По мотивам статьи:
Застрявший Старлайнер, многоразовость, Илон Маск.
Набежавшие "моглики" стали искать в этой публикации некое "двойное дно", что я хаю НАСА, США и все прочее. Кто то из них вообще делали за меня какие то выводы, никак и нисколько не совпадающие с моим. Он, вывод, кстати, проходил смысловой нитью по всей статье и в завершении был выделен:
"Несмотря на наличие многоразовых носителей, и на наличие многоразовых кораблей - забрать лишних людей с МКС не получается. Не то, что бы совсем - а в приемлемое время.
..........................................
Но если это так - значит с многоразовыми кораблями все не так "гладко"?"
Посему - несколько слов про многоразовость, в технике и не только.
Авиация.
Пассажирский самолет - вероятно, наивысшее проявление многоразовости.
Самолет, особенно дальнемагистральный, бОльшую часть своей жизни проводит в воздухе - в полете.
Время не в полете - это приземление, обслуживание, заправка, пассажиры грузы, и снова в полет. Обслуживание, межполетное, очень кратковременно.
Есть более долгое обслуживание - после определенного налета - но частота такого обслуживания не высокая.
Еще реже самолет подвергается более серьезному обслуживанию - скорее ремонту - с заменой двигателей.
Завершает свою жизнь самолет после выработки ресурса - чаще всего. Ресурс в свою очередь - это основные силовые элементы - лонжероны, несущие панели. работающая обшивка, шпангоуты, моторамы, силовой пол и прочее.
Элементы самолета, работающие на растяжение, подвержены усталости. Это значит, что в них появляются дефекты, микротрещины. Количество и размеры этих дефектов растут, а прочность элемента снижается. И, вполне себе целый по внешнему виду болт, который выработал срок больше ресурса в полтора-два раза может сломаться от обычной эксплуатационной нагрузки.
Его, этот болт, меняют на новый, а выработавший ресурс окольными путями везут в Россию и ставят на обслуживаемый самолет под видом нового. Таковы гримасы современного мира, санкций, капитализма...
У многоразового самолета, при выполнении полетов, бОльшую часть расходов, или то, что входит в стоимость перевозки, или что входит в стоимость билета, составляет топливо.
Сам самолет, то есть его амортизация, его обслуживание - в стоимости полета - небольшая часть. Да, полеты отличаются, может быть и иначе, но в основном все так.
У военно-транспортной авиации все похоже
и обслуживание по времени и затратам так же немного, в сравнении с полетом - но они больше проводят времени на земле, в ожидании.
Боевые самолеты
Стратеги - летают много, но меньше чем ВТА
Обслуживание всех систем уже сложнее, дольше и дороже.
Самолет истребитель перехватчик, типа МиГ-25/31
обслуживание все более серьезное, все более трудоемкое.
И на самом верху по сложности обслуживания, или на самом низу по степени многоразовости можно поставить "черного дрозда"
Современные Стелс-самолеты по сложности и трудоемкости обслуживания близки к последнему.
Стоимость лётного часа SR-71 составляла 200 тыс. долларов, из них стоимость специального, выдерживающего высокую температуру достаточно дорогого топлива 18 тыс долларов. Менее 10%. Остальное - сопутствующие эксплуатационные расходы.
У боевых самолетов весьма специфичная область применения, которая накладывает определенные ограничения и придает некие свойства, такие как к примеру малозаметность, не нужные транспортному средству - пассажирскому или грузовому самолету.
Если сравним функции гражданского (или даже военно-транспортного) самолета и боевого - то тут отличие радикальное.
Гражданский самолет - доставка груза (или пассажиров) из пункта А в пункт Б за минимальное время, и за минимальную стоимость. Причем минимальное время еще и привязано к точному времени убытия и прибытия. Задержки и переносы резко ухудшают эффективность.
У боевого самолета доставка груза - оружие, боеприпасы, спецснаряжение - тоже где то присутствует, но это лишь промежуточный этап.
Даже у бомбардировщика задача - не привезти бомбу, а поразить цель.
У SR-71 - выполнить разведывательные функции, и при этом не быть сбитым и вернуться обратно, на свой аэродром. Именно для этого рекордная скорость, которая тянет за собой многие специфические системы, сложные, требующие длительного обслуживания, замену многих "расходников", проверку многих узлов и при необходимости - их замену. То же и с разведывательным оборудованием. Потом SR-71, формально являясь многоразовым аппаратом, по факту уже частично одноразовый.
Есть в авиации одноразовые аппараты?
Да, есть. Один из примеров - крылатая ракета
Максимально простой и дешевый (по планеру и двигателю) летательный аппарат, с минимальным ресурсом всех узлов, выполняющий функцию поражения цели.
