Аэростатный пуск.

Автор Гусев_А, 16.06.2009 16:42:32

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Гусев_А

Когда то давненько эту тему пережевали и выплюнули, как беспочвенный бред. Понятно, просто старт с некоторой высоты, без полноценного стартового комплекса, это бессмысленный геморой. Каркасный дирижопель, чтоб тащить РН на экватор, дороговато, да и старт РН его если не сожгет, то разарвет, как тузик грелку. Да и с экватора предпочтительно запускать РН типа на геостационар, а тут 30-ти тоннами массы ракеты не отделаешся. Все эти и другие то же аргументы конечно верны, но я попытаюсь выложить несколько иную, хоть и не революционную конструкцию, конечно не безгрешную, но возможно с несколько иным балансом плюсов и минусов.

Конструкция шара почти обычная, лишь внутри вертикальный канал на всю высоту. Ракета расположена внизу этого канала. Под ней балка с двумя вертолетными винтами, которые могут тянуть, хоть в верх, хоть вниз. Благодаря им шар сможет быть управляемым не только по высоте, но и при некотором наклоне не плохо перемещаться горизонтально, даже долететь до экватора. А непосредственно перед пуском помочь шару подняться еще немного выше (до придельной высоты работы турбин).
Конечно ракета нужна только с долго хранящимися компанентами. Включение ее ЖРД происходит не сразу в шаре. А в начале с низу в канал, где находится ракета закачивается газ под давлением. Возможно, это отработанный газ от турбины одного из вертолетных винтов, но перед в вводом в канал в нем распыляется жидкий азот, чтоб понизить его температуру до приемлемой для стенок канала.
Происходит выстреливание ракеты из центрального канала. Стенки канала должны выдерживать давление 6-7 атмосфер, что для 3-х метрового в диаметре рукава не вопрос. Сам рукав будет при этом испытывать усилие на растяжение и будет прямой как струна. Ракета при этом выстреле сможет набрать более 100 м/с вертикальной скорости и секунды через 3-4 смело запускать ЖРД.



Шар после этого спускается до судна сопровождения, заправляется топливом на обратную дорогу, или заряжается новой ракетой...

Если сравнивать этот проект с другими видами воздушного старта то видно:

Шар с не сложной выкройкой и схемой распределения натяжений на два порядка проще и дешевле и легче жесткого дирижабля.

Шар гораздо легче сделать большим и даже очень большим, чем дирижабль. Его легче сдувать и надувать, убирать в ангар...

Шаром легче транспортировать ракету на экватор, чем самолетом.

Расстыковка моего шара и ракеты на много проще, чем с самолетом или дирижаблем.

Вертикальная скорость, какую получает ракета про отстреле с моего шара на порядок ценнее, чем та горизонтальная-дозвуковая получаемая с самолета.

Старт с экватора и тем более с высоты (где УИ выше на 6-8%, чем на земле) очень на много выгоднее (на геостационар) чем с наших широт. И "та" ступень, которая могла бы заменить шар обойдется куда дороже эксплуатации многоразового шара. (не зря городят морской старт Зенита).

Я конечно написал далеко не все, что хотел рассказать, мысли есть еще. Конечно не все так радужно, но думаю все таки этот вариант не полная чушь.

Ваши конструктивные замечания. :lol:  :P  :D

Вован

Проблема ждет этот проект: по мере движения ракеты вверх давление за ней будет падать, надо поддавливать газами. Нужна бо-о-о-льшая компрессорная станция. Запас газов тоже нужен. Пусковая установка усложняется. :P
Кенгуру этот способ старта уже предлагал. Ему было проще: он на земле все это строил. :wink:
Байконур надолго - навсегда

Гусев_А

ЦитатаПроблема ждет этот проект: по мере движения ракеты вверх давление за ней будет падать, надо поддавливать газами. Нужна бо-о-о-льшая компрессорная станция. Запас газов тоже нужен. Пусковая установка усложняется. :P
Кенгуру этот способ старта уже предлагал. Ему было проще: он на земле все это строил. :wink:

Я не зря предлагаю использовать для для привода вертолетных винтов турбины. И при том связанные механически турбины. И не зря предлагал подниматься только до высоты пока турбины способны работать. Мы можем для заполнения канала использовать выхлоп одной из турбин, а вторая турбина помогает первой удержать необходимые обороты, чтоб на первой давление было достаточное, даже на предельной высоте. А чтоб раскаленными выхлопами не уничтожило стенки и ракету, перед впуском в канал в струе распыляется жидкий азот или гелий, не так уж много его будет нужно. Я думаю этого достаточно, чтобы быстро наполнить весь канал на всю длину, с нужным давлением.

