Я приведу часть доклада, сделанного на научно-технической конференции в июне 2025 года в филиале Военной академии Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого. Доклад назывался "Особенности посадки SUPER HEAVY" (краткий обзор).
Доклад был посвящён особенностям стартовой инфраструктуры сверхтяжёлого носителя «Супер Хэви» для запуска системы «Стар Шип», где разбиралась типовая циклограмма запуска, а также приведены основные технические характеристики первой ступени ракеты. При подготовке доклада были проведены расчёты основного силового элемента, применяемого для посадки на «Мехазилу». Авторы доклада: Казаков Геннадий Викторович, кандидат технических наук (4 ЦНИИ Минобороны России), Мерецков Илья Владимирович, ведущий инженер (АО «НПЦ АП им. академика Н.А. Пилюгина») и Пономарев Сергей Александрович, доктор технических наук (4 ЦНИИ Минобороны России).
Перед тем, как привести эпюры напряжений балок и расчёты из доклада, расскажу про основные моменты возврата первой ступеней "Стар Шипа" для тех, кто до этого момента не так глубоко интересовался этой темой. Сверхтяжелая ракета «Star Ship» («Звёздный корабль») является одним из последних достижений американской астронавтики. Она состоит из двух частей: 1-я (нижняя) ступень - ускоритель "Супер Хэви" (он на фотографии серебристого цвета), его длина 63 метра, 2-я (верхняя) ступень - собственно сам космический корабль "Стар Шип" (он на фотографии тёмного цвета) высотой 55 метров.
Примерно через 2,5 минуты после старта ракеты, на высоте около 70 км происходит разделение ступеней.
Вторая ступень летит дальше, а первая ступень делает кульбит, поворачивается соплами двигателей в противоположную сторону, гасит горизонтальную составляющую скорости до нуля и падает вниз, приземляясь в 100 километрах от старта.
А потом было придумано, что с помощью решётчатых рулей
первая ступень при падении принимает наклонное положение, скользит на воздушных потоках
и в наклонном положении при падении пролетает как раз 100 км до места старта.
Здесь следует учесть, что к моменту возврата первая ступень уже почти освободилась от топлива, осталось где-то 20-40 тонн, т.е. она пустая внутри, при том, что на старте заправка первой ступени составляла 3480 тонн топлива.
Поскольку центр масс пустой трубы находится внизу, там, где расположены тяжелые двигатели, то сам полёт в наклонном положении "вызывает вопросы"... в соблюдении достоверности.
Все конечно понимают, что в стратосфере и мезосфере, на высотах 40-90 км над землёй воздушные решетчатые рули работать не будут. Лишь когда ступень опустится ниже 20 км, только тогда от этих рулей будет хоть какой-то эффект. Остаётся загадкой, как же ступень, падая, смогла пролететь до стартовой площадки 100 км с направленным вниз соплом?
Но это ещё не всё. Дальше происходят совершенно невероятные события. Первая ступень не просто долетает до места старта, а возвращается прямо на стартовую башню, на вытянутые рычаги "Мехазиллы".
Где-то на самом верху гигантской металлической трубы высотой с 23-этажный дом, находятся 2 маленьких кронштейна.
Кронштейн должен с размаху попасть на узкую линейку рычага Мегазиллы. Ошибка на 15 см - и авария неизбежна.
При этом следует учесть, что масса возвращаемой ступени - около 200 тонн, и основная масса приходится на двигатели Raptor, их 33.
Порожняя ступень имеет массу 180 тонн. Но поскольку после возвращения топливо ещё остаётся (например, в 6-м полёте ступень горела на плаву почти полтора часа после приводнения), то мы взяли расчётную массу при возвращении 200 тонн.
Чтобы вы поняли, на сколь массивна 1-я ступень высотой 63 метра, приведём несколько фотографий того, что находится внутри этой ступени - топливопроводы.
Чтобы представить, что такое 200 тонн, приведу одну картинку:
И вот, представьте, эта масса 200 тонн, падает с высоты 90 км и попадает двумя маленькими боковыми кронштейнами (опорными башмаками диаметром 17 сантиметров) на рычаги стартовой башни. Фантастическая точность приземления!
Теперь, после столь длинного предисловия я могу процитировать пункты упомянутого вначале доклада "Особенности посадки SUPER HEAVY" с подзаголовком "Достижения астронавтики или аномалии космонавтики", касающиеся возврата первой ступени.
