smoliarm (smoliarm) wrote,
smoliarm
smoliarm

Category:

ЧЕТВЕРТАК

(Юбилей с дискотекой)


11 мая состоялся очередной запуск Falcon 9 со спутником для Бангладеш, Bangabandhu-I. Отработав своё, первая ступень совершила посадку на морскую платформу. И таким образом довела число успешных посадок бустеров до юбилейных 25.

Но интересен этот пуск немножко другим – это был первый пуск финальной модификации Falcon 9 FT, «блок 5». Его с нетерпением ждали на форуме НСФ, и многие специалисты полагают это событие даже более важным, чем запуск Falcon Heavy в феврале этого года. Впрочем, широкая публика так не считает, поэтому на предполётной пресс-конференции с Илоном Маском журналистов было – немного. Но вбольшинстве это были – правильные журналисты, и вопросы у них тоже были правильные. Поэтому и получилось – интересно.
Далее – мой краткий перевод/пересказ выступления Маска и некоторых вопросов-ответов.
Мои комментарии выделены серым цветом.

Итак, что такое «Falcon 9 FT block 5» ?
«The foremost important thing was addressing all of NASA's human-rating requirements ... as well as meet all of the Air Force requirements for extreme reliability».
То есть – самой главной целью при конструировании блока 5 была высокая надёжность, необходимая как для пилотируемых полётов НАСА, так и для запусков спутников ВВС.

Тут стоит напомнить, что надёжность – она всегда идёт за счёт снижения показателей (которые так любят знатоки из рунета). Да, повышеный запас механической прочности достигается за счёт увеличения веса и/или применения более дорогого материала. А повышенная fault tolerance управляющего компьютера – это более сложные (т.е., дорогие и медленные) алгоритмы и/или более дорогая элементная база. Это стоит напоминать знатокам, которые хотят сравнивать только секунды удельного импульса и тонны полезной нагрузки. Да, секунды важны для рекордного гоночного автомобиля, а тонны – для карьерного самосвала. Но они не очень критичны для рейсового автобуса или ординарного грузовика. Здесь уже гораздо важнее эксплуатационная надёжность.

Вторая основная цель – это легкость (простота) повторного использования:
«One of the biggest goals of Block 5 is ease of reusability.»
«In principle we could re-fly Block 4 probably upwards of ten times, but – with a fair amount of work between each flight. The key to Block 5 is that it's designed to do ten or more flights with no refurbishment between each flight. Or at least no scheduled refurbishment between each flights. ... And then there'll be some moderate scheduled maintenance at ten... we believe that the Block 5 boosters are capable of on the order of at least a hundred flights before being retired.»
«В принципе мы можем использовать Блок 4 до  десяти раз, но – с изрядным количеством работы между каждым пуском. Главное в Блоке 5 – он сконструирован для десяти пусков БЕЗ обслуживания между пусками. Ну, или по крайней мере – без предусмотренного обслуживания между пусками. ... А после десятого пуска будет положено небольшое обслуживание (moderate scheduled maintenance) ... Мы полагаем, что Блок 5 способен сделать в таком режиме до 100 полётов.»

Тут надо отметить, что «десять полётов между обслуживанием» – это оценка ориентировочная, и сейчас (заранее) – её точно определить нельзя. И если в результате окажется не десять, а восемь или даже пять – из-за этого не стоит поднимать шум :)

Теперь – конкретные модификации, перечисленные Илоном:
Под спойлером технические детали, которые интересны не всем.
[Spoiler (click to open)]The Merlin engines
«...the engine thrust is going to increase by approximately 8%, to 190,000 pounds of thrust at sea level. ... maybe going up to 10% or so.
The vacuum version of Merlin increased in thrust by about 5%, to  to 220,000 pounds-force.»
Тяга Мерлинов на уровне моря увеличена на 8% (до 190000 lbf);
А тяга Мерлина второй ступени увеличена на 5% (до 220000 lbf).

