«Спасибо за приглашение. В ответах уже много чего сказали. Все рассуждали с профессиональной и коммерческой точек зрения.
Все говорили, что это сложно, упоминали, что у Apollo Tech наверняка есть новые методы моделирования, а у Бога Жаня, как мастера в области теории чисел, наверняка есть свои наработки и в области вычислительных методов.
В конце концов, до того как он стал мэтром теории чисел, он занимался графовыми ИИ.
Именно благодаря уникальным численным методам им удалось обойтись без многочисленных наземных испытаний и запустить ракету с первого раза.
В других ответах также сравнивали ракеты, сделанные другими частными компаниями, и Burn-1 — разница в размерах очевидна.
Но те работали больше двух лет, а Burn-1 понадобилось всего полгода.
Использовались отработанные двигатели, но Burn-1 не только имеет большую полезную нагрузку, но и использует более продвинутую технологию — параллельное соединение нескольких двигателей.
Как ветеран космической отрасли, проработавший в ней более десяти лет, я хочу рассказать с профессиональной точки зрения, насколько это на самом деле сложно.
Говоря о Burn-1, невозможно не сравнить его с «Чанчжэн-2F».
Ракета «Чанчжэн-2F» также имеет грузоподъемность на низкую околоземную орбиту 8,8 тонн, что близко к 8 тоннам Burn-1.
Используемый двигатель — YF-100, у Burn-1 — YF-102, но по сути они схожи.
Проект «Чанчжэн-2F» был запущен в конце 1992 года, в 1998-м его доставили в Цзюцюань, да, тоже в Цзюцюань, для совместных испытаний с наземным оборудованием и стартовой площадкой, и в 1999-м он был успешно запущен с первого раза.
Но при условии, что он прошел достаточные наземные испытания, очень много испытаний.
А у Burn-1 их, очевидно, не было, потому что времени не хватало — всего полгода. Чтобы попасть в аэродинамическую трубу, нужно стоять в очереди, для частной компании ожидание — минимум полгода.
Учтите, что на первой ступени Burn-1 целых 7 параллельно соединенных двигателей, всего на один меньше, чем у Falcon 9.
Вся конструкция очень сложная, и с профессиональной точки зрения, как только количество параллельно соединенных двигателей на одной ступени превышает 4, техническая сложность возрастает в геометрической прогрессии.
Когда на одной ступени параллельно соединено более 4 двигателей, главной проблемой становится обеспечение одновременного запуска всех двигателей и поддержание одинаковой тяги.
Задержка зажигания или несоответствие тяги могут привести к отклонению ракеты от заданной траектории и катастрофическим последствиям.
У русских на ракете Н-1 было 30 параллельно соединенных двигателей NK-15, но из-за невозможности провести статические огневые испытания проблемы с синхронизацией двигателей привели к нескольким неудачным запускам.
В частности, процесс зажигания требует точного управления свечами зажигания, клапанами и топливными форсунками каждого двигателя.
При более чем 4 двигателях сложность системы возрастает экспоненциально, системе управления необходимо в реальном времени отслеживать состояние каждого двигателя и динамически корректировать вектор тяги.
SpaceX на Falcon 9 использует 9 двигателей Merlin, и благодаря архитектуре отказоустойчивости, даже если один двигатель выйдет из строя, остальные могут компенсировать потерю тяги, увеличив время работы.
Но такая конструкция требует очень сложного бортового компьютера и программного обеспечения, что увеличивает сложность разработки.
Что еще хуже, при параллельной работе нескольких двигателей каждый из них создает вибрации, которые на определенных частотах могут резонировать, угрожая структурной целостности ракеты. Исследования показывают, что эффект наложения вибраций при количестве более 4 значительно усиливается, что может привести к усталости или разрушению конструкции.
При запуске кластерных ракетных двигателей возникают динамические взаимодействия, и любой асинхронный запуск может привести к серьезным нелинейным переходным процессам и дисбалансу тяги.
Подробнее можно прочитать в последних исследованиях московских ученых: «Dynamic interaction between clustered liquid propellant rocket engines under their asynchronous start-ups».
Конечно, тот факт, что YF-102 уступает по тяге двигателю Merlin от Falcon 9, в данном случае дает преимущество: проблемы с резонансом явно проявляются при высокой тяге, и их необходимо смягчать с помощью прецизионной конструкции и систем демпфирования.
