Опитування: чи варто українським ВПС закуповувати китайські учбово-бойові Hongdu L-15?

середа

Booster budget class of common, cheap and non-deficient material Ракета-носій бюджетного класу з поширених, дешевих і недефіцитних матеріалів

Seeking investor - will rocket!






МЕТА: виводити на 500 км орбіту нано-супутники

ЗАДУМ: створити ракету-носій легкого й бюджетного класу з поширених, дешевих і недефіцитних матеріалів

ОРГАНІЗАЦІЙНА ПОЛІТИКА:
- делегувати повноваження
- щочетверга координуватися
- приймати технічні рішення максимально спрощені, примітизовані
- вважати основою конструкції надійність і прогнозованість

- швидкість втілення проекту й якомога швидше отримання першого прибутку вважати найпершим пріоритетом
- розвивати лише ті проекти, що дозволяють легко масштабувати конструкцію
- з метою дотримання режиму нерозповсюдження ракетних технологій не використовувати компонентів державного виробництва
- спочатку конструкція має довести працездатність на лабораторному столі, а потім поетапно масштабувати конструкцію
- патентувати винаходи конструкторів
- пріоритетом вважати комерційні запуски
- отримати всі 100% офіційні дозволи і ліцензії
- страхувати життя співробітників, обладнання, РН, вантажі
- точно дотримуватися заходів безпеки
- з метою досягнення високої надійності максимально уніфікувати вузли, навіть коштом зменшення технічної досконалості
- максимально використовувати вже готові деталі які можна придбати чи замовити 


ПЛАНИ:

- створити бізнес-план
- створити часовий графік втілення проекту
- провести відбір перспективних схем компонування майбутньої РН
- вибрати 3 - 5 схем для експериментів на лабораторному столі й розрахунків 


наприклад, запуск з борту винищувача або демілітаризованого МіГ-21 який я сам можу пілотувати
http://www.astronaut.ru/bookcase/books/afanasiev3/text/12.htm
пакетна схема
http://aeroabc.blogspot.com/2014/07/blog-post.html
твердопаливний
http://aeroabc.blogspot.com/2014/07/blog-post_26.html
монопаливо
http://aeroabc.blogspot.com/2013/01/blog-post_6324.html
 
- відібрати 1 схему для розроблення виходячи з ресурсів і обраного напрямку розвитку (наприклад,
   

запуск з борту винищувача, послідовність ракетних двигунів від ракет десь така:
- С-24
- Град
- Град
- С-8
- С-5
- РПГ 


або 

самозаймиста пара скипидар+біла азотна кислота, у вигляді гібридника, окислювач постачається витісненням, пакетна схема із необхідної кількості повністю ідентичних модулів)
- масштабуванням конструкції й практичними запусками невеликих моделей довести працездатність схеми
- оформити грант Горизонт-20
- злучати внески приватних інвесторів
- оцінити об'єми та перспективи співробітництва з Південмашем, Українською космічною агенцією тощо
- визначитися з місцем запуску, бажано острів Зміїний


ІДЕАЛЬНА КАРТИНА: отримано всі дозволи, застраховано й запатентовано, створено легку бюджетну РН, що регулярно й безаварійно виводить наносупутники на 500 км орбіту та інші вантажі, є черга замовлень на запуск, конструкція збільшується масшабуванням, щоб збільшити масу супутників до 10, 100 1000 й більше кг, задоволені замовники рекомендують фірму іншим 

СТАТИСТИКИ: 

- кількість успішних експериментів 
- кількість залучених фінансів 
- кількість отриманого прибутку 
- кількість безаварійних успішних запусків
- виведена на орбіту вага

ЦКП ЦІННИЙ КІНЦЕВИЙ ПРОДУКТ: легка й бюджетна РН, що виводить на орбіту нано-супутники та інші вантажі
 
------------------------------------

 План проектування й випробовування ракети-носія «Стожари»

