Багатоступеневі ракети: складнощі підрахунку
Зазвичай більшість ракет-носіїв досить легко класифікувати за кількістю ступенів. Зараз все частіше зустрічаються двоступеневі варіанти (останнім часом їх еталоном стали Falcon 9), а частину з них обладнують також стартовими прискорювачами різних версій, причому як у базовому виконанні (Delta II, Ariane 5, Ariane 6), так і опціонально (Atlas V, Vulcan).
Плюс конструкція деяких ракет дозволяє за потреби використовувати додаткові ступені – як Electron з розгінним блоком Photon або поточна версія Antares з його третім ступенем, обладнаним твердопаливним Star 48BV або трьома рідинними ракетними двигунами IHI BT-4 (правда, ці варіанти ніколи не мали попиту в замовників, бо Antares використовували виключно для запусків вантажного корабля Cygnus на Міжнародну космічну станцію). Однак ця начебто очевидна класифікація за кількістю ступенів часом здатна спантеличити – в тому числі й через різні критерії класифікації ракет-носіїв, що склалися на Заході та в пострадянському просторі.

Переважно ракети-носії поділяють на два основних типи – зі поздовжнім та поперечним розділенням ступенів. Поздовжнє розділення – блоки першого ступеню розташовані навколо другого, центрального ступеня. Зазвичай у цьому випадку під час пуску ракети перший та другий ступені працюють одночасно. Поперечне розділення – коли ступені розташовані один над одним і вмикаються почергово, після “скидування” попереднього блоку.
Якщо звернутися до англомовних джерел інформації, то такі варіанти розділення отримали наступні позначення – parallel staging (коли ступені розташовані паралельно та можуть працювати одночасно) і serial staging (ступені вмикаються послідовно). На перший погляд, це досить проста та наочна система класифікації, але на практиці часом отримуємо зовсім несподівану картину, яка здатна іноді збити з пантелику – коли одна й та ж сама ракета в пострадянському та західному інформаційному просторі класифікується з різною кількістю ступенів!

Найбільш яскравим прикладом таких розбіжностей є радянська ракета-носій Р-7, вона ж нинішній “Союз”. Офіційно її відносять до три- чи чотириступеневих (в залежності від версії) ракет-носіїв з комбінованим поздовжньо-поперечним розділенням – перший і другий ступені працюють у “пакеті” одночасно, на другому один над одним розташовані третій і/або четвертий ступені, які вмикаються послідовно.
Тобто першим ступенем Р-7 вважаються чотири бічних блоки, об’єднані навколо другого, центрального ступеня. Однак у США ті ж самі “Союзи” позначають вже як дво- чи триступеневі ракети з чотирма бічними прискорювачами – тобто центральний блок другого ступеню (за радянською класифікацією) в американців вважається першим ступенем! Точнісінько така само картина з новою “Ангарою-А5”, де за російською класифікацією чотири бічних блоки УРМ-1 є першим ступенем, а за американською – лише прискорювачами, пристикованими до центрального блоку першого ступеню (аналогічного УРМ-1)…

Наскільки можна зрозуміти, на Заході в цілому за основу приймають схему serial staging (чи поперечне розділення), коли ступені розташовують вертикально один над одним. Тобто практично будь-який бічний блок з ракетним двигуном вважається просто стартовим прискорювачем (часом його позначають як Stage 0), який працює одночасно з першим ступенем. Насправді показовим в цьому плані є приклад Delta IV Heavy або Falcon Heavy – на обох ракетах-носіях використовують по три однакових блоки, але їх чітко відрізняють за розташуванням у стартовому “пакеті” (центральний блок є першим ступенем, бічні вважаються прискорювачами).
До речі, у рамках цієї логіки можна отримати цікавий приклад різниці у визначенні типу такої ракети-носія, як “Енергія”. За радянською шкалою класифікації вона вважається двоступеневою ракетою з поздовжнім розділенням (parallel staging) – чотири бічних блоки першого ступеню (з гасово-кисневими РРД РД-170) плюс центральний блок другого ступеню (з воднево-кисневими РРД РД-0120). А от за американськими критеріями її цілком можна назвати одноступеневою зі прискорювачами (core stage + 4 boosters).

Але навіть у цій начебто спрощеній системі класифікації ракет-носіїв (поперечне розділення і/або бічні прискорювачі) періодично виникають винятки. Наприклад, Space Shuttle, який частково випадає з цієї стрункої картини – основні двигуни розташовані безпосередньо на космічному кораблі, пальне в окремому паливному баку, два бічних твердопаливних прискорювачі. Можна згадати ще один цікавий приклад, коли критерій “бічний блок зі двигуном вважається тільки прискорювачем” не спрацьовує – це проєкт індійської твердопаливної ракети-носія ASLV (Augmented Satellite Launch Vehicle), над яким працювали у 80-90-х роках.
На перший погляд, все очевидно – чотири послідовних ступені плюс два бічних блоки-прискорювачі. Насправді ця ракета була класифікована саме як п’ятиступенева (на відміну від пізнішої PSLV, яка налічує чотири ступені плюс пакет бічних прискорювачів). Чому така розбіжність? Виявляється, на ASLV у момент пуску спочатку працюють тільки два бічних блоки, і лише у момент їх скидування вмикається двигун на першому центральному блоці – тобто отримуємо приклад почергової роботи ступенів, а не одночасної (як у випадку зі прискорювачами).

