Опять про воздушный старт - новый вариант старой идеи

[Fakir]

Вот, практически готовая ракета для воздушного старта!

Четырехступенчатая ракета-носитель легкого класса "Старт-1" имеет стартовую массу 47 т. Длина ракеты - 22,7 м, диаметр - 1,8 м. Носитель запускается с мобильной пусковой установки ракетного комплекса "Тополь". Ракета способна выводить космические аппараты массой до 420 кг  на низкие круговые и солнечно-синхронные орбиты высотой 300-800 км.

Ракета в контейнере, твердотопливная (никакого геморроя с компонентами в полёте), по габаритам вполне ложится на спину Ту-160, по массе - с небольшим перехлёстом.
У Ту-160 максимальная загрузка - 45 тонн, "Старт-1" - 47 тонн, но, по всей очевидновистй, выкинув часть оборудования, ненужного для самолёта-разгонщика, и не полностью заправив, поднять можно!

Может быть, исхитрившись, удастся поднять и пятиступенчатый "Старт" массой 60 тонн.

Можно довольно изящно решить проблему сброса - добавить к контейнеру ракеты небольшие крылышки и оперение, и после отделения от носителя (самолёт при этом уходит вниз) контейнер некоторое время продолжает полёт в горизонтальном положении - это позволит полноценно использовать скорость разгонщика (550 м/с как-никак), а не только высоту подъёма.

И никакой порнографии с выбрасыванием контейнера из грузового отсека дозвукового транспортного самолёта, никакого болтания контейнера на парашюте - полной потери даже той копеечной скорости.

"Старт-1" востребован на рынке - только с Израилем подписаны контракты на восемь пусков, два уже осуществлены ("Эрос-А" и "Эрос-В").

Надо отметить, что при запуске с экватора на нулевое наклонение РН семейства "Старт" могут выводить на низкие орбиты (200 км) значительно большие массы - "Старт-1" до 740 кг, "Старт" до 930 кг. На полярные орбиты меньше - 500 и 640 кг соответственно.

При старте с самолёта-разгонщика, очевидно, масса ПН вырастет.

О РН "Старт":
http://tihiy.fromru.com/Rn/RN_Start.html



P.S. Конечно, всё это лишь в том случае, если конструкция ракеты и контейнера позволяет без принципиальных переделок осуществлять транспортировку и пуск в горизонтальном положении.

[fagot]

С ТПК то она поболее 47 тонн будет весить, а скорость все равно гасить придется, это же не крылатая ракета, так что стартовать лучше вертикально, да и не рассчитана она на горизонтальный пуск. А на сверхзвук с такой бандурой Ту-160 точно не выйдет.

[foogoo]

Ракета в контейнере, твердотопливная (никакого геморроя с компонентами в полёте), по габаритам вполне ложится на спину Ту-160, по массе - с небольшим перехлёстом.
У Ту-160 максимальная загрузка - 45 тонн, "Старт-1" - 47 тонн, но, по всей очевидновистй, выкинув часть оборудования, ненужного для самолёта-разгонщика, и не полностью заправив, поднять можно!

1) На сколько я знаю, у Ту-160 очень маленький ресурс и очень дорогое обслуживание. Не будет ли проблем с выделением стратегического бомбардировщика под посторонние задачи.

2) Предназначен ли корпус Ту-160 для подвешивания груза на спине? Не потребуется ли переделка конструкции?

3) При полете и особенно при взлете у этого самолета груз на спине будет экранировать хвостовое оперение, со всеми вытекающими...

[slipstream]

по габаритам вполне ложится на спину Ту-160

Без контейнера она вроде бы и на нижнюю подвеску поместится, по той же схеме что "Бурлак" - между передним и задним бомбоотсеками.

РС-12М:
Максимальный диаметр корпуса - 1,8 м.
Длина ракеты - 21,5 м.
Стартовая масса - 45 т.

http://www.testpilot.ru/russia/tupolev/160/sk/160sk.htm

"Бурлак" создавался на базе баллистической ракеты. Масса этого двухступенчатого носителя составит 32 т, длина — 22м, а диаметр — 1,6м. В отличие от "Пегасуса" у него нет крыльев, а хвостовое оперение аппарата в подвешенном под самолетом положении было сложено.