SpaceX на Falcon 9 использует передовые технологии виброизоляции и материалы для снижения влияния вибраций на корпус ракеты.
С увеличением числа двигателей сложность колебательных режимов растет экспоненциально, а вместе с ней — стоимость проектирования и испытаний.
А у Burn-1 двигателей на один меньше, чем у Falcon 9, и тяга YF-102 меньше, поэтому сложность будет значительно ниже.
При параллельном соединении нескольких двигателей нижняя часть ракеты сталкивается с более жесткими тепловыми условиями, требуется усиление системы теплозащиты.
Взаимодействие выхлопных струй кластерных двигателей может привести к значительному увеличению тепловой нагрузки на область основания, как, например, у Н-1 с 30 двигателями, где выделяемое при запуске тепло приводило к перегреву конструкции основания и увеличивало риск отказа.
Кроме того, больший вес и объем большего количества двигателей требуют более прочной конструкции.
В итоге, когда на одной ступени параллельно соединено более 4 двигателей, техническая сложность возрастает в геометрической прогрессии, главным образом из-за экспоненциального роста сложности синхронизации, вибрационного резонанса, сложных трубопроводных систем, сложности систем управления, терморегулирования и испытательной верификации.
Хотя многодвигательная конструкция обеспечивает резервирование и отказоустойчивость, управление этими проблемами требует высокого уровня инженерных инноваций и значительных ресурсов.
Раньше мы говорили, что у Китая нет своего SpaceX, а теперь Бог Жань во главе с Apollo Aerospace создал Burn-1, и я вижу надежду на появление в Китае аналога SpaceX».
***
«Спасибо за приглашение. Это просто невероятно. По моим неофициальным данным, все инвестиционные компании в стране, которые вложились в частные аэрокосмические фирмы, на днях работают сверхурочно, паника страшная.
Потому что то, что Apollo Tech удалось создать среднюю ракету с параллельным соединением нескольких двигателей, для них — серьезный удар.
За полгода сделать Burn-1, за полгода пройти путь от проектирования до производства и успешного вывода на орбиту — не будем сейчас говорить о том, есть ли у них действительно новый метод моделирования, о котором все гадают.
Я думаю, что есть, и это серьезная угроза. Если кто-то может за счет численного моделирования достичь того же эффекта, что вы получаете при наземных огневых испытаниях, сколько это экономит?
Насколько повышается эффективность разработки?
Насколько высока возможность повторного использования?
Одних этих мыслей достаточно, чтобы сердца инвесторов, вложившихся в частные аэрокосмические компании, дрожали. Потому что, пока вы используете IBM, они — счеты и бумагу, разница в эффективности слишком велика, это почти заведомо проигрышная битва.
Если только Apollo Tech не планирует делать многоразовые ракеты.
Но возможно ли это? Они же сами заявили, что такая конструкция выбрана именно с учетом создания многоразовой ракеты, поэтому они отказались от ускорителей.
И даже если такого метода нет, если это просто удача...
За полгода удача завершить проектирование и производство — это тоже充分 доказывает, что под руководством Бога Жаня вся команда Apollo Tech обладает невероятной боевой мощью.
С которой другим частным аэрокосмическим компаниям не сравниться.
Насколько я знаю, сейчас все пытаются переманить к себе сотрудников, благо в Apollo Tech, похоже, не очень строгие соглашения о неконкуренции.
У стартапов нет денег на такие соглашения, так что переманивайте, сколько сможете. Главное — махать лопатой почаще, и не будет такой стены, которую нельзя проломить.
Что касается инвесторов, насколько мне известно, они либо требуют вывести свои деньги, мол, мы выходим из игры.
Потому что победить Apollo Tech слишком сложно.
Либо требуют подписать соглашение о выкупе акций, по которому компания-получатель инвестиций обязуется создать многоразовую ракету раньше Apollo Tech. Если нет — компания должна выкупить акции у инвестора с процентами.
Так что сейчас все основатели этих компаний находятся в затруднительном положении. Какой бы вариант ни выбрал инвестор — А или Б, — для них это гром среди ясного неба.
В первом случае они умрут сразу, во втором — чуть позже.
А переманивание сотрудников — это еще и немалые расходы, особенно когда у соперника боевой дух на подъеме, переманить не так-то просто.
Как если бы вы попытались переманить ключевых разработчиков ракеты «Чанчжэн» — у них ведь штатное расписание, они занимаются основным делом, их так просто не переманишь.
В общем, есть старая поговорка: когда падает кит, расцветает жизнь. А сейчас в китайской частной космонавтике ситуация обратная: поднялся кит — и всё вокруг умирает».
В реальности споры кипели нешуточные, обсуждения в интернете становились всё более горячими.
В Шанхае проходило очередное совещание работников образования, которое проводил вице-мэр, курирующий образование.
Линь Чжунцин был вне себя от гордости, в последнее время он чувствовал себя гораздо увереннее.
В перерыве между заседаниями сидевший рядом с ним президент Фуданьского университета Цзинь Ли тихо сказал:
— Старый Линь, вузы Шанхая — одна семья.
— Что? Одна семья? Я что-то не слышал об этом, — насторожился Линь Чжунцин. — Разве мы не спорим о том, кто из нас номер один в Шанхае и кто входит в тройку лучших по Китаю?
Цзинь Ли продолжил:
— Все частные аэрокосмические компании сосредоточены в Пекине, в Шанхае их раньше вообще не было.
Нашим студентам технических специальностей, которые хотят развиваться в космической отрасли, приходится ездить на стажировку в Пекин или Сиань, что очень неудобно.
Недавно Apollo Tech добилась значительного прорыва в разработке ракет — это же замечательно! Отличная новость для студентов шанхайских вузов, стремящихся к карьере в космонавтике!
Линь Чжунцин понял, к чему тот клонит, но не стал подыгрывать:
— Да, хорошая новость, но не в Шанхае, а в Куньшане.
Цзинь Ли отмахнулся:
— Э, Куньшань — это тоже Шанхай!
Линь Чжунцин с трудом представлял, чтобы президент Фуданьского университета мог сказать, что Куньшань — это Шанхай.
— Ну, туда ходит метро, так что можно считать частью Большого Шанхая, — согласился Линь Чжунцин.
— Так не стоит ли поделиться такой возможностью со студентами других вузов? — Цзинь Ли наконец перешёл к делу.
Линь Чжунцин кивнул:
— Конечно, мы как раз ведем переговоры со Шанхайским вторым политехническим институтом. Многие их студенты готовы пойти работать на завод рабочими.
Нам очень не хватает заводских рабочих. Если студенты Фуданя согласятся, мы будем только рады!
Цзинь Ли онемел. Отправить студентов Фуданя на завод работать разнорабочими — они бы в социальных сетях подняли крик: «Цзинь Ли, вон!»
Это как недавний случай с Чжэцзянским университетом, когда его президента, приехавшего с северо-востока, высмеяли в интернете.
Шанхайский второй политехникум — это один уровень, а Фудань — совсем другой, разве можно их сравнивать?
— Старый Линь, вот что я думаю: наши студенты всё же немного превосходят студентов Второго политехникума.
Я не говорю, что работать на заводе плохо, но, возможно, работа, требующая более высокой квалификации, лучше раскроет потенциал наших студентов.
Мы же шанхайские вузы, должны помогать друг другу!
Не успел Линь Чжунцин ответить, как президент Тунцзиского университета Чэнь Цзе с боку вставил:
— А мы? Нам тоже нужны стажировки.
Цзинь Ли сказал:
— Вот видите, студенты Тунцзи как раз подходят для работы на заводе. Они и бетон мешать умеют отлично, на заводе они справятся лучше, чем студенты Второго политехникума.
А наши студенты больше подходят для более сложной работы.
Чэнь Цзе покосился на Цзинь Ли и не стал вступать в полемику.
Что касается президента Шанхайского второго политехнического института, который оказался на самом дне этой диалоговой пищевой цепочки и не возражал... он просто сидел сзади и не слышал разговора между тремя ведущими вузами Шанхая.
— Я подумаю, — сказал Линь Чжунцин. — Всё-таки Apollo Tech — не государственное предприятие Шанхая.
Мне нужно обсудить это с профессором Линем.
Я должен учитывать реальное положение дел в университете и компании.
Компания сейчас находится на стадии развития, ресурсы ограничены, мы должны обеспечить качество и количество стажировок для наших студентов.
Если мы откроем доступ для других вузов, это может повлиять на возможности наших студентов.
А вот заводские рабочие — тут количество не ограничено, хотите — приходите, но минимум на три месяца.
Если вы согласны, я могу дать ответ прямо сейчас.
На самом деле он не хотел соглашаться и планировал использовать тактику затягивания.
Но неожиданно Чэнь Цзе сказал:
— Тунцзи согласен!
Цзинь Ли обалдел:
— Нет, Старый Чэнь, вы и на это согласны?
Я же не зря смотрю Douyin!
Чэнь Цзе знал, что тот имел в виду, и знал Douyin — Цзинь Ли пересылал ему короткие видео, где насмехались над студентами Тунцзи, мол, университет строительного профиля, рождённые рабочей лошадкой.
— Наш Тунцзи согласен, — подтвердил он.
В конце концов, по его мнению, поработать на заводе — это тоже строчка в резюме. Пусть это и не престижно, но разве работать в China State Construction Engineering — это более престижно?
Кто сказал, что работа на производстве — это плохо?
Хоть что-то, да лучше, чем ничего.
Линь Чжунцин взглянул на него и кивнул:
— Старый Чэнь, договорились.
Цзинь Ли тут же спросил:
— А мы?
Линь Чжунцин настаивал:
— Я вернусь и посоветуюсь.
К тому моменту, как через полгода будут завершены пилотируемый полёт и стыковка в космосе, для студентов Фуданя, желающих устроиться на завод, уже не останется мест.
Стажёры вообще не понадобятся.
Но всё это не мешало Линь Жаню продолжать работу.
Запуск Burn-1 — это только начало.
***
— Э, профессор, присаживайтесь, присаживайтесь.
У меня для вас хорошая новость.
После того как Шанхайские технологические инвестиции вложились в Apollo Tech, Сун Наньпин был переведен из отдела инвестиций на должность генерального директора Apollo Tech, отвечая за текущее управление.
Линь Жань — председатель совета директоров и главный технический директор.
Линь Жаню очень импонировал Сун Наньпин, потому что он был очень педантичен и управлял компанией с исключительным порядком.
Вся структура, кадры и финансы в руках Сун Наньпина были в идеальном состоянии.
Это было крайне необходимо для компании с роевой структурой управления.
Линь Жань считал себя маткой, а Сун Наньпин — это соты, которые поддерживают порядок в рое. По стилю он напоминал его помощника в NASA, Хью Драйдена.
— Старый Сун, что за хорошая новость? — спросил Линь Жань.
— Китайская аэрокосмическая корпорация ответила, они готовы начать проект F-1 и J-1, — сказал Сун Наньпин.
Линь Жань кивнул:
— Это действительно хорошая новость. В таком случае, я буду редко бывать в Шанхае. Производство этих двух двигателей я должен контролировать лично на месте.
Старый Сун, Шанхай остаётся на тебе.
Двигатели — это самое главное.
Особенно воссоздание «Сатурн-5». Да, это воссоздание, у «Сатурн-5» всего 5 двигателей F-1 в параллельной схеме.
Но это всё же «Сатурн-5», тяга на уровне моря одного двигателя составляет целых 1,5 миллиона фунтов, примерно 680,39 тонн.
Представляете, что это значит.
Пять двигателей работают параллельно — если с одним возникнут проблемы, дисбаланс тяги пяти двигателей может привести к катастрофе.
И в Китае при воссоздании есть много технических узлов, где Линь Жаню нужно лично присутствовать.
Так было оговорено заранее. Сун Наньпин кивнул:
— Линь Цзун, я позабочусь о делах здесь.
Линь Жань добавил:
— Я имею в виду и контроль за сроками, и онлайн-совещания.
Сейчас у компании есть деньги на счетах, переводите людей с аутсорсинга в штат, не экономьте на этом.
Хорошо проявивших себя стажёров можно резервировать заранее.
В долгосрочной перспективе мы должны вырасти как минимум до десятков тысяч сотрудников, и уже сейчас нужно отбирать перспективные кадры.
И ты знаешь мои требования.
Сун Наньпин сказал:
— Конечно знаю, исполнительность — превыше всего.
Рой — это именно так.
Линь Жань сказал:
— Тогда я спокоен.