ПЕРШИЙ МІСЯЦЬ
Почати оформлювати потрібні національні й міжнародні дозволи та ліцензії
Систематизувати інформацію про пакетну схему
Зібрати інформацію про постачальників холоднокатаних труб, азотної кислоти, скипидару тощо для гуртових закупівель
Зібрати всі комплектуючі, відібрати найкращі
Укомплектувати й навчити стартову команду нормам техніки безпеки при роботі з кислотою, при запуску ракетного двигуна тощо
Написати технічне завдання на виготовлення трейлера зі стендом для випробовувань ракетних двигунів на полігоні
Закупівля автоцистерен для транспортування і тривалого зберігання кислоти, скипидару, стисненого повітря тощо
Пошук виконавця для розрахунків та продувок в аеродинамічній трубі

ДРУГИЙ МІСЯЦЬ
Виконання науково-дослідних та організаційно-конструкторських робіт
Створення лабораторної моделі ракетного двигуна у прийнятному масштабі для дослідів і прийнятної вартості цих дослідів
Практичні запуски лабораторної моделі ракетного двигуна зі стенду на трейлері на полігоні біля Києва
Оптимізація ракетного двигуна
Паралельне порівняльне випробовування рідинної схеми та гібридної

ТРЕТІЙ МІСЯЦЬ
Зважаючи на набутий досвід, конструювати та виготовити двигун у реальному масштабі
Створити конвеєрну лінію з максимальним рівнем автоматизації виготовлення модулів
Випробовування ракетного двигуна на полігоні біля Києва
Оптимізація ракетного двигуна
Паралельне порівняльне випробовування рідинної схеми та гібридної
Вибір і затвердження схеми рідинної чи гібридної

ЧЕТВЕРТИЙ, П'ЯТИЙ, ШОСТИЙ МІСЯЦІ
Оптимізація конструкції в наземних умовах
Відпрацювання технології заправки компонентами, запуску, розрядки повнорозмірного модуля, з'єднання/роз'єднання модулів
Гарячі випробовування на стенді полігону біля Києва, з'ясування реального питомого імпульсу, корекція розрахунків

ДЕВ'ЯТИЙ, ДЕСЯТИЙ МІСЯЦІ
Завершення отримання потрібних національних дозволів і ліцензій
Створення Центр управління польотами
Тестові польотні випробовування одиночних модулів як геофізичних ракет над Чорним морем
Тестування передавача телеметричної інформації з кількома сотнями каналів
Продовження оптимізації конструкції, пошук оптимального палива, окислювача, тиску тощо
«Заморозити» конструкцію від будь-яких змін
Виготовити на конвеєрній лінії необхідну кількість модулів для подальших польотних випробувань

ОДИНАДЦЯТИЙ, ДВАНАДЦЯТИЙ МІСЯЦІ
Завершення отримання потрібних міжнародних дозволів і ліцензій
Польотні випробовування ракети в мінімальній конфігурації з 22 модулями для виведення 200 кг до прийнятного результату
Відпрацювання скидання головного обтікача
Відпрацювання технології роз'єднання 1, 2, 3 ступенів
Відпрацювання технології багаторазового запуску двигуна в космосі й невагомості
Відпрацювання технології виведення кожного із супутників на свою орбіту
Польотні випробовування повністю зібраної ракети зі 64 модулями й макетом 1 т супутника до прийнятного результату
Відпрацювання технології збирання повністю заправлених модулів на орбіті для польотів на Місяць, Марс, Х-приз тощо
За результатами польотів аналіз та робота над подальшою оптимізацією конструкції та технічних рішень
Будівництво приміщення для зберігання й передстартової підготовки супутників
Обробити заявки на виведення вантажів на орбіту та скласти календарний план-графік запусків
Міжнародний офіс починає приймати передоплату за запуски, проект починає окуповуватися й приносити прибутки


