Собственно выросло из ветки о суборбитальном Клиппере.
Мысль следующая - есть некоторый спрос на БЫСТРУЮ межконтинентальную транспортировку относительно легких грузов - там, органы для трансплантации, срочная почта, VIP-пассажиры. Все что до сего момента существовало - это Конкорд, летающий примерно на 2М.
Есть следующая идея. Делаем суборбитальный самолет, расчитаный на взлет с обычной ВПП, экстремально аэродинамичный (скажем, плоский эллипсоид оживальной формы с убираемыми 'назад' в корпус ПГО и основными плоскостями). Самолет содержит два комплекта двигателей - ТРД для горизонтального полета на 0.8М и ЖРД для суборбитального прыжка. ЖРД обычные классические кислород-керосиновые.
Взлет производится на ЖРД, вектор тяги которых выставлен паралельно ВПП. Скорость отрыва - порядка 500 км/ч, но в силу высокой тяговооруженности используется достаточно короткая полоса - скажем, с тяговооруженностью 1.5 ускорение будет 15 м/с, и 150 м/с скорости набираются за 10 секунд разгона или же 750 метров пробега ;-).
После взлета самолет выходит из зоны 'коробочки' аэропорта и 'дает по газам', уходя на суборбитальную траекторию. По мере разгона он убирает крылья и стабилизаторы в корпус, остается 'чистая РН'. После 5-10 минут разгона примерно до 3 км/c полегчавший втрое самолет летит куда-то в направлении Канарских островов. Через 200 секунд (500 км горизонтального полета) самолет активирует рулевые щитки и делает 'отскок блинчиком', теряя на нем 500 м/с и делает второй прыжок, на 400 км. Потом еще один, на 300... и еще... пропрыгав таким образом порядка 2-3 тыс. км, он окончательно сваливается в атмосферу, выпускает крылья, запускает ТРД и еще 200-300 км летит уже как обычный самолет, снижаясь к аэропорту. Как вариант можно сразу выбрать такую траекторию полета, на которой можно удержаться на высоте 50-80 км чисто на аэродинамике и на нее как раз и выйти.
По всей видимости, тут не будет особых проблем с ТЗП, поскольку нагрев корпуса не превысит 700-800 градусов - можно использовать жаропрочные стали или углерод-углерод практически неограничено.
Итого допуская стоимость такого пепелаца в миллиард $$, условную грузоподьемность в 50 тонн (при сухом весе 100 и взлетном - 400 тонн), пассажировместимость - в 100 человек и ресурс в 300 полетов, получаем аммортизационную стоимость койкоместа в 300 баксов. Допустим, еще столько же уйдет на обслуживание и еще столько же - на летную инфраструктуру. Итого получаем себестоимость одного летного места 'Москва-Владивосток ультраэкспресс' - порядка 1000 $$. С прибылью - 1500$$. Как мы посчитали - время в полете порядка 40-50 минут, прибытие - в стандартный аэропорт.
ЦитироватьИтого допуская стоимость такого пепелаца в миллиард $$, условную грузоподьемность в 50 тонн (при сухом весе 100 и взлетном - 400 тонн), пассажировместимость - в 100 человек и ресурс в 300 полетов, получаем аммортизационную стоимость койкоместа в 300 баксов. Допустим, еще столько же уйдет на обслуживание и еще столько же - на летную инфраструктуру. Итого получаем себестоимость одного летного места 'Москва-Владивосток ультраэкспресс' - порядка 1000 $$. С прибылью - 1500$$. Как мы посчитали - время в полете порядка 40-50 минут, прибытие - в стандартный аэропорт.
3.000.000.000
Что-то с расчётами тут не то, мне кажется :) . 5-10 минут ускорения, 1,5 стартовая тяговооружённость и потеря массы втрое не стыкуются с современным УИ. Понадобится гораздо больше.
Давай более подробные расчёты.