Мне уже несколько раз попадались в комментах рассуждения, что увеличение тяги двигателя на N% должно увеличить грузоподъёмность всей ракеты на те же N% – НЕТ, не должно. Такая «логика» для ракет не работает. А в данном случае – я подозреваю, что большая часть этих процентов будет потрачена на ... более тяжелую (более прочную и надёжную) конструкцию ракеты.
Например:
The octaweb
– Основная несущая конструкция в самом низу ступени, фактически двигательный отсек. Он теперь гораздо прочнее, и конструкция его теперь другая: он теперь сборный на болтах, а не сварной, и сделан он из другого сплава:
«...much stronger octaweb structure. It's made of a much higher strength of bolted aluminum. A 7000 series instead of a 2000 series.»
(кому интересно, 7000-ая серия – это сплавы вроде дюраля, только основная лигатура там не медь, а цинк. Хотите механические свойства – гуглите «aluminum 7075» типичный представитель. Дороже обычных дюралей раза в два.)
Ещё пример:
The base heat shield on the rocket
«we replaced the old composite structure with a high- temperature titanium structure to support rapid reuse. ... during the high-energy phases of re-entry, where you have a hypersonic shock impingement, it generates a very hot spot, and you kind of have to use a high-melting point material»
base heat shield – термозащита в основании ракеты, между соплами двигателей.
«Старую термозащиту из композита мы заменили из всокотемпературного титанового сплава». При возвращения бустера, во время гиперзвуковой фазы возникают очень горячие точки, поэтому разумно использовать высокотемпературный материал.
То есть, вполне аналогично модификации Grid Fins – вместо того, чтобы инспектировать-ремонтировать-заменять детали – использовать для них такой материал, который заведемо выдержит. Да, этот материал гораздо дороже. Из этого, кстати, следует, что уже сейчас у Фалкона высокий уровень прибыльности – могут себе позволить титан.
И кстати, возвращаясь к увеличенной тяге – хоть титан и относится к легким металлам, но всё равно, он существенно тяжелее и кевлара, и углеволоконного композита.

New thermal protection technology
«...the black interstage, that is, the structure that joins the upper and lower stage, as well as the raceways and landing legs, they all use a new thermal protection material we developed at SpaceX, which is intended to be highly reusable, and does not require paint.»
Теперь, у блока 5 – посадочные ноги, каналы кабелей («raceways») и переходной отсек («interstage») черного цвете – они сделаны из нового термостойкого композита, разработанного в SpaceX, и не требуют термозащитной покраски.

The landing legs
Они теперь складывающиеся, и это сильно упрощает и ускоряет послепосадочные процедуры. Возвращенный бустер просто приподнимают краном – складывают ноги – и грузят на транспортёр.
Раньше между прибытием баржи в порт и укладкой бустера горизонтально на транспортёр проходили сутки. Теперь это будут первые часы.

The titanium grid fins
От алюминиевых «крылышек» SpaceX отказалась в пользу титановых – они практически вечные и не требуют межполётного обслуживания обслуживания. Илон похвастался, что эти крылышки – самое большое изделие из титана – одним куском.

Ну, не знаю, относится ли это ко всем временам и всем странам, или это рекорд только сейчас и только в США. Но есть другая интересная деталь (правда, Илон про это не говорил). Так вот, вроде бы нынешние титановые крылышки сделаны очень легко- и быстро-съёмными. И, соответственно, их будет изготовлено не по числу бустеров, а по числу стартовых столов. С запасом, естественно – на сороковую и четвёртую площадки по два комплекта, на 39-ю – четыре комплекта.

Upgrades to all avionics
Тут Илон сказал много хороших слов в адрес своего Avionics Department, но конкретно по апгрейдам он не сказал ничего. Ну, а что вы хотели – звериный оскал капитализма (и ИТАРа).

