И снова АКС.

[Бродяга]

Бродяга, самые ранние Атласы были практически одноступенчатыми, сбрасывали только двигатели. Выход на орбиту почти в одну ступень на керосине - это очень даже достижение. При этом в начале 60-х.

Согласен, что керосин на первой ступени очень хорош. У нас другая проблема - ракета очень мала, и массовая эфективность отдельных узлов получается низкой. Поэтому количество узлов надо снижать, а размер увеличивать пропорционально - тогда эффективность будет расти.

Я хочу сказать, что сделать ракету в 30 тонн двухступенчатую и пропорционально в 3 тонны двухступенчатую - не получится пропорциональных результатов, потери у малой ракеты будут больше.

Наддув у первых Атласов был, кажется, около 2-3 атмосфер. Слишком тонкие баки не получатся по эксплуатационным причинам - мне кажется, 4-5 кг на кв м примерно можно достичь на композитах при давлении атмосфер в 3-5. Надо считать, конечно. Зато можно выкинуть обтекатель и не очень заботиться об аэродинамике.

 Да, "маленькая ракета" накладывает Большие Ограничения на схему.

 И тут есть ещё одна проблема.
 Для набора высоты мы должны обеспечить длительную работу "третьей ступени" - при скоростях выше 4 км/с примерно.
 Если ступень Одна, то нам надо Сильно Дросселировать двигатель.
 А это "есть фигово".

 Вообще выгоднее всего осуществлять разгон до первой космической скорости уже на нисходящей ветви траектории. Это в своё время было "открытием".

[Бродяга]

Блин, Бродяга, я говорю - нафиг тратить топливо на взлете???
И вы что? На форсаже все время собираетесь лететь? Весь набор высоты???

 Ага, всё время на форсаже.
 Но время это самое невелико.

 Начальная тяговооруженность 0.75, если сразу и постоянно летим под углом с синусом 0.3, то у нас остаётся 0.45g на разгон и аэродинамику.
 Пусть качество у МиГа - 4, сопротивление 0.25 от веса. Тогда на разгон уходит 0.2g - примерно 2 м/с.
 Разгон до 3000 км/ч (833 м/с) будет осуществлён за 417 секунд - 7 минут примерно.

 Это не учитывает того, что мы выработаем эдак тонн 6 топлива за это время. Расход - 1.7 кг/кгс*час, время полёта - 7 минут (0.117 часа), тяга примерно 30000 кгс.
 К концу разгона самолёт станет существенно легче и будет разгоняться Ещё Быстрее.

 Единственный Вопрос - может ли двигатель работать на форсаже 7 минут?

[Бродяга]

Слушайте! А может заправленный МиГ с ракетой взгромоздить на Руслан?  :shock:  :lol:  :twisted:

 Можно, почему нельзя.
 И не на Руслан, всего-то масса МиГа заправленного - 40 тонн.

 Добавится стоимость "проката Руслана".

[Bell]

Я СИЛЬНО сомневаюсь, что топлива хватит. ОЧЕНЬ СИЛЬНО СОМНЕВАЮСЬ!

У МиГ-29 есть ШТАТНЫЙ экономичный режим набора высоты. Именно тот самый случай. Нафиг быстро подниматься? Водород за это время никуда не денется - все равно времени пройдет немного.

Скорость нужна именно на конечном участке - перед разделением.

[avmich]

Если масса ракеты 3,5 тонны, тяга двигателя 5 тонн, сухая масса 500 кг, то максимальная перегрузка - 10. Это без дросселирования и с нормальной тяговооружённостью на старте.

Стандартная проблема, которую Королёв решил рулевыми камерами :( . Тут тоже можно поставить 4 движка по 100 кг тяги каждый, даже, наверное, на газообразном водороде, пусть дотягивают... УИ, вероятно, упадёт... Ну, что-нибудь придумаем.

[Бродяга]

Если масса ракеты 3,5 тонны, тяга двигателя 5 тонн, сухая масса 500 кг, то максимальная перегрузка - 10. Это без дросселирования и с нормальной тяговооружённостью на старте.

Стандартная проблема, которую Королёв решил рулевыми камерами . Тут тоже можно поставить 4 движка по 100 кг тяги каждый, даже, наверное, на газообразном водороде, пусть дотягивают... УИ, вероятно, упадёт... Ну, что-нибудь придумаем.

 4 двигателя? А они не будут "в 4 раза дороже"?

[Бродяга]

Я СИЛЬНО сомневаюсь, что топлива хватит. ОЧЕНЬ СИЛЬНО СОМНЕВАЮСЬ!

У МиГ-29 есть ШТАТНЫЙ экономичный режим набора высоты. Именно тот самый случай. Нафиг быстро подниматься? Водород за это время никуда не денется - все равно времени пройдет немного.

Скорость нужна именно на конечном участке - перед разделением.

 Совершенно верно, я привёл не самый экономичный режим, просто оценку.
 Оптимально будет, наверно, разогнаться у земли до 0.8 маха, потом с перегрузкой 2 "загнуть траекторию" и уже на большой высоте, с ростом тяговооруженности - загнуть её ещё вверх.

 Штатный режим подразумевает полёт на дальность, а не то, что самолёт спалит 6 тонн топлива за 7 минут пролетев при этом всего 100 километров.

[hcube]

Так эта 10-кратная перегрузка на деле будет означать ровно то же самое усилие, просто оно будет передаваться не на топливо, а на ПН. Вес ПН у нас 1/2 от веса ракеты - значит и нагрузки возрастут всего в 2 раза. Соответственно, если мы хотим сохранить те же нагрузки на бак, дроселлировать надо не в 10, а всего в 2 раза. Что вполне достижимо. Апогейный же импульс, и вообще орбитальное маневрирование - да, на газообразных остатках топлива ;-)

[avmich]

По 100 кг тяги сильно дороже не будут. Будут хуже по тяге к массе - но в абсолютных величинах проигрыш мал - будут хуже по УИ - но их использовать будем только на последней полутонне топлива... Решение, в общем, тоже стандартное, с известными плюсами и минусами. И тоже ещё надо оптимизировать. Или ещё что-нибудь изобрести. Можно, например, поставить 2 качающиеся камеры, а не 4 движка. Дросселировать главный движок... поиграться исходной тяговооружённостью...

[hcube]

Бродяга, ее не надо загибать вверх ;-)) Оптимальный угол - это примерно 30-45 градусов к вертикали. Так и так из атмосферы мы выскочим, а набирать скорость сподручнее все-таки ракетным двигателем. Задача самолета в том чтобы получить 30 км высоты, 500 м/с запаса вертикальной скорости, чтоб на разгон хватило, и как можно больше горизонтальной скорости. Если мы летим под 30 градусов - то примерно 1 км/с.

[avmich]

Параметры орбиты. как известно, очень чувствительны к значению вектора конечной скорости, его надо достигать поточнее. То есть, без существенного уменьшения/контроля тяги обойтись не удастся вроде бы...

[Бродяга]

А если у нас "больше одного двигателя" - зачем, спрашивается, нам его "тащить с собой" на орбиту?

 Сделать Две Одинаковые ступени - по массе.
 Одна с двигателем помощнее, другая с более слабым.
 Обе запускаются Одновременно.

 Потом просто "выкидываем пустую половину" с большим двигателем.

[avmich]

А всё вспомогательное оборудование? Баки, со своими независимыми системами наддува... система разделения, межступенчатый отсек... Просто дополнительные движки малой тяги (может, даже на том же, скажем, насосе) намного проще.

Я не агитирую :) - это просто один из вопросов, который надо обдумать.

[hcube]

Так я и говорю - предусмотрим для главного двигателя альтернативный режим работы - на газовых фазах, с электроподжигом и импульсный. То есть открыли клапан на 0.1с, накачали в КС водород с кислородом - прямо из бака, где они газифицированы и под давлением. Закрыли клапаны. Дали искру. Повторили по необходимости. Тяга будет небольшая, зато не нужны ни ТНА, ни хранение жидких компонентов... газификатор только нужен. Но я так понимаю, тепла у нас будет достаточно - в самом двигателе после 5 минут работы. Поставить пару теплообменников в баках, и прогнать тот же ЖВ последовательно через теплообменник КС и  теплообменники ЖК и ЖВ. Нам в общем, их и греть до комнатной температуры не надо - только испарить.