Если, допустим, УИ у нас 3000 м/с - это неплохой УИ в атмосфере для керосин-кислородных ЖРД - то при стартовой массе 400 тонн (это Мрия по массе) и "сухой" массе 100 тонн ХС получается примерно 4 - 4,5 км/с.
При тяге в 600 тс и УИ 3000 м/с расход топлива - 2 тонны в секунду. 300 тонн уйдут за 150 секунд - это 2,5 минуты, а не 5 и не 10. В конце разгона ускорение - 6 же... надо бы не больше 3.
Гравитационные потери и аэродинамические. В итоге, думаю, больше 3,5 км/с полная скорость не будет.
В вакууме под 45 градусов 3,5 км/с - это примерно 500 секунд полёта, 1250 км расстояния. Насчёт блинчиков - надо отдельно считать.
Ещё осложнит жизнь массовое совершенство. 100 тонн - это и ПН, и конструкция корпуса, ЖРД на 600 тонн (4 НК-33 весят 4 тонны), ТРД (для подлёта, как я понимаю?), баки (для 300 тонн топлива - 20 тонн, вряд ли меньше), шасси, крылья (с раскладным механизмом).
Будем считать, цена топлива несущественна - при такой скорости билеты будут подороже, видимо.
ТЗП... При входе в атмосферу на 3,5 км/с нагрев уже существенен. T = Tвозд + v^2/2010 (Т в кельвинах, v в м/с), соответственно, T выше температуры воздуха на 6094 К. Такого, конечно, не будет - торможение наступит существенно раньше плотных слоёв; но я бы на отсутствие ТЗП при 3,5 км/с не полагался.
В случае, кстати, суборбитального Клипера максимальная скорость - чуть больше 1000 м/с, на 50 км высоты. Нагрев существенно ниже...
На сверхзвуковую скорость над территорией большинства стран выходить запрещено. Значит некоторое время придется отлетать от аэродрома.
А на сверхзвуке оно будет уже на высоте 30+ километров ;-). Потом, тяговооруженность можно уменьшать просто отключая двигатели.
Касательно блинчиков - есть мнение (с) что постоянный планирующий полет будет таки повыгоднее. Т.е. иметь меньше вертикальной составляющей и больше горизонтальной. Меньше зарываемся в плотные слои -> ниже нагрев. Но это надо считать.
Интересно, ни у кого нету диплома или курсовой на тему 'ракетный транспорт'? ;-)
Массовое совершенство 1:3 для керосиновой ракеты опять же более чем достижимо, IMHO. Даже в сугубо многоразовом варианте. У X-33 было 6 в ВОДОРОДНОМ.
Далее, по деньгам. 3 миллиарда. Делим на 300 рейсов -> 10 миллионов рейс. Делим на 100 человек -> 100 килобаксов место или полтонны груза. Да, немного ступил ;-).
Ну, значит надо уменьшать удельную стоимость или делать серию ;-).
Вообще, 100 килобаксов - это современная цена суборбитального полета. Но тут мы летаем выше, и еще и с точки на точку. Кстати, по моему есть какой-то приз и за такое - т.е. суборбитальный перелет с континента на континент.
hcube Зенгер затем и придумал "ныряние", чтобы меньше нагревался аппарат. :)
В этом "нырянии" весь фокус такой затеи - аппарат раньше приобретает вертикальную скорость, чем успевает прогреться теплозащита. На баллистическом участке он остывает и снова ныряет.
Длинный планирующий полёт - Для Теплозащиты Хуже Не Бывает. :)
ЦитироватьИтого допуская стоимость такого пепелаца в миллиард $$, условную грузоподьемность в 50 тонн (при сухом весе 100 и взлетном - 400 тонн), пассажировместимость - в 100 человек и ресурс в 300 полетов,
Допустим, еще столько же уйдет на обслуживание и еще столько же - на летную инфраструктуру.
Откуда 1 миллиард ?
Стоимость "космического железа" в России - примерно 1000 - 1500 долл/кг. Сухой вес - 100 т = 100 - 150 миллионов. И еще немного на проэкт.
на летную инфраструктуру - существующий аеродром + резервуар для жидкого кислорода с ближайшего химзавода. Ну, несколько миллионов.
на обслуживание - трудно сказать. Зависит от того, насколько хорошо спроектирован аппарат. По накоплении опыта будет уменьшаться.
Это вполне возможная схема перевозок, если рассматривать двухступенчатый вариант. :)
Разгонный блок - самолётного типа, вырабатывает около 1/2-2/3 топлива и разделяется с основным примерно на высоте разделения современных РН - 40-50 км.
Остальной путь проделывает только вторая ступень, несущая топливо на доразгон после "нырков".
Разумеется, на аэродроме посадки должна быть тоже ступень-разгонник, но там, например, должны быть ангары со средствами обслуживания - в случае моноступени, почему бы там не предусмотреть ещё и свой разгонник? :)
Прошу уточнить, одноразового или многоразового железа? ;-)
Грубо говоря, по сложность машина будет примерно соответствовать Клиперу, а у того заявленная стоимость - 150 мегабаксов, да? При весе 8 тонн. Тут вес - 100 тонн. По моему, как ни крути - миллиард получается.
Интересно, какие есть ПН стОящие 100 килобаксов за тоннй при переброске аэродром-аэродром на 5000 км?
Касательно импульсной нагрузки - ой не знаю... ой сомневаюсь... ну, да, с одной стороны в плюс играет теплоемкость. С другой - нагрев-то тоже значительно выше - это надо 'провалиться', поменять вектор вертикальной скорости и подпрыгнуть обратно...
Да, до кучи я недоговорил следующее - если в грузовой отсек такому суборбитальнику воткнуть 2-ю ступень Зенита, то она выведет тонн 20 на LEO ;-). Если принять стоимость рейса за 10 мегабаксов - то вторая ступень добавит еще 10, и полученные 20 (причем с любого аэродрома, в том числе экваториального!) будут очень симпатичной цифрой ;-).
Цитировать1. Прошу уточнить, одноразового или многоразового железа? ;-)
2. Грубо говоря, по сложность машина будет примерно соответствовать Клиперу, а у того заявленная стоимость - 150 мегабаксов, да? При весе 8 тонн. Тут вес - 100 тонн. По моему, как ни крути - миллиард получается.
3. Интересно, какие есть ПН стОящие 100 килобаксов за тоннй при переброске аэродром-аэродром на 5000 км?
4. если в грузовой отсек такому суборбитальнику воткнуть 2-ю ступень Зенита, то она выведет тонн 20 на LEO ;-). Если принять стоимость рейса за 10 мегабаксов - то вторая ступень добавит еще 10, и полученные 20 (причем с любого аэродрома, в том числе экваториального!) будут очень симпатичной цифрой ;-).
1. ИМХО разница не в железе, а в НИОКТР, предшествующие создание конкретнего железа.
В Вашем случае ( макс. скорость 4 - 5 км/с) надеюсь, много нового открывать не надо.
2. "у Клипера заявленная стоимость - 150 мегабаксов" Скажите это Авмичу ! :D
А кто заявил ??? ИМХО здесь в основном расходы на НИОКТР.
3. НОВЫЙ РУССКИЙ, ЖЕЛАЮЩИЙ БЫТЬ КРУТЫМ !!! :D :D :D
4. Вот это да! В 3 раза дешевле, чем на Протоне.
4 - в два без малого. Стоимость по которой Протоны ILS уходят - 35 мегабаксов. Пальму среди одноразовых ракет держит Союз - 3.5 мегабакса за 7.5 тонн, 500 баксов за кг ;-).
ЦитироватьРазгонный блок - самолётного типа, вырабатывает около 1/2-2/3 топлива и разделяется с основным примерно на высоте разделения современных РН - 40-50 км.
Остальной путь проделывает только вторая ступень, несущая топливо на доразгон после "нырков".