Сам носитель проектируется КБ "Радуга". Обе ступени носителя снабжены ЖРД, причем работа двигательной установки второй ступени будет происходить в два включения. Российские специалисты считают, что если будут получены средства на разработку носителя, то с его помощью можно будет выводить на низкую околоземную орбиту до 800 кг полезной нагрузки. При этом стоимость вывода на орбиту 1 кг груза может быть в пределах 5000 долл.  

Своеобразным продолжением проекта «Бурлак» можно назвать американо-украино-российскую программу High Altitude Air Launch (НААL), которая в варианте «2001» предусматривала использование в качестве носителя самолёт Ту-160, а ракеты-носителя - одну из уже существующих ракет массой от 20 до 50 тонн с выводом в космос полезной нагрузки от 400 до 1 500 кг.

[Fakir]

Возникает вопрос - а без контейнера её использовать можно или нет?
Если да - то так, конечно, намного лучше. Что при подвеске сверху, что при подвеске снизу.

foogoo

1) На сколько я знаю, у Ту-160 очень маленький ресурс и очень дорогое обслуживание. Не будет ли проблем с выделением стратегического бомбардировщика под посторонние задачи.

2) Предназначен ли корпус Ту-160 для подвешивания груза на спине? Не потребуется ли переделка конструкции?

3) При полете и особенно при взлете у этого самолета груз на спине будет экранировать хвостовое оперение, со всеми вытекающими...

Да, это проблемы.
1.Насчёт ресурса и обслуживания, к сожалению, ничего не знаю.
Но думаю, что если речь идёт не о боевом дежурстве, а о запусках, ситуация может упроститься - самолёту не нужно находиться в воздухе сутками, его задача взлететь-запустить-вернуться на аэродром - и ресурс уже не так критичен. Может быть, что-то можно выиграть и за счёт оборудования.

2. Вероятнее всего, не предназначен. Но надо полагать, при необходимости конструкцию можно усилить. К тому же у бомбардировщика наверняка есть приличный запас прочности - всё-таки боевой самолёт, на какие-то перегрузки закладывались, а при "пусковых" полётах перегрузок и резких манёвров не ожидается.

3. Шайтан... Не подумал об этом. Тогда остаётся только подвешивать под брюхо. Либо переделывать оперение (нда...).

 
fagot

С ТПК то она поболее 47 тонн будет весить,

Поболе, да, вопрос - на сколько? Запас по грузоподъёмности есть.

 

а скорость все равно гасить придется, это же не крылатая ракета, так что стартовать лучше вертикально,

Скорость гасить очень бы не хотелось. Хотя при пуске из контейнера часть скорость волей-неволей погасится при отстреле крышки с обтекателем - сопротивление резко возрастёт, и даже за несколько секунд в скорости потеряем заметно.
Если вертикально - тогда уж с дозвукового самолёта, но тогда смысла в воздушном старте остаётся не очень много.

да и не рассчитана она на горизонтальный пуск.

Понятно, что изначально не рассчитана. Вопрос, можно ли доработать или нет. Наверное всё же можно, и даже на бесконтейнерный пуск.

 

А на сверхзвук с такой бандурой Ту-160 точно не выйдет.

На максималку, конечно, не выйдет, а так - шут его знает. Априори неочевидно. Ему ведь достаточно на минуту выйти на свехзвук, пусть на форсаже.

[ДмитрийК]

А ради чего все это? Какую прибавку ПН даст в этом случае воздушный старт по сравнению с наземным?

[fagot]

Поболе, да, вопрос - на сколько? Запас по грузоподъёмности есть.

Тонн 5 думаю есть, если не больше.

Скорость гасить очень бы не хотелось. Хотя при пуске из контейнера часть скорость волей-неволей погасится при отстреле крышки с обтекателем - сопротивление резко возрастёт, и даже за несколько секунд в скорости потеряем заметно.
Если вертикально - тогда уж с дозвукового самолёта, но тогда смысла в воздушном старте остаётся не очень много.

Для ракеты без крыльев основной выигрыш от воздушного старта - снижение гравитационных потерь за счет более быстрого загибания траектории и ненулевой высоты пуска, но все же на 10 километровой высоте она летит далеко не горизонтально, поэтому выигрыш от горизонтального запуска очень мал или вовсе отсутствует. Так же снижаются и аэродинамические потери, а при горизонтальном пуске мы их наоборот увеличим. Еще можно увеличить степень расширения сопла, но тут уже ракету надо переделывать.

На максималку, конечно, не выйдет, а так - шут его знает. Априори неочевидно. Ему ведь достаточно на минуту выйти на свехзвук, пусть на форсаже.

Сх резко растет и мидель и нагрузки на конструкцию. Так что выход на сверхзвук очень сомнителен.

[Fakir]

fagot

Тонн 5 думаю есть, если не больше.

5 - несмертельно. Да и вообще, надо посмотреть - нельзя ли вообще без контейнера обойтись. В самом крайнем - можно и контейнер облегчить.

Для ракеты без крыльев основной выигрыш от воздушного старта - снижение гравитационных потерь за счет более быстрого загибания траектории и ненулевой высоты пуска

Во-первых, не понял, при чём тут крылья.
Во-вторых, запас начальной скорости даже в 300 м/с - не та вещь, которой стоит бросаться.

но все же на 10 километровой высоте она летит далеко не горизонтально

10 км - это для транспортников характерная высота. А Ту-160 наверняка мог бы поднять и повыше.

Еще можно увеличить степень расширения сопла, но тут уже ракету надо переделывать.

Боевые ракеты под космические пуски в любом случае переделывают. Замена сопла - надо полагать, не самое сложное и дорогое мероприятие, особенно если даёт выигрыш в ПН.

Сх резко растет и мидель и нагрузки на конструкцию. Так что выход на сверхзвук очень сомнителен.

Мидель растёт не очень сильно - от силы процентов на 15. Сх - ну, будет, конечно... Вопрос - на сколько. Ну и интерференцию, между ракетой и планером, конечно, надо бы поглядеть.
Однако же с подвеской под брюхом - выходят на сверхзвук. Да, мидель поменьше обычно,  но шансы есть.

[fagot]

Во-первых, не понял, при чём тут крылья.
Во-вторых, запас начальной скорости даже в 300 м/с - не та вещь, которой стоит бросаться.

Нет крыльев - нет подъемной силы и если нет вертикальной скорости, ракета упадет, не успев набрать орбитальной скорости, поэтому ее нужно развернуть под некоторым углом к потоку для появления вертикальной составляющей тяги, что может быть невозможным  по условиям прочности и в любом случае горизонтальная скорость вначале будет гаситься.

10 км - это для транспортников характерная высота. А Ту-160 наверняка мог бы поднять и повыше.

Только не с ракетой на спине.

Боевые ракеты под космические пуски в любом случае переделывают. Замена сопла - надо полагать, не самое сложное и дорогое мероприятие, особенно если даёт выигрыш в ПН.

Так я и не против переделки, просто сказал об одном из факторов, повышающих ПН при воздушном запуске, но при этом удорожающем исходную РН.

Мидель растёт не очень сильно - от силы процентов на 15. Сх - ну, будет, конечно... Вопрос - на сколько. Ну и интерференцию, между ракетой и планером, конечно, надо бы поглядеть.
Однако же с подвеской под брюхом - выходят на сверхзвук. Да, мидель поменьше обычно, но шансы есть.

Кто интересно выходил на сверхзвук с ракетой двухметрового диаметра?

[Олигарх]

Вот, практически готовая ракета для воздушного старта!

Четырехступенчатая ракета-носитель легкого класса "Старт-1" имеет стартовую массу 47 т. Длина ракеты - 22,7 м, диаметр - 1,8 м. Носитель запускается с мобильной пусковой установки ракетного комплекса "Тополь". Ракета способна выводить космические аппараты массой до 420 кг  на низкие круговые и солнечно-синхронные орбиты высотой 300-800 км.

Проект Ишим – это и есть в значительной части то, что вы предлагаете.
Миг-31 несет Старт без 1-й ступени (26 тонн), то есть 2-ю, 3-ю, 4-ю ступени (все вместе около 20 тонн) ступени и на сверхзвуке запускает их.
Фактически, Миг-31 заменяет 1-ю ступень Старта.

[Fakir]

fagot

Нет крыльев - нет подъемной силы и если нет вертикальной скорости,

Небольшие несущие поверхности можно прилепить. Думаю, они и разделение упростят.
Кстати, можно приделать на ракету (либо контейнер) небольшие движки (твердотопливные либо прямоточные - для разделения на сверхзвуке) для поддержания равенства скоростей на время разделения и ухода самолёта вниз.
 

