Спираль

[Дмитрий В.]

Не понял.. У вас что ступень 2 секунды работает?  :shock:

 2571  Прошел 2-й запуск двигателей 3-й ступени
  2572   -0.000  224.400    7.707 11380.183   5.27    0    0   0.00001 7707.303
  2573   -0.000  224.399    7.759 11387.653   5.35    0    0   0.00001  7759.321
  2573  3-я ступень работу закончила


Также говорю как численный моделист. Шаг в 1 секунду в данном случае это много. Ошибка быстро набегает. Пересчитайте с 0.01 секунды

Да не, 1 секунда для такой модеои вполне годится. Это же не полетное задание.

[Дмитрий В.]

У меня (по спредшиту ратмана) получилось, что при старте с СН на высоте 30000 м и скорости 1200 м/с РН стартовой массой 150 т выводит на орбиту 51,6 град 200х200 км ввсего 10,8 т. При этом оптимальные значения:
- угла наклона траектории прри старте РН с СН  30,6 град
- тяговооруженность 2-й ступени 2,214
- тяговооруженность 3-й ступени 0,715 (тяга двигателя примерно 25 тс в вакууме).
- масса РЗТ 2-й ступени 102757 кг
- масса РЗТ 3-й ступени 22279 кг

Максимальные углв атаки не более 4 град.

[Shumil]

У меня (по спредшиту ратмана) получилось, что при старте с СН на высоте 30000 м и скорости 1200 м/с РН стартовой массой 150 т выводит на орбиту 51,6 град 200х200 км ввсего 10,8 т. При этом оптимальные значения:
- угла наклона траектории прри старте РН с СН  30,6 град
- тяговооруженность 2-й ступени 2,214
- тяговооруженность 3-й ступени 0,715 (тяга двигателя примерно 25 тс в вакууме).
- масса РЗТ 2-й ступени 102757 кг
- масса РЗТ 3-й ступени 22279 кг

Максимальные углы атаки не более 4 град.

Собственно, поэтому я и пишу модели с нуля.  Вся арифметика перед глазами. Если ошибся - ругать можно только себя! :)

Но 12 тонн поднять на 200 км мне тоже не удалось. Пару дней назад я писал, что получилось нечто вроде низкой трехвитковой орбиты. А потом - хочешь-не хочешь - плюх в океан!
(В океан - это потому что кроме космодрома земной тверди в модели не предусмотрено! :) "Бултых" легче обсчитывать, чем "шмяк!" )

Да, можно исх.данные поподробнее.
Масса сухая, масса топлива. Тяга на ур. моря, тяга в вакууме. И расход. Вместо тяги можно импульсы.
И так - по обеим ступеням.

Плюс - включено вращ. земли или нет. (широта) И, если включено сопр. воздуха, то какую-нибудь геометрию.

Вращ. земли проще всего заложить в начальную скорость. Которая 1200м/с.

--
Shumil

[Shumil]

Не понял.. У вас что ступень 2 секунды работает?  :shock:

 2571  Прошел 2-й запуск двигателей 3-й ступени
  2572   -0.000  224.400    7.707 11380.183   5.27    0    0   0.00001 7707.303
  2573   -0.000  224.399    7.759 11387.653   5.35    0    0   0.00001  7759.321
  2573  3-я ступень работу закончила


Также говорю как численный моделист. Шаг в 1 секунду в данном случае это много. Ошибка быстро набегает. Пересчитайте с 0.01 секунды

Да не, 1 секунда для такой модеои вполне годится. Это же не полетное задание.

Это специально для наглядности. Чтоб видеть, сколько там чего осталось.

