1960-х годов обычно изображалась как ракета с четырьмя двигателями F-1 на первой ступени. Не все были довольны таким подходом, особенно Милтон Розен из НАСА, недавно назначенный Брейнердом Холмсом новым директором по ракетам-носителям и движению в управлении пилотируемых космических полетов. По указанию Холмса Розен организовал специальный комитет для разработки выводов и конфигураций ракет-носителей (см. Главу 3). Группа переехала в блок номеров мотеля в Хантсвилле для интенсивного двухнедельного пребывания, включая, как вспоминал Розен, один марафон длиной в пять дней почти круглосуточных переговоров. Среди прочего, в докладе комитета, представленном Холмсу 20 марта 1961 года, рекомендовалось использовать пять, а не четыре двигателя первой ступени.

Розен, по-видимому, взял на себя инициативу в требовании пятого двигателя, согласующегося с его упорным стремлением к "большой ракете"."Контингент MSFC во время встреч включал Уильяма Мразека, Ганса Мауса и Джеймса Брамлета. Розен долго и упорно спорил с Мразеком, пока Мразек не согласился с этой идеей, не довел ее до сведения своих коллег, и вместе они в конце концов поколебали фон Брауна. Добавление дополнительной силовой установки действительно не требовало значительных изменений в конструкции; это был самый убедительный аргумент Розена. Инженеры Маршалла разработали первую ступень для установки первоначальных четырех двигателей на концах двух тяжелых поперечных балок в основании ракеты. Врожденному консерватизму конструкторской группы Фон Брауна здесь повезло, потому что поперечные балки были намного тяжелее, чем требовалось. Их внутренняя сила не означала никаких реальных проблем при установке пятой силовой установки на стыке поперечных балок, и таким образом "Сатурн" получил дополнительную тягу, чтобы справиться со все более тяжелыми полезными нагрузками более поздних миссий "Аполлона". - Консервативный дизайн, - заявил Розен, - спас Аполлон.

 

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

PSS>> Нет, конечно. Собственно ее подробно описывают в книгах НАСА про Сатурн-5. Если важно, могу найти....
Hal> Было бы неплохо, если бы нашли. Как то мне ну очень сомнительно что главный конструктор не может рассчитать потребную тягу для первой ступени и ошибается аж на 25%.

Все уже сделано выше.

При желании можно и так эту историю назвать но это опять упрощение.. Увы, описать всю историю Сатурна я здесь не смогу. Тем более, что придется углубится в то время, когда она еще была Джуной..


Hal> При таком расходе топлива тяга очень быстро начнет превалировать над силой тяжести.

Да в первую секунду. Но заметить это будет сложно. Из-за большой массы. И весь этот этап уйдет в плюс гравпотерь. В любом случае я это привел как экстремальный пример чтобы показать, почему так не делают. Вижу не получилось


PSS>> В частности если на участке первой ступени запредельные перегрузки, то это означает ошибку в проектировании ракет. В первую очередь в распределении массы по ступеням. Ведь первая ступень не саму себя выводит, а остальные ступени. Тяжелые. И оптимальное распределение считается, в том числе, из-за перегрузок.
Hal> Так масса ступени считается исходя из требований по набору ХС и высоты, которые в свою очередь считаются из аэро и гравпотерь, и зависит от УИ и тяги двигателей. Особо тут не разгуляешься и гравпотери сильно не убавишь.

??? Я реально не понимаю даже как вы мыслите. Разгуляться при разработке ступени можно очень сильно, если есть желание. Так как вариантов бесконечное число, но вот оптимальных вариантов среди них куда меньше. Например можно и на орбиту выйти сначала взлетев вертикально вверх а уж потом развернутся и набрать первую космическую (американца при создании своего первого спутника отчасти так и сделали) но это один из самых не оптимальных вариантов из возможных. Куда лучше отрабатывать сложную программу тангажа. Хоть это и требует более сложной СУ.

Так и при создании ракеты. Там тоже есть оптимальное распределение ХС среди ступеней, оптимальное соотношение масс ступеней, оптимальная тяговоруженность и т д Выход за эти приделы часто приведет к снижению удельных параметров.
Грубо говоря значит можно было бы построить более оптимальную ракету меньшей массы и цены.

Хотя, обычно, все равно выходят за рамки. Причем часто как раз из экономических соображений. Для унификации диаметров всех ступеней, например

Один из критериев как раз начальная тяговоруженность. Зря вы считаете, что это оптимальная тяга приведет к каким то запредельным перегрузкам. Ну будет 3 g вместо 4 g. Если снижение перегрузок основная цель, то подобное решение слишком экстремальный вариант. Есть способы лучше. Но, обычно, этот момент на 10 месте при оптимизации.

Хотя, конечно если есть лишний двигатель отключения которого уберет 20 процентов тяги, почему его не выключить. Кстати, как раз один из вариантов решения. Который и при нормальной тяговоруженности сработал бы.


PSS>> Нет. Двигатели вообще очень не любят изменение тяги. Особенно керосиновики.
Hal> Тем более.

Что значит тем более? Вы выше написали, что это очень просто. Не надо такие вещи писать. Особенно здесь

Hal> ЕМНИП его просто форсировали в начале для повышения ПН.

Удивительно, правда? При этом все равно тяговооруженность оказалась фиговой.

•  2
•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение