Спираль

[Pavel]

Баллистическую паузу лучше не делать - чем ниже вырабатывается топливо, тем лучше. Кабы не было атмосферы - идеально было бы, если б оно вырабатывалось на уровне поверхности, все и сразу. Но, увы, сопромат и аэродинамика против ;-).

А я про что?  

Кстати посмотрел тут данные на блок А. если взять эти данные за основу то получается, что Зевс с многоразовой первой ступенью и стартовой массой под 640 тонн выведет на ЛЕО около 19 тонн. Движки с СУ точно можно спасти, в крайнем случае можно пойти на сминаемый бак кислорода.

Также Зевс уже в одноразовом исполнении относительно просто форсируется до полезной нагрузки в 27 тонн. Запасы по тяге есть. Хотя вторая и третья ступень уже будет не с АКС.

[Shumil]

Ну вот, нарисовал, отсканил, смыл миллиметровку и причесал в фотошопе.

http://samlib.ru/img/s/shumil_p/graf/akc-2_0.jpg

Вид снизу, сбоку и с кормы.

Длина 75м, размах крыла 50м, высота 20м (20м - это больше, чем у Мрии, но меньше, чем у Руслана.

Пунктиром на виде сбоку показаны воздухозаборники и крышка, которая их прикрывает во время полета на сверх- и гиперзвуковой скорости.
Наклонная линия через шасси - угол при взлете (10 град.)

--
Shumil

[Дмитрий В.]

Ну вот, нарисовал, отсканил, смыл миллиметровку и причесал в фотошопе.

http://samlib.ru/img/s/shumil_p/graf/akc-2_0.jpg

Вид снизу, сбоку и с кормы.

Длина 75м, размах крыла 50м, высота 20м (20м - это больше, чем у Мрии, но меньше, чем у Руслана.

Пунктиром на виде сбоку показаны воздухозаборники и крышка, которая их прикрывает во время полета на сверх- и гиперзвуковой скорости.
Наклонная линия через шасси - угол при взлете (10 град.)

--
Shumil

Да, тяжко будет разгонять самолет с дозвуковой аэродинамикой фюзеляжа на сверхзвуке :wink:  Да, и почему для дозвуковых двигателей нарисованы сверхзвуковые воздухозаборники? :roll:

[Shumil]

p.s. Сейчас сижу - и тихо балдею. Один НК-33-1 оказался лишним!!!

Когда я его отключил, разгонщик потерял в скорости в точке разделения, зато поднялся повыше! Пять движков работали на 41 секунду дольше, чем шесть.

Раньше разделение начиналось на 37.6 и заканчивалось на 42.6км.
А теперь начинается на 42.7 и заканчивается на 47.6км.

То есть, аэродинамическая нагрузка ВДВОЕ НИЖЕ!!!

(Берет кувалду, большое зубило и идет срубать 6-й двигатель)

Неужели и полезная нагрузка сохранилась? Что-то странное у вас твориться...

Конечно, аэродинамическая нагрузка будет ниже,  раз скорость упала. Если вам так аэродинамическая нагрузка не нравиться, то на варианте с 6 двигателями начните разделение не сразу, а секунд через десять -пятнадцать, когда связка подниматься повыше.

Вот только это как бы противоречит основным критериями при проектировании  ракет. Дело в том, что скорость всегда считается первичной. Обычно пытаются увеличивать все-таки скорость, а не высоту. Порой, ограничивают из-за напора, или перегрузок но напор у вас не должен быть слишком большим.

Скажем, просто просчитаете на бумажке как высоко поднимется двухступенчатая ракета с равным приращением скоростей на ступенях, запущенная вертикально вверх. Но первом случае,  чтобы вторая ступень отработала сразу после окончания работы первой, а во втором только когда она достигнет потолка траектории.

Так вот, в первом случае ракета поднимется в 2 раза выше чем во втором. При равной начальной энергетике.

При таком разгоне что у вас, плюс может быть только за счет уменьшения сухой массы носителя. Но так как у вас при этом увеличиваются грав потери, то и масса полезной нагрузки должна уменьшиться.

Начнем с того, что у меня не ракета, а самолет. То есть, подъем на аэродинамическом качестве выгоднее, чем на тяге двигателя.

Предварительный расчет АКС у меня велся из высоты запуска ЖРД 10км. Но с аэродинамикой возникли серьезные проблемы, и ЖРД включались на 6.5 км. да еще на низкой скорости. АКС серьезно недобирала скорости, и я все силы бросил на оптимизацию по набору скорости на ЖРД. Вместо 4 их стало 6, да еще хитрое раздельное включение. Сначала два, потом все.

Но когда я разобрался с аэродинамикой и откалибровался по Валькирии, АКС у меня на воздушниках поднялась даже не до 10-11, а до 13.2км. Да еще на хорошей скорости! Модель срвзу уложилась в предварительные расчеты, даже с запасом! Я получил 3км высоты как бонус.

Но что получилось неоптимально, АКС на страшной тяге и огромной скорости таранила верхние слои атмосферы, теряя на этом энергию. Когда я убавил тягу, но растянул время, аэродинамическое качество стало использоваться лучше. И дольше. И пошла игра на перекачку скорости в высоту. Точка разделения ступеней поднялась на 5км, что дает уменьшение плотности воздуха вдвое! И это хорошо!!! Необходимость обтекателя теперь под большим вопросом!

В момент окончания разделения аэродинамическое качество берет на себя около четверти веса РН, не больше.

Орбита ПН получилась не такой красивой, чуть пониже, но ее легко оптимизировать. И она выше 200км!!! А высота точки разделения сейчас важнее высоты орбиты.

Теперь надо проработать посадку.

--
Shumil

[hcube]

А коли там будет побольше двигателей, но сверзвуковых - будет еще лучше. 640 тонн - это грубо говоря как 2.5 Валькирии. То есть 15 штук движков от нее или 12 - от Миг-31 будет вполне достаточно :-P Ну да, понадобится их в 2 ряда вешать :-) Но игра стоит свеч - Валькирия, на поминаю, чисто на ВРД летала аж на 24 км высоты и 3М скорости. А лишний километр в секунду - это вообще-то +30% ПН на орбите :-).

Еще вот что - надо бы посчитать весовую сводку - то есть куда эти 640 тонн уходит, и на чем бы можно было сэкономить. Допустим, 150 тонн ракетной части - это 'священная корова'. А остальные 490?

[Shumil]

А коли там будет побольше двигателей, но сверзвуковых - будет еще лучше. 640 тонн - это грубо говоря как 2.5 Валькирии. То есть 15 штук движков от нее или 12 - от Миг-31 будет вполне достаточно :-P Ну да, понадобится их в 2 ряда вешать :-) Но игра стоит свеч - Валькирия, на поминаю, чисто на ВРД летала аж на 24 км высоты и 3М скорости. А лишний километр в секунду - это вообще-то +30% ПН на орбите :-).

Еще вот что - надо бы посчитать весовую сводку - то есть куда эти 640 тонн уходит, и на чем бы можно было сэкономить. Допустим, 150 тонн ракетной части - это 'священная корова'. А остальные 490?

Сомневаюсь, что будет лучше. Ну да, получим еще 5-7км высоты и 600м скорости.

Но 12 прожорливых бегемотов никак не уложатся в 16 тонн керосина, отведенного на взлет. (я, вообще-то, отводил 15т. Но дела со скороподъемностью шли так хорошо, что пожертвовал лишнюю тонну из закромов ЖРД.)

Так что результат, скорее всего, будет хуже.

Да, грубую развесовку я давал раньше. Кратко:

490т всего
240т - АКС
250т - топливо. Из них:
16т + 10т - авиационный керосин
Остальное - топливо  ЖРД.

Более точную развесовку если и дам, то нескоро. Надо модель почистить и до конца довести.

--
Shumil

[Shumil]

Ну вот, нарисовал, отсканил, смыл миллиметровку и причесал в фотошопе.

http://samlib.ru/img/s/shumil_p/graf/akc-2_0.jpg

Вид снизу, сбоку и с кормы.

Длина 75м, размах крыла 50м, высота 20м (20м - это больше, чем у Мрии, но меньше, чем у Руслана.

Пунктиром на виде сбоку показаны воздухозаборники и крышка, которая их прикрывает во время полета на сверх- и гиперзвуковой скорости.
Наклонная линия через шасси - угол при взлете (10 град.)

Да, тяжко будет разгонять самолет с дозвуковой аэродинамикой фюзеляжа на сверхзвуке :wink:  Да, и почему для дозвуковых двигателей нарисованы сверхзвуковые воздухозаборники? :roll:

Дозвуковая аэродинамика - это чтоб тем, кто пойдет после меня, было, что оптимизировать!

А сверхзвуковые воздухозаборники по двум причинам:
1. Их, таких, легче всех сразу одной заслонкой закрывать на гиперзвуке.
2. Опять же, рано или поздно народные умельцы сделают большой, мощный и экономичный движок на три звука. И захотят установить его на АКС, чтоб вывести на орбиту на полторы тонны больше. А тут - все готово!!! Снимай один, ставь другой! :)

Перспективы роста заложены в конструкцию изначально. Народные умельцы ПО ЛЮБОМУ будут что-то менять. Если конструкция оптимальна, любое изменение приносит вред. Так пусть после их доработок будет лучше, а не хуже. :)

--
Shumil

[Дмитрий В.]

А сверхзвуковые воздухозаборники по двум причинам:
1. Их, таких, легче всех сразу одной заслонкой закрывать на гиперзвуке.
2. Опять же, рано или поздно народные умельцы сделают большой, мощный и экономичный движок на три звука. И захотят установить его на АКС, чтоб вывести на орбиту на полторы тонны больше. А тут - все готово!!! Снимай один, ставь другой!

Вы реально решили пожертвовать тягой ВРД на дозвуке? :shock:

[Shumil]

Рядом с АКС
...

У меня макс. обтекатель - 5.5м. Но есть ограничение по длине. Не надо так ужиматься по диаметру.

Кстати! А где у вас в размосовке масса обтекателя? А это ведь не так и мало. Скажем, масса 5 метрового обтекателя Ариана-5 -2.7 тонны.

Если бак хочет быть шаром - пусть будет шаром. :)
Shumil

Вот вы и вписывайте. :) Видите, Дмитрий уже и попкорн заготовил. Ну а мне и диаметр 3.8 нравиться.  Благо и с перевозкой проблем не будет. Кстати, бак керосина на второй ступени изначально был сферическим, но ради компактности от этого пришлось уйти. Для более удачной компоновки третью ступень тоже желательно бы процентов на 20 увеличить...

(пинками катит 5-метровый обтекатель на свалку)
Зачем мне обтекатель, если разделение на 43 км начинается?

Пока - полная свобода. Есть габариты грузового отсека. Есть типы двигателей (габариты) и развесовка ступеней. Больше ничего нет.

Но надо помнить, что ПН может быть большая и длинная! (боковушка ОС типа Мир. 5.5 м в диаметре и максимальной длины, которая укладывается в 15 тонн.) Поэтому ступени желательно делать покороче и потолще.

--
Shumil

[Shumil]

А сверхзвуковые воздухозаборники по двум причинам:
1. Их, таких, легче всех сразу одной заслонкой закрывать на гиперзвуке.
2. Опять же, рано или поздно народные умельцы сделают большой, мощный и экономичный движок на три звука. И захотят установить его на АКС, чтоб вывести на орбиту на полторы тонны больше. А тут - все готово!!! Снимай один, ставь другой! :)

Вы реально решили пожертвовать тягой ВРД на дозвуке? :shock:

Я делаю детальки для детского конструктора :)
Из деталек конструктора можно собрать любую машинку. Одну детальку снял, другую поставил...

Но вот место надо заранее отвести под самую толстую и длинную детальку.
Что я и сделал.

А какая деталька стоит сегодня, какая будет стоять завтра, какие воздухозаборники сейчас, какие - в будущем - уже не важно.

--
Shumil

[hcube]

Мин херц, при разгоне на ЖРД, 600 м/c скорости (даже не беря высоту) - это 20% от массы разгоняемого в форме топлива. Разгоняем мы - утрируя - 600 тонн. 20% - это 120 тонн. Ну, минус 20 тонн на топливо для ТРДФ. 100 тонн. Вот это и есть наш профит. Если мы сэкономим хотя бы 50 тонн, то можно на выбор :

- увеличить ракетную часть на 25%
- поднять скорость разделения примерно на 200 м/с.

И в том и в том случае подрастет ПН на орбите при той же взлетной массе. Либо можно

- уменьшить взлетную массу на 100 тонн - 540 вместо 640. Соответственно уменьшится число двигателей и прочее, прочее.

[Shumil]

Мин херц, при разгоне на ЖРД, 600 м/c скорости (даже не беря высоту) - это 20% от массы разгоняемого в форме топлива. Разгоняем мы - утрируя - 600 тонн. 20% - это 120 тонн. Ну, минус 20 тонн на топливо для ТРДФ. 100 тонн. Вот это и есть наш профит. Если мы сэкономим хотя бы 50 тонн, то можно на выбор :

- увеличить ракетную часть на 25%
- поднять скорость разделения примерно на 200 м/с.

И в том и в том случае подрастет ПН на орбите при той же взлетной массе. Либо можно

- уменьшить взлетную массу на 100 тонн - 540 вместо 640. Соответственно уменьшится число двигателей и прочее, прочее.

Ой ли... Добавить 35 тонн очень прожорливых двигателей. За счет топлива. Эффект сомнителен.

Ладно, когда закончу с этой моделью, поговорим с вами о зависимости тяги от скорости и высоты и промоделирую на сверхзвуковых движках.

--
Shumil

[hcube]

Ну, считается, что УИ ТРДФ на 3М - около 15-20 км/c на керосине. А на малой скорости ТРД имеют УИ около 40-50 км/с. На метане - процентов на 10-15 повыше.

Зависимость, можно считать, линейна. На 4М - 0 тяги, на 0М - номинальная форсажная тяга. Между этими двумя точками тяга линейно уменьшается. Как первое приближение - пойдет :-). Еще тяга линейно зависит от плотности воздуха. Точнее от скоростного напора. Но от него же зависит и подъемная сила, и лобовое сопротивление, так что это не проблема

И - вы считайте ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ двигатели. Если стоят ТРДФ, 12 штук по 2.5 тонны - то не стоят эти ваши карманные монстры Д-30 по 25 тонн тяги :-) А тяга-к-весу у ТРД примерно постоянна, вне зависимости от того, форсированный он или нет. 1:6-1:8, где-то. У форсированных даже больше, за счет форсажа.

По прожорливости же мало что в мире может сравниться с ЖРД :-)


- изменяем геометрию крыла
- включаем форсаж
- Джон, мы крупно пролетели - русские только начали менять геометрию крыла (с) :-))

[Shumil]

Блин! Сейчас занялся сопротивлением воздухозаборников, ввел в схему аэродинамики заслонку, которая их прикрывает, исправил пару мелких ошибок - и потерял в скорости СТОЛЬКО, что свалился с орбиты... :(

Эта заслонка в 240 кв.м под 14 градусов к корпусу. Если добавить еще угол атаки в 6 градусов - будет уже 20. Как тормозной парашют!!! Я из-за нее да воздухозаборников 200м/с потерял.

Всех убью, один останусь!!! Или в монастырь уйду. :(

--
Shumil

[Дмитрий В.]

Блин! Сейчас занялся сопротивлением воздухозаборников, ввел в схему аэродинамики заслонку, которая их прикрывает, исправил пару мелких ошибок - и потерял в скорости СТОЛЬКО, что свалился с орбиты...

Эта заслонка в 240 кв.м под 14 градусов к корпусу. Если добавить еще угол атаки в 6 градусов - будет уже 20. Как тормозной парашют!!! Я из-за нее да воздухозаборников 200м/с потерял.

Всех убью, один останусь!!! Или в монастырь уйду.

--
Shumil

Надо быть проще. Откажитесь от полета на сверхзвуке, используйте обычный дохзвуковой самолет и добавьте к ракете еще одну ступень.

[Pavel]

Или массу полезной нагрузки снизить.. :roll:

[Shumil]

Или массу полезной нагрузки снизить.. :roll:

Полезную нагрузку снижать нельзя. ТЗ имеет силу закона!!!

Надо приподнять орбиту. На сейчас она 216 х 148км. (разделение АКС и РН начинается на высоте 40.84 км)

--
Shumil

[Дмитрий В.]

Или массу полезной нагрузки снизить.. :roll:

Полезную нагрузку снижать нельзя. ТЗ имеет силу закона!!!

Надо приподнять орбиту. На сейчас она 216 х 148км. (разделение АКС и РН начинается на высоте 40.84 км)

--
Shumil

Явно придется привлекать магию или, как минимум, машину времени для полученния в 1970-х технологий будущего :wink:

[Shumil]

Или массу полезной нагрузки снизить.. :roll:

Полезную нагрузку снижать нельзя. ТЗ имеет силу закона!!!

Надо приподнять орбиту. На сейчас она 216 х 148км. (разделение АКС и РН начинается на высоте 40.84 км)

Явно придется привлекать магию или, как минимум, машину времени для получения в 1970-х технологий будущего :wink:

Вообще-то, если идти от романа, с которого все началось, то там есть попаданец из 2010-го в 1965-й. С ноутбуком, мобильником и кучей других артефактов. Так что, если не наглеть, кучу идей и пару технологий перенести можно.
Но у автора другой бзик. Ноут у ГГ забит ерундой, ГГ - серый обыватель, а технологии идут из изучения артефактов и идей, в них заложенных.

--
Shumil

p.s. Поднял орбиту до 218 х 160. Но резервы кончаются... :(

[Дмитрий В.]

p.s. Поднял орбиту до 218 х 160. Но резервы кончаются...

Используйте схему с довыведением (в данном случае, с двойным включением ЖРД верхней ступени).