Почему "Ангара" никогда не победит Falcon 9

Oleg A. Kozhedub написал(а) к All в May 18 11:51:30 по местному времени:

Приветствую Вас, All !

Нашумевшая намедни статья, собравшая выше тысчи коментов.

https://zelenyikot.livejournal.com/1...xpand=1#cutid1
====================================================================

Объясняем на пальцах вместе с Forbes.ru, почему российская "Ангара" не способна составить коммерческую конкуренцию американской ракете Falcon 9. И ни слова про многоразовость.

https://ic.pics.livejournal.com/zele...93_original.jp g

На поверхностный взгляд "Ангара А5" и Falcon 9 очень похожи. У обоих кислород-керосиновое топливо. Обе ракеты относятся к классу тяжелых, "Ангара А5" может даже больше поднять на низкую околоземную орбиту: 25,8 т против американских 22,8 т. Зарплаты в Центре Хруничева, где производят "Ангару", раз в пять ниже, и, казалось бы, ничто не мешает российским ракетостроителям забороть американского "шарлатана" и "пиарщика".

Теперь о разнице:

Численность рабочих
Центр Хруничева - 25 тыс
SpaceX - 8 тыс

Стоимость
"Ангара А5" - около $100 млн
Falcon 9 - около $70 млн (одноразовый вариант)

Количество ракетных ступеней
"Ангара А5" - 4 ступени
Falcon 9 - 2 ступени

Количество основных элементов конструкции
"Ангара А5" - 8
Falcon 9 - 3

https://ic.pics.livejournal.com/zele...08_original.jp g

Количество ракетных двигателей
"Ангара А5" - 7 шт
Falcon 9 - 10 шт

Суммарная масса ракетных двигателей
"Ангара А5" - 11600 кг
Falcon 9 - 4700 кг

Стартовая масса
"Ангара А5" - 759 т
Falcon 9 - 550 т

Сухая масса
"Ангара А5" - 43,7 т
Falcon 9 - около 30 т

Площадь миделя (влияет на коэффициент лобового сопротивления)
"Ангара А5" - около 35 кв м
Falcon 9 - около 22 кв м

Количество типов ракетных двигателей
"Ангара А5" - 3 типа ракетных двигателей от разных производителей: 1-2 ступень РД-191 (Химки), 3-я ступень РД-0124 (Воронеж), разгонный блок С5.98М (Воронеж) или 11Д58М (Королёв).
Falcon 9 - 1 тип двигателей: Merlin: отличия между 1-й и 2-й ступенью только в форме сопла.

Расстояние между заводами-изготовителями ракеты и ракетных двигателей
"Ангара А5" - 500 км (при производстве в Москве), 2700 км (при производстве в Омске).
Falcon 9 - менее 1 км (все части производятся в Хоторне).

Расстояние между производством ракеты и космодромом
"Ангара А5" - 780 км (Москва-Плесецк), 5500 км (Москва-Восточный), 3500 км (Омск-Восточный), 2000 км (Омск-Плесецк).
Falcon 9 - 3600 км (Хоторн-Канаверал), 210 км (Хоторн-Ванденберг).

Вышеприведенные данные показывают, что "Ангара" выигрывает только в мощности ракетных двигателей, но это преимущество нивелируется разницей в стартовой массе. Наша ракета мощнее, но в то же время тяжелее в полтора раза и лобовое сопротивление выше. Большое количество элементов конструкции усложняет обслуживание - ракетный пакет надо собрать перед стартом и заправить, а это время и количество занятых рабочих рук. Расходов добавляет сложная, а значит более дорогая конструкция стартовых сооружений. Пакетная схема из нескольких модулей чисто геометрически проигрывает моноблочной схеме, именно поэтому SpaceX сразу взялся за разработку сверхтяжелого моноблочного BFR, еще до успешного запуска Falcon Нeavy, собранной по пакетной схеме.

Серьезное влияние на конечную цену ракеты имеет простота ее изготовления, и тут "Ангара", которую производят в четырех городах, безоговорочно проигрывает Falcon 9, который создают практически в одном цеху. Проблема не только в транспортных издержках. Несколько заводов, занятых в производстве одного изделия повышают риски задержки сроков, т.к. действует морское правило: "скорость эскадры определяется скоростью самого медленного корабля".

Falcon 9 проще по конструкции, легче по массе, легче в производстве и обслуживании - именно этим определяется его низкая рыночная стоимость. Никакой магии или мифического демпинга тут нет, просто грамотный подход к производственным задачам.

https://ic.pics.livejournal.com/zele...51_original.jp g

В таком сравнении намного выигрышнее выглядит проектируемый "Союз-5", который повторяет моноблочную конструкцию "Зенита" и, возможно, позаимствует что-то и от Falcon 9. Хотя и у него останутся сложности с производством различных элементов конструкции в разных городах. Придется нести транспортные издержки на логистику между Химками, Воронежем и Самарой.

Сообщалось, что при оптимизации производства и высоком спросе на пуски "Ангары" стоимость тяжелого варианта может быть снижена в полтора-два раза. Но с 2014 года в ней так и не возникла потребность. При высокой цене и отсутствии летной практики на коммерческом рынке спроса на "Ангару" нет поэтому единственный способ нарастить ее производство - внутренний госзаказ, но и тут новая ракета ничего не может предложить пока летают старые. Фактически, на "Ангару" поднимется спрос только в одном случае - если Россия откажется от всех остальных ракет.

Вышеприведенные аргументы поневоле заставляют задаться вопросом: как наши инженеры могли допустить сразу столько грубейших хозяйственных ошибок? Но тут надо учитывать, что они работали фактически еще в советской парадигме, когда надо задействовать всю существующую кооперацию. То есть "Ангара" выполняла еще и социальные задачи, предоставляя работу и Химкам, и Королёву, и Воронежу, а теперь еще и Омску. Илону Маску было проще, он сразу начинал решение задачи со стоимости производства и на "пустом месте".

Будущее "Ангары" теперь возможно только в роли политической подстраховки на случай угрозы утраты Байконура. Ракета сделала свое дело - сохранила ракетостроительные кадры в сложный переходный период, позволила вырастить новое поколение конструкторов, которым теперь надо ставить актуальные задачи с рыночным потенциалом. Реальные же космические дела сегодняшнего дня, что государственные, что коммерческие, будут решаться более дешевыми "Союзами" и "Протонами", а потом и "Союзом-5".

Настоящий российской конкурент для Falcon 9 - это "Протон Средний", облегченная модификация популярного прежде на мировом рынке "Протона-М". Роскосмос наметил полный отказ от "Протонов" в 2025 году, до этого времени можно успеть создать и "Союз-5" и довести его характеристики до сравнимых с "Ангарой А5" и конкурентных с Falcon 9. Тогда можно будет забыть об "Ангаре", как в свое время забыли о "Буране" - прекрасном инженерном проекте, который не нашел никакого практического применения.

Подготовлено для Forbes.ru.

UPD: исправлена численность сотрудников Центра Хруничева по состоянию на 2017 год.


====================================================================

Oleg A. Kozhedub

--- GoldED+/W32-MSVC 1.1.5-b20060326