Химеричность АКС - всем здравомыслящим сюда!

[Гусев_А]

Может тоже глупый вопрос: Не реально скрестить ПВРД и ТРД? Два в одном.

ТРД и ПВРД давным-давно скрещены - это ТРД с форсажной камерой. Двигатели же более или менее близкие к идеалу турбопрямоточного двигателя летают с 1950-60-х гг.: ТПВРД истребителя Грифон, J58 от SR-71

Про двигатели с форсажной камерой я знаю, но там все равно форсажная камера находится по ходу после компрессора. В прямоточнике принудительного компрессора нет. А про Грифон с первой попытки не чего очень подробного не нашел. Если можно подскажите про его успехи и конструкцию двигателя.

Вот еще свежая мысль: Проблема двигателя у разгонщика в том, что ему приходится работать при постоянном изменении скорости (увеличении), но при этом он так же и набирает высоту, можно ли подобрать такой режим набора высоты, чтоб давление в воздухозаборнике всегда было одинаковым -- оптимальным.

И еще раз хочу спросить про теплообменник перед компрессором, типа как у Бонда, но не до жижи.  А дальше ТРДФ, и им жать до гиперзвуковых скростей. Глупая мысль?

[Shestoper]

АКС это именно, я еще раз повторю, БЕЗАЛЬТЕРНАТИВНАЯ КЛЮЧЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, только на этой основе можно РАДИКАЛЬНО изменить положение с доступом к околоземному космосу
А последствия этого шага НЕПРЕДСКАЗУЕМЫ во всех аспектах, именно существование таких технологий делает нашу "эпоху" "технологической" или "временем научно-технических революций" по-другому

Ну почему "безальтернативная"?
Всё зависит от того, каков характер выводимых нагрузок и какой грузопоток.
Если например тысячи спутников-перехватчиков для системы ПРО, тут АКС действительно удобен - нужно выводить на орбиту очень много относительно небольших ПН.
А если например собирать на орбите корабль для межпланетного полета массой сотни тонн - посмотрел бы я как его АКС доставляли "кусками" по 10-15 тонн.  
Тут без сверхтяжелой ракеты не обойдешься. Я сомневаюсь, что такой корабль можно "расчленить" на легкособираемые части массой порядка 10 тонн, да и вообще сборка на орбите процесс сложный.

[Alex_II]

Ну почему "безальтернативыная"?
Всё зависит от того, каков характер выводимых нагрузок и какой грузопоток.
Если например тысячи спутников-перехватчиков для системы ПРО, тут АКС действительно удобен - нужно выводить на орбиту очень много относительно небольших ПН.
А если например собирать на орбите корабль для межпланетного полета массой сотни тонн - посмотрел бы я как его АКС доставляли "кусками" по 10-15 тонн.  
Тут без сверхтяжелой ракеты не обойдешься. Я сомневаюсь, что такой корабль можно "расчленить" на легкособираемые части массой порядка 10 тонн, да и вообще сборка на орбите процесс сложный.

Хоть топик-то читайте... Никто ведь не предлагает заменить данным АКС тяжелые ракеты. Его ниша - нагрузки "Союза" и меньше...

[Дмитрий В.]

Про двигатели с форсажной камерой я знаю, но там все равно форсажная камера находится по ходу после компрессора. В прямоточнике принудительного компрессора нет. А про Грифон с первой попытки не чего очень подробного не нашел. Если можно подскажите про его успехи и конструкцию двигателя.

Посмотрите здесь: http://www.airwar.ru/enc/xplane/nord1500.html

[Гусев_А]

Спасибо. Здесь хоть самое минимальное описание двигателя, правда без чертежей. Но в любом случае, везде где про него я открывал было, что он развивает только 3М, гиперзвуком и не пахнет. Была такая фраза, что в двигателе нет регулеровок в воздухозаборнике....

Как Вы думаете, такой тип двигателя поддается переделке, для гиперзвукового разгонщика?
.

[hcube]

Ну, вообще-то разгонщик, даже если он просто сверхзвуковой, дает довольно много. Во-первых, выигрыш в скорости - 1 км/с. Во вторых - высота в 20-25 км эквивалентна скорости падения в 1 км/c, т.е. тоже плюсуется. Далее, растет УИ ракетной ступени - воздух на 25 км разряженный, 0.2 атмосферы - с 390 до 430 для водорода. И еще аэродинамические потери уменьшаются - ну, еще метров 200 в секунду отыгрывается. В сумме получается, что разгонщик экономит порядка 2.5 км/с из 9. Это ОБЫЧНЫЙ разгонщик, типа Спирали.

А разгонщик от АКС к этим 2.5 км/c добавляет еще 1.5 - набираемые на ЖРД. Ну, комплексно 1.5 - 1.1 примерно по скорости и еще 0.4 по уменьшению потерь - гравипотерь у второй ступени нету, потерь на сопротивление нету, УИ еще метров на 100-200 подрастает...

В общем, повторюсь - цена НИР по АКС данной схемы - ну, первые сотни миллионов баксов. Практически все уже есть - надо просто взять списанный Миг-25, загнать его в цеха Энергии и творчески переработать. Плюс наново сочинить вторую ступень - впрочем, наверняка есть какие-то разработки, которые можно по ней пустить в дело. Движки так точно есть - КВД-1М тот же самый. Как будет ясно, что схема работоспособна (а даже такой мини-АКС вытаскивает на орбиту порядка полутонны - т.е. это готовый оперативный фоторазведчик), можно попробовать сделать машинку в 5 раз тяжелее - 300-тонник.

[ronatu]

Научпоп на эту тему:

http://www.spacefuture.com/archive/space_tourism_the_key_to_low_cost_access_to_space.shtml

[ronatu]

Спасибо. Здесь хоть самое минимальное описание двигателя, правда без чертежей. Но в любом случае, везде где про него я открывал было, что он развивает только 3М, гиперзвуком и не пахнет. Была такая фраза, что в двигателе нет регулеровок в воздухозаборнике....

Как Вы думаете, такой тип двигателя поддается переделке, для гиперзвукового разгонщика?
.

Liquid Air Cycle Rocket Equation by Steven S. Pietrobon (19 Dec 1994)
--------------------------------

Let us assume that we have a Liquid Air Cycle Engine (LACE) where the fuel is
provided by the rocket and the oxidiser is from surrounding air. To simplify
our derivation we assume that the rocket is frictionless (except for engine
drag). For a normal rocket which carries its own fuel and oxidiser we have
from Newton's third law that

       dv(t)                  F
a(t) = ----- = ------------------------------------
        dt     m_c + m_s + m_f + m_o - (r_f + r_o)t

where

a(t) = acceleration varying with time (m/s^2)
v(t) = the speed varying with time (m/s)
F    = engine thrust (N)
m_c  = cargo mass (kg)
m_s  = structure mass (kg)
m_f  = fuel mass (kg)
m_o  = oxidiser mass (kg)
r_f  = fuel rate (kg/s)
r_o  = oxidiser rate (kg/s)

We have T = m_f/r_f = m_o/r_o is the firing duration of the rocket.
Integrating and letting t = T we have the standard rocket equation

           F        (m_c + m_s + m_f + m_o)
v(T) = --------- ln (---------------------)
       r_f + r_o    (      m_c + m_s      )

     = v_e ln (1 + (m_f + m_o)/(m_c + m_s))

where

v_e = F/(r_f + r_o) = effective exhaust speed of the engine (m/s)

For a LACE m_o is not carried aboard and must be accelerated to the speed of
the rocket. This induces an effective drag on the vehicle equal to v(t)r_o.
We derive this from the fact that the effective thrust of a rocket equation
is that obtained by accelerating the propellant mass continuously entering the
engine up to some exhaust speed v_e (the energy being obtained from the
combustion of a fuel and an oxidiser). It does not matter how the mass was
accelerated. Only the final speed is important. Conversely, to bring the
oxidiser up to the same speed of the rocket before entering the combustion
chambers requires a force equal to v(t)r_o. The acceleration equation then
becomes

dv(t)   v_e(r_f + r_o) - v(t) r_o
----- = -------------------------
 dt      m_c + m_s + m_f - r_f t

