И снова АКС.

[Lin]

Спасибо всем за ответы, замечания, предложения.

Аvmich, увы с требованиями проблема... Мне сказали: попробовать АКС на "Геофизике", если получиться. А для чего это все нужно ? Ну хотя - бы кристаллы выращивать Собственно это еще не задание на проект - а просто прикидки...
Откуда растут уши аэро тематики ? Все просто - НИРС на тему: "Решение задач аэрогидроупругости методом дискретных вихрей" должен идти в связке с проектом (сначала курсовым, а потом и дипломным). Скажу честно - метод этот я пока не изучал, программу не видел и не модернизировал, так что все весьма призрачно !
Специальность – космические корабли и разгонные блоки

Вообще надо считать а то даже в рамках форума большие разбросы:
"Для Ил-76 - 30 тонн.
То есть реально - вдвое увеличенный Пегас - это максимум что можно выжать.
ПН на ЛЕО у него будет где - то тонна."
"Кстати сколько весил "Бор" ?  
-Тонны полторы.
Исходная масса ракеты около 100 тонн - предел того что сможет поднять самолёт"

На пальцах:
Vх= 9000, масса системы 30 т
При удельном импульсе 330 с получаем массу топлива   28 т
То есть "мини шатлик" 700-800 кг
Vх= 9000, масса системы 100 т
При удельном импульсе 330 с получаем массу топлива   93,5 т
Уже гораздо лучше !


По поводу "Бора" - БОР-4  имел следующие характеристики: длина 3.4 м, размах крыла 2.6 м и массу 1074 кг на орбите и 795 кг после возвращения (откуда такой разброс ?)
БОР – 5 – масса 1,4 т.

В любом случае (ИЛ- 76, Руслан) потребуется значительная модернизация самолетов, что весьма не приятно !

Хотя, может все  таки супер легкий вариант на "Геофизике" ?
На сайте Буран.Ру – данные о проекте С-ХХI
http://www.buran.ru/htm/str81.htm
Из этой статьи – "Геофизика" – 3,5 т на 17 км !
При Vх= 8500 и массе системы 3500 кг  
При удельном импульсе 420 с получаем массу топлива   3000 кг !
В 500 кг, баки мини челнок и двигатель....

[Старый]

Специальность – космические корабли и разгонные блоки

А при чём тут авиационные системы вообще и аэроупругость и динамика разделения в частности?

Вообще надо считать а то даже в рамках форума большие разбросы:
"Для Ил-76 - 30 тонн.
То есть реально - вдвое увеличенный Пегас - это максимум что можно выжать.
ПН на ЛЕО у него будет где - то тонна."
"Кстати сколько весил "Бор" ?  
-Тонны полторы.
Исходная масса ракеты около 100 тонн - предел того что сможет поднять самолёт"

Никаких противоречий.
Ил-76 - 30 тонн - обычный Пегас.
Ан-124 - 60 тонн - "Двойной Пегас"
Мрия - 100  тонн - максимум возможного.

На пальцах:
Vх= 9000, масса системы 30 т
При удельном импульсе 330 с получаем массу топлива   28 т
То есть "мини шатлик" 700-800 кг

Конструкция блока будет больше 2-х тонн.

Vх= 9000, масса системы 100 т
При удельном импульсе 330 с получаем массу топлива   93,5 т
Уже гораздо лучше !

Конструкция блока будет больше 7 тонн.
 В обоих случаях "авиатранспортабельность" добавит ещё.

В любом случае (ИЛ- 76, Руслан) потребуется значительная модернизация самолетов, что весьма не приятно !

Хотя, может все  таки супер легкий вариант на "Геофизике" ?
На сайте Буран.Ру – данные о проекте С-ХХI
http://www.buran.ru/htm/str81.htm
Из этой статьи – "Геофизика" – 3,5 т на 17 км !

Имеет ли этот "проект" хоть какое то отношение к реальности - большой вопрос.

При Vх= 8500 и массе системы 3500 кг  
При удельном импульсе 420 с получаем массу топлива   3000 кг !
В 500 кг, баки мини челнок и двигатель....

Вес конструкции будет больше 500 кг.
 
 Вобще если речь идёт о ракете стартующей с самолёта то целесообразно слегка увеличить первыю ступень и обойтись без самолёта. Самолёт тут лишний, он ничего не даёт кроме усложнения и удорожания. Без него будет лучше во всех отношениях.

[avmich]

Эта позиция Старого хорошо известна, тут он ничего нового не добавляет. С его точки зрения, сделать такое невозможно.

Теперь другая точка зрения, более оптимистичная. Я рассматривал только один вариант, запуск с "Геофизики". УИ в 420 с выглядит для "серьёзных" движков довольно небольшим. Кроме того, при "серьёзных" возможностях при конструировании можно пытаться получить хорошие удельные характеристики. Например, массовое совершенство в 12 для конструкции даже такой небольшой ракеты не выглядит невозможным. При УИ 4200 и ХС 8500 число Циолковского 7.6. При стартовой массе 3,5 тонны 1/12 - это 292 кг, а доступная сухая масса - 460 кг, остаётся на ПН 160 кг. Не так мало. При этом у нас ещё и запас по УИ есть процентов до 10.

В это нужно вписать систему мягкой посадки, и добавить какую-то - относительно небольшую, как можно легко оценить - массу на систему крепления, но на саму ПН всё равно должны остаться десятки килограммов, чего может быть достаточно. Впрочем, конструирование орбитальной части - отдельная задача.

Да, и ответ на вопрос, зачем нужен самолёт - для увеличения УИ. При старте с высоты УИ растёт существенно - особенно для ЖРД с малым давлением в камере сгорания.

Ну и габариты водородника. 3 тонны топлива при массе водорода 1/6 - это опять с запасом - это 500 кг водорода, плотность 70 г на литр. 7,2 кубометра объём бака - это, скажем, бак 6,4 м длиной, 1,2 метра диаметром. Вся ракета будет раза в два примерно длиннее - 12 м, это с кислородным баком (2 м), двигателем и носовой частью. А "Геофизика" - 22 м.

[Старый]

Водородный РБ способный длительное время находиться на самолёте в горизонтальном положении, стартовать с самолёта, разворачиваться в атмосфере и т.д. и с конструктивным совершенством 12? Перебор! В лучшем случае 5.

[avmich]

Нет, не длительное - всего часа два.

Стартовать с самолёта - да. С верхней подвески; передняя часть поднимается, положительный угол атаки приводит к появлению силы, отводящей от самолёта - на скорости 750 км в час, заявленной. Маршевый двигатель можно запускать в полёте, до того поддерживать ориентацию двигателями малой тяги и отчасти лёгкими пассивными стабилизаторами, конечно же, пластиковыми. Вообще, аэродинамика этой ракеты довольно свободная, ей через атмосферу мало лететь. Разворачиваться в атмосфере тоже не надо, только поддерживать ориентацию.

Бак для водорода будет весить - даже если брать средние данные от Микрокосма, а у них бак меньше - 500 кг при давлении в 40 атм. При давлении в пару атмосфер он будет весить в несколько раз меньше. А у нас ещё есть вариант бак более круглым сделать, памятуя малые аэродинамические потери в разреженной атмосфере... Но даже если всего втрое - т.е. 160 кг - бак кислорода будет весить ещё вдвое меньше - 80 кг - а для двигателя можно взять тягу к массе 50 - то есть, при тяге 5 тонн, 100 кг. Обтекатель - ещё килограмм 20. На баки с гелием для наддува, трубопроводы, крепления баков - ещё килограмм, ну, 60. Остаётся 80 кг на ПН.

Что здесь нереалистично?

[Бродяга]

Ил-76 - 30 тонн - обычный Пегас.
Ан-124 - 60 тонн - "Двойной Пегас"
Мрия - 100  тонн - максимум возможного.

А я вот выскажу "АнтиСтарые" соображения.
 Традиция, однако "Вовочка" - "АнтиВовочка".

 Совершенно безразлично, на внешней масса загружаемая в самолёт, внутри она или в баках топливных.
 Возможны некоторые "вариации", но в пределах 10-20%.
 Крыльевые баки можно укрепить наддувом, что и делается скорее всего в некоторых самолётах. (В Ту-160 точно делается.)
 Да, "нагруженная в центре" конструкция может быть менее прочная, но у нас есть запасы и мы выполняем полёт в "тепличных условиях" - никто не заставляет нас осуществлять старт в бурю.

 Важно другое - Аэродинамика внешней ПН.
 И тут мы имеем Прекрасный Пример. - Перевозка Бака РН "Энергия".
 "Толще ПН" придумать трудно, даже в народнохозяйственных целях.

 Так что "Старые 100 тонн Предела" это Измышления. Всё зависит от конкретики.

 Если ПН имеет качество, она уже при взлёте меньше нагружает самолёт, так как на неё действует подъёмная сила.
 Да, это Хуже, чем использовать подъёмную силу самого самолёта, у которого качество Выше, чем у этой ПН.
 Но сравним.

 У самолёта, например 20, а у ПН 10, при массе смолёта 600 тонн это будет 30 тонн Дополнительной Тяги И Только - один большой современный двигатель.

 Так что мне и 300 тонн ПН не кажутся нереальными, вопрос другой - Хватит Ли Топлива?

 

[Bell]

А нельзя ли аналогичную схему сделать на МиГ-29?  :?

Практический потолок 17 км, динамичекий - 35?
ПН до 4,5 т
Скорость до 2,3М

Предельно облегчить носитель за счет всего боевой оборудования и т.п. излишеств. Для улучшения аэродинамики поставить щитки, прикрывающие АКС сбоку снизу (чтоб получилось на вид нечто вроде Спирали). Запускать с полными баками на разгонной тележке (катапультой? с рампы? как с авианосца)

 :shock:

Если удасться водрузить на него хоть 3 т и поднять хоть на 15 км, то уже будет большой толк - скорость разделения-то больше раза в 2, чем на М-55

Как думаете?

[Бродяга]

Для малых спутников МиГ-29 или МиГ-31 имеет смысл использовать.

 Но дозвуковой страт тоже много даёт. То главное, что он даёт - ракета может не тащиться медленно первые 10 километров вверх, а также УИ сразу будет близок к вакууму.
 Экономия гравитационных потерь около 1000 м/с может быть с учётом скорости носителя 200 м/с.

[Андрей Суворов]

Важно другое - Аэродинамика внешней ПН.
 И тут мы имеем Прекрасный Пример. - Перевозка Бака РН "Энергия".
 "Толще ПН" придумать трудно, даже в народнохозяйственных целях.

 Так что "Старые 100 тонн Предела" это Измышления. Всё зависит от конкретики.
 

Главное, что "Буран" и баки отлично возили на ВМ-Т, безо всякой "Мрии". Самолёт просто теряется на фоне своего груза.

Кстати, а как на Байконур доставляли "Полюс", он же "Скиф-ДМ"?

[Старый]

Что здесь нереалистично?

Да хотя бы крыло. Без крыла аппарат не отделится от самолёта. "Простой пассивный стабилизатор" приведёт лишь к тому что аппарат спикирует вниз как бомба, у неё же тоже есть стабилизатор. Нужно крыло с подъёмной силой превышающей вес аппарата. Это крыло и сожрёт вес. Ракета должна быть похожа на Пегас.
 А баки Микрокосма рассчитана на размещение на самолёте в горизонтальном положении?

[avmich]

Что здесь нереалистично?

Да хотя бы крыло. Без крыла аппарат не отделится от самолёта.

На цилиндр, наклонённый под углом к потоку, действует боковая сила - в данном случае она может быть сделана направленной от самолёта. Крыло только добавит управляемости процессу, но эту же управляемость можно добиться более простым - хотя и менее эффективным - способом, то есть двигателями ориентации.

"Простой пассивный стабилизатор" приведёт лишь к тому что аппарат спикирует вниз как бомба, у неё же тоже есть стабилизатор.

Аппарат бы спикировал, если бы у него не было высокой - 750 км/ч - горизонтальной скорости. А так ему этих 200+ м/с хватит, чтобы за несколько секунд отойти от самолёта - самолёт-то продолжает лететь с данной скоростью. Как только самолёт оказался достаточно далеко, включается маршевый двигатель.

Нужно крыло с подъёмной силой превышающей вес аппарата. Это крыло и сожрёт вес. Ракета должна быть похожа на Пегас.

Крыло с подъёмной силой не нужно - нам горизонтальный полёт ни к чему, достаточно отойти от самолёта. После чего движение чисто ракетное.

Зачем на Пегас-то быть похожим? Пегас твёрдотопливный. Как у него с двигателями ориентации? Он же под крыло заточен, стартует на 4 км ниже. Кстати, Пегас через 5 секунд движки включает - за это время даже камень ненамного успевает упасть.

А баки Микрокосма рассчитана на размещение на самолёте в горизонтальном положении?

Не думаю. Не думаю, что они на водород заточены, или на объём в 7 кубометров. Ну так сделаем с учётом этих требований, взяв такой вариант за основу при расчётах.

А нельзя ли аналогичную схему сделать на МиГ-29?

Думаю, можно. Если сделать под "Геофизику", то возможностей роста больше, так что в чём-то лучше получается. Так что давайте сначала этот вариант подетальнее рассмотрим, а если где-то пролетим - есть резервы.

[hcube]

Ну... можно например сделать так - крыло совместить с ложементом, и сделать ему свою СУ для планирования. Отделять ложемент от самолета вместе с РН, а после запуска двигателя РН - ложементокрыло отстрелить, оно стабилизируется и пойдет планировать на точку взлета. А 'голая' РН с нужным массовым совершенством пойдет в нужном направлении. Другой вариант - сбрасывать РН в вертикальном полете - то есть разогнались, штурвал на себя, выходим в вертикаль, и там сбрасываем РН и сразу - штурвал от себя - уходим от нее вбок.

[avmich]

Горизонтального полёта для сброса достаточно, да и проще он. На "горке" сбрасывать - пока оставим для МиГ-ов.

Если изучаемая тема занимается среди прочего и вопросами разделения в полёте, то это как раз и надо смотреть.

[Бродяга]

Что здесь нереалистично?

Да хотя бы крыло. Без крыла аппарат не отделится от самолёта. "Простой пассивный стабилизатор" приведёт лишь к тому что аппарат спикирует вниз как бомба, у неё же тоже есть стабилизатор. Нужно крыло с подъёмной силой превышающей вес аппарата. Это крыло и сожрёт вес. Ракета должна быть похожа на Пегас.
 А баки Микрокосма рассчитана на размещение на самолёте в горизонтальном положении?

 Да немного оно сожрёт веса это крыло, у нас же ступенчатая ракета.
 Зато мы сможем разгоняться сразу почти горизонтально не теряя тягу на "левитирование двигателем".

[Бродяга]

Ну... можно например сделать так - крыло совместить с ложементом, и сделать ему свою СУ для планирования. Отделять ложемент от самолета вместе с РН, а после запуска двигателя РН - ложементокрыло отстрелить, оно стабилизируется и пойдет планировать на точку взлета. А 'голая' РН с нужным массовым совершенством пойдет в нужном направлении. Другой вариант - сбрасывать РН в вертикальном полете - то есть разогнались, штурвал на себя, выходим в вертикаль, и там сбрасываем РН и сразу - штурвал от себя - уходим от нее вбок.

 А если мы крыло не отстрелили, мы просто разгоняемся горизонтально и всё. И нам не обязательна тяговооруженность сильно больше 1, соответственно двигателей меньше будет.

[avmich]

Да немного оно сожрёт веса это крыло, у нас же ступенчатая ракета.

В том варианте, который я рассматриваю, ступень всего одна. Потому что так проще, а водород вкупе с "выкуумным" УИ позволяет иметь сравнительно небольшое массовое совершенство.

Вопросы аэродинамики разделения надо смотреть отдельно. Какое отношение они имеют к теме работы, Лин?

[Бродяга]

Да немного оно сожрёт веса это крыло, у нас же ступенчатая ракета.

В том варианте, который я рассматриваю, ступень всего одна. Потому что так проще, а водород вкупе с "выкуумным" УИ позволяет иметь сравнительно небольшое массовое совершенство.

Вопросы аэродинамики разделения надо смотреть отдельно. Какое отношение они имеют к теме работы, Лин?

 А если у вас водород, тем более нужно крыло - двигатель будет тяжелее, чем для керосиновых ракет.
 Хорошо получится с воздушным стартом если сразу после разделения разгоняться горизонтально, не дожидаясь пока сгорит топливо и тяговооруженность станет существенно больше единицы.

[avmich]

Бродяга, на ракету массой 3,5 тонны предлагается поставить двигатель в 5 тонн тяги. Вопрос программы вектора тяги - да. Вопрос недостаточной тяговооружённости - нет.

У RL10 похожие характеристики. Масса 168 кг, тяга 7,5 тонн, УИ 440 с. Примерно в полтора раза масса больше, чем надо, зато УИ выше. При ХС 8500 и стартовой массе 3500 сухая масса получается 480 кг. Интересно, правда, как RL10 при 1/10 атмосферы работать будет - всё же не вакуум.

http://www.pratt-whitney.com/prod_space_rl10.asp
http://www.usatoday.com/weather/wstdatmo.htm

[Бродяга]

Бродяга, на ракету массой 3,5 тонны предлагается поставить двигатель в 5 тонн тяги. Вопрос программы вектора тяги - да. Вопрос недостаточной тяговооружённости - нет.

У RL10 похожие характеристики. Масса 168 кг, тяга 7,5 тонн, УИ 440 с. Примерно в полтора раза масса больше, чем надо, зато УИ выше. При ХС 8500 и стартовой массе 3500 сухая масса получается 480 кг. Интересно, правда, как RL10 при 1/10 атмосферы работать будет - всё же не вакуум.

http://www.pratt-whitney.com/prod_space_rl10.asp
http://www.usatoday.com/weather/wstdatmo.htm

 Вы больше сожгёте топлива на "левитацию" чем потратите массы на крылья, которые в любом случае нужны для разделения или на массу более мощного двигателя.
 Более того, чем больше УИ тем медленнее растёт тяговооруженность и тем больше доля гравитационных потерь при одинаковой тяговооруженности носителя.

[avmich]

Надо считать. Просто так утверждать нельзя.

Вот двигатель слегка полегче:

http://astronautix.com/engines/rl10a3.htm