Ну и напоследок – про деньги:
«...the marginal cost of launch, the boost stage is probably close to 60% of the cost. The upper stage is about 20% of the cost. Fairing is about 10%, and then about 10% which is associated with the launch itself»
«...the propellant only costs about $300,000 or so per launch. So that's really a tiny number. Maybe $400,000 depending on how you count it»
«...ocean recovery ... adds a few million dollars»
И последняя цитата:
«...we may be able to get down to a marginal cost for a Falcon 9 launch down, fully considered, down under five or six million dollars. That would be quite exciting»

Пара комментариев:
Во-первых,
слова «price» и «cost» в английском разграничены гораздо строже и точнее, чам русские «цена» и «стоимость». Да, английский – он и строже, и точнее.
Во-вторых,
Не просите переводить «marginal cost», не буду. Это термин, и не следует его переводить/истолковывать – открывайте вики (а лучше – учебник) и разбирайтесь в определениях. А для тех, кому недосуг (и кто готов поверить на слово и не устраивать базар не по делу):
1. «marginal cost» к продажной цене не имеет прямого отношения, и для здорового (прибыльного) бизнеса marginal cost гораздо меньше ценника, иногда – во много раз меньше. Да, опять – звериный оскал капитализма – товар стоит столько, сколько за него платят. Или – сколько за него готовы заплатить. Или – на сколько удалось найти покупателя. Но marginal cost с этими «готовы» и «удалось» – не связан напрямую.
2. Marginal cost меньше не только ценника – он меньше даже себестоимости. Грубо говоря – это неполная себестоимость. В некоторых случаях – это львиная доля себестоимости, но далеко не всегда.

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ
Irene Klotz, Aviation Week:
Тот бустер, что подготовлен к сегодняшнему пуску – он точно такой же по конфигурации, что будет использоваться для пилотируемых полётов? Другими словами, если он будет успешный – будет ли он засчитан в число тех семи пусков, что требует НАСА до полёта астронавтов?
Elon Musk: Да, такой же. И да, я полагаю, что будет засчитан – надеюсь, что не ошибаюсь.

Мой комментарий: Семь пусков, которые упоминает Ирэн – это не совсем требование, и не совсем – НАСА. Это известное правило (если и не общепринятое, то широко используемое в западном космопроме), сформулированное Aerospace Corporation. Обычно его называют «3/7 Reliability Rule» или просто «3/7 rule».

Bill Harwood, CBS News:
Илон, вы говорили о минимальном обслуживании между полётами – означает ли это, что вы просто вернули бустер обратно, поставили его на стартовый стол, заправили топливом – и запустили?
Elon Musk: Да, примерно так. Примерно как самолёт.
Bill Harwood: Вау!
Elon Musk: Ну, это надо продемонстрировать. Мы этого ещё не сделали. Но мы знаем, что это можно сделать.

Мой комментарий: Илон часто упоминает «24-hour turnaround time», и многие понимают это так, что уже через сутки этот бустер можно запускать по-новой. По-моему это не так. Насколько я понимаю терминологию, 24-hour turnaround time означает, что через сутки после посадки (или возвращения баржи с бустером в порт) – этот бустер можно включать в стандартный цикл предполётной подготовки – точно так же, как и новый бустер.

Eric Berger, Ars Technica: Я хотел спросить насчет этого конкретного бустера, в смысле его второго и третьего запуска – есть у вас уже какие-то примерные планы по расписанию на этот счёт?
Elon Musk: Нет. Мы будем здесь очень осторожны и придирчивы. Я понимаю, это звучит смешно, но чтобы убедить самих себя, что наша конструкция надёжна и бустер не надо разбирать после каждого полёта – для этого мы разберём этот первый бустер полностью. Поэтому этот конкретный бустер повторно полетит не раньше, чем через пару месяцев.

Brendan Byrne, NPR: Сколько таких новых бустеров вы предполагаете иметь в ротации?
Elon Musk: Ну, наверное ... с запасом, на всякий случай – порядка тридцати. А вообще-то, это безусловно зависит от отношения заказчиков. Пока что не все считают повторный бустер достаточно надёжным. Надеюсь, что ситуация изменится. Остаётся только выяснить, как скоро это произойдёт.