ракета упадет, не успев набрать орбитальной скорости,

Ну, не преувеличивайте
Не упадёт, а просядет. К тому же даже если крыльев и нет, но сама ракета тоже имеет ненулевой Су, подъёмная сила будет. И на таких скоростях она может быть весьма приличной.

Только не с ракетой на спине.

Да не факт априори. Масса почти в пределах допустимой нагрузки. Изменения аэродинамики - да, но надо смотреть, насколько они велики. К тому же самолёт не обязательно должен совершать продолжительный полёт на этой высоте.
Тут надо проводить баллистическое исследование, что и где важнее - скорость, высота, направление скорости. И смотреть, что выгоднее - сильнее разогнать носитель на меньшей высоте по горизонтали, или выйти "в прыжке" не на статический, а на динамический потолок, или на промежуточной высоте сделать горку, направив вектор начальной скорости ракеты под нужным углом.

Кто интересно выходил на сверхзвук с ракетой двухметрового диаметра?

Так никто и не пытался пока, никому не надо было.
Кто там "Пегас" пускает, F-15? Со сверхзвука ведь вроде. А соотношение миделей самолёта и ракеты для F-15 и "Пегаса" близко, ИМХО, к соотношению для Ту-160 и "Старта".

[fagot]

Небольшие несущие поверхности можно прилепить. Думаю, они и разделение упростят.
Кстати, можно приделать на ракету (либо контейнер) небольшие движки (твердотопливные либо прямоточные - для разделения на сверхзвуке) для поддержания равенства скоростей на время разделения и ухода самолёта вниз.

Все это лишняя масса, дающая весьма сомнительную прибавку грузоподъемности. Если что и делать - то полноценное крыло, как на Пегасе.

Ну, не преувеличивайте Не упадёт, а просядет.

Если горизонтально стартовать, обязательно упадет, зароется в атмосферу и все.

К тому же даже если крыльев и нет, но сама ракета тоже имеет ненулевой Су, подъёмная сила будет. И на таких скоростях она может быть весьма приличной.

При соответствующем угле атаки подъемная сила конечно будет, но ракета быстрее развалится.

Да не факт априори. Масса почти в пределах допустимой нагрузки. Изменения аэродинамики - да, но надо смотреть, насколько они велики. К тому же самолёт не обязательно должен совершать продолжительный полёт на этой высоте.

Только расситан он на размещение этой самой ПН в бомбоотсеке, а не на хребте. А изменения аэродинамики неслабые. Вот на МиГ-31 сравнительно небольшие ракеты полуутоплены в корпус.

Тут надо проводить баллистическое исследование, что и где важнее - скорость, высота, направление скорости. И смотреть, что выгоднее - сильнее разогнать носитель на меньшей высоте по горизонтали, или выйти "в прыжке" не на статический, а на динамический потолок, или на промежуточной высоте сделать горку, направив вектор начальной скорости ракеты под нужным углом.

Вот с исследования и надо начинать, и про экономику главное не забыть.

Так никто и не пытался пока, никому не надо было.
Кто там "Пегас" пускает, F-15? Со сверхзвука ведь вроде. А соотношение миделей самолёта и ракеты для F-15 и "Пегаса" близко, ИМХО, к соотношению для Ту-160 и "Старта".

Пегас пускают с L-1011, бывший авиалайнер такой. А с F-15 ASAT пускали.

[Sevlagor]

При соответствующем угле атаки подъемная сила конечно будет, но ракета быстрее развалится.

Что ломает ракету?
- боковая, перпендикулярная (относительно корпуса) аэродинамическая сила.

Что такое подъёмная сила?
- ародинамическая сила перпендикулярная, боковая относительно корпуса.

Т.е. ломающая сила это и есть нужная нам подъёмная сила. Так?

Нам нужна подъёмная сила равная или чуть большая чем вес ракеты, но не более.
А такая сила ракету не сломает. Ведь так же.

[fagot]

Что ломает ракету?
- боковая, перпендикулярная (относительно корпуса) аэродинамическая сила.

Что такое подъёмная сила?
- ародинамическая сила перпендикулярная, боковая относительно корпуса.

Т.е. ломающая сила это и есть нужная нам подъёмная сила. Так?

Нам нужна подъёмная сила равная или чуть большая чем вес ракеты, но не более.
А такая сила ракету не сломает. Ведь так же.

Не так. Подъемная сила направлена перпендикулярно вектору скорости, а не корпусу ракеты. А нам нужна только ее вертикальная составляющая. И до того, как она сравняется с весом, ракету разрушит составяющие подъемной силы и силы лобового сопротивления, перпендикулярные корпусу.

[Sevlagor]

Что-то мне подсказывает что ракета способна выдержать гораздо бОльшую лобовую силу чем самолёт-носитель.
Самолёт просто не сможет до такой скорости разогнаться при которой начнёт ломать ракету.

Какая нужна сила чтоб сплющить ракету в продольном направлении?

Какую тягу развивают двигатели самолёта на высоте сброса?

[Sevlagor]

Для того чтобы вертикальная составляющая аэродинамических сил стала больше веса ракеты надо повернуть её корпус на такой угол что составляющая силы перпендикулярная корпусу (ломающая) станет слишком большой.

Я правильно понял?

[fagot]

Что-то мне подсказывает что ракета способна выдержать гораздо бОльшую лобовую силу чем самолёт-носитель.
Самолёт просто не сможет до такой скорости разогнаться при которой начнёт ломать ракету.

Какая нужна сила чтоб сплющить ракету в продольном направлении?

Какую тягу развивают двигатели самолёта на высоте сброса?

Да не в продольном, а в поперечном направлении. Лобовая сила направлена по вектору скорости и при ненулевом угле атаки продольная ось ракеты не совпадает с вектором скорости и появляется составляющая лобовой силы, перпендикулярная корпусу.

[Кенгуру]

США испытывают летающий космодром



Военно-транспортный самолет C-17 Globemaster III произвел второй сброс макета ракеты-носителя в рамках испытаний системы воздушного старта, сообщает Spacewar.com.

Макет длиной около 20 метров и весом в 29 тонн был сброшен с высоты 8850 метров над испытательным полигоном авиабазы Эдвардс. Испытания пусковой установки Falcon (Сокол) имеют целью разработку дешевого метода быстрой доставки спутников на низкие орбиты без использования дорогостоящих стандартных ракет-носителей.

По результатам испытаний разработчики системы планируют расширить диапазон высот и скоростей сброса и увеличить сбрасываемый вес, поскольку более тяжелый носитель имеет более широкие возможности по выводу грузов на орбиту. На следующем испытании с C-17 планируется сбросить макет весом в 32,5 тонны с высоты в 9500 метров. Это будет самый массивный груз, когда-либо сброшенный с С-17.

В случае успеха, разработчики будут стараться произвести успешный сброс со скорости и высоты идентичных условиям второго испытания, чтобы снизить нагрузку на самолет-носитель.

В ходе первого испытания, состоявшегося в сентябре прошлого года, С-17 сбросил груз весом в 22,5 тонны с высоты в 1800 метров. Эти испытания проводились с целью проверки безопасности системы сброса.

http://www.lenta.ru/news/2006/06/20/airlaunch/

Вот вам и воздушный старт. И теже 30 тонн. Почти.

Кстати, интересно было бы глянуть, как эти 30 тонн потом на землю грохаются.

[Кенгуру]

Вот ка-а-ак эти 30 тонн застрянут на выходе ... и кранты.

Вообще самолёт какой то не правильный. Срезать ему надо большую часть фюзеляжа. Оставить только крылья да хвост. Остальное, чтоб только поднять ракету и ненужно вовсе. Только лишний вес.

[frigate]

Antonov An-124-100 vs Boeing C-17 GLOBEMASTER III:

http://www.sfu.ca/casr/id-antonov-1.htm

Красноярский край покрывает маленькую Швейцарию как бык овцу!
(С) М. М. Жванецкий

An-124-100  таким образом может сбросить по крайней мере (ежели дадут что  сбрасывать) 50649 кг с высоты 12000 м.

Antonov An-124-100 http://www.aerospace-technology.com/projects/antonov/specs.html

Boeing C-17 GLOBEMASTER III
http://www.af.mil/factsheets/factsheet.asp?fsID=86