Идея многоразовой ступени РН

[hcube]

Вообще-то, идея совершенно дурная. При невесомом баллоне для создания 1 кг подьемной силы нужно примерно 200 граммов гелия. Т.е. на 10 тонн ступени надо по меньшей мере 2 тонны гелия. Плюс сам баллон. Да, ЧАСТЬ гелия будет использована для наддува. Но малая часть. Порядка 200 кг. Остальное надо будет прокатить в космос и обратно.

Можно использовать газ наддува для разворачивания некоей конструкции типа НТУ для торможения падения или надува воздушных мешков при посадке. Но подьемный баллон сделать не получится.

Лично мне больше всего нравится посадка а-ля Байкал - чисто самолетная. Меньше всего геммороя - отработал один раз схему, а дальше ступени сами прилетают. Да еще можно движок разместить в хвосте и на старте помогать ТРД до высоты в 10 км.

[Данилов]

В 80-х годах как-то ракетный конструктор (не помню кто), был в гостях у передачи "пионерская зорька". Так он в конце передачи обратился к слушателям с просьбой: придумать, как лучше возвращать ступени. Мол, у пионеров взгляды свежие, не замусоренные всякими научными канонами. Ну я как настоящий пионер подумал Ничего более интересного чем схема парашют-тормозной РД-посадка на воду-надувные поплавки не придумал
(интересно, где возле Байконура воды столько взять?

[hcube]

Ну, например можно обойтись без парашута ;-). Если ступень развернуть поперек потока и в таком положении удерживать - это даст для Ангары порядка 50 м2 с Cx порядка 0.5. Вес пустой ступени около 10т, т.е. на каждый м2 приходится 200 кг веса и 400 кг скоростного напора. Это примерно 18 м/с установившейся скорости падения. Чтобы погасить такую скорость с помощью ТТРД, нужно иметь тормозные заряды общей массой в 0.7% от массы ступени, или же в 70 килограммов. Ну, плюс еще дефлекторные щитки для управления положением и подушки для мягкой посадки.

[RadioactiveRainbow]

А вот эта идея посимпатичнее будет

[Гусев_А]

Может быть способ и не годится целиком для ступени, не спорю. Не использованного водорода не хватит наполнить достаточного по размеру шара. А вот отдельно для одного водородного бака может и хватит. А вытеснять водород гелием я не собирался, имел ввиду тот который спользовался для надува. Дай бог, чтоб не очень много стравить водорода при спуске, когда бак сильно разогреется. Если ЖРД не вберут при работе 1-1.5% водорода, то это уже может хватить. Хотя я сам не полностью уверен.
А про аля-Байкал, мне кажется паразитная масса очень велика, тем более если применять этот метод для второй ступени. Все-таки лутьше параплан, и не каких шасси, аэродинамических форм, сложных крыльев и оперения.

[Старый]

А вытеснять водород гелием я не собирался, имел ввиду тот который спользовался для надува.

Я про это и спросил: как вы додумались наддувать водородный бак гелием?

[fagot]

Ну, например можно обойтись без парашута . Если ступень развернуть поперек потока и в таком положении удерживать - это даст для Ангары порядка 50 м2 с Cx порядка 0.5. Вес пустой ступени около 10т, т.е. на каждый м2 приходится 200 кг веса и 400 кг скоростного напора. Это примерно 18 м/с установившейся скорости падения. Чтобы погасить такую скорость с помощью ТТРД, нужно иметь тормозные заряды общей массой в 0.7% от массы ступени, или же в 70 килограммов. Ну, плюс еще дефлекторные щитки для управления положением и подушки для мягкой посадки.

Просто удивительно, как парашютисты при гораздо худшем Сх и меньшей массе на квадратный метр развивают 180 км/ч :wink: У меня почему-то получается 78 м/c и 3 % массы. Так же непонятно, как гасить горизонтальную скорость.

[Гусев_А]

Ну, например можно обойтись без парашута . Если ступень развернуть поперек потока и в таком положении удерживать - это даст для Ангары порядка 50 м2 с Cx порядка 0.5. Вес пустой ступени около 10т, т.е. на каждый м2 приходится 200 кг веса и 400 кг скоростного напора. Это примерно 18 м/с установившейся скорости падения. Чтобы погасить такую скорость с помощью ТТРД, нужно иметь тормозные заряды общей массой в 0.7% от массы ступени, или же в 70 килограммов. Ну, плюс еще дефлекторные щитки для управления положением и подушки для мягкой посадки.

Хочется узнать каким способом  удерживать ступень поперек потока. Тем более у ступени один конец явно тяжелее другого.

[hcube]

Ай, и правда нолик забыл ;-) Силы-то в ньютонах. Ну, не 70 кг, а 300, все равно не особо много для 10 тонн ступени.

Держать ступень... ну, надо центр давления сдвинуть к центру масс. Для этого надо вокруг хвостовой части надуть посадочный баг еще в полете. Либо вокруг хвостовой части добавить тормозные щитки. Или еще что-то типа этого.

[RadioactiveRainbow]

Короче, ценой лишних 500-1000кг можно превратить одноразовый модуль в многоразовый

[Гусев_А]

Конечно, сильно извиняюсь, для наддува водородного бака не гелий, а водород, но сути это не меняет.

[Гусев_А]

В форуме были предложения поднимать РН аэростатами, потом запускать, мне это не очень нравится, но чисто арифметически эффект как бы есть. Тогда нельзя ли рассмотреть вариант, когда перед пуском ЖРД поднять РН с помощью ступени с ТРД или даже с турбовинтовыми двигателями.
Например:
РН устанавливается на конструкцию с двумя большими вращающимися на встречу винтами с лопостями меняющими угол атаки, окруженных цилиндрическим кольцом. На этом кольце снаружи устанавливаются 4-6-8 ТРД, которые приводят во вращение винты.
Такая ступень поднимает РН до 10-11 километров, и разгоняет до 0.3-0.4 М, значителино за более меньшее время, чем аэростат. Устойчивость и ориентацию можно поддерживать благодаря изменению тяги ТРД, они расположены достаточно широко. В конце подъема, угол атаки лопостей меняется на противоположный и турбовинтовая ступень очень быстро уходит вниз от РН, после этого запускаются ЖРД РН, а ТуВиСтупень совершает посадку, как вертолет.
Не привожу расчетов, они примитивны, но эффект есть, ведь ТуВиСтупень явно многоразовая.
Сейчас немного подсчитаю и выдам еще одну сырую идею, которая мне уже начала нравиться. (простите за мою сырятину, а может и бред)

[Waldi]

вариант, когда перед пуском ЖРД поднять РН с помощью ступени с ТРД или даже с турбовинтовыми двигателями.

Сон разума после похмелья (в соседней ветке Вы же писали - "был после гулянки"). Прикиньте размеры роторов (и центробежной силы на них) для подъема нескольких сот тонн РН+СК, да еще в стратосферу. На Венере работать может быть и будет, а на Земле - не бывает...

[Дмитрий Виницкий]

Самое смешное, что турбореактивные бустеры всерьез рассматривались на заре Ариан.  

[Старый]

Самое смешное, что турбореактивные бустеры всерьез рассматривались на заре Ариан.  

Это в каком же году?

[Кенгуру]

В 80-х годах как-то ракетный конструктор (не помню кто), был в гостях у передачи "пионерская зорька". Так он в конце передачи обратился к слушателям с просьбой: придумать, как лучше возвращать ступени. Мол, у пионеров взгляды свежие, не замусоренные всякими научными канонами. Ну я как настоящий пионер подумал Ничего более интересного чем схема парашют-тормозной РД-посадка на воду-надувные поплавки не придумал

У-ху-ху ! Надо было ещё спросить у пионэров, как нам термояд забацать. А то у учёных за пол века глаз замусорился в конец всякими научными канонами. Никак не могут.

(интересно, где возле Байконура воды столько взять?

Будь щас коммунизм, можно было бы повернуть какую нибудь сибирскую реку !

А вообще по-моему если действительно вертолётный подхват будет хорошо удаваться, то ничего другого и не надо.

Только думаю, надо эксперемент с ним произвести. Сбросить аналогичный вес на парашюте и попытася поймать. Если ловиться будет хорошо, то нечего и огород городить, со всякими Байкалами и прочим. Дёшево и сердито. Ещё дешевле чем у американцев наверно получится.

[Waldi]

Самое смешное, что турбореактивные бустеры всерьез рассматривались на заре Ариан.  :D

Ну, пакеты из нескольких десятком ТРД - тоже слегка неординарно. Но эпитет "сон разума" я применил к идее подъема РН в стратосферу на вертолетных роторах.

[Гусев_А]

Для РН, особенно многоразовой, где могут торчать разные элементы оперения набор большой скорости еще в плотных слоях атмосферы вызовет мощное аэродинамическое сопративление. Если у РН низкая тяговооруженность, то большие гравитационные потери, слишком медленный старт....
Оптимальнее всего -- резкий мабор относительно не большей дозвуковой скорости, а потом с минимальным ускорением до более разряженных слоев и только потом окончательный разгон.
Выскажу опять не стандартную идею.
К РН с низкой тяговооруженностью приспосабливают такой телескопический ускоритель из труб, сделанных из ткани, пропитанной термостойким составом, закрепленных вдоль корпуса. При старте вместе с пуском ЖРД внутрь ускорителя подается давление, и он начинает раздвигаться. Секунд за 5 РН разгонится до 100 м/с , после мягкие трубы попадают на СК, а РН уже с минимальным ускорением продолжит полет, до выхода из плотных слоев атмосферы.
Конечно на эту роль могут подойти и специальные ТТУ.

[ShcherbakS]

В форуме были предложения поднимать РН аэростатами, потом запускать, мне это не очень нравится, но чисто арифметически эффект как бы есть. Тогда нельзя ли рассмотреть вариант, когда перед пуском ЖРД поднять РН с помощью ступени с ТРД или даже с турбовинтовыми двигателями.
Например:
РН устанавливается на конструкцию с двумя большими вращающимися на встречу винтами с лопостями меняющими угол атаки, окруженных цилиндрическим кольцом. На этом кольце снаружи устанавливаются 4-6-8 ТРД, которые приводят во вращение винты.
Такая ступень поднимает РН до 10-11 километров, и разгоняет до 0.3-0.4 М, значителино за более меньшее время, чем аэростат. Устойчивость и ориентацию можно поддерживать благодаря изменению тяги ТРД, они расположены достаточно широко. В конце подъема, угол атаки лопостей меняется на противоположный и турбовинтовая ступень очень быстро уходит вниз от РН, после этого запускаются ЖРД РН, а ТуВиСтупень совершает посадку, как вертолет.
Не привожу расчетов, они примитивны, но эффект есть, ведь ТуВиСтупень явно многоразовая.
Сейчас немного подсчитаю и выдам еще одну сырую идею, которая мне уже начала нравиться. (простите за мою сырятину, а может и бред)

Принципиально похожая схема описана в Технике-молодежи №2.2005 стр.18-21.
Смысл идеи - использовать сверхзвуковой несущий винт, который эффективнее обычного вертолетного и теоретически не запрещает разгоняться до М=0,9-1,2.
А это неплохо для многоразового стартового ускорителя либо для воздушного старта, как кому угодно.
Пару месяцев назад пообщался с изобретателем-автором статьи.
Впечатление хорошее.
ИМХО в этой идее что-то есть.

[Гусев_А]

Прикиньте размеры роторов (и центробежной силы на них) для подъема нескольких сот тонн РН+СК, да еще в стратосферу. На Венере работать может быть и будет, а на Земле - не бывает...

Ну вертолетный винт тянет больше ста тонн. Встречные винты должны раборать еще эффективнее, а если поместить их в цилиндрическое кольцо, наврно на несколько сот тонн расчитывать можно. Про сверхзвуковой винт я не читал, почему-бы нет.