For a positive acceleration we must have

v_e(r_f + r_o) - v(t) r_o > 0
 
or

v(t) < v_e (1 + r_f/r_o)

The upper speed obtained by a LACE only powered vehicle is therefore fixed.
For hydrogen/oxygen propellants v_e = 4000 m/s (the space shuttle main engine
has v_e = 3543 m/s at sea level and 4441 m/s in a vacuum). Air has only about
25% oxygen by mass (a rough guess since I could only find out that 21% of air
by volume is oxygen and oxygen is denser than nitrogen which makes up most of
the rest of air). This means that the combustion energy is distributed over
about four times the mass resulting in an exhaust speed of about half (since
exhaust energy is proportional to v_e^2). Thus v_e = 2000 m/s. Now to make up
for the fact that nearly 75% of air is nitrogen with a mass 14/(16+2) = 7/9
times smaller than water we have v_e = 4000 / sqrt(1+3x7/9) = 2190 m/s. So
lets say v_e = 2200 m/s.

For the SKYLON LACE engine 2/3 of the hydrogen is used to cool the incoming
air and is then dumped overboard. A normal hydrogen/oxygen engine has a mixture
ratio of O/F = 6:1. For LACE we have (1+3x14/16)x6:(1+2) = 7.25:1. Thus the
maximum speed that we can expect for a hydrogen powered vehicle starting from
rest is about 2500 m/s which is far short of the orbital speed of about 8000
m/s (and that's ignoring gravity and air drag losses).

We can solve the LACE differential equation (I used the Laplace transform)
and get (assuming starting at rest)
                                               r_o/r_f
                         [    (   m_c + m_s   )       ]
v(T) = v_e (1 + r_f/r_o) [1 - (---------------)       ]
                         [    (m_c + m_s + m_f)       ]

This is the LACE Rocket Equation (probably discovered yonks ago, but what the
heck, it was fun deriving it). For the LACE the air powered portion of the
flight has

m_c + m_s = 224 t
m_c + m_s + m_f = 262 t

Thus v(T) = 1700 m/s. The quoted final speed for SKYLON was 1657 m/s. Ways
to increase the performance of the LACE is to not cool the air so that the
thermal energy can be used in the rocket engine. In fact the SKYLON SABRE
engine does not liquify the air which increases the performance of the system.
SKYLON then uses normal rocket powered flight to reach orbit. We have

m_c = 10 t
m_s = 45.7 t
m_f + m_o = 168.3 t

Using the rocket equation and v_e = 4400 m/s we have v(T) = 6123 m/s. SKYLON
receives an initial rocket powered boost requiring 13 t of propellant. This
gives an initial v(T) of 169 m/s assuming v_e = 3500 m/s. The total deltaV
is thus about 8000 m/s. Hmm, might be a bit low, but then again SKYLON does
take off horizontally which should save on gravity losses (since it follows
the Earth's velocity vector, unlike a rocket which takes off perpendicular
to the velocity vector).

In case you're wondering, this is the LACE equation if you start with an
initial speed of v_i
                                                                    r_o/r_f
                                                   (   m_c + m_s   )
v(T) = v_e(1 + r_f/r_o) + (v_i - v_e(1 + r_f/r_o)) (---------------)
                                                   (m_c + m_s + m_f)

Food for thought. How do you handle SCRAM (supersonic combustion RAM) jets?
The air is decelerated to some supersonic value (say v_s) and combustion takes
place. The drag is now (v-v_s)r_o. Now I can imagine incoming oxygen molecules
smashing into the hydrogen molecules with an almighty whack. The air velocity
vector has been partially converted to thermal energy. You should be able to
get this energy back again in the engine exhaust (with a suitable expansion
nozzle) plus the energy of combusting hydrogen with oxygen. As you can imagine
the drag increases with speed and so the thrust must increase with it. This is
the reverse of rocket engines where you usually decrease the thrust the faster
you go. A SCRAM powered vehicle would have three different types of operation:
zero to the supersonic speed where the SCRAM kicks in (using a LACE engine?),
supersonic to as fast as you can go, and then a normal rocket engine to put you
into orbit. Plus the fact that a SCRAM engine has such a big mouth (and a
matching rear end) that you have to design your vehicle around it.