[Бродяга]

А всё вспомогательное оборудование? Баки, со своими независимыми системами наддува... система разделения, межступенчатый отсек... Просто дополнительные движки малой тяги (может, даже на том же, скажем, насосе) намного проще.

Я не агитирую - это просто один из вопросов, который надо обдумать.

 Отсек не нужен, я предлагаю "пакет", ступень с большой тягой толкает ступень с малой тягой, потом просто выключается и "соскальзывает" или предварительно отталкивается механическим толкателем.
 Можно и "как на Союзе" - отталкивание давлением наддува из пустых баков.

 Бак, вообще тоже может быть один - отделяется только Большой Двигатель. Но это "криво".
 Эдак Идеально - система наддува Одна, она сперва опорожняет Первый бак, который питает Оба Двигателя.
 Незадолго до разделения происходит переключение двигателя второй ступени на свой бак.

 Но, практически скорее проще "просто две ракеты".

[avmich]

Двигатель будет весить килограмм 100 - 130. От его выкидывания много массы не выиграем. Хотя, конечно, при ПН в 100 кг...

Баки весят около 200 кг, если в одну ступень. Надо бы поточнее оценить вес дополнительных узлов... Кстати, одна ступень лучше ещё и тем, что полей падения не надо.

Пакет сделать сложно - у нас ограничения по диаметру.

[Бродяга]

Двигатель будет весить килограмм 100 - 130. От его выкидывания много массы не выиграем. Хотя, конечно, при ПН в 100 кг...

Баки весят около 200 кг, если в одну ступень. Надо бы поточнее оценить вес дополнительных узлов... Кстати, одна ступень лучше ещё и тем, что полей падения не надо.

Пакет сделать сложно - у нас ограничения по диаметру.

 Вообще да, параллельно два бака - неудобства создаст, диаметр меньше, обтекатель. Мала ракета для этих "наворотов".

 Но "отстрелить лишний дивигатель" вроде нормально. И ПН увеличит раза в два.

 Да, кстати, зададимся вопросом - "Зачем нам Кузнец?" (Водород который).

 Дело в том, что "ХС не слишком больше".

 Пусть ракета имеет стартовую массу 4 тонны.
 Водородный вариант весит 500 килограммов, керосиновый - 200; ПН - 100 килограммов. УИ для водорода - 4500 м/с, для керосина - 3300 м/с.
 Имеем ХС для водорода - 8537 м/с, для керосина - 8547 м/с.

 А не проще сделать Керосиновую Ракету В 2.5 раза легче? УИ 3300 можно сделать вообще на некриогенных компонентах.

[avmich]

Прикинул тут массу для двухступенчатой системы. УИ керосина к УИ водорода пусть будет 3/4. Если полная ХС 8,75, из них на керосин 3750 м/с, при УИ 3300 получается масса керосин-кислородного топлива - 2,7 тонны. На водород остаётся 5 км/с и вряд ли больше 1000 кг на всю ступень. Сухая масса получается 320 кг. Не видно, где здесь большая ПН получится, и насколько, и стоит ли мучаться с дополнительной ступенью. Да, это всё для ракеты в 4 тонны, а не меньше.

[avmich]

Теперь на некриогенных компонентах. Возможности, конечно, интересные... Если считать ХС 8500 и УИ 3300 - что не так мало - потребное массовое совершенство получается примерно 14. Для ракеты в 3,5 тонны сухая масса - 250 кг, но при этом средняя плотность топлива - не меньше 1... для водорода - не больше 0,37, то есть, в 2,5 раза объём некриогенной ракеты (по бакам) меньше...

[Бродяга]

Прикинул тут массу для двухступенчатой системы. УИ керосина к УИ водорода пусть будет 3/4. Если полная ХС 8,75, из них на керосин 3750 м/с, при УИ 3300 получается масса керосин-кислородного топлива - 2,7 тонны. На водород остаётся 5 км/с и вряд ли больше 1000 кг на всю ступень. Сухая масса получается 320 кг. Не видно, где здесь большая ПН получится, и насколько, и стоит ли мучаться с дополнительной ступенью. Да, это всё для ракеты в 4 тонны, а не меньше.

 Нет, для такой массы, скорее всего, не имеет смысла городить две ступени. "Разные разности" сожрут массу и денег будут стоить.
 Но вот "выкинуть лишний двигатель" можно попробовать.