Asparagus staging/ru

Все двигатели используют сперва топливо "S4", затем - топливо "S3" и так далее.

Спаржеподобное (англ. "Asparagus") Отделение Ступеней - это метод конструирования более эффективных ракет. Шаблонный летательный аппарат "Kerbal X" демонстрирует такой способ.

Функционирование

Последовательность работы ступеней в "Kerbal X".

Идея состоит в создании ракеты со множеством параллельных ЖРД с топливными баками над ними. Все двигатели включаются одновременно. Прием, однако, состоит в том, что каждый ракетный двигатель не расходует топливо своего собственного бака, а все они получают свое топливо от наиболее удаленных от центра баков. После израсходования своего топлива, наиболее удаленные баки со своими двигателями отделяются, и следующий топливный бак, который все еще абсолютно полон, вступает в работу. Результат состоит в том, что ракета всегда летит с минимальным числом баков, требуемых для транспортировки топлива, которое у нее имеется, также постоянно использует все двигатели, которые имеются у нее на борту.
Этот вариант может быть реализован с использованием топливных линий, которые соединяют ступени в порядке их отделения. При этом используется факт, что двигатели всегда будут брать топливо от самого удаленного доступного топливного бака.
Основное вариант использования пакетного отделения ступеней - для подъема тяжелых полезных нагрузок, главным образом в форме топлива, чтобы выйти на орбиту в целях миссий полета к Муну и далее. Это также может эффективно использоваться в целях запуска Космической станции.

Недостатки

Вид аппарата, сильно использующего пакетное отделение ступеней, сверху.

Самый большой недостаток этого метода - сложность его реализации. Обычные режимы симметрии могут использоваться только частично. Один способ, состоящий в том, чтобы лишь зеркально отразить каждую отдельную ступень, и позволяющий использовать симметрию целиком для сборки. Единственный недостаток в том, что в этом случае двигатели располагаются не всегда на одной и той же высоте, что может вызвать вращающий момент. Другой способ, состоит в создании всего, кроме топливных линий, с использованием режима симметрии, но тогда каждая топливная линия должна быть размещена вручную.
С более крупными полезными нагрузками может потребоваться больше слоев топливных стеков и распорки, создавая техническую сложность из-за высокого количества деталей. Несмотря на то, что в ракете без пакетного отделения ступеней присутствует большее количество деталей из-за ее неэффективности. Количество деталей можно уменьшить, установив модификации деталей ракет, которые включают в себя топливные баки и двигатели больших размеров, позволяя достигать такой же производительности при меньшем количестве деталей, большей устойчивости и лучшей формой.
Другой недостаток состоит в том, что ракеты, использующие такую конструкцию, являются нереалистичными, потому что в настоящем мире непрактично или невозможно перемещать топливо настолько быстро, насколько необходимо. Также такая конструкция может выглядеть не эстетично, особенно при многократных слоях, потому что в этом случае - используется множество связанных вместе маленьких ракет.
Ракета имеет тенденцию начинать вращаться по крену при использовании такого способа отделения ступеней, что может привести к потере управления аппаратом. Она также теряет тягу при каждом отделении ступени, но только меньшую массу, по сравнению с другими способами отделения ступеней. Это может вызвать серьезное уменьшение скорости, уменьшающее эффективность.

Аэродинамическое Сопротивление

Поскольку ракеты с пакетным отделением ступеней будут шире, чем обычные подобные вертикальные в настоящем мире, то аэродинамическое сопротивление будет выше. Но поскольку аэродинамическое сопротивление зависит от массы, вместо площади поперечного сечения, то при использовании пакетного отделения ступеней недостатки отсутствуют, при сравнении с сопротивлением при других вариантах.
Несмотря на то, что это могло бы измениться в будущем — разработчики уже объявили, что аэродинамическая модель в будущих версиях будет сделана более реалистичной — это будет скорее всего небольшой проблемой, поскольку преимущества перевешивают недостатки. Но наиболее вероятно, что сделают ее намного более сложной для создания аэродинамических аппаратов, которые чрезмерно злоупотребляют этим способом.

Применение в Настоящем Мире

В настоящее время, этот вариант используется только в Космической Программе Кербала. В настоящем мире будет один аппарат, "Falcon Heavy" в 2014/2015 г.г., который использует этот вариант отделения ступеней, несмотря на то, что в нем только один уровень. Проблема с пакетным отделением ступеней состоит в том, что передача топлива к двигателю уже сложнее. С дополнительными насосами, передающими топливо между баками, ракета становится более сложной, что может уменьшить надежность. Другая, очень важная причина - это падение давления, которое происходит из-за дополнительной передачи по топливопроводу и дополнительных клапанов. Это может привести к дополнительным топливным насосам, которые негативно влияют на эффективность пакетного отделения ступеней.

В 1947 г. Михаил Клавдиевич Тихонравов разработал такой вариант разделения ступеней с названием "ракетные пакеты". Это привело к разработке "Р-7" Семерка. Дальнейшим развитием этой ракеты стало Семейство ракет-носителей "Р-7". Но все эти ракеты никогда не использовали оригинальные "ракетные пакеты"/спаржеподобное отделение ступеней.

Название

Применение термина "спаржеподобное" (англ. "asparagus") к варианту отделения ступеней ракет введено Космической Программой Кербала и не является инициативой игроков. "Asparagus-Stalk Booster" был описан аэрокосмическим инженером Эдом Кейт (англ. "Ed Keith") на странице 144 в книге Тома Логсдона (англ. "Tom Logsdon") "Орбитальная Механика: Теория и Применение" (англ. "Orbital Mechanics: Theory and Applications") в 1997 г..