Такое поведение, тяжёлого объекта посадочной массой около 200 тонн, траектория захода на устройство «Мехазила» и посадка противоречат законам аэродинамики и физике в целом. Например, на конечном этапе посадки и начальном этапе возвращения на старт, решётчатые рули, очевидно не эффективны, однако, на видео, нам демонстрируют управление объектом именно этими органами.
На раскадровке видно, что ступень массой около 200 тонн, практически без возмущений перемещается в горизонтальном направлении, оставаясь практически на одной высоте.
Примерно через 6 мин после старта 13 двигателей снова запускаются для выполнения посадочного манёвра, и РН подхватывается парой механических рычагов.
Рассмотрим, может ли первая ступень условно пойманная «Мехазиллой» выдержать такую нагрузку?
Итак, имеем 180 тонн сухой массы и около 20 тонн топлива, вся нагрузка от которых приходится на два механических рычага стартового сооружения и пару упоров, расположенных на самой ступени, приходящей на эти опоры, с минимальной скоростью 14 см/с.
Допустим, что диаметр <опорного башмака> 170 мм верен. Перепроектируем весь кронштейн пропорционально этому значению, вместе с опорным шпангоутом. Сделаем эти кронштейны цельнолитыми, повысив потенциальную прочность конструкции. Кронштейны будут единой цельнолитой деталью со шпангоутом, толщину стенки последнего сделаем равной 50 мм. Высота шпангоута пусть совпадает с высотой кронштейна и равна 470 мм. Изготовим эту деталь из титана, пределы текучести и прочности которого значительно выше стали и алюминиевых сплавов. Один этот шпангоут вместе с кронштейнами будет весить 3 493 кг. Положим наше изделие на опорные кронштейны.
Нагрузим кронштейны силой 2 000 кН, эквивалентной статическому весу 200 тонн, и получим картину напряжений и деформаций (см.рисунок). Полученные даже в столь мощном и тяжёлом шпангоуте максимальные значения напряжений конструкции равны 3 904 МПа, что существенно превышает предел прочности титана, равный 1 070 МПа. При этом предел текучести превышен в зонах концентрации напряжений. Данная эпюра напряжений отлично демонстрирует, что цельнолитые кронштейны будет разрушены под нагрузкой 200 тонн вне зависимости от внутренней конструкции ракеты «Super Heavy». При этом и деформации шпангоута настолько велики, что шпангоут может перемещаться на величину более метра (см. рисунок ниже).
Это означает, что будь фиксация на пятаках не жёсткая, а на силе трения, то пятаки просто соскользнули бы внутрь рельс от деформации кронштейнов и корпуса ракеты. Следовательно, кронштейны, даже цельнолитые, без учёта динамической нагрузки, в таких размерах, выдержать 200 тонн не могут.
Проведём усиление данной конструкции. Сохраним исходный мидель кронштейнов и удлиним по вертикали кронштейн таким образом, что он будет опираться уже на два шпангоута высотой 470 мм с толщиной стенки 50 мм, разнесённые друг относительно друга по высоте на те же 470 мм – элемент корпуса с толщиной 5 мм. Аналогично сделаем все цельнолитым и из того же титанового сплава. Сделаем расчёт, аналогичный вышеприведённому с фиксацией опорных поверхностей кронштейнов и приложением к нижнему сечению сборки силы в 2 000 кН.
Как видно, даже такая усиленная конструкция из титана получает напряжения, превышающие предел прочности металла. Последнее приведёт к разрушению конструкции. Максимальное действующее значение в конструкции 1 491 МПа при пределе прочности титанового сплава 1 070 МПа. При этом масса всей цельнолитой титановой сборки без стрингеров и других внутренних элементов составляет 8 056 кг.
Вернёмся к нашей предыдущей вариации шпангоута. При статической нагрузке 56 тонн сил в зоне концентрации напряжений действующие напряжения превышают предел прочности титана на 23 МПа. Кронштейны подломятся в зоне максимальных напряжений. При статической нагрузке 50 тонн сил в зоне концентрации напряжений, действующие напряжения превышают предел текучести титана на 46 МПа. Кронштейны получают пластическую деформацию и повторно не применимы.
Проведённые нами расчёты вызывают сомнение в реальности некоторых заявленных характеристик ступени «Super Heavy», так как шпангоут, даже усиленный, не держит нагрузку в 50 тонн при заявленном посадочном весе конструкции около 200 тонн.