Схожа плутанина виникає також із новою індійською середньою ракетою-носієм LVM3 (до минулого року мала позначення GSLV MkIII). На перший погляд, вона становить собою приклад добре знайомого по Arian 5 компонування – центральна частина зі двох ступенів з РРД плюс два бічні твердопаливні прискорювачі. Насправді ця ракета все ж вважається триступеневою, бо її основні блоки працюють послідовно, один за одним. Тобто на старті спочатку вмикаються тільки два твердопаливні двигуни в бічних блоках, які розпочинають підйом ракети – і лише на 110-120 секунді польоту починають працювати РРД на центральному блоці.
Часом складається враження, що навіть індійці не можуть чітко визначитися з підрахунком ступенів на LVM3. Принаймні, на сайті ISRO (Indian Space Research Organisation) хоч і називають її триступеневою, але все одно уникають чіткої нумерації ступенів – у короткому технічному описі ракети-носія всі основні блоки позначені як Solid Rocket Boosters (твердопаливні ракетні прискорювачі), Core Stage (основний/центральний ступінь) та Cryogenic Upper Stage (кріогенний верхній ступінь).
От такі несподівані подробиці можна дізнатися, коли раптом стикаєшся з розбіжностями в різних джерелах інформації – нібито очевидна помилка (на кшталт позначення ракети-носія “Союз” як двоступеневої) насправді виявляється результатом використання різних критеріїв класифікації…
Еслим быть точным то это презентация на 13:40 в этой серии
>21.06 21.07. >Кроме того май месяц оказался неподходящим с т.з. манифеста на МКС. Какого манифеста? Чем заняты?…
Конференция уже подходит к завершению. Главное: 1. CFT1 назначили на 21.06, продолжительность 8 дней. 2. Задержка вызвана…
P.S. Что если выхлопы сопровождаются с потерей массы, то есть камней от метра и меньше. Удельный импульс…
Воды залейся, а мы тут на части ее дербаним, границы устанавливаем. ))) Ученые раз и все карты…
Боюсь, что своим стремлением "всех обогнать и быть первыми во всём", китайцы забьют спутниками космос и именно…
я не верю в способность без проблем производить спутники тысячами, если до этого не производил серийно даже…
Я вполне замечаю при использовании, в частности. Буквально на днях наглядно сравнивал два упсика от APC BX650LI…
> Все таки спутники/ракеты – это ни разу не кросовки. "электрокаров, айфонов" и прочие очень даже высокотехнологичные…
Возможно, а я не верю в способность без проблем производить спутники тысячами если до этого не производил…
Фізика різна, тяга різна, формування результуючого вектора різне
>Ну, это очень серьёзное обвинение. “Спекулянт” я бы ещё принял Согласен, это я сгоряча, завидую. Шаращий спекулянт.…
>Да, были надежды на Безоса, но он просто барыга Ну, это очень серьёзное обвинение. "Спекулянт" я бы…
Не вижу проблем по спутникам. Ракета бы успевала летать столько.
>Многие хотят чтоб Боинг и Безос могли тянуть конкурентность со Спейсами, но к сожалению они ни как…
>И уже года 3 как держу кулаки за Старлайнер и каждый раз огорчаюсь переносу. Здесь я почти…
То что справятся в конечном итоге сомнений нет, как и в том что это займет определенное время,…
> Меня правда терзают сомненья в их способоности обеспечить необходимый темп что производства спутников что их запусков,…
"Красная угроза" - китайцы грозятся начать запускать свои спутники аля Starlink уже в конце года, используя своего…
Многие хотят чтоб Боинг и Безос могли тянуть конкурентность со Спейсами, но к сожалению они ни как…
Рискну, пожалуй, одним из пунктов повестки будут проводы Кэти Людерс на пенсию. Не удивлюсь если она всплывет…
Так и я о конкуренции думал/говорил давно уже. И уже года 3 как держу кулаки за Старлайнер…
Я давно говорил, что Спейсам нужна реальная конкуренция. Ещё до неоднозначной позиции Маска на счёт Украины. Ещё…
Я не хотел бы, чтобы всё зависело только от Маска. Должна быть альтернатива. "Союз" - уже всё.…
Я бы по-другому сформулировал. Присвоение территорий в космосе невозможно законодательно, и это вряд-ли будут менять. так что…