?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry Share Next Entry
ЧЕТВЕРТАК
smoliarm
(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"



Posts from This Journal by “spacex” Tag


  • 1
хорошая работа, схороню

Спасибо на добром слове :)

Есть же более-менее понятное определение cost и marginal cost - себестоимость и стоимость производства дополнительной единицы. Или затраты, необходимые для производства еще одной единицы продукции.

Edited at 2018-05-15 04:35 pm (UTC)

Да, именно так.

На http://www.spacex.com/falcon9 есть данные Ф9. Отвечают ли они Блоку 4 или Блоку 5?

Увеличился ли взлетный вес? За счет чего увеличена тяга: за счет скорости истечения или расхода топлива в минуту?

Есть ряд снимков и даже видео посадки на воду половинок обтекателя. Какие-нибудь подробности? Но тут будет запуск с Ванденберга 21 мая, а там Мр Стивен с "батутом" обретается, т.ч. стоит ожидать интересного.


Кстати, я надыбал на фото хранилища электроэнергии в Австралии. И там видно много ветряков. Вот это перспективный союз: ветрянки дают электроэнергию, когда дует правильный ветер (не слишком слабый, и не слишком сильный). В Онтарио правительство очень увлеклось ветряками, но у нас правильный ветер в основном по ночам, когда эта энергия не нужна, и часто продается в США по отрицательной цене. Но хуже другое: ферму ветряков приходится страховать равной по мощности станцией, которую можно быстро раскочегарить и наоборот--т.е. тепловой (у нас они газовые). В результате электроэнергия в Онтарио стала очень дорогой ... А тут энергию "складировать" можно.

>>Отвечают ли они Блоку 4 или Блоку 5?
- там смесь, они не шибко внимательны там к цифрам.

>>Увеличился ли взлетный вес?
- Маск этого не касался.

>>За счет чего увеличена тяга: за счет скорости истечения или расхода топлива в минуту?
Насколько я понимаю - и то, и другое.
По-моему, они увеличили рабочее давление в камере сгорания.

По возвращению обтекателя -
новостей нет, на этом пуске они ничего ловить не пытались.

Наконец-то Маск начинает использовать в своих ракетах космические технологии :-)


Литиевые сплавы и сварку трением SpaceX использовал среди первых, вслед за Boeing. Сравните с Прогрессом и Хруничевым.

Но теперь, кажется, главное - IT-технологии. Например: Dassault, Scaled Composites и SpaceX имеют IT-успехи, хоть и разного веса, а Lockheed, кажется, - напротив, я F-35 имею ввиду. Самое крутое сейчас происходит на стыке IT и остальной инженерии. Опять сравните.

Повторное использование 1 ступени "как есть" - это капец как круто. Просто невозможно поверить. М.б. все же он схитрил и процедура подготовки будет включать дефектоскопию двигателей? Например, без их снятия? (Но ведь это невозможно - они же плотно упакованы) По бакам, трубопроводам или клапанам еще ладно - можно сходу придумать датчики и онлайн-телеметрию, послепосадочне тесты и прогоны. Но двигателя!

>>Повторное использование 1 ступени "как есть" - это капец как круто.
- согласен :)

>>Просто невозможно поверить.
- тоже да :)

>>М.б. все же он схитрил и процедура подготовки будет включать дефектоскопию двигателей?
- тоже не исключено. Дело вот в чём:
Первая ступень прибывает на пусковой комплекс примерно за две недели до пуска (это с запасом) и первое, что с ней там делают - это *послетранспортная* проверка.
Затем её состыковывают со второй ступенью и снова прогоняют через *сухие тесты* (которые проверяют правильность сборки и коммуникации);
Потом вывозят на стартовый стол и проводят Static Fire Test - и если с каким-то двигателем что-то не так, то Static Fire это выявит.
Потом снимают ракету со стартового стола, увозят в ангар, там присоединяют обтекатель со спутником и - опять - прогоняют через *сухие тесты*. Между Static Fire и пуском проходит от 4 до 6 дней.
Так вот, по-моему есть возможность включить в этот период (примерно 10 дней) и ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ тесты/инспекции для летавшей ступени. Ну по крайней мере, на первых порах :)

>>Например, без их снятия?
- снимать их точно не будут.