------------------------------------
 Захмарна вартість, колосальна складність, часті аварії, що супроводжуються захмарними втратами відлякують від космонавтики пересічних інвесторів. Прикро, що конструювання ракет-носіїв розвивається шляхом ускладнення й здорожчання.
Основою сучасного рідинного ракетного двигуна є ТНА: турбо-насосний агрегат. Пристрій діаметром пів-метра з прецезійною точністю виготовлення, має потужність середнього корабельного атомного реактора (РН Енергія). Щоб створити тиск у камері згоряння 250 атм, ТНА має створити на вході тиск у 500 атм! Частка металу чи ізоляції руйнує колесо турбіни ТНА.
Двигун вибухає.
А чи можливо зробити простіше, дешевше, безпечніше?
Так! Можливо!
Придумано було ще з півсотні років тому:
http://aeroabc.blogspot.com/2014/07/blog-post.html
Дешево, економно, безпечно.
А якщо конструкцію виконати як гібридник - то ще й удвічі надійніше.
Сучасні ракети-носії, зазвичай, мають послідовну схему розташування ступеней. Плюс бустери пакетною схемою. Тобто триступенева РН за такою схемою має 4 різних конструкцій ракетний двигун плюс баки.
Складно?
Безумовно!
Повністю пакетна схема з 1 конструкції ракетний двигун плюс баки знімає проблему складнощів конструювання. Постачання окислювача витісненням у гібридний ракетний двигун знімає проблему ТНА.
Припустимо, пакетна схема має 64 модулів РД плюс баки. Для гібридної схеми це 64 клапани подавання окислювача до камери згоряння.
64 - це багато чи мало?
Надійна триступенева РН "Союз" має сукупно 32 ракетних двигунів. Гас і рідкий кисень - це вже 64 клапани. А ще додайте клапани для перекису водню, азоту, гелію; вони різної конструкції - від кріогенних для рідкого кисню до високощільних для гелію.
Тому 64 однакових клапани для суто пакетної схеми - це значно надійніше, простіше й дешевше.
Сучасні ракети-носії й досі збирають руками, як Ролс-Ройси.
Конвеєрне виробництво модулів простої конструкції для повністю пакетної схеми дозволяє зробити значний прорив у ракетобудуванні.



------------------------------------
 Початкові конструкторські розрахунки
Відповідно до концепції пакетної схеми
http://aeroabc.blogspot.com/2014/07/blog-post.html
можна зробити початкові розрахунки.
Сталь 1600 Н/мм.
При вартості сталевої труби 60 гнр/м довжина одного модуля 25 м коштує                                                   1500 грн.
Окислювач концентрована червона азотна кислота
1130 кг по 100 грн/кг                                  113000 грн.
Паливо 220 кг скипидар 50 грн                           11000 грн.
                        Отже, один модуль коштує разом 125500 грн.
(Плюс форсунки, сопло, контролери, клапани, перехідники, тощо потрібно полічити додатково).
Для виведення на орбіту 1 тони:
1 ступінь 48 модулів  
2 ступінь 12 модулів  
3 ступінь  4 модулів
    Разом 64 модулів
64 модулів х 125500 грн = 8.032.000 грн.
Прибуток при вартості виведення на орбіту
1 кг 25000$ Х 1000 кг = 25.000.000$ х 27 грн = 675.000.000 грн.

------------------------------------



Для повітряного старту потрібен або власний літак, або орендований. Повітряний старт, крім суто технічних особливостей, виводить на орбіту лише певні конструкції супутників. Нині супутники будують так, що вони можуть витримати перевантаження лише в повздовжньому напрямі. В поперечному - ні. 
Чому? 
Така конструкція дозволяє зменшити міцність і вагу супутника а, отже, здешевити запуск. 
Тому бувають такі ситуації, коли під час запуску конверсійної ракети, наприклад "Сатана" (Р-36М, РС-20А, NАТО — SS-18 Mod.1,2,3 Satan), носій спокійно може пройти потужну струменеву течію на висоті 10 км з відповідними ударними поперечними перевантаженнями, а супутник - ні. 
Запуск переносять.
Тому для повітряного старту підходять лише ті супутники, що сконструйовані витримати як повздовжні, так і поперечні перевантаження. 