Вывод:
1. Компания Илона Маска показала миру видеоролики, которые вызывают массу вопросов, с точки зрения соответствия феноменов, продемонстрированных в роликах, нормальным закономерностям физики и химии.
2. Наблюдаются сложно объяснимые, с физической точки зрения, манёвры первой ступени при возвращении на старт.
3. Вызывает сомнение надёжность и эффективность практически всех
продемонстрированных элементов комплекса «Звёздного корабля».
4. При поверке инженерными методами одного элемента первой ступени, показанное американцами чудо инженерной мысли оказалось просто чудом. В частности, проведённые нами расчёты, вызывают сомнение в реальности некоторых заявленных характеристик ступени «Супер Хэви». Так, упоры первой ступени «Супер Хэви», заведомо не выдерживают статическую нагрузку в 50 тонн, при заявленном посадочном весе конструкции около 200 тонн.
Комментарии
А почему все так уверены,что Маск дал истинные расчёты и показал НАСТОЯЩИЙ процесс приземления ?
Вспомните СССР-сколько баек запускали про наши ракеты,но настоящие расчёты и характеристики полёта были Гостайной..
Даже без роликов посадка ступени на Мехазиллу не выдерживает критики. Чисто по расчетам по сопромату. Брякнуться в воду и гореть там 1.5 часа, как в 6м полете - может. Аккуратно зайти в лапки Мехазиллы и остаться целой - нет.
А почему нужно верить,что именно так будет возвращаться 1 ступень?
Помниться мы тоже публиковали картинки ракеты с ядерным двигателем Буревестник.-
..И шо? Штатники задёргались...
Ну не знаю, сравнение не вполне корректное. Просто не вижу, в каком месте тут надо начинать дергаться. Буревестник вещь военная, по ней дергаться противнику положено вне зависимости от конкретных характеристик.
А Старшип выглядит как лажа, летает как лажа и бахает как полная лажа, но говорят про него, что он не лажа, а убердевайс, который все в мире изменит, причем не в одном, а и на Марсе даст жару. И вот от такого несоответствия заявляемого и реально наблюдаемого и идет весь сыр-бор с конопляным дымом вперемешку.
А вот этим нас и пытаются "озадачить"-как в своё время "Звёздными войнами".
Не знаю... спутники с ЯО напрягают всех, против кого они заявлены, а клоунада с этим девайсом просто приводит в недоумение.
В любом случае разведка будет проверять,а ученые просчитывать вероятность применения.А это отвлекает какие то силы.
Значит там двойное дно, а то и тройное, характеристики другие и т.д. Маск пилит изделия и бюджет, причем он весьма эффективен и выдает очень хороший результат. Те же Рогозинские батуты или старлинки и т.д.
Текущий отчет кстати может быть сделан под конкретный заказ и иметь конкретно заданный результат, это то же стоит учитывать.
Ну, скажэм так, всё, что касаемо полёта, вполне себе, можэт быть правдой. Если у вас есть двигатель с УВТ, вы можэте крутиться на пятачке. Су-35/51 умеют почти так-жэ, только у них тяга движков к массе недотягивает. И запас топлива сильнее ограничен. А вот механические параметры при посадке в Мехазиллу, да, интересно. Хотя возможно, что деталь на которой расположены опоры, гораздо более монументальна. Но сами опоры, вот они. Какие есть, такие есть. Зогадко!
Полёт элементарно отслеживается и без их информации...
При заходе на Мегазиллу движки всё ещё работают. Чисто умозрительно представляется, что нагрузка на кронштейны резко меньше представленных расчётов из-за тяги движков, и сами они лишь для дополнительной к движкам стабилизации равновесия ступени до момента полного завершения посадки, а не для полноценной опоры.
Да, но движки впоследствии вырубаются. И 200-т махина висит на опорах, которые, по рассчоту, не должны держать 50т. Хотя, ХЗ, почему жэлезка диаметром 170мм не выдержит 100т? И с чего взято, что там кронштейн именно так крепится к кораблю? Можэт там целая несущая платформа, на которой, кроме посадочных опор, ещё и механизмы рулей и прочая машинерия. А не просто утолщённая обечайка бака.
А насчёт полёта, можно делать что угодно. Они могут заливать топлива скока хотят, на любые манёвры хватит.
