Поиграем в ракеты

smoliarm — 31.10.2020

Мне тут попался на глаза прошлогодний доклад Jean-Marc Astorg - "CNES future launcher roadmap".
Я тогда хотел было сделать пост- если не по докладу в целом, то по паре рисунков. Но тогда - не сложилось.
А вот теперь, полтора года спустя (доклад был опубликован в мае 2019) - появились новые интересные детали.
Но всё по порядку.

Сначала вот такая *инфографика*:


Здесь из доклада Жан-Марка осталась только верхняя часть картинки (в красной рамочке), а информативную часть - нижнюю таблицу - я собрал заново.
Поскольку оригинальная табличка - за полтора года - изрядно устарела.
(И замечу в скобках - это прекрасно! - это значит, что мы живем в интересное - динамичное - время).
Кроме того, были там и небольшие неточности, которые следовало исправить.
Все технические нюансы я в примечаниях объяснил, а теперь - пара общих интересных деталей.

Деталь первая - по разрабатываемым ракетам (помечены голубой заливкой) - конкретно по планируемой дате первого пуска.
Для всех четырёх ракет планируемая дата первого пуска съехала вправо - что совершенно естественно. Задержки из-за непредвиденных обстоятельств - случаются непременно.
Однако, величина задержек - получается разная:
Для американской New Glenn и японской Н3 срок первого пуска отодвинулся на 7-10 месяцев (зависит как считать - по "центру интервала" или по "дальней границе")
Для европейской Ариан 6 срок первого пуска - за полтора года - сдвинулся вправо на ... полтора года.
И наконец для Вулкана - он сдвинулся на 1 (один) месяц.
Да, полтора года назад в планах ULA значился "второй квартал 2021" как дата первого пуска Вулкана.
Сейчас его пуск планируют на "июль 2021".
Вообще, надо признать, что в этом "соревновании" и в этой четвёрке - я НЕ беспристрастен. Я болею за ULA и за Тори Бруно.

Деталь вторая - по новым ракетам, которые уже летают - но только начали летать.
В таблице они отмечены бежевой заливкой, за исключением Falcon 9, который больше не относится к "начинающим".
Поскольку налетал уже солидную статистику и по ходу дела обогнал по уровню безаварийных пусков все российские ракетные системы.
Но сейчас речь про другие четыре ракеты: Falcon Heavy, GSLV Mk III, Long March 5 и Ангара 5.
Так вот, любопытная деталь:
Для первых трёх ракет графа с числом пусков - устарела. За прошедшее время Falcon Heavy и GSLV Mk III добавили в свою летную историю по одному пуску,
а китайская Long March 5 - два пуска (один LM 5 и один LM 5B). И только Ангара - как не летала после своего первого и единственного пуска в 2014 - так и продолжает не летать.
Единственная - в своём роде.

Следующая *инфографика*:

Здесь я к картинке из доклада Жан-Марка добавил бар-граф стартовой тяги.
С тем, чтобы проиллюстрировать такой факт: внешний вид и размер ракеты - не всегда верно отражают её *калибр*.
Действительно, например New Glenn - внешне выглядит крупнее и солиднее, чем Falcon Heavy. Но на самом деле - то есть, по тяге (и соответственно, по стартовому весу) - всё наоборот.

Но, понятное дело - тяга на старте тоже не является однозначным определителем *калибра* для ракеты.
Стартовая тяга фактически определяет (ограничивает) количество топлива, которое принимает данная ракета.
Но топливо бывает - разное; и сжигать его можно - с разной эффективностью.
Поэтому на следующем рисунке тяга ракет сопоставлена с их грузоподъёмностью:

Здесь синие и голубые маркеры показывают летающие и проектируемые ракеты, соответственно. Данные для этих точек взяты из доклада Жан-Марка Асторга.
К ним я добавил ещё две ракеты - серые точки - Delta IV Heavy и Протон. Это ракеты, которые ещё летают - но уже уходят со сцены.
И эта пара даёт кстати хороший пример - стартовая тяга у этих ракет близкая. У Протона даже немного побольше, процентов на десять.
Но при этом - по грузоподъёмности на ГПО - Протон уступает Дельте более чем вдвое.
Почему? - более энергетичная топливная пара, более эффективные двигатели, более совершенная конструкция.
В целом, в координатах этого графика - чем круче наклон линии между данной точкой и началом координат,
тем лучше ракета в одном аспекте - эффективность использования топлива. Что собственно и показано зелёными стрелочками.
Наклон пунктирных линий имеет простой физический смысл: если правильно подобрать масштабный коэффициент, то он покажет -
сколько килограмм полезной нагрузки приходится на каждую тонну стартовой тяги.

Из этого графика можно сделать несколько выводов:
Китайская Long March 5 - вполне приблизилась к лучшим американским ракетам. Да, и в этом аспекте китайский космопром - вплотную подобрался к Штатам.
Российская новейшая Ангара А5 - получилась по эффективности немножко хуже антикварного Протона, и по грузоподъёмности - тоже.
Превосходит она Протон только по цене. Зато - в разы.
Ну, и Falcon 9 и Falcon Heavy - они занимают по эффективности промежуточное положение.
Потому что при проектировании этих ракет во главу угла ставилась не столько эффективность по топливу, склько себестоимость.
Но баксы - это уже третье измерение, которое в плоскости этого графика уже не покажешь.
И разговор об этом третьем измерении - как-нибудь в другой раз :)

Вот собственно и вся игра на сегодня.
Осталось досчитать "пять, четыре, три, два, один" - крикнуть "Пуск!" - и топнуть ногой :)

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив