Следующее детище Рутана должно будет выводить в космос 5 туристов и одного пилота. Оценим максимальный средний вес туриста в 80кг. И пилота. Итого 480кг. Внимание вопрос. Если мы сделаем модификацию Enterprise (ну, то есть не мы, а Рутан) так, что бы он нес легкую ракету общим весом пол тонны(20кг экономим на иллюминаторах :D ), какой груз мы сможем вывести на орбиту(и сможем ли мы вообще чего нибудь вывести на орбиту) с высоты 120км? :roll:
ЦитироватьВнимание вопрос. Если мы сделаем модификацию Enterprise ... какой груз мы сможем вывести на орбиту(и сможем ли мы вообще чего нибудь вывести на орбиту) с высоты 120км? :roll:
Если я правильно понимаю, Энтерпрайз - увеличенная модель Спейсшипа, значит на орбиту она не будет выходить, а будет летать также, как аппарат, завоевавший Экс-прайз. Отсюда вывод - ХС, потребная для вывода ИСЗ, будет отличаться от потребной при выводе с поверхности совсем незначительно.
Поэтому, фиг Энтерпрайз что-нибудь выведет на ЛЕО, даже с помощью 500 килограммовой ракеты :)
То есть, грубо говоря, предлагается третья ступень.
На space.com вроде считали для SS1 и 150 кг ракеты, получили что-то около 5кг-10кг в лучшем случае. Врут?
ЦитироватьВрут?
Не знаю :) Что такое Энтерпрайс?
Тот же SS1, только с 6-ю(7-ю?) человеками на борту, и с очень большими обзорными иллюминаторами :)
Ну еще по мелочи там - продвинутая электроника с целью снижения нагрузки на пилота и так далее.
ЦитироватьТот же SS1.
В таком случае - см. второй постинг :)
Я вам не верю ;) Скорость которую SS1 развил - 3 Mach, это 40% от необходимой скорости выхода на орбиту. Да и потом, если пулять Шатлы/Союзы строго вертикально вверх, а затем ждать пока они упадут обратно, то можно тоже утверждать, что они ничего на орбиту вывести не в состоянии. :lol:
ЦитироватьЯ вам не верю ;) Скорость которую SS1 развил - 3 Mach, это 40% от необходимой скорости выхода на орбиту.
Мне и не надо верить.
Считайте сами. Но, я вас умоляю, не читайте, а СЧИТАЙТЕ. 3 маха, если что :) это, при н.у., около километра в секунду. Минимум ХС для вывода ИСЗ - 8,5-8,9 км/с. Делайте выводы.
ЦитироватьЯ вам не верю ;) Скорость которую SS1 развил - 3 Mach, это 40% от необходимой скорости выхода на орбиту.
1 км/с - это 40% от 8 км/c?
Клевая математика.
Ок, не 40%, а 12. Но вот что мешает полутонной ракете ракете (пусть на водороде/кислороде) достичь 8км/с? Высоту ей набирать не надо, сопротивление атмосферы отсутствует - знай себе разгоняйся???
ЦитироватьОк, не 40%, а 12. Но вот что мешает полутонной ракете ракете (пусть на водороде/кислороде) достичь 8км/с? Высоту ей набирать не надо, сопротивление атмосферы отсутствует - знай себе разгоняйся???
Э. :)
Тогда можно, по вашему, 13 граммовой ракетой вывести на орбиту ИСЗ около 0,3 грамма ПН.
К сожалению, это невозможно :(
Э... Ну зачем же так утрировать? Насколько я понимаю, энергия тратится на набор высоты(и преодоление сопротивления атмосферы), а так же на придание ИЗС горизонтальной скорости 8км/с. Enterprise высоту для нас набрал, атмосферу преодолел. Осталось только набрать горизонтальную скорость. И причем здесь грамовые ракеты. Выделим 35кг на движок/ танкер для топлива - его вполне можно впихнуть в эту массу. Остаток - топливо и ПН. Можно ли достичь горизонтальной скорости 8Км/с с подобной ракетой? Если нет - то какой скорости примерно можно достигнуть?
ЦитироватьЭ... Ну зачем же так утрировать? Насколько я понимаю, энергия тратится на набор высоты(и преодаление сопротивления атмосферы), а так же на придание ИЗС горизонтальной скорости 8км/с. Enterprise высоту для нас набрал, атмосферу преодолел. Осталось только набрать горизонтальную скорость. И причем здесь грамовые ракеты. Выделим 35кг на движок/ танкер для топлива - его вполне можно впихнуть в эту массу. Остаток - топливо и ПН. Можно ли достичь горизонтальной скорости 8Км/с с подобной ракетой? Если нет - то какой скорости примерно можно достичь?
Знаете, может не совсем удачный пример, но все же...
Игла (швейная), если постараться, может неподвижно лежать на поверхности воды. Что ей мешает упасть? Я думаю, вы знаете...
А что мешает масштабной копии иглы - ЛОМУ лежать на поверхности воды?
Вывод: "Бумага все стерпит" (с) :)
ЗЫ: Считать нужно вдумчиво...
ЦитироватьМожно ли достичь горизонтальной скорости 8Км/с с подобной ракетой? Если нет - то какой скорости примерно можно достигнуть?
Не, можно и к Юпитеру улететь...
Ваш ответ сводится к простому костатированию факта - ЭТО НЕВОЗМОЖНО. Если бы вы обьяснили, почему, по вашему мнению, это невозможно, то было бы гораздо интересней. А так я только могу теряться в догадках. Ракет весом 500кг не бывает? Или двигателей массой 25 кг? Вроде ерунда, так как куча ракет воздух/воздух и поменьше весят. Не говоря уже про всякие стингеры и так далее.
Отложим до завтра, ок?
Без проблем :D
ЦитироватьБез проблем :D
Итак... :)
Ну чего, считаем ;-) Потребное массовое совершенство для водорода в одну ступень, при старте с высоты 200 км у ракеты должно быть IMHO на уровне 0.13. Сейчас можно сделать бак с совершенством примерно 0.07 - композиты, все такое.
Итого у нас остается 0.06-0.04 относительной массы на ПН + обтекатель. Ну... скажем - 0.03-5 на ПН. То есть из 500 кг мы сможем вывести примерно 15-25 кг.
Есть правда заковырка - нету подходящих двигателей ;-). Нам нужен движок примерно на 1 тонну тяги, при этом дроселлируемый до уровня в 25%. Так вот - самое мелкое что я нашел - это двигатель для РБ Ястреб :
Propellants: Lox/LH2 Thrust(vac): 3,997 kgf. Thrust(vac): 39.20 kN. Isp: 476 sec. Mass Engine: 320 kg. Length: 2.60 m.
Ну, или из буржуйских :
YF-73 (Китай)
Propellants: Lox/LH2 Thrust(vac): 1,125 kgf. Thrust(vac): 11.00 kN. Isp: 425 sec. Burn time: 800 sec. Mass Engine: 236 kg. Diameter: 0.56 m.
HM7-A (ESA)
Propellants: Lox/LH2 Thrust(vac): 6,289 kgf. Thrust(vac): 61.70 kN. Isp: 443 sec. Isp (sea level): 308 sec. Burn time: 563 sec. Mass Engine: 149 kg. Diameter: 2.66 m. Length: 1.71 m. Chambers: 1
Я так понимаю, если смасштабировать последний, получается на 1 тонну тяги 22 килограмма двигателя примерно.
Оценивая возможности вывода пилотируемого КК на орбиту, можно, как вариант, сначала оценить массу КК, а потом считать, какая ракета ему подойдёт.
Вот здесь - http://forums.airbase.ru/index.php?s=0c28b2656edc05e6c238fc37cb569d85&showtopic=30140&st=0 - в очередной раз пытались оценить массу КК. Честно говоря, кроме мнений пока ничего не представлено - никаких аргументов. Мне кажется :) что, раз СС1 весит 1200 кг пустым, а ВА ТКС - 3800 кг, то, наверное, можно пытаться вписать КК на трёх людей в 3 тонны... но это грубая оценка...
При использовании водорода максимальное разумное достижимое сейчас массовое совершенство - опять же, оценка - 12. То есть, 24-тонная ракета содержит 22 тонны топлива. С 3-тонным КК при УИ 4600 характеристическая скорость получается 7,7 км/с . Очень и очень впритирку, если вообще получится... Нужна большая ракета.
Да, это, конечно, бралось из предположения, что ракета стартует на высоте, и УИ у неё сразу "вакуумный", и ракете не надо сначала вверх лететь. С земли стартуя, ХС должна быть существенно больше.
Да не, тут имелось в виду использовать Энтерпрайз как носитель ракетной ступени для вывода некоей малой ПН на орбиту. А не выводить его туда целиком.
Ок, тогда наоборот - нужно знать, какую массу Энтерпрайз поднимет в качестве ракетной ступени. Поделить на максимум 12 - получится масса "сухой" ракеты, поделить на 8 - получится масса "сухой" ракеты + ПН. Конечно, эти примерные оценки работают, если ракета не слишком мала...
Но Энтерпрайз вряд ли выведет многотонную ракету. Думаю, около 3 тонн ещё может... При водородном топливе в 300 кг ужать двигатель но 4 тонны тяги и баки не так просто... при этом на ПН всё равно остаётся килограмм 70.
Тут предполагали что на ракету 'упадет' примерно 500 кг ;-)
На ПН от этих 500 останется от 3 до 5% - то есть 15-25 кг. Плюс примерно 75 кг самой ступени.
Есть другой интересный вариант - 'воздушный старт'. ТО есть подвесить под 'рыцаря' не SS1, а водородный челнок на те же 5 тонн веса, что-то типа Феникса ESAшного. Вот тогда можно говорить о 100-150 кг на орбите, причем с многоразовым челноком.
ЦитироватьЦитироватьБез проблем :D
Итак... :)
Дык. Так в чем же таки принципиальная невозможность? (А вообще извиняюсь - забегался сегодня).
ЦитироватьНу чего, считаем ;-) Потребное массовое совершенство для водорода в одну ступень, при старте с высоты 200 км у ракеты должно быть IMHO на уровне 0.13. Сейчас можно сделать бак с совершенством примерно 0.07 - композиты, все такое.
Итого у нас остается 0.06-0.04 относительной массы на ПН + обтекатель. Ну... скажем - 0.03-5 на ПН. То есть из 500 кг мы сможем вывести примерно 15-25 кг.
Есть правда заковырка - нету подходящих двигателей ;-). Нам нужен движок примерно на 1 тонну тяги, при этом дроселлируемый до уровня в 25%. Так вот - самое мелкое что я нашел - это двигатель для РБ Ястреб :
Propellants: Lox/LH2 Thrust(vac): 3,997 kgf. Thrust(vac): 39.20 kN. Isp: 476 sec. Mass Engine: 320 kg. Length: 2.60 m.
Ну, или из буржуйских :
YF-73 (Китай)
Propellants: Lox/LH2 Thrust(vac): 1,125 kgf. Thrust(vac): 11.00 kN. Isp: 425 sec. Burn time: 800 sec. Mass Engine: 236 kg. Diameter: 0.56 m.
HM7-A (ESA)
Propellants: Lox/LH2 Thrust(vac): 6,289 kgf. Thrust(vac): 61.70 kN. Isp: 443 sec. Isp (sea level): 308 sec. Burn time: 563 sec. Mass Engine: 149 kg. Diameter: 2.66 m. Length: 1.71 m. Chambers: 1
Я так понимаю, если смасштабировать последний, получается на 1 тонну тяги 22 килограмма двигателя примерно.
То есть это все таки возможно? Теоретически? Но сможем ли мы смаштабировать вниз по массе водородный двигатель?
Второе. Можно ли обойтись без водорода?
Например, запустить Pegasus-3 Gross Mass: 985 kg. Empty Mass: 203 kg. Thrust (vac): 3,525 kgf.
Isp: 293 sec. Burn time: 65 sec. Propellants: Solid Isp(sl): 240 sec. Diameter: 1.0 m. Span: 1.0 m. Length: 2.1 m. Country: USA. No Engines: 1. Pegasus-3 Status: Hardware.
Он, конечно, в два раза потяжелей, но сможет ли он, будучи запущен с высоты 200Км(120Км), обеспечить необходимую скорость ПН 20Кг?
ЦитироватьТо есть это все таки возможно? Теоретически?
Например, запустить Pegasus-3
Теоретически, как я уже и отметил, можно запустить и килограммовую ракету. Практически НИКТО не возьмется за задачу делать 1-2 ступенчатую ракету 500-килограммовой массой.
С Пегасом, конечно, ничего не выйдет. Я так понял, это последняя ступень того Пегаса, который стартует из-под Старгейзера :) ХС этой ступени составит (видимо, пустой без СУ, обтекателя и т.д.) чуть больше 4,5 км/с, чего явно недостаточно для ЛЕО.
ЦитироватьХС этой ступени составит (видимо, пустой без СУ, обтекателя и т.д.) чуть больше 4,5 км/с, чего явно недостаточно для ЛЕО.
А можно точно высчитать, какой скорости она достигнет? Запуск в горизонтальной плоскости с высоты 200км с нулевой начальной горизонтальной скоростью. То есть, все данные есть, я просто не знаю формулу. По идее, онa не должнa быть сложной. Хотя, я могу ошибаться. А обтекатель нам не нужен. К тому же, насколько я понял, в 203Кг включён вес следующей ступени(90кг). Но это не суть важно.
ЦитироватьТо есть, все данные есть, я просто не знаю формулу.
Формула простая - товарищей К.Э.Циолковского и И.В.Мещерского:
V=Ve * LN (M0/Mk), где
V - "идеальная" скорость ракеты;
Ve - эффективная скорость истечения продуктов сгорания;
LN - натуральны логарифм;
M0 - масса ракеты начальная (т.е. с топливом);
Mk - масса ракеты конечная (т.е. после сгорания всего топлива).
ЦитироватьК тому же, насколько я понял, в 203Кг включён вес следующей ступени(90кг).
А что за ракетная ступень? Где вы взяли данные?
ЦитироватьПрактически НИКТО не возьмется за задачу делать 1-2 ступенчатую ракету 500-килограммовой массой.
Почему? Есть ведь масса ракет с гораздо меньшими массами. Даже серийно производящихся. Навскидку http://www.chinfo.navy.mil/navpalib/factfile/missiles/wep-amr.html и так далее. Я не понимаю вас. :(
ЦитироватьА что за ракетная ступень? Где вы взяли данные?
http://www.friends-partners.org/partners/mwade/lvs/pegasus.htm
V=Ve * LN (M0/Mk), где
V - понятно
Ve - эффективная скорость истечения продуктов сгорания;
LN - понятно
M0 = 985Kg
Mk = 203 Kg
А можете пояснить Ve? Как его получить из Thrust (vac): 3,525 kgf. Isp: 293 sec. Burn time: 65 sec.
ЦитироватьЕсть ведь масса ракет с гораздо меньшими массами. Даже серийно производящихся.
1. Вы привели пример ракеты класса "воздух-воздух", с управлением в т.ч. и аэродинамическим - нам это не подходит.
2. Какая у нее ХС? 1000 - 1500 м/с? - нам это тоже не подходит.