--
Shumil

[Shumil]

У меня (по спредшиту ратмана) получилось, что при старте с СН на высоте 30000 м и скорости 1200 м/с РН стартовой массой 150 т выводит на орбиту 51,6 град 200х200 км ввсего 10,8 т. При этом оптимальные значения:
- угла наклона траектории прри старте РН с СН  30,6 град
- тяговооруженность 2-й ступени 2,214
- тяговооруженность 3-й ступени 0,715 (тяга двигателя примерно 25 тс в вакууме).
- масса РЗТ 2-й ступени 102757 кг
- масса РЗТ 3-й ступени 22279 кг

Максимальные углв атаки не более 4 град.

Моя АКС сумела вывести 11т на орбиту 210 х 249. Но все на пределе. На участке 3-й ступени траектория аж просела на 70м. :)

Параметры:

ПН - 11т
3-я ступень 3.5т + 31.5т топлива. 1 движок НК-31 (41тс)
2-я ступень 8т + 96т топлива. 1 движок НК-33-1.

Наиболее интересные участки полета

Код Выделить Развернуть


  Время    Vy     Высота     Vx       Удал.  Ускор.Траек.Танг.    A        V         M

  1017    0.539   27.069    0.713   238.094   2.09   37   45   0.00000   893.783  427.568
  1018    0.546   27.612    0.724   238.810   2.10   37   45   0.00000   907.363  425.024
  1018  Прошла команда "Открыть створки грузового люка"
  1019    0.554   28.161    0.736   239.537   2.11   36   45   0.00000   921.100  422.480
  1020    0.561   28.719    0.748   240.276   2.13   36   45   0.00000   934.997  419.936
  1021    0.569   29.284    0.760   241.026   2.14   36   45   0.00000   949.054  417.392
  1022    0.576   29.856    0.772   241.789   2.15   36   45   0.00000   963.272  414.848
  1023    0.584   30.436    0.784   242.563   2.17   36   45   0.00000   977.653  412.304
  1023  Прошла команда на выключение ЖРД НК-33-1
  1023  Изделие выводится за пределы грузового отсека
  1024    0.590   31.024    0.795   243.350   2.18   36   36   0.10624   990.267  150.000
  1025    0.580   31.608    0.795   244.141   0.11   36   36   0.09671   983.524  150.000
  1026    0.569   32.183    0.794   244.931   0.10   35   35   0.08817   976.933  150.000
  1027    0.559   32.747    0.793   245.720   0.09   35   35   0.08052   970.484  150.000
  1028    0.549   33.302    0.792   246.509   0.08   34   34   0.07364   964.171  150.000
  1029    0.539   33.846    0.792   247.297   0.07   34   34   0.06746   957.988  150.000
  1029  Закончено выведение изделия
  1029  Прошел запуск двигателей 2-й ступени
  1029    0.530   34.338    0.791   248.021   0.07   33   33   0.06232   952.409  150.000
  1030    0.530   34.380    0.792   248.084   1.42   33   35   0.06204   953.093  149.949


  1179    0.624  101.887    3.887   552.986   4.04    9   23   0.00028  3936.741   55.185
  1180    0.633  102.515    3.923   556.829   4.09    9   23   0.00026  3973.841   54.549
  1180  2-я ступень работу закончила
  1180  Произошло отделение 2-й ступени
  1181    0.639  103.152    3.955   560.708   4.13    9    9   0.00029  4006.289   46.000
  1182    0.632  103.788    3.955   564.599   0.00    9    9   0.00026  4004.780   46.000
  1183    0.625  104.417    3.954   568.490   0.00    8    8   0.00024  4003.287   46.000
  1183  Прошел запуск двигателей 3-й ступени
  1184    0.619  105.039    3.955   572.380   0.89    8   17   0.00022  4002.848   45.986
  1185    0.614  105.655    3.963   576.274   0.89    8   17   0.00021  4010.040   45.870


  1452    0.103  156.439    7.756  2009.479   2.75    0    9   0.00001  7757.099   14.898
  1453    0.107  156.544    7.783  2017.062   2.78    0    9   0.00001  7783.750   14.782
  1453  Достигнута орбитальная скорость
  1453  Двигатель 3-й ступени отключен
  1460    0.111  157.320    7.805  2070.377   2.79    0    0   0.00001  7805.749   14.683
  1470    0.111  158.430    7.804  2146.533   0.00    0    0   0.00001  7804.421   14.683