Ворон, я тебя ща закопаю одним простым вопросом - куда и с какой скоростью летит по твоему после разделения разгонник? ;-)
Вобще, умасштабировать 'вниз' IMHO можно примерно до 10 тонн веса пустого и 10 человек - т.е. примерно тот самый 'Клиппер верхом на ДМ-С' ;-). Но НИОКР меньше 500 мегабаксов не будет ;-).
Интересная тема. Как-то я пытался прикинуть яхту лично для себя :) Экипаж 3 -4 человека, компоновка вертикальная. Сверху капсула желательно попросторней "Союз"овской (надеялся обеспечить спасение на любом участке полета, под себя же делал :) ). Под капсулой что-то вроде первой ступени Н-1 (по виду, и совсем чуть-чуть по компоновке). Для взлета вблизи городов хотел использовать ВРД (присматривался к движкам МИГ-29, хотя с ними около офиса тоже не припаркуешься). Кое-что прикидывал и считал... гонял программы Ratman а... Но увы – дальность больно хреновая... из Москвы даже до Праги не дотягивает без рикошетирования... не то что до Испании :(
Кстати, при рикошетировании получалась уж очень большая перегрузка... за 8 :( Нее... для себя же делал... мне такое не надо ! (а если много раз рикошетить, да аэродинамикой дотянуть пытаться – то время полета увеличивается, причем очень сильно... проще тогда на самолете). И даже когда перешел на водород – все равно.. увы и ах.. не хватает массового совершенства. Если две ступени – то теряется смысл яхты, а если ЯРД, то теряется и здравый смысл. Но увы – остается ждать ТЯРД или вообще терлямпампаацию... стер я папку "Яхта" на рабочем столе, поэтому даже массы не скажу теперь, какие у меня получались. Получилось, в общем, что не возможно.
ЦитироватьЦитироватьРазгонный блок - самолётного типа, вырабатывает около 1/2-2/3 топлива и разделяется с основным примерно на высоте разделения современных РН - 40-50 км.
Остальной путь проделывает только вторая ступень, несущая топливо на доразгон после "нырков".
Ворон, я тебя ща закопаю одним простым вопросом - куда и с какой скоростью летит по твоему после разделения разгонник? ;-)
Вобще, умасштабировать 'вниз' IMHO можно примерно до 10 тонн веса пустого и 10 человек - т.е. примерно тот самый 'Клиппер верхом на ДМ-С' ;-). Но НИОКР меньше 500 мегабаксов не будет ;-).
Неа, не закопаешь. ;)
Первая ступень Союза улетает до разделения километров на 100 (скорее на 50) и километров на 50 в высоту. Расходует 2/3 топлива.
Вопросы Ё???? ;) Скорость при разделении - около 1800 м/с - хватит с потерями на плавный разворот обратно? ;)
ЦитироватьИнтересная тема. Как-то я пытался прикинуть яхту лично для себя :) Экипаж 3 -4 человека, компоновка вертикальная. Сверху капсула желательно попросторней "Союз"овской (надеялся обеспечить спасение на любом участке полета, под себя же делал :) ). Под капсулой что-то вроде первой ступени Н-1 (по виду, и совсем чуть-чуть по компоновке). Для взлета вблизи городов хотел использовать ВРД (присматривался к движкам МИГ-29, хотя с ними около офиса тоже не припаркуешься). Кое-что прикидывал и считал... гонял программы Ratman а... Но увы – дальность больно хреновая... из Москвы даже до Праги не дотягивает без рикошетирования... не то что до Испании :(
Кстати, при рикошетировании получалась уж очень большая перегрузка... за 8 :( Нее... для себя же делал... мне такое не надо ! (а если много раз рикошетить, да аэродинамикой дотянуть пытаться – то время полета увеличивается, причем очень сильно... проще тогда на самолете). И даже когда перешел на водород – все равно.. увы и ах.. не хватает массового совершенства. Если две ступени – то теряется смысл яхты, а если ЯРД, то теряется и здравый смысл. Но увы – остается ждать ТЯРД или вообще терлямпампаацию... стер я папку "Яхта" на рабочем столе, поэтому даже массы не скажу теперь, какие у меня получались. Получилось, в общем, что не возможно.
