Не так давно я выложил презентацию видов Энергия 5В. В которой было показано несколько видов из моих эскизных работ, которые я вел последние месяцы. И еще в дополнении я вставил видеоролики из фильма канала Discovery "Аполлон найденные архивные видео". Пройдемся по первым видам Энергии, чтобы пояснить немного читателю с чего необходимо начать проработки эскизов первой сборки как нового союза 5 так и Энергии.
В Энергии 3В как и в Ангаре все начинается с модульного принципа, а точнее с универсальных ракетных модулей. Изначально Ангара как в части испытаний , так в части производства и ввода в эксплуатацию задумывалась как модульная ракета. Начиналось все с легкой ее версии. Основной ее целью была замена линейки советской ракеты УР-500, то есть Протона на экологически чистую линейку новых керосиновых ракет. Так появилось семейство Ангара. Так и в изначально керосиновой Энергии 3В. Необходимо использовать тот же самый модульный принцип, который и развивает производственные мощности страны и помогает вывести страну на новые рубежи космонавтики. Это замена старой многотопливной ракеты Энергии. Универсальным ракетным принципом для Энергии станет ее много модульность. Реализация данного принципа позволит снизить первоначальные затраты на разработке и внедрении технологий изготовления такого вида ракет. Например на разработке других видов машин сварки трения с перемешиванием (см фото 1).
Конечно же начинается все с попытки осознать какую полезную нагрузку ракета может выводить на низкую околоземную орбиту (НОО).
1) Напомню, что место по выведению 17 тонн полезной нагрузки для Ангары А3 заменит ракета Soyz 5.
2) Ангара А5 с разгонным блоком ДМ выводит на НОО -24 тонн чистой полезной нагрузки.
3) А вот теперь попробуем узнать примерно сколько выведет полезной нагрузки Energia 3V, составленная хотя бы из 3 модулей: 2 боковых и 1 центрального?
Для примера воспользуемся мировой практикой выведения. По параметрам американского falcon 9 вычислим пропорционально Soyz 5->17 тонн , Energia 3V-> 50 тонн.
4) Теперь попробую сейчас осторожно поразмыслить, что производство Soyz 5 налажено настолько, что можно его еще нарастить, приобрести дополнительное оборудование -еще 2 шт. для увеличения ракеты Energia. Вычислим теперь. В таком же пропорциональном соотношении и сколько несет 1 ускоритель Soyz 5?
Возьмем 1 ускоритель-16(16,5) тонн нагрузки.
Energia 5V-> 81 тонна. Округлим до 80 тонн. Energia 5V-> 80 тонн.
5) То есть получается цифра на 20 тонн меньше старой Энергии, которая могла выводить на НОО -100 тонн полезной нагрузки.
Приходим теперь к Energia 6V -100 тонн.
Сколько стоит РД-171МВ, который находится в основании Soyz 5? По последним данным 2022 года цена за него будет от 20-25 млн долларов. И чтобы достичь выведения полезной нагрузки в 50 тонн. Необходимо потратить единожды за 1 пуск 3хРД-171МВ 75 млн долларов.
Первые экономичные решения для частично многоразовой Energia 3V.
Первым экономичным и здравым решением для Energia 3V конечно же будет возможность повторного использования моторной секции ускорителей. По аналогии с Ангарой А5 возвращение ступени Energia 3V целиком с веревочным подхватом при помощи вертолета Ми-26 (см рис. 2) не предоставляется возможным. Так как грузоподъемность Ми-26 составляет 20-22 тонны. А вес пустой первой ступени союз 5 составляет 30,5 т из которых 11 тонн будет вес моторной секции. В техническом плане для реализации подобного вида задачи следует произвести разделение моторной секции и баков первой ступени на этапе спуска. См. рис.3.
По информации на август 2022 года, за 9 таких испытаний двигатель РД-171МВ проработал суммарно 1461 секунду без снятия с испытательного стенда.
Первоначально парк ускорителей можно взять в 12 штук ракет при использовании на 4 года. По анализу посадок моторных секций РД-171МВ на двигателях малой тяги (см. рис.3 и 4). Можно будет потом накопить опыт и понять как следует сажать уже целиковые ступени союз 7 с двигателем двигателем РД-0169.
Выводы:
1) При повторном использовании моторной секции РД-171МВ до 10 раз. Стоимость использования 1 двигателя упадет до 3 млн долларов. И трата за пуск всех 3 двигателей Energia 3V упадет до 600 млн. рублей.
2)При использовании многоразовой целиковой ступени союз 7 с двигателем РД-0169. И посадки ступени на автоматизированную башню обслуживания. Снижаться будет уже стоимость самого носителя и как следствие стоимость вывода ПН при использовании боковых ступеней Energia 3V.
Источники:
1. Статистикой запуска Falcon 9
2. Как делают ракеты на РКЦ Прогресс. Фильм Антона Вайцеховского.
3.Собранные экземпляры РН Энергия
5. Баранов Д.А. Типовые решения в проектировании и конструировании 2020
6. Журнал. Новости космонавтики 2017. Спасение двигателей ракеты союз 5.
7. Журнал. Новости космонавтики 2002. Ступени Ангары будут подхватывать в воздухе.
8. В России завершились испытания двигателя для РН Союз 5.