Caleb Henry, SpaceNews: Илон, вопрос о ценах на запуск Falcon 9. Вы упомянули «от пяти до шести миллионов. Когда вы предполагаете предложить такие цены?
Далее точная дословная цитата:
Elon Musk: «Yeah... I do want to emphasize that those are long term marginal cost of flight. So those aren't prices, they're margin cost of flight, long term.»
«Н-да... Я действительно хочу подчеркнуть, что это long term marginal cost запуска. Так что эти цифры не цена, они представляют marginal cost of flight, long term».
Дальше я перескажу без цитат, своими словами. Тем более, что Илон там подробно объясняет корреспонденту то, что я уже говорил: marginal cost это не цена, а часть себестоимости. И что помимо marginal cost – есть ещё fixed costs, и если их не покрыть ценой – фирма разорится. И наконец – им нужно не только покрыть все эти costs, а остаться с прибылью. Потому что есть и другие проекты НАСА (Луна, Марс), в которых SpaceX хотела бы участвовать. Но НАСА эти разработки оплачивает лишь частично (как с COTS и с Commercial Crew), другую часть оплачивает контрактор – из своей прибыли. Если у SpaceX не будет прибыли (или её будет недостаточно), они не смогут участвовать в этих проектах. Иещё – есть BFS, BFR и Starlink, это собственные проекты SpaceX, на них тоже нужны деньги – то есть, нужна прибыль.

В общем, Илон провёл небольшой ликбез по бухгалтерии для журналиста. И при этом озвучил (подтвердил) полезную цифру – сейчас у SpaceX действует дискаунт на повторный бустер примерно 14-15 %.

Несколько общих слов про цены, поскольку у крикунов из рунета есть сейчас такой лейтмотив: «Маск много обещает и ничего не выполняет!» И, как пример – «Он обещал снизить цены и нифига не снизил!». Ну, с крикунами спорить бессмысленно, но есть среди них рассудительно-умеренные, которые утверждают, что цены он снизил, но недостаточно.
Так вот, для чего же оказалось достаточным снижение цен от Илона Маска?
Во-первых,
Цены на Falcon 9 оказались вполне достаточны, чтобы отобрать всех заказчиков у слабых конкурентов. Коммерческих заказов на Протоны больше нет, а Зениты и Днепры вовсе больше не летают. Компания Еврокот прекратила свою деятельность, коммерческих пусков Рокотов больше не будет. И похоже, что через пару лет с рынка коммерческих пусков исчезнут и Союзы. Да, тут здорово помогли санкции, верно – они ослабили позиции коммерческого Роскосмоса. Но собственно нокаутирующий удар пришёлся со стороны SpaceX, их низкие – нынешние – цены оказались вполне достаточны. Кто мог предположить такое 6-7 лет назад?
Во-вторых,
Цены на Falcon 9 стимулироватли остальных конкурентов – немедленно, бегом – начать проектировать дешёвые ракеты. Дешёвые (Карл), а не рекордные. Кто мог предположить – те же 6 лет назад – что Ариан начнёт разрабатывать дешёвую ракету?
В-третьих,
Цены на Falcon 9 спровоцировали мощную волну интереса к многоразовым (или частично-многоразовым) средствам запуска. Причём – не только у прямых конкурентов SpaceX, а вообще – у всех. Ну, кроме Роскосмоса. Нет, правда – сейчас даже у Китая есть что показать на эту тему – и не в виде компьютерных мультиков, а в виде реального металла.
Всё это – прямое следствие успеха SpaceX с их низкими ценами и многоразовой первой ступенью.

На этом юбилей закончен, переходим к дискотеке :)
Tuba Skinny - Jubilee Stomp - Royal Street I 2018


Tuba Skinny -"Gotta Give Me Some"


Tags: space international, spacex, роскосмос
Subscribe

Posts from This Journal “spacex” Tag

  • Праздник кончился, начались серые будни

    Послезавтра - запуск очередной пачки Старлинков GO Ms.Tree - на выходе из Порт Канаверал, направляется на ловлю обтекателя. А посадочная…

  • Этого дракона зовут "Endeavour"

    - теперь мы знаем его имя По американской традиции, командир космического корабля даёт название своему кораблю. Соответственно, вчера, после выхода…

  • Возьмте меня с собой

    или Первый хичхайкер Это Гарретт Рейсман - бывший астронавт и нынешний консультант в SpaceX. Он пришёл проводить своих коллег и друзей - Doug…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 88 comments