А что перегрузка никак не зависела от качества и режима полёта? :)
Что касается двух ступеней - да это не "яхта", полностью автономная. На аэродроме посадки нужен ещё один буксир, ну и что?
Минимально нужен сам аэродром и службы по обслуживанию "яхты".
Можно и разгонный блок предусмотреть.
Ну во-первых, я бы отмасштабировал идейку вниз на порядок-полтора
А во-вторых, для начала честно бы себе ответил: зачем это надо, особенно в век глобальных информационных сетей?
Ну, не все можно перегнать по Интернету. Опять же, имея базы на Диего-Гарсия и в Узбекистане... ну все помнят, подо что разрабатывался Зенгером такой проект, да? ;-).
На мой взгляд, есть ЕЩЕ вариант. Он правда усложняет конструкцию и удорожает... зато перегрузки минимальные и радиус действия сильно растет.
Комбинировать водородные ЖРД типа аэроспайка, водородные же ТРД и скрамджет, сиречь ГПВРД. Тогда на старте работают ТРД+ЖРД, по наборе 6М - включается ГПВРД, а на долете сначала планируем, а потом садимся на ТРД. Полет весь в атмосфере, но очень высоко - на 50+ км.
ЦитироватьНу, не все можно перегнать по Интернету. Опять же, имея базы на Диего-Гарсия и в Узбекистане... ну все помнят, подо что разрабатывался Зенгером такой проект, да? ;-).
На мой взгляд, есть ЕЩЕ вариант. Он правда усложняет конструкцию и удорожает... зато перегрузки минимальные и радиус действия сильно растет.
Комбинировать водородные ЖРД типа аэроспайка, водородные же ТРД и скрамджет, сиречь ГПВРД. Тогда на старте работают ТРД+ЖРД, по наборе 6М - включается ГПВРД, а на долете сначала планируем, а потом садимся на ТРД. Полет весь в атмосфере, но очень высоко - на 50+ км.
Как я понимаю, может ошибаюсь идея реализации самолёта Зенгера в том, что он "почти ракета" - и на участке последовательного "ныряния" он практически пустой, но имеет большой объём.
Это позволяет иметь большое качество при минимальной теплозащите - велика площадь поверхности. За время входа в плотную атмосферу самолёт Зенгера не успевал бы разогреться и выныривал.
А вот при длительном планирующем полёте - чем выше качество, тем хуже в общем и целом.
И 50 км не "высоко" - более 80 это "высоко", но там нельзя планировать уже.
Длительный разгон с ВРД тоже не здорово - мы должны лететь при достаточном количестве воздуха попадающего в воздухозаборник, значит при большом скоростном напоре.
ВРД надо иметь здоровенный и разгоняться тоже быстро, а это большая масса двигателя, если это ТРД.
Вообще, наиболее реальным представляется "собственно Зенгеровский" проект - здоровенный, тонн 300 стартовой массы ракетный самолёт, с массой конструкции процентов 10, и ПН 2%.
Будем иметь 6 тонн ПН - пару десятков пассажиров.
Возможно, ещё стоит использовать для дополнительной маневренности и улучшения удельного импульса ПВРД в какой-то модификации - ПВРД, СПВРД, ГПВРД или их сочетание.
ЦитироватьВопросы Ё???? ;) Скорость при разделении - около 1800 м/с - хватит с потерями на плавный разворот обратно? ;)
Ё!!! Кому на голову она падать будет?
ИМХО, вы не правильно подходите к задаче...
Билет всяко дороже экономкласса => надо ориентироваться на индивидуальных заказчиков.
Т.е. вместимость 4-10 человек, полёты - откуда угодно куда угодно.
