На этот раз в виде статьи.
Виктор Лактюхин написал интересный коммент, хочу, что бы его и мой на него ответ прочитали все, кому ракетно-космическая тематика интересна. Интересна по настоящему, когда читают книги, выискивают новую и интересную информацию, проводят расчеты, сопоставления, анализ...
Итак:
Виктор:
Кстати, о птицах (двигателях). Надысь пришла мысль с вопросом: если на ракету Зенит на первую ступень применили двигатели от Энергии РД - 170, то, вполне резонно, было использовать на второй ступени "водородники" РД - 0120. Это дало бы приличный прирост массы ПН.
ТТТ:
Вторая водородная ступень (да и третья, если ракета трехступенчатая) - именно то, что надо. И тяга, (тяговооруженность или перегрузка) и удельный импульс важен и для первой, и для второй ступени. Но для второй - удельный импульс гораздо важнее, а тягой (тяговооруженностью) можно и немного пожертвовать.
Для первой ступени тяга - это едва ли не большее значение имеет, чем удельный импульс, поскольку снижает гравитационные потери.
Виктор:
Но, вместо этого поставили РД - 120, на нолик меньше в обозначении и керосиновые по сути.
ТТТ:
Вопрос весьма интересный. РД-0120 для второй ступени Зенита несколько избыточен по тяге (в 2,2 раза в сравнении с РД-120 ) и имеет в 2,7 раз большую массу.
Но этот "избыток" не столь критичен.
Зенит в своем рабочем варианте имел стартовую массу 462,2 т и стартовую тягу 740 тс. Тяговооруженность 1,6 (стартовая перегрузка 1,6g). Отношение массы ПН (выводимой на НОО) к стартовой массе 3,2% - при старте с экватора, и всего 3% при старте с Байконура.
Сравните с параметрами Сатурн-5 (официальными параметрами - расчеты по ним, с большей долей вероятности. верные): тяговооруженность 1,2 (стартовая перегрузка 1,2g), по другим данным даже несколько менее. Благодаря этому треть характеристической скорости первой ступени ушла в гравитационные потери. И тем не менее, отношение массы ПН на НОО к стартовой массе рекордные 4,7% (140/2965)!
И все благодаря водородной второй ступени. Не просто водородной ступени, но запускаемой на высоте. Более поздняя, и, казалось бы, более совершенная Энергия этого не достигла. Причины про суммировались различные, но одна из - запуск водородника у земли.
SLS тоже результатами не блещет - опять запуск водородника у земли.
Потому Зенит, с водородной второй ступенью, запускаемой на высоте, с высоким удельным импульсом перовой ступени, при несколько большей стартовой массе (если перегрузка 1,5g), которая составит примерно в 490 т, должен был получится не хуже Сатурна-5. Можно предположить, что соотношение масс ПН и стартовой массы могло достигнуть 5%, а это 24 т на НОО - тоже, что и у дорогущего Шаттла, или тоже, что и у Протона, альтернативой которого Зенит, по некоторым источникам, планировался.
Перегрузка при "пустой" второй ступени и работающем двигателе РД-0120 составила бы примерно 3G - что в одном диапазоне с перегрузками Шаттла на завершающем этапе, с пустым топливным баком.
Виктор:
В не совсем давней буче с И.Восьмеркиным пришлось поискать в статье про Энергию слова о том, что установка РД - 0120 в пакетном варианте позволила избежать проблем с запуском этих двигателей в полете. И.Восьмеркие лез из кожи вон, чтобы убедить меня, что данной проблемы не существует. Не получилось. И вот, моя мысль про Зенит. Получается, все таки, что после ЖИ - 2 нет в мире мощных "водородников", запускаемых на высоте. Все отсылки Восьмеркина оказались, при проверке, липой. На что человек рассчитывал?
ТТТ:
Причины, почему избегают запуска "водородников" на высоте, многогранна и сложна, но она есть. Потому как есть факты. Потому как Илон Маск, имея все возможности, не стал совсем затрагивать "водородники", а пошел по пути метановых двигателей - это тоже подспудно наводит на размышления.
Виктор:
А в моглицких каналах, коих числом поболе, вовсю идет стеб на тему: у немогликов нет обоснованных причин для отрицания полетов. Голосование дает 79% против, но моглики от этого еще больше чувствуют свою избранность. Интересно, а все эти факты ввода данных о полетах на Луну: энциклопедии, учебники для школьников, исследования амерского лунного грунта в тысячах лабораторий мира, могут перешибить факт отсутствия работоспособных двигателей?.
ТТТ:
Про голосование. На мой взгляд это совсем ни о чем... Сейчас идет стремительное отупление народонаселения России. И авторы многих "немоглицких" каналов принимают в этом самое активное участие. Потому как тупому человеку легко внушить даже запредельный бред, заставить "плясать" под свою дудку.
Все же реальные факты (или отсутствие некоторых фактов) которые заставляют усомнится в достоверности официальной версии, которая записана в энциклопедиях. учебниках, справочниках, они неяркие и косвенные, такие как "вдруг пропавшие" лучшие РН, лучшие двигатели, причем пропавшие безвозвратно. И, внезапно, замененные на худшие по характеристикам, но значительно более дорогие агрегаты и целиком изделия.
Виктор:
Да, тут еще, прочитав книгу о том, почему мы не слетали на Луну (В.Песков, В.Мишин, Ю.Мозжорин, составитель В.Песков) узнал, что В.Глушко в свое время был противником применения кислородно - водородных двигателей. Это очень странно и плохо смотрится. Но, зато, он носился с идеей использования дв. на паре водород - фтор. Выигрыш меньше, чем мизер, но, сколько людей погибло бы при эксплуатации таких движков. Получается, это какой то злодей!.
ТТТ:
Тема фтора или двигателя на фтор+водород плотно прорабатывалась в разработке "Спираль", в случае боевого применения
Причем водород был не лучший
Но все это - отдельные вопросы требующие более углубленного рассмотрения.
Возвращаясь к исходному. Сослагательное наклонение.
Если бы запуск "водородника" на высоте не составлял трудностей, то из РД-171 + РД-0120 получился бы весьма перспективный РН.
И, соответственно, F-1 + J-2 дали бы ничуть не худшую ракету, на 15 лет раньше Зенита, на 10 лет раньше Спейс-Шаттла. С грузоподъемностью Шаттла, но примерно в 40 раз меньшую стоимость выведения 1 кг на НОО. Это по самым скромным подсчетам.
Но, увы, "водородники" не сильно любят (или сильно не любят) запуски на высоте. Потому есть что есть...