У японцев были и пилотируемые одноразовые аппараты
Почти у всех воюющих стран были десантные планеры
А что космические корабли? К какому из авиационных аппаратов по выполняемым функциям они больше тяготеют?
Доставляют грузы или пассажиров. То есть это аналог пассажирского или транспортного самолета.
Грузовые космические корабли иногда используются для подъема орбиты МКС.
Грузовые корабли везут груз в одну сторону - примерно как десантный планер. В другую сторону - набить под завязку мусором и сжечь в атмосфере. Возвращать что то с орбиты - необходимости нет. Пока никаких производств чего либо дорогостоящего (кристаллы, лекарства) на орбите не создано. Результаты экспериментов, если и нужно возвращать - очень незначительная масса, для этого достаточно пилотируемых кораблей.
Пилотируемые корабли - туда везут экипаж и некоторое количество груза, а так же еще "кое что". Это "кое что" наиболее хорошо видно на примере КК Союз
Бытовой отсек и агрегатный отсек - то самое "кое что".
Возвращается на Землю только спускаемый аппарат. Это сравнительно небольшая часть от всего КК, но очень хорошо закрытая теплозащитой. То есть в случае Союза многоразовым можно сделать спускаемый аппарат, небольшую часть от всего КК, 1/3 (очень приблизительно). Но в случае надежной абляционной теплозащиты - и спускаемый аппарат не получается полностью многоразовым - теплозащиту надо "лепить" по новой. От нагрева страдают и другие части - иллюминаторы, люк и его уплотнения. другие внешние и не очень элементы - смысла в многоразовости не видно.
Но это Союз - он разрабатывался для полета к Луне, для длительных полетов на НОО и потому имеет бытовой (иногда называют орбитальный) отсек. То есть - двухобъемная компоновка обитаемого объема. Что у других?
Старлайнер
Деление КК не на три, а на две части - бытовой отсек совместили со спускаемым аппаратом, туалет разместили где то "на потолке" - для короткого полета годится, все лучше чем памперсы - но вот чуть подальше или подольше - не комфортно.
Крю Драгон
Илон Маск вроде бы пришел к многоразовости КК - у него все в совмещенном спускаемом и бытовом отсеке, а к нему пристыкован грузовой отсек, без которого он может, в принципе, обходиться.
Его даже в сравнении с другими пилотируемыми аппаратами показывают без грузового отсека
Но так ли это на самом деле?
Для сколь нибудь длительного нахождения пилотируемого космического аппарата на орбите нужно решать, как минимум, два вопроса - снабжение электроэнергией и терморегуляция. Для этого используются солнечные батареи и радиаторы. Их необходимо где то размещать, они не могут быть закрыты теплозащитой. У Драгона для этих целей используется тот самый грузовой отсек
Получается - не только грузовой? Или не столько грузовой? И как груз оттуда, из этого отсека, перемещать куда то, например внутрь МКС?
После приводнения наружная поверхность Драгона изрядно "подпалена" и требует, для повторного использования корабля большой комплекс работ.
Многоразовый? Ну как бы да, но не очень. Если аналогия с авиацией, с самолетом - после полета нужны новые крылья, новое хвостовое оперение, да и обшивку фюзеляжа тоже неплохо бы поменять, хотя бы частично.
В истории космонавтики (астронавтики - пойдем навстречу любителям западных ценностей) были максимально и многоразовые аппараты. Космические корабли. Да, вы правильно подумали - это Спейс-Шаттл, и немного Буран.
Многоразовое (у КК) было почти все - включая теплозащиту. Створки грузового отсека - на них располагались радиаторы системы терморегуляции. И даже двигатели второй ступени, которые к КК формально не относятся - он привозил обратно.
И изначально, после первых запусков шаттлов, весь прогрессивный космический мир охватила эйфория - вот оно! Теперь, благодаря многоразовости, стоимость выведения ПН на НОО "стремительным домкратом" упадет вниз, и в космосе будет возможно все, включая солнечные электростанции.
Тем более холодным оказался "душ реальности" - стоимость оказалась рекордно высокой. Все "уперлось", с одной стороны, в весьма большую "массу тары" - при полезной нагрузке в как у Протона, стартовая масса оказалась почти как у сверхтяжей. А с другой - стоимость обслуживания корабля после полета оказалась намного больше, чем изготовление нового Протона и его запуска.
И именно это обслуживание, его сложность и продолжительность, обеспечило большие интервалы между запусками, а не только и не столько отсутствие грузов для вывода на орбиту.
Про одноразовость и многоразовость в быту
Пример 1
Пример 2
Обо всем этом, а так же вывод/заключение - читайте во второй части. Которая скоро будет опубликована.