Nouvelle tendance?: les premiers étages de fusée réutilisables

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Les russes semblent s'y intéresser de plus en plus, et ce bien que rien de concret ne soit encore programmé. Ils y pensent d'autant plus que pour eux la retombée des premier étages est un problème sérieux lorsqu'on ne possède pas de cosmodrome situé en bord de mer à l'Est.

En tout cas ils étudient des projets en ce sens:

Russian Reusable Rocket System Designs Analyzed
:: 18.06.2010

Russian engineers from Central Aero-Hydrodynamic Institute reviewed several projects of reusable rocket and space systems, designed for Roscosmos.

“Reusable rocket space system-1 (RRSS-1) is a partially reusable vertically fired carrier rocket based upon reusable aircraft-shaped winged primary stage, as well as upon expendable second stages and transfer orbit stages. Reusable winged primary stage moves by means of reusable liquid-fuel cruise engines.

Engineers from Central Aero-Hydrodynamic Institute based their evaluation on following parameters: efficient reusability of the primary stage, types of demonstrators of recovery stages, and realization necessity.

Reusable primary stage of SRSS-1 provides high level of safety and reliability and eliminates the need of jettison impact areas , which makes the project suitable for advanced commercial launches. These features are very important for Russia, the only country in the world, which launching sites are located on the continent. Experts recommend the project of Khrunichev design bureau – a family of reusable space rockets, working like modules and delivering a variety of useful things to low orbit.

http://www.russia-ic.com/news/show/10294/

http://www.roscosmos.ru/main.php?id=2&nid=9707

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patchfree
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Nouvelle tendance?: les premiers étages de fusée réutilisables Empty A part les russes ?

Message Lun 28 Juin 2010 - 12:40



Est-ce que d'autres nations s'intéressent à ce concept ?
Mis à part l'aspect sécurité y-a-t-il un autre intérêt ?
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yoberen

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Je pense que malgré les problèmes liés aux couts du STS, un concept correctement étudié d'étage reutilisable pourrait permettre sur le long terme de freiner les couts et aussi peut etre de permettre une plus forte cadence de lancements.

Je suis peut-etre (surement) un peu idéaliste, mais j'ai toujours pensé que ceux qui illustraient une illusion concernant les baisses de prix avec l'exemple de la navette allaient un peu vite en besogne et ne prenaient pas suffisament en compte certains parametres propres à la navette elle-meme et sa conception.
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javi.solidsnake

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tatiana13

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@yoberen a écrit:
Est-ce que d'autres nations s'intéressent à ce concept ?
Mis à part l'aspect sécurité y-a-t-il un autre intérêt ?

J'imagine qu'en faisant un peu d'archéologie, on doit trouver pas mal de fils sur ce sujet dans la partie technologies lanceurs. Cette thématique était très à la mode à la fin des années 90, et les américains étaient même partis sur un lanceur monoétage entièrement réutilisable.
Un résultat majeur de la première phase des études FLPP de l'ESA a été de renoncer aux étages récupérables pour la génération 2020-2025, réorientant ainsi le projet de successeur d'ariane 5 vers un lanceur entièrement consommable. (en 2005, beaucoup d'illustrations FLPP ressemblaient à l'image centrale du schéma de Patchfree)
Le problème principal est de faire en sorte que le surpoids de l'étage (train, surfaces portantes) et le coût de remise en vol ne vienne pas grever trop fortement la performance économique de l'ensemble.
Accessoirement, il faut aussi trouver une piste pour les boosters, qui ne peuvent pas forcément faire demi tour pour planer jusqu'au pas de tir...
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Laurent J

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Ajoutons quelques images:

Nouvelle tendance?: les premiers étages de fusée réutilisables 0e748b2377b0 Nouvelle tendance?: les premiers étages de fusée réutilisables 2abbeaa3a9ad

et les déclarations de Raykounov:

Russia in the future may come back to the plans for the creation of reusable spacecraft
:: 28.06.2010

Russia after 2018 will begin to create super-heavy space vehicle , and consider the possibility of creating reusable space vehicles and missiles, said at a summit of business " A strong Russia -2010 "in Moscow on Friday, CEO of Central Research Institute for Machine Building Gennady Raykunov . " The first phase ( until 2015) and the second phase ( until 2018 ) will create a new mid-range missile increased weight , " - said Raykunov . The new rocket will put into orbit a payload of over 24 tons .
According Raykunova in 2015 to begin its flight tests , and from 2018 to commence operation of the rocket. " In subsequent phases will be created quite heavy vehicles with a payload of 60 and even over 100 tons " , - he said . In the longer term plans to address the development of reusable launch vehicles and manned spacecraft.
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@Laurent J a écrit:
@yoberen a écrit:
Est-ce que d'autres nations s'intéressent à ce concept ?
Mis à part l'aspect sécurité y-a-t-il un autre intérêt ?