  2770    0.002  249.994    7.696 11871.671   0.00    0    0   0.00001  7695.702   14.683
  2780    0.001  250.006    7.696 11945.722   0.00    0    0   0.00001  7695.689   14.683
  2784  Достигнута высота апогея
  2784  Прошел 2-й запуск двигателей 3-й ступени
  2785   -0.000  250.007    7.723 11982.761   2.82    0    0   0.00001  7723.178   14.567
  2785  3-я ступень работу закончила
  2790   -0.000  250.006    7.740 12019.993   2.83    0    0   0.00001  7739.501   14.499
  2800   -0.001  250.002    7.740 12094.465   0.00    0    0   0.00001  7739.505   14.499
  2810   -0.001  249.996    7.740 12168.938   0.00    0    0   0.00001  7739.513   14.499
  2820   -0.001  249.986    7.740 12243.411   0.00    0    0   0.00001  7739.523   14.499
  2830   -0.001  249.974    7.740 12317.884   0.00    0    0   0.00001  7739.537   14.499
  2840   -0.002  249.960    7.740 12392.358   0.00    0    0   0.00001  7739.554   14.499
  2850   -0.002  249.943    7.740 12466.832   0.00    0    0   0.00001  7739.574   14.499
  2860   -0.002  249.923    7.740 12541.306   0.00    0    0   0.00001  7739.598   14.499
  2870   -0.002  249.900    7.740 12615.781   0.00    0    0   0.00001  7739.624   14.499
  2879  Произошло отделение полезной нагрузки
  2880   -0.003  249.875    7.740 12690.256   0.00    0    0   0.00001  7739.654   11.000
  2890   -0.003  249.847    7.740 12764.732   0.00    0    0   0.00001  7739.686   11.000


--
Shumil

[Pavel]

Да что же у вас третья ступень второй раз так странно включается?

P.S
Интересно, НК-31 на синтине какой импульс мог бы показать?  :roll:

[Дмитрий В.]

Да что же у вас третья ступень второй раз так странно включается?

P.S
Интересно, НК-31 на синтине какой импульс мог бы показать?  :roll:

В районе 360 с очевидно :roll:

[Shumil]

Да что же у вас третья ступень второй раз так странно включается?

P.S
Интересно, НК-31 на синтине какой импульс мог бы показать?  :roll:

Процента на 2 больше.

3-я ступень 2-й раз должна включаться в апогее. Даже если там на два кванта топлива осталось. (Чтоб показать, сколько осталось)
Если апогей уже позади - включается сразу после выключения. Это, типа, отладочная печать. Показать мне, что в программе отработал такой-то блок.

--
Shumil

[hcube]

Тогда уж лучше сразу на метан конвертировать. Баки можно сделать полегче за счет криоупрочнения, стенку совмещенную, и все такое. И УИ 375.

[Shumil]

Тогда уж лучше сразу на метан конвертировать. Баки можно сделать полегче за счет криоупрочнения, стенку совмещенную, и все такое. И УИ 375.

А в 70-х годах прошлого века на метане кто-нибудь летал?

И вопрос специалистам:
Как авиационные движки типа Д-18 относятся к ракетным керосинам вообще и синтину в частности.
(По непроверенным слухам автомобильные двигатели добавку синтина в бензин воспринимают очень положительно. Но это не в тему... :)

==================

Новости со стройки АКС.

АКС обзавелась  6 движками НК-31-1 вместо 4-х. И включает два (а не 1) на высоте около 6.5 км, и все - около 8 км.

Авиационные движки - 6 штук Trent-980 вместо 8 Д-18. (Да, знаю, в 70-х таких не делали. Но... В общем, партия сказала: "НАДО!". И Роллс-ройс ответил: "Есть!")

Есть еще куча мелких изменений в проекте. До выхода на НОО нагрузки в 15т не хватает буквально пары десятков метров в секунду... :(

Сейчас буду испытывать АКС на статический потолок при скорости 850-900км/ч и постоянной массе 620т.

--
Shumil

[hcube]

Самолеты - летали в 80-е. ЖРД - не. Дело в том, что это некое промежуточное топливо - криогеннее и легче керосина, но не имеющее такого УИ как водород. Но свои плюсы у него есть. Технически, метан можно воспринимать как очень холодный улучшенный керосин - недаром автомобильные двигатели на раз переводятся с бензина на СПГ (который есть пропан-бутановая смесь с температурой кипения -85С).

[Valerij]

Самолеты - летали в 80-е. ЖРД - не. Дело в том, что это некое промежуточное топливо - криогеннее и легче керосина, но не имеющее такого УИ как водород. Но свои плюсы у него есть. Технически, метан можно воспринимать как очень холодный улучшенный керосин - недаром автомобильные двигатели на раз переводятся с бензина на СПГ (который есть пропан-бутановая смесь с температурой кипения -85С).

ИМХО, газоперекачивающие агрегаты на базе отлетавших свое авиационных движков были, кажется, еще в семидесятые. СПГ - это не пропан-бутан, это почти чистый метан, что ни грамма не мешало переводить на метан (на сжатый газ) автомобили еще в семидесятые.

Технически построить ракеты или АКС на СПГ в семидесятые годы было возможно, но задача такая не стояла.

З.Ы.
В семидесятые вполне могли пойти на установку стартовых ускорителей для запуска такой системы.

[Salo]

Самолеты - летали в 80-е. ЖРД - не. Дело в том, что это некое промежуточное топливо - криогеннее и легче керосина, но не имеющее такого УИ как водород. Но свои плюсы у него есть. Технически, метан можно воспринимать как очень холодный улучшенный керосин - недаром автомобильные двигатели на раз переводятся с бензина на СПГ (который есть пропан-бутановая смесь с температурой кипения -85С).

Тогда лучше этан или пропан: плотность при переохлаждении почти как у керосина, а УИ чуть ниже метанового.

[Дмитрий В.]

Самолеты - летали в 80-е. ЖРД - не. Дело в том, что это некое промежуточное топливо - криогеннее и легче керосина, но не имеющее такого УИ как водород. Но свои плюсы у него есть. Технически, метан можно воспринимать как очень холодный улучшенный керосин - недаром автомобильные двигатели на раз переводятся с бензина на СПГ (который есть пропан-бутановая смесь с температурой кипения -85С).

Тогда лучше этан или пропан: плотность при переохлаждении почти как у керосина, а УИ чуть ниже метанового.

У пропрана неважные показатели по выделению твердой фазы, насколько мне известно :roll:

[Shumil]

Новости со стройплощадки АКС

Вывел 14 т на орбиту 289 х 395 км. Правда, пришлось подключить вращение Земли (широта 51.6 градуса).

До вывода 15т на 200км не хватает 30 м/с

Провел тесты АКС на статический потолок. (плоское тонкое крыло)
 - с рабочей загрузкой 150т и расходом на подъем 20т топлива - 5605м
 - пустой, с резервом на посадку 10т топлива - 12 000м

Подъемная сила - только за счет угла атаки. В обоих случаях наилучший - 12 - 12.5 град.

Ну и пополнение в коллекции монстриков.
http://zhurnal.lib.ru/img/s/shumil_p/graf/akc-7-ok.jpg

Слева направо (в одном масштабе):
Каспийский монстр (540т)
ТУ-144Д (207т)
Мрия (630т)
ТУ-160(275т)
АКС (моя) (640т)
Энергия-Буран (2400т)
Лунь (380т)

Можно добавить еще А-380. Длиной и толщиной корпуса она практически совпадает с моей АКС. Полезная нагрузка тоже 150т.

--
Shumil

[hcube]

Три момента.

Момент номер раз - 'уши' сделать подлинее и убирающиеся на сверхзвуке. Ну вот как на Ту-144, но покрупнее.

Два - попробовать таки сверхзвук. То что нарисовано, на сверхзвук засунуть как нефиг делать - это его штатный режим полета. Добавить форсажную камеру к движкам - проще, чем создавать ту же тягу на ЖРД. Форсажный режим - это как раз и есть 'ЖРД без ЖРД'.

Три - ну нафиг нужен грузовой отсек? Что мешает закрепить РН конформно, как на той же Спирали? Общий мидель на разгоне останется таким же, а вот масса фюзеляжа без створок грузового отсека - резко уменьшится. РН же все равно приходится скоростной напор 'терпеть' при разделении.

[Pavel]

Три - ну нафиг нужен грузовой отсек? Что мешает закрепить РН конформно, как на той же Спирали? Общий мидель на разгоне останется таким же, а вот масса фюзеляжа без створок грузового отсека - резко уменьшится. РН же все равно приходится скоростной напор 'терпеть' при разделении.

Учитывая, где  него планируется разделение, там будет фигня, а не напор. Конечно при сравнении напором при разгоне. Скорей всего даже обтекатель будет не нужен.

[Shumil]

Три момента.

Момент номер раз - 'уши' сделать подлинее и убирающиеся на сверхзвуке. Ну вот как на Ту-144, но покрупнее.

Уши были убирающимися (на рисунке). Но теперь они а) не убирающиеся. б) не прямоугольные, а трапециевидные.
Это - из-за экономии массы. Я в развесовку плохо вписываюсь.

На низких скоростях они рулят, на высоких - свободно ориентирующиеся.
Вообще, их главная задача - на старте нос поднять.

Два - попробовать таки сверхзвук. То что нарисовано, на сверхзвук засунуть как нефиг делать - это его штатный режим полета. Добавить форсажную камеру к движкам - проще, чем создавать ту же тягу на ЖРД. Форсажный режим - это как раз и есть 'ЖРД без ЖРД'.

Тут такая хохмочка: Или скороподъемность, или сверхзвук. Скороподъемность мне нужнее. Сейчас до запуска ЖРД движки съедают 14.5 т топлива и поднимают машину до 6.5 км.
Я рассчитывал подняться на них до 10-11км и уложиться в 25т. Но... Пролет...

Если дадите обоснованные характеристики движков с форсажем - просчитаю варианты.
Что мне надо:
- масса движка, габариты.
-тяга (у земли и на высоте 10-11т)
- тяга на форсаже (у земли и на высоте)
- удельный расход. Обычный и на форсаже.

Три - ну нафиг нужен грузовой отсек? Что мешает закрепить РН конформно, как на той же Спирали? Общий мидель на разгоне останется таким же, а вот масса фюзеляжа без створок грузового отсека - резко уменьшится. РН же все равно приходится скоростной напор 'терпеть' при разделении.

Отсек снимает множество проблем. В том числе - и прочностных (для полезной нагрузки)
Ну а на высоте больше 35 км (высота разделения) напор уже не такой и страшный. В 2-4 раза слабее, чем на самом нехорошем участке выведения обычным ракетным способом. И очень быстро падает с высотой.

--
Shumil

[hcube]

Так. Характеристики движков. Берем движки Миг-31, которы заведомо работают до 3М. Думаю, на более крупные движки можно вполне себе линейно экстраполировать.

Сухая масса: 2416 кг

Рабочие характеристики
Тяга взлётная: 9500 кгс
Тяга на форсаже: 15500 кгс
Температура турбины: 1660 °C
Удельный расход топлива: Максимальный режим - 0,72;
Полный форсажный режим - 1,9; кг/кгс·ч

Удельная тяга: 6,41 кгс/кг

Максимал - это максимальная тяга БЕЗ форсажа. То есть то, на чем самолет может набирать высоту на скорости в 0.7-0.8М. На сверхзвуке уже нужен форсаж. Судя по тому, что самолет вообще может летать на 3М, скорость истечения реактивной струи у него - порядка 1500 м/с, т.е. на 3М он на полном форсаже создает около... ну... я думаю, около 8-10 т*с тяги на оба двигателя, т.е. 4-5 тс. на двигатель, против 15.5 т*с на нулевой скорости - тяга с ростом скорости падает из-за уменьшения относительной скорости истечения струи.

Но вообще-то, Мрия на 10 км забирается на тех же 6 движках и с массой в 600 тонн. Это есть наблюдаемый факт. Если теория не совпадает с этим фактом - значит она несовершенна :-)

Двигатель Д30Ф6, кстати, создан на базе двигателя Ту-154 Д30КУ. То есть воздушный тракт у них одинаковый, отличаются только форсажной камерой.

Диаметр вентилятора, мм 1 455 1 455
Сухая масса двигателя:  
без РУ 2 305 2 318
с РУ 2 675 2 668
Расход воздуха, кг/с 264 269
Взлётный режим (МСА, А=0,М=0,Н=0):  
Тяга, кгс 10 790 10 790
Удельный расход топлива, кг/кгс.час 0,498 0,482
Температура на входе в турбину, К 1 336 1 316
Крейсерский режим (А=11 км, М=0,8):  
Тяга, кгс 2 865 2 865
Удельный расход топлива, кг/кгс.ч 0,71 0,69

[Shumil]

Так. Характеристики движков. Берем движки Миг-31, которы заведомо работают до 3М. Думаю, на более крупные движки можно вполне себе линейно экстраполировать.

Сухая масса: 2416 кг

Рабочие характеристики
Тяга взлётная: 9500 кгс
Тяга на форсаже: 15500 кгс
Температура турбины: 1660 °C
Удельный расход топлива: Максимальный режим - 0,72;
Полный форсажный режим - 1,9; кг/кгс·ч

Удельная тяга: 6,41 кгс/кг

Максимал - это максимальная тяга БЕЗ форсажа. То есть то, на чем самолет может набирать высоту на скорости в 0.7-0.8М. На сверхзвуке уже нужен форсаж. Судя по тому, что самолет вообще может летать на 3М, скорость истечения реактивной струи у него - порядка 1500 м/с, т.е. на 3М он на полном форсаже создает около... ну... я думаю, около 8-10 т*с тяги на оба двигателя, т.е. 4-5 тс. на двигатель, против 15.5 т*с на нулевой скорости - тяга с ростом скорости падает из-за уменьшения относительной скорости истечения струи.

Но вообще-то, Мрия на 10 км забирается на тех же 6 движках и с массой в 600 тонн. Это есть наблюдаемый факт. Если теория не совпадает с этим фактом - значит она несовершенна :-)

1. Не думайте о сверхзвуке. Его не будет, так как вся сила движков уйдет в скороподъемность. Мах будет 1000-1050 км/ч. Не больше.

2. Движки от Мига для меня слабенькие. Сейчас стоят 6 х Trent 980 тягой по 37.75 тс каждый. Для посадки пустой машины достаточно работы двух движков.

3. Если я по топливу не уложусь в 35т на набор высоты 9км, старая схема будет экономически выгодней.

4. Да, Мрия поднималась при 630т стартогово веса. Да, Мрия забиралась на 10км. Но я нигде не видел данных, что она на эти 10 км забиралась с массой 600т. В 350т охотно поверю.

----------------

Для земной атмосферы и силы тяжести с хорошей точностью действует эмпирическое правило: При изменении высоты на 5км плотность воздуха меняется вдвое.

На высоте 10км плотность воздуха ниже в 4 раза. Соответственно, подъемная сила ниже в 4 раза и тяга движков ниже в 4 раза.

--
Shumil