Граждане взяли обруч от бочки, равномерно нагрузили по всему ободу и удивляются, что его погнуло в расчетах- спесы врут. Взяли бы не обруч, а арку- и все бы выдержало с десятикратным запасом- подбор профиля несущей конструкции под заданный тип нагрузки не весть какая сложная задача.
Возможно, этот кронштейн - чисто направляющий, а перед выключением двигателя вес воспринимает какая-то более серьезная конструкция.
Что касается горизонтального перемещения - по законам физики одноколесный велосипед должен немедленно падать.
Да. И цирковой клован, держащий на носу палку с крутящейся наверху тарелкой, тожэ антинаучная ересь.
Там унутре на 2 болтах все держится.
Кинооператор давно уже про это рассказывает https://dzen.ru/a/Z0HEnLubNBebo0ZA
Кругом Мосфильм блин... Никому верить низзя ))
Мосфильм это жалкие цветочки по сравнению с ягодками размером с арбуз от Голливуда.)
да ладно вам... Уже летали и ловили. Илан Маск Гений!
То, что Илон постоянно летает и ловит, это мы знаем и так.
Но при чем тут космос и ракеты?)
Данная статья - чистая хуцпа.
Евреев в искажении реальности переплюнули.
И Старлинк у этих не настоящий (СВО привет!) и Старшип подделка.
Почему подобный мусор здесь?
Место это мусора рядом с инопланетянами и прочими колдунами.
Не теряйте связи с реальностью, не позволяйте своим фантазиям подменять факты.
Где в статье вы увидели рассуждения про Старлинк? Это ваша фантазия.
Где в статье говорится, что Старшип подделка? Это ваша фантазия.
В статье рассматриваются фото-факты и приводятся расчеты по предполагаемой конструкции ракеты.
Вы ничего не поняли, а непонятное считаете мусором. Это ваше право, право приоритета ваших фантазий над фактами. Признайте это, но лучше перечитайте статью, чтобы избавиться от галлюцинаций.
Пахнуло американским полётом на Луну. Видимо этим Starshipом Маск головы морочит, реальные дела в другом.
Реальные дела в пилении бабла, это и так понятно. Но неужели при всех кино-возможностях США нельзя слепить что-то правдоподобное? Такое, чтобы поверили не только обычные - прокуренные и занюханные - читатели американских комиксов, но и нормальные инженеры, не забывшие сопромат.
Зря ёрничаете. Над Маском ржали, но появился Старлинк, который нехило нам мешает в хохланде. И стоимость вывода на орбиту он нехило снизил. Если противник демонстративно факапит, значит что-то скрытно пилит что-то нехорошее. И это не только бюджет.
По запускам Старлинка как раз вопросов никаких нет и не было. Нет в Старлинке никаких непонятных физических аномалий. Просто много мелких спутников. Что тут общего со Старшипом, который делает что-то непонятное, что нельзя никак объяснить без применения компьютерной графики?
были, Маск уверял что это для бесплатного интернета в труднодоступных р-нах - фанаты ему верили))
Но, камрад, это не технические вопросы.) Это вопросы балабольские, от опытного балабола. Для ушей, оттопыренных в ожидании бюджетной лапши категории В. Так что в этом-то Маск никого не обманул - лапши навешал от души.
насколько снизил, и для кого?
В интервью Маск сказал снизил в 100 раз. И запуски у него каждые два дня.
Маск прекрасно знает все проблемы и сложности. Но, считает, если не начинать эксперементы - мы разделим участь динозавров.
Каждую денежную хрень можно считать по-разному, получая разный результат, бухгалтеры не дадут соврать. Убирать-добавлять расходы, учитывая или нет себестоимость, налоги, дотации и т.д.
Можно даже для разгона хайпа один запуск с сотней мелких спутников размером с кофемолку каждый сравнить в интервью с одним запуском на том же носителе одного крупного многотонного спутника. Вот вам и разница в 100 раз в цене вывода одного спутника на орбиту. Спутники старлинка, конечно, крупнее кофемолки, но стоимость запуска указанными способами можно снижать и снижать.
сколько стоит один один запуск?
То-есть на те деньги, на которые РФ или Китай может запустить ракету 1 раз, Маск может запустить свою 100 раз? Или от какой БАЗЫ он снизил в 100 раз? От триллиона долларов?
Это не финансовый отчёт был, а интервью журналисту.