----------------------------------

Укроборонпром каталог
http://ukroboronprom.com.ua/uk/ukroboronprom-katalog-produktsiyi-2016-2017
Одна ракета Граду коштує 1000 дол.
Оцінемо приблизно:
 запуск з борту винищувача, послідовність ракетних двигунів від ракет десь така:
- С-24
- Град
- Град
- С-8
- С-5
- РПГ
в сумі до 10000 дол.
Замовити розроблення КБ Янгеля. Десь 100.000 дол.

або

Оцінимо приблизно:
самозаймиста пара скипидар+біла азотна кислота, у вигляді гібридника, окислювач постачається витісненням, пакетна схема із необхідної кількості повністю ідентичних модулів
http://aeroabc.blogspot.com/2014/07/blog-post.html
Труби, рідини. Очевидно, значно дешевше. Та й відпрацювати можна на моделях. Потім масштабувати.




---------------------------------  
питомий імпульс:

кисень-водень 450 
кисень-гас 300 
твердопаливні Аріан-5 271 
гібридний 250
перекис-гас 215 
азотна кислота-гас 200  
піроксиліновий порох 200

карамельне 140 
цинк-сірка 40

------------------------------------------------

Ще жоден аматор не вивів власну ракету на орбіту. В космос (понад 100 км) на карамельному паливі вже літали. А на орбіту - ні. Двигун- основна проблема. 

Нині всі компанії, що виводять на орбіту вантажі, чи готуються виводити, користуються агрегатами, які не купиш у магазині. Та й працюють там ну дуже вже підготовлені фахівці з НАСА чи ще звідкилясь. По-справжньому аматорських конструкцій і досі не створено. 

Під аматорськими я розумію ну наприклад ось що:

http://aeroabc.blogspot.com/2013/01/1.html

Тому поки не буде створено простого, дешевого, надійного, технологічного ракетного двигуна з такими ж компонентами палива, з яким може упоратися й виготовити навіть одна людина із середнього класу, польоти на орбіту залишаться вкрай дорогим і небезпечним задоволенням.

4 коментарі:

  1. Для початку -дозволи,ліцензії..?
    Ракетна галузь у нас не регламентована від слова ніяк, а відповідно заборонена.
    Полігон під Києвом?... Навіть не смішно, є раетний полігон у Одеській області.
    Для надлегких ракет, нема ринку навантажень, а потенційні аматори грошей не мають.
    Для надлегкої ракети,до 10-20т головне не двигун, а система керування польотом, а це... дуже складно.
    ТНА повинен подавати компоненти тиском більшим, чим у камері на 6-10бар, тиск у камері спирт+р.кисень у німців був 15бар,насос подачі 40л за секунду спирту та 50л р.кисню, тиск на подачі 4бар виході 35бар не така складність(не кажу що елементарно!!!) з гарантованим ресурсом 180-200секунд роботи
    Ви звідки?
    Як взірець ракета Р5(10т спирту,13,5т р.кисню)
    А не дурня ОТРАГ з десятками металевих труб із залишками кіслоти... Що падатимуть з неба.

    ВідповістиВидалити
    Відповіді
    1. В ОТРАГ відсутній ТНА - все подається витісненням. Дозволи-ліцензії - це й справді складно. Системи керування польотом може й не бути як такої. Ось досвід першої японської космічної ракети: http://www.astronaut.ru/bookcase/books/afanasiev3/text/18.htm

      Видалити
  2. Аматорська ракетна галузь - не регламентована,відповідно заборонена.
    На військовий полігон не пустять,от просто так.
    Р5 є у Житомирі,музей космонавтики
    ЖРД на бутиловому спирті(майже керосин)+р.кисень южмаш виговити зможе,кб Південне спроектує, якщо верхи дадуть а) доборо б) фінанси 25-50млн долл еквіваленту на все "табуретка" старту, ну і ракета віийде 1,5-2млн не гривень 150-200кг на НОО
    Може й меньше
    У амерів схожа ракета в стільки обішлась "редстоун" PGM11 60років тому

    ВідповістиВидалити
  3. Приблизні розрахунки вище в статті.

    ВідповістиВидалити