Можно еще привести такой вот пример. Как я уже говорил, старт с СС1 приведет к снижению ХС, потребной для вывода на ЛЕО до 8 км/с. Старт с Земли - 9,3 км/с. С Земли ЕЩЕ НИКТО НЕ ДОДУМАЛСЯ запускать 500-кг ракету. С чего бы стали запускать с СС1?
ЦитироватьЦитироватьА что за ракетная ступень? Где вы взяли данные?
http://www.friends-partners.org/partners/mwade/lvs/pegasus.htm
А-а-а-а, ну понятно - это и есть третья ступень Пегаса.
ЦитироватьА можете пояснить Ve? Как его получить из Thrust (vac): 3,525 kgf. Isp: 293 sec. Burn time: 65 sec.
Чтобы много не объяснять :) Ve=Isp * 10 :) Или, точнее, на среднее значение ускорения свободного падения на Земле (9,80665 м/с за секунду).
Ок. Пегас не подходит. То есть с 90кг ПН у него скорость 4537м/с. Без ПН 6222м/с. Вот если будет водород со сходными массами ракеты и двигателя, при ISP 450 мы сможем вывести 40-50Кг ПН. Если сможем уменьшить массы в два раза - то получим возможность выводить 20-25кг на орбиту 120км. Как и говорил hcube!!! То есть с помощью Enterprise и 500Кг третьей ступени.
Единственный вопрос - разрабатывал ли кто нибудь водородные одноступенчатые ракеты такой массы.
ЦитироватьОк. Пегас не подходит. То есть с 90кг ПН у него скорость 4537м/с. Без ПН 6222м/с.
Что за 90 килограмм у вас постоянно фигурируют?
ЦитироватьВот если будет водород со сходными массами ракеты и двигателя
Это должна быть ОЧЕНЬ_ХОРОШАЯ_ВОДОРОДНАЯ_СТУПЕНЬ.
Ну так никто ж не спорит, что хорошая ракета нужна ;-))
Рутан - специалист по композитным конструкциям. Я так думаю, что для него наилучшим было бы следующее (если бы он задался целью выводить небольшую ПН на LEO) :
- разрабатываем что-то типа феникса весом и размером с SS1. Как маршевый двигатель используем там вышепомянутый HM7-A.
Разрабатываем вакуумный РБ - сферический бак водорода, тороидальный - кислорода. Двигатель придется разрабатывать наново, с тягой порядка 2 тонн и дроселлированием до 25%.
Полетный профиль выглядит следующим образом :
- WK взлетает и выходит на высоту 20 км, откуда сбрасывает phoenix
- Феникс набирает примерно 2.5 км/с (это скорость где все еще не нужна серьезная теплозащита, достаточно композитов) и делает суборбитальный прыжок 'в длину', забираясь на 200 км с горизонтальной скоростью 1.5-2 км/с.
- Сразу после выхода из атмосферы феникс выбрасывает РБ с ПН. Ни обтекателя, ни аэродинамической оптимизации там нет - голый РБ. Поэтому очень хорошо оптимизированный по весу - массовое совершенство 15. Этот 1000-кг РБ несет порядка 100-150 кг ПН.
- Феникс приземляется на удалении порядка 400-600 км.
Итого в расходе у нас 1 двигатель и 1 РБ. Двигатель можно сделать как RL-10, по пароводородной схеме, только уменьшенный.
ЦитироватьЦитироватьОк. Пегас не подходит. То есть с 90кг ПН у него скорость 4537м/с. Без ПН 6222м/с.
Что за 90 килограмм у вас постоянно фигурируют?
Четвертая ступень пегаса, с того линка который я привел.
А вообще, спасибо вам Игорь, что помогли разобраться. Теперь я вижу, что даже это если и осуществимое теоритически дело, практически реализовать подобную идею очень сложно, если вообще реально. А на форуме space.com запустили с SS1 140 киллограмовую ракету с ПН 10кг на орбиту 400км ;) Я почему и заинтересовался, что можно запустить с Enterprise :roll: