Самая удачная ракета для освоения Луны

Автор SpaceR, 18.05.2006 06:05:37

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Старый

ЦитатаПлюс - можно включить ЖРД и на старте. Что позволит увеличить тягу в разы и увеличить стартовую массу практически при том же весе конструкции.
Но вобще с ЖРД идея здравая. А если поставить два ЖРД? И выкинуть все эти ноги/крылья/хвост? А также и ВРД?
 Сократим мы массу конструкции? Вот об этом и речь.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

Дем

Вообще говоря, ситуация упирается в то, что "плотные слои атмосферы" выгодней проходить на маленькой (дозвуковой) скорости.
А ЖРД для этого подходят мало - По выдаваемой тяге им действительно равных нет - но и по расходу топлива тоже.

Т.е. оптимальная схема полёта такая:
Старт (ВРД+ЖРД) - Подъём (ВРД) - Разгон (ЖРД) - расстыковка - посадка (ВРД)
Ну и всё упирается в цену разработки разгонника...
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

Старый

ЦитатаВообще говоря, ситуация упирается в то, что "плотные слои атмосферы" выгодней проходить на маленькой (дозвуковой) скорости.
А ЖРД для этого подходят мало - По выдаваемой тяге им действительно равных нет - но и по расходу топлива тоже.

Т.е. оптимальная схема полёта такая:
Старт (ВРД+ЖРД) - Подъём (ВРД) - Разгон (ЖРД) - расстыковка - посадка (ВРД)
Ну и всё упирается в цену разработки разгонника...
Нет. Выгоднее пройти плотные слои как можно быстрее. Что и делается.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

hcube

Старый, практика - критерий истины (с)? ;-) Расчетно, описанная метановая система имеет ПН порядка 8-10 тонн на LEO, при этом теряется ступень массой от 3.5 до 5 тонн. Стартовая масса при этом в районе 200 тонн. Союз, имеющий ту же самую массу ПН на LEO (ну, может немного выше в метановом варианте - 10-11 тонн), имеет стартовую массу в 320-330 тонн. И его сухая масса - которая полностью теряется - порядка 25 тонн. Т.е. в предположении что один полет разгонщика стоит относительно небольших, сравнимых с самолетными, денег, мы получаем, что система ВТРОЕ экономичнее Союза, который и сам довольно недорогая РН ;-).

Хотя, не буду спорить, возможно схема Байкала более прогрессивна, чем разгонщик. Там самолеторакета, тут ракетосамолет.. Байкал обьективно проще. С другой стороны, под него нужно делать старт, а разгонщик можно с обычного аэродрома 1 класса эксплуатировать - только метановую заправку построить, и чистую комнату для подготовки ПН и сборки ее с ракетной ступенью.
Звездной России - Быть!

Старый

ЦитатаСтарый, практика - критерий истины (с)? Т.е. в предположении что один полет разгонщика стоит относительно небольших, сравнимых с самолетными, денег, мы получаем, что система ВТРОЕ экономичнее Союза, который и сам довольно недорогая РН ;-).
Вы в одном абзаце смешали практику и предположения. В предположениях можно предполагать что угодно. А практика показывает что нигде и никогда. И никаких шансов.

ЦитатаБайкал обьективно проще. С другой стороны, под него нужно делать старт, а разгонщик можно с обычного аэродрома 1 класса эксплуатировать - только метановую заправку построить, и чистую комнату для подготовки ПН и сборки ее с ракетной ступенью.
Заставить эту чуду взлететь будет сложнее чем построить старт для Байкала. Метановая заправка и чистая комната будут лишь лёгким довеском.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

hcube

Я так понимаю, основная претензия - к сухой массе разгонщика? В том смысле, что 50 и даже 60 тонн на 200 тонн заправленной массы для него мало? Или вы отрицаете существование СПС? ;-)
Звездной России - Быть!

Старый

ЦитатаЯ так понимаю, основная претензия - к сухой массе разгонщика? В том смысле, что 50 и даже 60 тонн на 200 тонн заправленной массы для него мало? Или вы отрицаете существование СПС? ;-)
Основная претензия к тому что горизонтально взлетающий разгонщик с крыльями и ВРД сложнее и дороже чем вертикально взлетающий ракетный разгонщик.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

Зомби. Просто Зомби

Цитата
ЦитатаЯ так понимаю, основная претензия - к сухой массе разгонщика? В том смысле, что 50 и даже 60 тонн на 200 тонн заправленной массы для него мало? Или вы отрицаете существование СПС? ;-)
Основная претензия к тому что горизонтально взлетающий разгонщик с крыльями и ВРД сложнее и дороже чем вертикально взлетающий ракетный разгонщик.
Переход от ракет к АКС как средству выведения - это обязательная "очередная ступень" в развитии космонавтики
В 10 раз более дорогой чем ракета АКС будет обладать в 100 раз бОльшим ресурсом (цифры, ессессно, условные)

АКС с ТВРД + ПВРД лучше, чем АКС с ТВРД + ЖРД, последний может рассматриваться только как "промежуточная стадия" в развитии "настоящего (окончательного  :wink: ) АКС" и если без нее можно обойтись, то надо обойтись

Это аксиомы

Не аксиома - это определить "момент, когда уже пора" - переходить на АКС

Но хочется... :wink:  :mrgreen:
Не копать!

Зомби. Просто Зомби

К тому же есть "неопределенности технического плана", типа "широкодиапазонного ПВРД" никто, наверное, еще не видел
И хотя, как можно понять, особых сомнений в том, что "можно сделать" нет, тем не менее - а вдруг там при проектировании встретиться какое-то непредвиденное осложнение?

Опять же, всякие вопросы "теплозащиты" и тп. ...

Все это, на мой взгляд, оправдывает разработку "раньше, чем необходимо", хотя бы может быть более дешевых "частичных" реализаций
Например АКР :roll: (незаметно наступая на ногу hcub'у :mrgreen:  )
Ато мы "ставки" делаем, а как окажется... :roll:
Не копать!

hcube

ЦитатаОсновная претензия к тому что горизонтально взлетающий разгонщик с крыльями и ВРД сложнее и дороже чем вертикально взлетающий ракетный разгонщик.

Скажем так. В обоих многоразовых реализациях есть крылья, ноги и хвосты - просто в разных пропорциях. ВОЗМОЖНО, что Байкал лучше чем АКР, потому что его сухая масса меньше, и ему нужен менее мощный ТРД. С другой стороны, АКР не нуждается в инфраструктуре старта и в МИКе - ну то есть его МИК значительно проще МИКа для полноценной ракеты. Да и расходуемая часть у него немного проще. Что же до бОльшей массы самой ступени - то не надо забывать, что эта масса - сугубо многоразовая, т.е. обладает (за исключением, и там и там, разгонных ЖРД) ресурсом порядка 1000-5000 полетов, как обычный самолет. Т.е. при эксплуатации расходы на замену ТРД и ТО ступени не будут определяющими, во всяком случае IMHO бОльшие расходы на разгонщик оправдаются меньшей стоимостью ракетной ступени и полным отсутствием ТО стартового комплекса ;-). Так что баш на баш.

По поводу разгонщика с ГПВРД не согласен. Я уже отмечал, что применение ГПВРД, само по себе почти бесплатное по массе, и ВРОДЕ БЫ дающее выигрыш - на самом деле резко удорожает конструкцию и ТО разгонщика за счет резкого увеличения рабочей температуры. Если на 3М она находится в пределах 300С, что терпимо без принятия специальных мер, то с ростом скорости она растет как минимум линейно и на 10М уже приближается к 1000С. На обшивке, да, но идеального ТЗП не бывает, и часть тепла все равно просачивается на конструкцию. А поскольку разгон (в отличии от торможения Шаттла, тепловые потоки в обоих случаях сравнимы) штука длительная, то надо как минимум сделать систему активного охлаждения конструкции аналогичную теплообменной рубашки ЖРД. Что, повторюсь, удорожает и усложняет конструктив. А большого выигрыша использование ГПВРД не дает. УИ даже идеального ГПВРД на высоких М все равно приближается к УИ ЖРД, причем использовать в ГПВРД скажем метан на М более 6 уже не получится из-за недостаточной скорости его диффузии. Т.е. 'простой и дешевый' разгонщик не получится. А дорогой автоматически увеличивает срок окупаемости и увеличивает технический риск.
Звездной России - Быть!

Fakir

ЦитатаВообще-то, я старался не встревать в споры о многоразовых системах, в т.ч. АКС, т.к. имею вполне определенное мнение о их бесперспективности (с точки зрения существенного снижеия затрат на выведение) для большинства классических задач.

ИМХО, тут вы глубоко не правы.
Только у многоразовых систем есть принципиальный шанс снизить стоимость килограмма на порядок и более. Из одноразовых можно выжать снижение стоимости килограмма в полтора, ну, может быть, в два раза - но вряд ли больше.
У многоразовых нижний (недостижимый, конечно) предел стоимости - цена топлива. Конечно, тут еще много чего не учитывается. Но ведь у одноразовых и нижний (также недостижимый!) предел много, много выше!
Конечно, выигрыша в многоразовых системах удастся добится не вдруг. Придётся немало попотеть. Но это единственный шанс снизить стоимость килограмма на порядок - для одноразовыъ это в принципе недостижимо.

Fakir

ЦитатаЧто же до бОльшей массы самой ступени - то не надо забывать, что эта масса - сугубо многоразовая, т.е. обладает (за исключением, и там и там, разгонных ЖРД) ресурсом порядка 1000-5000 полетов, как обычный самолет.

Более того, за счёт многоразовости есть смысл применять более совершенные (и дорогие) материалы и технологии - композиты, титан, экзотические сплавы и т.п. Что позволит уменьшить сухую массу.


Цитатана самом деле резко удорожает конструкцию и ТО разгонщика за счет резкого увеличения рабочей температуры.

Сказано от балды  :wink:  Температуры не просчитаны, удорожание - тем более.
Так что "резкое удорожание" - пока что чистой воды спекуляция.

ЦитатаЕсли на 3М она находится в пределах 300С, что терпимо без принятия специальных мер, то с ростом скорости она растет как минимум линейно и на 10М уже приближается к 1000С. На обшивке, да,

Да не на обшивке даже, это температура воздуха!!!

ЦитатаА поскольку разгон (в отличии от торможения Шаттла, тепловые потоки в обоих случаях сравнимы) штука длительная, то надо как минимум сделать систему активного охлаждения конструкции аналогичную теплообменной рубашки ЖРД.

Сначала, как минимум, надо посчитать :wink: , и посмотреть, нужно ли вообще активное охлаждение.

ЦитатаА большого выигрыша использование ГПВРД не дает.

Даёт-даёт :)

ЦитатаУИ даже идеального ГПВРД на высоких М все равно приближается к УИ ЖРД,

Это даже не так важно. Главное, что на меньших М он существенно выше - одно это уже оправдывает его применение вплоть до М, при которых его УИ сравнится с ЖРД.

 
Цитатапричем использовать в ГПВРД скажем метан на М более 6 уже не получится из-за недостаточной скорости его диффузии.

Получится-получится. См. топик про ГПВРД - конверсия метана "на лету" в водород и СО. Кроме этого, возможна еще куча разных примочек к ГПВРД - МГД-тракт, работа с неравновесной плазмой (при помощи дуги либо СВЧ, либо других методов) и т.д.
Да даже если б и не получилось - на метане клином свет не сошёлся.

Зомби. Просто Зомби

ЦитатаВОЗМОЖНО, что Байкал лучше чем АКР...
Если речь идет об АКР "системы Зомби" :oops:  :wink:  (похожей на Бурю), то она ОЧЕНЬ интересна, так как её ПВРД-ступень потребует разработки этого самого ПВРД
При этом она сама в целом кажется намного проще, чем "АКС в сборе"
И еще при этом она действительно интересна как версия "ракеты для Клипера", точнее, для "исправленного и дополненного МАКСа"
То есть, представляя собой конкретный "шаг" в развитии технологий АКС она одновременно может реально эксплуатироваться, до прихода на смену полноценного АКС

Так что Роскосмос может рассматривать это как альтернативное конкурсное предложение, в дополнении к Клиперу, МАКСу и ТКС :roll:  :mrgreen:
Не копать!

Зомби. Просто Зомби

(Вконец распоясавшись :roll: )
А многоразовая ЧИСТО РАКЕТНАЯ ступень мне не нравится СУГУБО! :shock:
Это подмена реального прогресса фиктивным, размен его на приманку "дешевизны" :shock:  :shock:  :shock:
Вот!
 :mrgreen:  :twisted:  :mrgreen:  :twisted:  :mrgreen:
Не копать!

hcube

Ну, про чисто ракетную ступень речь не идет в любом случае - даже для Байкала есть ВРД-атрибутика необходимая для посадки. Вопрос, повторюсь, в масштабах этой атрибутики ;-)

ЦитатаДа не на обшивке даже, это температура воздуха!!!

Ага, после скачка уплотнения, он же ударная волна. Т.е. это температура того воздуха который непосредственно контактирует с обшивкой, точнее с ТЗП на обшивке.
Факир, вы как думаете, конструктора скажем Шаттла, Бурана и Спирали знали те способы снижения теплового потока о которых вы говорите? И почему при этом ТЗП помянутых челноков греется до величин в 1300-1600С? Если все так просто?

ЦитатаСм. топик про ГПВРД - конверсия метана "на лету" в водород и СО. Кроме этого, возможна еще куча разных примочек к ГПВРД - МГД-тракт, работа с неравновесной плазмой (при помощи дуги либо СВЧ, либо других методов) и т.д.

Не сошелся, не спорю. Но еще раз - разгонщик от hcube - это ПРОСТАЯ, ненагруженная конструкция, наиболее эффективная по стоимости запуска. Этакий Байкал с перекосом в сторону воздушной части. Предлагаемые супер-мега-ГПВРД варианты, которые чуть ли не до орбиты на ГПВРД летают, обладают рядом принципиально присущих им недостатков, которые в принципе преодолимы, но существенно удорожают разработку, конкретную конструкцию И приводят таким образом к удорожанию ПН. ПН при этом (пересчитанная скажем к сухой массе) несколько растет - но далеко недостаточно чтобы оправдать рост стоимости разгонщика.

Я даже скажу вот что. При наличии АКС в моем варианте, можно выделить один серийный аппарат и на нем экспериментировать с ГПВРД и теплозащитой. Если что-то получится - оч. хорошо, можно модернизировать остальные. Если нет - ну, больших затрат не будет ;-). А вот если сразу закладываться на ГПВРД - то могут штаны порваться, как у амов с Х-33.
Звездной России - Быть!

Fakir

hcube
ЦитатаФакир, вы как думаете, конструктора скажем Шаттла, Бурана и Спирали знали те способы снижения теплового потока о которых вы говорите? И почему при этом ТЗП помянутых челноков греется до величин в 1300-1600С? Если все так просто?  

ПОТОМУ ЧТО НЕ НАДО ПУТАТЬ ШАТТЛ С РАЗГОНЩИКОМ!!!
Совершенно разные режимы и условия полёта: разные скорости, разные высоты (как следствие - плотности) и т.п.

hcube

... но одно и то же давление на крыло и сравнимый тепловой поток.

Еще раз. Есть аэродинамическое качество. Оно определяет отношение подьемной силы (которая у разгонщика равна весу) к лобовому сопротвлению. У шаттла АК на гиперзвуковом режиме равно примерно 1,7, у Союза - 0,3, у Востока - 0 ;-). Мы не будем мелочиться и возьмем АК равное 5.

Это значит, что на тонну массы разгонщика он должен иметь тягу двигателей в 200 кг только чтобы поддерживать текущую скорость, а чтобы разгоняться - то и вдвое-втрое выше. И эта тяга ЦЕЛИКОМ переходит в тепло торможения потока. Не говорю, правда, что она переходит в нагрев обшивки, но воздух будет греться ой-ой как.

Берем скорость 8М, то есть 2.5 км/с. На этой скорости выделяемая мощность будет равна V*F = 2500*2000 = 5 МВт. Ну, чуть меньше, 200 КГс - это не 2000Н. Т.е. на одну тонну разгонщика надо погасить на скорости в 8М мощность в 5 МВт. Если задаться геометрией типа Ту-144, площадь нижней поверхности будет порядка 500 м2. Выделяемая мощность - 200*5 = 1 ГВт. Т.е. на один м2 придется 2 МВт мощности.
Звездной России - Быть!

Fakir

Цитата... но одно и то же давление на крыло и сравнимый тепловой поток.

Еще раз. Есть аэродинамическое качество. Оно определяет отношение подьемной силы (которая у разгонщика равна весу) к лобовому сопротвлению. У шаттла АК на гиперзвуковом режиме равно примерно 1,7, у Союза - 0,3, у Востока - 0 ;-). Мы не будем мелочиться и возьмем АК равное 5..

Ну причём, причём тут качество?!
Смотри: шаттлу надо тормознуться с 1-й космической. Температура торможения - дай боже какая. И тут не так важно, что она достигает максимума лишь на коротком участке траектории спуска - она уже подогрела обшивку, а дальнейший спуск, где температура торможения меньше (хотя плотность воздуха - выше, что тоже немаловажно), просто не даёт ей остыть. То есть тут есть температурный пик, которого для разгонщика просто не существует.

ЦитатаНе говорю, правда, что она переходит в нагрев обшивки,

Ну хорошо хоть этого уже не утверждается ;)

ЦитатаТ.е. на один м2 придется 2 МВт мощности

Ну неверно! Ну нельзя так считать!!! На воздух она приходится, а сколько на квадрат обшивки - вопрос совершенно отдельный!

hcube

У разгонщика пик будет в конце разгона, когда он горку будет делать для выпрыгивания. И по поводу пика - сильно спорно, что пик хуже чем длительный нагрев.

Качество вот при чем. Нам надо иметь подьемную силу равную весу, так? Иначе мы падаем вниз, в более плотнные слои, и сила нарастает без нашего участия. А чтобы иметь силу надо иметь скоростной напор. А скоростной напор - это поток воздуха который бьет в обшивку. Прошу заметить, в аэродинамическом качестве УЖЕ учтены эффекты донного обтекания - и даже с ними качество на гиперзвуке препаршивое.
Звездной России - Быть!

Shestoper

Условия работы теплозащиты Шаттла просты и приятны по сравнению с работой теплозащиты на гиперзвуковом разгонщике c ПВРД, который набирает скорость в атмосфере. Ибо время движения через плотные слои атмосферы возрастает на порядок. В связи с этим даже на меньших скоростях (8-10 М против 25 М у Шаттла) теплозащита прогревается сильнее.