Saul

"Большой пончик".
 Давненько, студентами, в колхозе, запихали картошку и буряк в выхлопную грузовиков - весёлый "Бах".
 А вот вариант на приз (фото наверняка не соответствует)
http://www.newsland.ru/News/Detail/id/374669/
Личн. изобр. ректификация и др. http://inventions.at.ua/publ/

Вован

Покажите расчетом - какая из существующих вертолетных турбин в течение нескольких секунд создаст и поддержит 6-7 атм в трубе диаметром 3 метра и длиной..?
Байконур надолго - навсегда

Assama

Подымать ракету на аэростате - это нужен аграменный аэростат.
Можно проще. На аэростате подвешиваем блок (в смысле колесико с жолобом), перекидываем через него трос один конец которого цепяем к ракете, а второй к скоростной лебедке прочно прикрученной к Земле. Грузоподъемность аэростата равна весу троса, а это раз в 100...1000 меньше веса ракеты. Аэростат сделан так, что в случае перегруза он легким движением руки превращается в парашют. Врубаем лебедку аэростат-парашют начинает падать со скоростью 5-10 м/с, а ракета поднимается со скоростью 100-200 м/с. Если вначале аэростат находился на высоте 25 км то ракета по тросику подымется на высоту более 20 км и к тому же уже будет иметь некоторую скорость позволяющую ей подскочить еще на 1-2 км.

Гусев_А

ЦитатаПодымать ракету на аэростате - это нужен аграменный аэростат.
Можно проще. На аэростате подвешиваем блок (в смысле колесико с жолобом), перекидываем через него трос один конец которого цепяем к ракете, а второй к скоростной лебедке прочно прикрученной к Земле. Грузоподъемность аэростата равна весу троса, а это раз в 100...1000 меньше веса ракеты. Аэростат сделан так, что в случае перегруза он легким движением руки превращается в парашют. Врубаем лебедку аэростат-парашют начинает падать со скоростью 5-10 м/с, а ракета поднимается со скоростью 100-200 м/с. Если вначале аэростат находился на высоте 25 км то ракета по тросику подымется на высоту более 20 км и к тому же уже будет иметь некоторую скорость позволяющую ей подскочить еще на 1-2 км.

Чесал я как то давно затылок на эту тему, но чисто в вашем варианте хорошего ни чего не получится:
1) Аэростат должен быть управляемым, и встать должен на нужное место.
2) Масса троса способного разгонять ракету с ускорением не позволит вашему аэростату подняться и на 8 километров = 16км троса. А если ракета 100 тонн и разгоняется с ускорением 3G, то трос даже с запасом прочности 1/2 должен выдерживать 600 тонн, тут даже супер-пупер технологичный трос будет в два раза тяжелее ракеты.
3) С наших широт можно запускать и без этих всяких прибамбахов, а тащить все это на кораблях, и разворачивать этот гимарой на экваторе, так легче с того корабля и стрелить. Сильно большего проигрыша не будет.

Гусев_А

Цитата"Большой пончик".
 Давненько, студентами, в колхозе, запихали картошку и буряк в выхлопную грузовиков - весёлый "Бах".
 А вот вариант на приз (фото наверняка не соответствует)
http://www.newsland.ru/News/Detail/id/374669/

Наверно создатели МБР то же в колхозе были, раз придумали, что ракета вначале выстреливает из пенала, а затем запускает ЖРД. (минометным способом)

Гусев_А

ЦитатаПокажите расчетом - какая из существующих вертолетных турбин в течение нескольких секунд создаст и поддержит 6-7 атм в трубе диаметром 3 метра и длиной..?

На поверхности земли почти любая, особенно самолетная, А на высоте в 12-15 км. чесно скажу не знаю, да и что то подходящее с разбегу найти пока не смог.

Вован

Цитата
ЦитатаПокажите расчетом - какая из существующих вертолетных турбин в течение нескольких секунд создаст и поддержит 6-7 атм в трубе диаметром 3 метра и длиной..?

На поверхности земли почти любая, особенно самолетная, А на высоте в 12-15 км. чесно скажу не знаю, да и что то подходящее с разбегу найти пока не смог.

Вы расчет сделайте. :P
Байконур надолго - навсегда

Гусев_А

Расчетов пока никаких не дам, но попытаюсь логически порассуждать. Готовый вертолетный ТРД наверно не найти, несколько другая специфика.

Наверно лучше два ТРД посадить на один вал, и в режиме работы на вертолетный винт они работают вместе. А в режиме компрессора, один из ТРД по прежнему всю свою энергию тратит на вращение общего вала, при этом отбор мощности на винт снимают. А второй ТРД начинает работать на нагнетание давления в канал. При этом его компрессор работает по прежнему, а отбор мощности на турбине практически снимается, а раскрутку обеспечивает другой ТРД.

Конечно вертолет -- не самолет и в воздухозаборник практически нет набегающего потока, но даже при этом давление в камере сгорание не хилое (турбина на холяву сама крутиться не будет, да еще и работать) И этого давления конечно хватит для закачки канала и 7-ми атмосферами, и 10-ти, и более. Правда с увеличением высоты эффективность ТРД без набегающего потока воздуха сильно падает, вот и прийдется выбирать компромис -- золотую середину между высотой и возможностью создать большое давление.

Assama

ЦитатаЧесал я как то давно затылок на эту тему, но чисто в вашем варианте хорошего ни чего не получится:
1) Аэростат должен быть управляемым, и встать должен на нужное место.
2) Масса троса способного разгонять ракету с ускорением не позволит вашему аэростату подняться и на 8 километров = 16км троса. А если ракета 100 тонн и разгоняется с ускорением 3G, то трос даже с запасом прочности 1/2 должен выдерживать 600 тонн, тут даже супер-пупер технологичный трос будет в два раза тяжелее ракеты.
3) С наших широт можно запускать и без этих всяких прибамбахов, а тащить все это на кораблях, и разворачивать этот гимарой на экваторе, так легче с того корабля и стрелить. Сильно большего проигрыша не будет.

Да с просоня забыл длину перевести с километров в метры.  :oops:
Так что трос будет весить как ракета, в случае использования нанотрубок раз в 10 меньше. Выигрыш нулевой.
На счет управляемости аэростата, то зачем, он же привязанный.
3G не нужно - задача поднять повыше, чтоб уменьшить аэродинамические потери, как и в заглавной идее. Правда эти потери для ракет порядка десятков м/сек, то особого выиграша от аэростатоного пуска нет, это борьба даже не за проценты, а за их доли.

Гусев_А

ЦитатаДа с просоня забыл длину перевести с километров в метры.  :oops:
Так что трос будет весить как ракета, в случае использования нанотрубок раз в 10 меньше. Выигрыш нулевой.
На счет управляемости аэростата, то зачем, он же привязанный.
3G не нужно - задача поднять повыше, чтоб уменьшить аэродинамические потери, как и в заглавной идее. Правда эти потери для ракет порядка десятков м/сек, то особого выиграша от аэростатоного пуска нет, это борьба даже не за проценты, а за их доли.

Ценность подъема на высоту конечно есть, но она не на столько велика, она состоит из:
1) Разности длины подъема траектории.
2) Уменьшения аэродинамических потерь, при старте в более разряженной атмосфере.
3) Большего УИ сразу с начала старта.

Ценность горизонтальной скорости на высотах до 15 километров вообще сомнительна:
1) Возрастают аэродинамические потери.
2) Удлиняется время и путь прохождения атмосферы.
3) Траектория получается кривой (несколько маневров по тангажу) притом энергетически не дополняющих друг друга.

Ценность начальной вертикальной скорости наиболее велика:
1) Даже жалкие 100 м/с на старте РН достигает (при тяговооруженности 1,5) за 20 секунд работы ЖРД (например для Зенита, это 48 тонн сожженного топлива).
2) Можно позволить РН еще с более низкой тяговооруженностью.

Ценность старта с экватора при выводе спутника на геостационар я думаю не кому доказывать не нужно.