Вроде это:
Да вы что, снизил? А, ну да, ну да. Прям, как с этим электрожоповозками. Осталось узнать - за чей счёт банкет, в данном случае?
Они все в Голливуде учатся. При всех немыслимых возможностях там регулярно снимают лажу.
Скажите, а этот самый Старлинк, о котором иные бредят - он тоже у всех в голове живет?
Скажите, а что в этом Старлинке с технической т.з. необычного? Такого, что заставит инженера сомневаться в возможности его запуска?
Ой-вей, а то ви таки не знаете?!
Там же многоразовость Ф-9 - это сплошное надувательство, обходящееся дороже одноразовости. Там же стоимость СВЧ приборов для ФАР антенны наземного и космического сегментов дает по 10000 долларов себистоимости для каждого терминала. Там и махинации с межспутниковым линком и прочее, прочее, прочее...
Всё это не заставит усомниться инженера, зато заставит усомниться экономиста, что гораздо надежнее должно ставить крест на любой проект, чем обычная техническая невозможность его реализации.
Про экономику со Старшипом вообще даже не заикаемся, вполне достаточно технических несообразностей.
Вот я и говорю - Старлинка нет. Наши, кто на СВО, просто все бредят, будто бы он существует.
Передергиваете. Ну то ваше дело.
Не передергиваю, а довожу до абсурда.
Очевидно же - Старлинк есть. Также нет никакого смысла серьезно искажать экономику самой затеи в ущерб этой самой экономике. Грубо говоря, нет смысла рассказывать что многоразовые ракеты дешевле одноразовых, когда приходится как-то это дело покрывать и субсидировать и всё это вылезет после акционирования (и Маска немедленно размотают в судах на все полученные с акций бабки). Если уж он пилит лавешку с генералами из Пентагона, то гораздо спокойнее сделать вид что ракеты-спутники-терминалы несколько дороже, чем на самом деле. Ну, в 2-3 раза, если не наглеть. И вот эту вот разницу класть по банкам и карманам.
А чтобы скрыто субсидировать - это надо какие-то скрытые фонды иметь и очень не хилые. Вместо заработка сплошные траты выходят. За ради чего?
За ради распила. Деньги нужны всем, даже миллиардерам, точнее, им особенно нужны.)
А о том, как Маск умеет давать заднюю, видно на примере его возни с Трампом. Вот они друзья не разлей вода, а вот уже срутся, как дети в песочнице.
Так же может быть (и скорее всего будет) со Старшипом. В какой-то момент Маск спрыгнет с темы, обосновав свой спрыг какой-нибудь дичью и на этом эпопея с большой петардой закончится. Ну, конечно, на посошок может как-то особенно громко бахнуть.) Возможно, с человеческими жертвами и ущербом для экологии, чтобы отказ звучал убедительнее.
Если приходится доплачивать за каждый запуск из своих, то это так себе распил... Другое дело, когда ты заявляешь что запуск стоит 100 лямов, а в реальности он обходится в 75 - вот тогда хитрыми схемами и грамотной работой с подрядчиками все оказываются при деньгах.
А когда ты заявляешь что запуск стоит 50, а на деле он обходится в 80 и недостачу приходится покрывать из своих средств, и при этом у тебя 100 запусков в год, то тут самое время заскучать и уехать в горы пить горькую...
Не обязательно. Поскольку тут сразу приходит на ум недостачи у Пентагона. Это так, к слову. Не думаю, что Маск будет за что-то платить из личных денег.
Недостачи Пентагона четко работают по этой схеме. Поэтому у них кофеварки по 7000 долларов и заправки по 100 лямов. Вы же топите за обратную схему, когда по документам кофеварка стоит Пентагону 70 долларов, при том что ее реальная стоимость - 100.
Просто не сходится логика вообще никак.
Кофеварки реально капец дорогие. Там же еще и кофе в стоимость входит, и настройка.
Вы не ту логику исследуете.) Я рассматриваю вариант, что деньги из Пентагона (как бюджетной организации) могут течь в проект Старшипа через компаньонов Маска в Пентагоне, обеспечивая видимость дешевизны проекта с одной стороны и взаимное материальное удовлетворение остапов-бендеров с другой. Кому-то, конечно, приходится расплачиваться, раскупая бесценные кофеварки и прочие артефакты коррупции, но эти кто-то - явно не Маск и Ко.)
Страницы