Сун Наньпин продолжил:
— Линь Цзун, осталось ещё одно дело: вас хочет видеть один человек.
Лучше вам подготовиться, мы выезжаем в пять часов, вам нужно будет поужинать с ним.
В пять за вами приедет машина.
Сун Наньпин не спрашивал, поедет ли он. Тон был очень вежливым, но содержание не допускало отказа.
Линь Жань примерно догадался, кто это.
В Шанхае...
Говорят, что власть в Вашингтоне — это вопрос статуса: когда ты теряешь должность, ты идёшь зарабатывать в бизнес, это так называемая «вращающаяся дверь».
Но в Пекине — нет.
В Пекине власть — от человека.
Пока этот человек есть, даже если он не занимает никакой должности, его влияние не сравнится с властью тех, кто на местах.
— Хорошо, я понял, — кивнул Линь Жань.
Сун Наньпин продолжил:
— Линь Цзун, если вы успешно пройдете это собеседование, в будущем у нас будет намного меньше проблем.
Линь Жань усмехнулся:
— Понял, кто-то предложил передать наши методы имитационного моделирования?
Сун Наньпин не решался сказать.
Линь Жань махнул рукой:
— Ладно, я понял, иди работай.
***
Линь Жань был старожилом Шанхая.
Не коренным, но он учился здесь четыре года в университете и знал многие места.
Знаменитую гостиницу «Хэншань» он, конечно, знал, рядом с ней парк Хэншань, а медицинский кампус Фуданьского университета — всего в одном квартале.
Лучшие больницы Шанхая — Хуашань, Хуадун и Чжуншань — тоже рядом.
Но он раньше не знал, что в этом районе есть особняк, который внешне выглядит как часть гостиницы «Хэншань», но имеет отдельный вход.
Создавалось ощущение уединения в центре города.
— Профессор Линь, действительно молодой и талантливый. Я наслышан о вас, я смотрел прямую трансляцию запуска вашей ракеты. За полгода справиться с параллельным соединением нескольких двигателей — это просто невероятно!
Мне очень приятно, я хочу услышать ваш рассказ из первых уст.
Голос собеседника был тихим, но Линь Жань всё равно слышал его волнение.
— С технической точки зрения, это не так сложно — всего семь двигателей.
У Starship Америки целых 33 двигателя Merlin соединены параллельно, а у нас — всего ничего.
Линь Жань был абсолютно спокоен и не проявлял волнения.
В конце концов, он видел и 60-е годы.
Встречая известных людей, он испытывал лишь чувство: «А, так вот ты какой», и на этом всё.
— Ведь резонанс при параллельном соединении нескольких двигателей всегда был большой проблемой.
Когда они докладывали мне, они говорили, что на ракетах V-1 использовали демпфирование для гашения вибраций, а для снижения веса разработали технологию активного демпфирования.
Активное демпфирование — это когда на шатуне, соединяющем двигатели, устанавливается двусторонний короткоходный поршень. С помощью поворотного клапана управляют подачей гидравлической жидкости попеременно на обе стороны поршня. Давление регулируется специальным механизмом, создавая усилие, которое по частоте совпадает с вибрацией двигателя, но противоположно по фазе, что позволяет гасить вибрации.
Говорили, что нам нужно разработать подобную технологию для наших ракет.
Собеседник был очень энергичен, особенно когда касался технических деталей, он легко припоминал доклады, слышанные много лет назад.
Линь Жань кивнул:
— Вы совершенно правы.
Когда несколько двигателей работают параллельно, если у соседнего двигателя частота вибраций совпадает, а фаза та же, эта система демпфирования сама становится источником вибраций для соседнего двигателя.
Чтобы уменьшить это влияние, между двигателями необходимо соблюдать определенное расстояние.
Американцы при разработке «Сатурн-5» использовали схему со смещением двигателей наружу, чтобы увеличить расстояние между ними.
На первой ступени Н-1 также использовалась схема с расширением к низу, чтобы обеспечить достаточное расстояние между внутренними и внешними двигателями, хотя расстояние между соседними двигателями всё равно было небольшим.
Но нам пока не требуется применять активное демпфирование для предотвращения резонанса.
На текущем этапе достаточно конструктивных мер.
Загрузка главы...

Комментарии

Загрузка...