Evgeniy

ЦитатаЦенность горизонтальной скорости на высотах до 15 километров вообще сомнительна:
1) Возрастают аэродинамические потери.
А если  бросать не с 15, а скажем с 25-30?
Цитата2) Удлиняется время и путь прохождения атмосферы.
Если этот путь проходит носитель с авиадвигателем, обладающим существенно большим УИ, то пускай себе удлинняется. Лично мне не жалко.  :roll:
Цитата3) Траектория получается кривой (несколько маневров по тангажу) притом энергетически не дополняющих друг друга.
А если попробовать бросать ракету с углами наклона траектории, близким к оптимальному?

ЦитатаЦенность начальной вертикальной скорости наиболее велика:
1) Даже жалкие 100 м/с на старте РН достигает (при тяговооруженности 1,5) за 20 секунд работы ЖРД (например для Зенита, это 48 тонн сожженного топлива).
Как от направления вектора начальной скорости зависит выйгрыш в ХС?
"Человек полетит, опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума" Н.Е.Жуковский

Гусев_А

Цитата
ЦитатаЦенность горизонтальной скорости на высотах до 15 километров вообще сомнительна:
1) Возрастают аэродинамические потери.
А если  бросать не с 15, а скажем с 25-30?

Я только ЗА, но для этого нужно создать соответствующий самолет, и при том сверхзвуковой, а лучше гиперзвуковой. Я сам являюсь сторонником АКС, но схема которая мне нравится чуть-чуть иная.

 
Цитата
Цитата2) Удлиняется время и путь прохождения атмосферы.
Если этот путь проходит носитель с авиадвигателем, обладающим существенно большим УИ, то пускай себе удлинняется. Лично мне не жалко.  :roll:

НАГРЕВ -- вот проблема, и с ней придется бороться. Да и ВРД на большой высоте не работают, а длительный полет на ЖРД с постепенным набором высоты явно не выгодный.

Цитата
Цитата3) Траектория получается кривой (несколько маневров по тангажу) притом энергетически не дополняющих друг друга.
А если попробовать бросать ракету с углами наклона траектории, близким к оптимальному?

Чтоб на желаемой высоте и скорости выйти на желаемый угол траектории нужно еметь не малую тяговооруженность, больше чем обычно у самолета.

Цитата
ЦитатаЦенность начальной вертикальной скорости наиболее велика:
1) Даже жалкие 100 м/с на старте РН достигает (при тяговооруженности 1,5) за 20 секунд работы ЖРД (например для Зенита, это 48 тонн сожженного топлива).
Как от направления вектора начальной скорости зависит выйгрыш в ХС?

Потом подчитаю -- скажу.

Evgeniy

Цитата
Цитата
Цитата3) Траектория получается кривой (несколько маневров по тангажу) притом энергетически не дополняющих друг друга.
А если попробовать бросать ракету с углами наклона траектории, близким к оптимальному?

Чтоб на желаемой высоте и скорости выйти на желаемый угол траектории нужно еметь не малую тяговооруженность, больше чем обычно у самолета.
Ну одной тяговооруженности не достаточно. Нужно еще иметь достаточный запас нормальной перегрузки, которая должна обеспечиваться низкой удельной нагрузкой на крыло и запасом эффективности органов управления по тангажу с запасом угла их отклоения.
А тяговооруженность для ПВРД дело поправимое. Есть пути по которым ее можно увеличить. Например впрыснуть немного воды перед входом в двигатель.
И то при достаточном запасе перегрузки и скорость особо потерять не удастся на маневре.
"Человек полетит, опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума" Н.Е.Жуковский

avmich

Интересно было бы попробовать запустить небольшой аппарат в попытке выйти на орбиту в одну ступень с высотного шара.

Параметры примерно такие - высота запуска 25 км, стартовая масса 50 кг, УИ 300 с, ПН = 0 (отработка технологий).

Гусев_А

ЦитатаИнтересно было бы попробовать запустить небольшой аппарат в попытке выйти на орбиту в одну ступень с высотного шара.

Параметры примерно такие - высота запуска 25 км, стартовая масса 50 кг, УИ 300 с, ПН = 0 (отработка технологий).

Далеко не дотянет.

Sonic

http://www.arcaspace.ro/en/stabilo.htm
 Пройдено два стратосферных теста, двигло пока еще не пускали.

Alex GU

05.01.2016 22:45:12 #19 Последнее редактирование: 05.01.2016 23:24:10 от Alex GU
Да !

Было дело :