ЦитироватьЦитироватьВопросы Ё???? ;) Скорость при разделении - около 1800 м/с - хватит с потерями на плавный разворот обратно? ;)
Ё!!! Кому на голову она падать будет?
ИМХО, вы не правильно подходите к задаче...
Билет всяко дороже экономкласса => надо ориентироваться на индивидуальных заказчиков.
Т.е. вместимость 4-10 человек, полёты - откуда угодно куда угодно.
Никому не будет падать на голову. :)
Развернётся и сядет обратно на базу, с которой взлетела.
На планировании - не сядет. Ибо качество паршивое. В лучшем случае - сядет в 1500+-500 км от точки старта. В случае одноступенчатой системы проще всего на разделении вообще сэкономить ;-).
ЦитироватьНа планировании - не сядет. Ибо качество паршивое. В лучшем случае - сядет в 1500+-500 км от точки старта. В случае одноступенчатой системы проще всего на разделении вообще сэкономить ;-).
Так я же говорил, первая ступень Союза, например, до разделения улетает километров на 50-100 по дальности и километров на 50 в высоту.
Это вторая ступень уже далеко от старта отделяется. Даже 500 километров планирования вполне достаточно.
И почему обязательно плохое качество? Это на старте оно плохое, потому как ступень тяжеленная - нужна хорошая подъёмная сила. А при возвращении она без второй в качестве ПН и пустая сама.
Можно выбрать режим разворота с хорошим качеством.
Выше моё сообщение, вот здесь есть данные по траектории -
http://www.plesetzk.ru/index.php?p=soyuz&d=doc/rn
А нафига делать в две ступени то, что можно сделать в одну? ;-) Конструкция более универсальная получается - прилетел, протестировался, заправился - и обратно. Или дальше по кольцу. 4 перелета на 5000 км в сутки. Вообще, можно и 20 перелетов, два раза вокруг шарика, но... без тестирования плохо летать ;-).
ЦитироватьА нафига делать в две ступени то, что можно сделать в одну? ;-) Конструкция более универсальная получается - прилетел, протестировался, заправился - и обратно. Или дальше по кольцу. 4 перелета на 5000 км в сутки. Вообще, можно и 20 перелетов, два раза вокруг шарика, но... без тестирования плохо летать ;-).
Да, только разгонная ступень может сразу после возвращения на базу тестироваться - если это так просто для моноступени, почему для неё будет сложно? ;)
Не получится системы вроде "сел в джунглях, сорвал бананан, полетел дальше" - в любом случае понадобится достаточно сложное аэродромное оборудование, например, та же специализированная заправка.
Но, я считаю, что моноступень тоже реальна, только упадёт грузоподъёмность раза в 3, может больше.
Недавно проходина новость про трех австралийцев купивших билеты на Vrigin Galactic, вот например:
http://www.smh.com.au/news/National/Private-space-flights-launched/2005/12/14/1134500903449.html
ЦитироватьVirgin Blue airline chief executive Brett Godfrey, scientist and biotechnology entrepreneur Alan Finkel and science and technology journalist Wilson da Silva, will be the first Australian private astronauts when Virgin Galactic launches its flights in 2008.
Стоит отметить что один из них - начальник авиакомпании Virgin Blue (услугами которой я пользуюсь регулярно). И вот что он имел сказать:
Цитировать"I think every airline executive in the world is going to want to understand this technology, and I genuinely believe that in our lifetime we will see the opportunity for flights between Australia and London where you will be able to go for the day, even go just for lunch."
"Я искренне верю что при нашей жизни будет возможность слетать из Австралии в Лондон на день, может быть даже просто на обед."
Хочу! Давайте делайте скорее :)
ЦитироватьДа, только разгонная ступень может сразу после возвращения на базу тестироваться - если это так просто для моноступени, почему для неё будет сложно? ;)
А ещё - придётся как-то эти ступени между базами возить. И как всегда, когда тебе очень надо лететь - её не будет в наличии...