J'imagine qu'en faisant un peu d'archéologie, on doit trouver pas mal de fils sur ce sujet dans la partie technologies lanceurs. Cette thématique était très à la mode à la fin des années 90, et les américains étaient même partis sur un lanceur monoétage entièrement réutilisable.
Un résultat majeur de la première phase des études FLPP de l'ESA a été de renoncer aux étages récupérables pour la génération 2020-2025, réorientant ainsi le projet de successeur d'ariane 5 vers un lanceur entièrement consommable. (en 2005, beaucoup d'illustrations FLPP ressemblaient à l'image centrale du schéma de Patchfree)
Le problème principal est de faire en sorte que le surpoids de l'étage (train, surfaces portantes) et le coût de remise en vol ne vienne pas grever trop fortement la performance économique de l'ensemble.
Accessoirement, il faut aussi trouver une piste pour les boosters, qui ne peuvent pas forcément faire demi tour pour planer jusqu'au pas de tir...
Si les ergols utilisés sont assez classiques et denses (kérosène-LOX) et si dans un premier temps l'on exige pas d'un tel premier étage réutilisable d'être human rated et que l'on accepte un nombre assez limité de réutilisations (quelques dizaine par exemple), la dégradation de son indice structurel (par rapport à un étage consommable) n'empêcherait pas à mon avis le concept d'être économiquement jouable, mais resterait le problème de son atterrissage hors du territoire de l'État qui le lance et de son rapatriement (sauf à considérer qu'il est ensuite réutilisé à proximité de son lieu d'atterrissage). Je fait l'impasse sur les coûts de développement, mais notons que les projets les plus récents dans ce domaine plutôt que de miser sur un "gros" premier étage récupérable, proposent l'utilisation de "fagots" de 1 à 6 boosters récupérables à carburants liquides selon la classe de charge utile à lancer, suivant ainsi un schéma modulaire permettant la production en série de ce type de boosters.

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@patchfree a écrit:
et les déclarations de Raykounov:
Russia in the future may come back to the plans for the creation of reusable spacecraft : 28.06.2010
As-tu le lien stp ?
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Sur le schéma du concept cité par Patchfree y-a-t-il un codage relatif aux couleurs des réservoirs ?
- olive : kérosène ?
- vert : oxygène ?
- bleu : hydrogène ?
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@Henri a écrit:Si les ergols utilisés sont assez classiques et denses (kérosène-LOX) et si dans un premier temps l'on exige pas d'un tel premier étage réutilisable d'être human rated et que l'on accepte un nombre assez limité de réutilisations (quelques dizaine par exemple), la dégradation de son indice structurel (par rapport à un étage consommable) n'empêcherait pas à mon avis le concept d'être économiquement jouable, mais resterait le problème de son atterrissage hors du territoire de l'État qui le lance et de son rapatriement (sauf à considérer qu'il est ensuite réutilisé à proximité de son lieu d'atterrissage). Je fait l'impasse sur les coûts de développement, mais notons que les projets les plus récents dans ce domaine plutôt que de miser sur un "gros" premier étage récupérable, proposent l'utilisation de "fagots" de 1 à 6 boosters récupérables à carburants liquides selon la classe de charge utile à lancer, suivant ainsi un schéma modulaire permettant la production en série de ce type de boosters. [/justify]

L'intérêt d'un tel système, c'est de pouvoir amortir sur plusieurs tirs le coût d'un moteur très performant.
Un des problèmes du Lox Kéro, c'est que la performance de ce type d'étage est en général plus liée à un indice de structure très faible (inférieur à 7% pour Soyouz, 4 à 5% pour Falcon 9), qu'à l'impulsion spécifique pour laquelle on se rapproche des limites physiques du carburant, du coup le surpoids risque de dégrader très vite les perfos...
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Laurent J

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@Laurent J a écrit:
@Henri a écrit:Si les ergols utilisés sont assez classiques et denses (kérosène-LOX) et si dans un premier temps l'on exige pas d'un tel premier étage réutilisable d'être human rated et que l'on accepte un nombre assez limité de réutilisations (quelques dizaine par exemple), la dégradation de son indice structurel (par rapport à un étage consommable) n'empêcherait pas à mon avis le concept d'être économiquement jouable, mais resterait le problème de son atterrissage hors du territoire de l'État qui le lance et de son rapatriement (sauf à considérer qu'il est ensuite réutilisé à proximité de son lieu d'atterrissage). Je fait l'impasse sur les coûts de développement, mais notons que les projets les plus récents dans ce domaine plutôt que de miser sur un "gros" premier étage récupérable, proposent l'utilisation de "fagots" de 1 à 6 boosters récupérables à carburants liquides selon la classe de charge utile à lancer, suivant ainsi un schéma modulaire permettant la production en série de ce type de boosters. [/justify]

L'intérêt d'un tel système, c'est de pouvoir amortir sur plusieurs tirs le coût d'un moteur très performant.
Un des problèmes du Lox Kéro, c'est que la performance de ce type d'étage est en général plus liée à un indice de structure très faible (inférieur à 7% pour Soyouz, 4 à 5% pour Falcon 9), qu'à l'impulsion spécifique pour laquelle on se rapproche des limites physiques du carburant, du coup le surpoids risque de dégrader très vite les perfos...
Attention aussi à la forte dégradation de l'Isp du couple LH2-LOX quand le moteur est adapté aux 15 premiers km de l'atmosphère (où en plus les pertes gravitationnelles et aérodynamiques sont les plus importantes), cumulée à l'indice structurel médiocre des réservoirs de LH2, la comparaison peut dans ce domaine de vol basculer en faveur du kérosène...

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