>>Но ведь это невозможно - они же плотно упакованы
- ну, значит нашли способ :)

Полная запись

Полный транскрипт интервью:

https://gist.github.com/theinternetftw/5ba82bd5f4099934fa0556b9d09c123e#file-block-5-phone-presser-md

Edited at 2018-05-16 11:02 am (UTC)

marginal cost - это сколько стоит каждый следующий запуск при уже всем остальном работающем. То есть это стоимость scalability и это, конечно, часть себестоимости.

офигенно, спасибо

В первом предложении название страны исправьте, пожалуйста.

Насчет скидки за полет "на вторичке".
ИМХО клиент в первую очередь получает внеплановое окно и ракету в наличии, а скидка почти вся уходит страховщикам. Через некоторое время наработкой статистики эту компенсационную скидку снизят до "околоноля"... И переделают графики пусков на плоский вариант где по-сути не будет никакой разницы на какой первой ступени он осуществляется.

Edited at 2018-05-16 08:12 am (UTC)

ЕМНИП, НАСА отзывалась о повторных пусках в духе "риски практически равны рискам первого пуска: некторые уменьшаются, некоторые вносятся, и в целом то на то и выходит". Подозреваю, страховщики тоже умеют хорошо считать риски - это их хлеб.

Еще вот это хорошо.
Новый понятный обывателю пример по типу "одноразового самолета".

"I think the general sentiment will change from being, from feeling like a flown rocket is scary to feeling like an un-flown rocket is scary. Just like, would you rather fly in an aircraft that's never had a test flight before? Or would you rather fly in an aircraft that's flown many times successfully? I think that's, certainly for — I'm a pilot, and I've flown a lot of aircraft, and I've read about aircraft design — I definitely would far prefer to fly in an aircraft that's flown many times successfully than one that has never flown. But really we completely have the opposite sentiment in rocket land. But I think that sentiment over time will change to the point that people will actually prefer to fly on a flight-proven rocket than one that has never flown."

Спасибо за разбор. Как всегда, мне важно, что вы носитель языка и многое о теме читали.

"Илон похвастался, что эти крылышки – самое большое изделие из титана – одним куском."

Он не в первый раст хвастается. И говорит точно - самая большая поковка из титана. Конструкции "куском" в США были и больше. Скажем, надувные в сверхпластическом состоянии в инертной среде центропланы для истребителей.

Говорят, он слегка путался в показаниях, говоря то о ковке, то о литье.

Маск предупредил именно вас, да вы не слушали, что первую летавшую ступень block 5 полностью разберут.

Не совсем 5?

Утверждается, что эта ракета еще не имела улучшенных топливных баков, которые *должны* стоять на ракетах, используемых для пилотируемых запусков:

https://www.theverge.com/2018/5/24/17388680/spacex-falcon-9-rocket-block-5-commercial-crew-nasa-copv

Re: Не совсем 5?

Речь в статье идёт о COPV - это НЕ топливные баки. Это баллоны высокого давления.

Блок 5 (вопросы)

Англ. википедия квалифицирует F9 как medium-lift launch vehicle, хотя B4E (Expendable) способен вывести на НЗО > 20 т. И мне кажется, это имеет смысл: подавляющее большинство запусков B5 будет в B5R (Reusable), в противоположность B4, где повторное использование было экспериментальным, и число повторных запусков составляло меньше половины. Но все же, наверно правильнее квалифицировать F9 B5 как medium lift essentially reusable (чтобы подчеркнуть, что более 60% (?) по цене используется по второму разу). Может добавить, heavy-lift capable.

С FH еще сложнее, там 3 варианта (речь о первой ступени): полностью R, полностью Е, и смешанный (Е центральная, R боковые), и там, вроде, какие-то варианты heavy lift, а какие-то superheavy lift.

А как Вы думаете (без оглядки на тех, кто доказывает, что Протон он "тяжельше" чем F9)?

___


Я читал, что то, чем запускали Бангладешский спутник, не было окончательным B5, не только из-за старых баллонов для гелия, но и из-за старого турбонасоса, и потому НАСА этот запуск в семерку не засчитает. Оставляя последний вопрос, когда намечается запуск окончательного B5?

  • 1