http://www.sworld.com.au/steven/space/lace.txt

[ronatu]

Как Вы думаете, такой тип двигателя поддается переделке, для гиперзвукового разгонщика?

http://www.aerospaceweb.org/question/spacecraft/q0202.shtml


Airbreathing rocket engine A.Bond

http://en.wikipedia.org/wiki/SABRE

http://www.aerospaceweb.org/question/spacecraft/q0202.shtml

Подробно здесь:

http://www.reactionengines.co.uk/

[ronatu]

[ronatu]

[Гусев_А]

Про двигатель Бонда обсуждалось совсем не давно. Может быть я не прав, но не верится, вроде это химера. Меня смутило то что было написано якобы от жидкого водорода через теплоноситель (гелий) будет охлаждаться и воздух перед компрессором и даже корпус самолета. Я прикинул не хватит. Да и сам прмежуточный теплоноситель мне не нравится. И так теплообменник должен получиться не легонький и не маленький, а если будет куча теплообменников, при том один жидкость-газ, другой газ-газ...
Короче пока не верю.

Хотя охлаждение воздуха перед компрессором мне нравится, но не на столько, чтоб его сжать до жидкости, А только на столько, чтоб внутренние части воздухозаборника и компрессора изготовлять без теплозащиты, которая на гиперзвуке была бы необходима, и в то же время не совместима с конструкцией ТРД. Может я в чем то не прав, но так прикинул, может это и выход.

[hcube]

ХОЧУ АКС! ;-)

Зомби, есть мысль. Предлагаю прикинуть САМЫЙ минимальный АКС демонстратор который вообще можно построить. По моему, оно выглядит так - водородная ступень уже описывалась - несущий корпус, треугольное сечение, раскладное крыло. Просто масштабируется вниз до 5 тонн заправленной массы.
Разгонщик - 1 двигатель от Миг-25, 25 тонн взлетной массы, 7-8 тонн сухой массы. ЖРД - 1 двигатель от Бурана, керосин-кислород, 30 тонн тяги. Располагается в хвостовом наплыве над соплом ТРД. Перед наплывом - вторая ступень, хвостовая часть второй ступени продлена за сопло ее ЖРД (КВД-1, 8 тонн тяги) так чтобы в связке с первой ступенью вторая образовала единый фюзеляж.
Полет первой ступени - на дистанционном управлении с Земли, над морем - разгонный участок порядка 200 км. Вторая ступень - автоматическая.
Взлетное шасси - от Миг-29. Сопла системы ориентации 2 ступени - от КРБ-12, 1 - от блока ДМ.

А теперь давайте посчитаем, сойдется ли оно по массе ;-D.
И еще... кто бы его нарисовал, а? ;-D

[Гусев_А]

То же хочу АКС.

Но конструкция своя, от того что рисовал раньше отличается кординально (довольно своеобразная ни чего подобного я ни где не видел). С двигателями правда не определился, но мысли есть.
На бумаге начал прорисовывать размещение элементов, их сопряжение, элементы жестскости, центры тяжести....
Но времени нет, может к зиме выдам.

[Старый]

ХОЧУ АКС! ;-)

То же хочу АКС.

Как достали эти приземлённые мечты. Нет бы хотели сразу телепортатор!
 Впрочем уговорили, за ваши деньги - любой каприз!

[hcube]

Старый, современная РН в авиационных терминах - это десантный планер - с полетом в один конец. Неужели обязательно надо летать на одноразовых решениях?

[Дмитрий В.]

Старый, современная РН в авиационных терминах - это десантный планер - с полетом в один конец. Неужели обязательно надо летать на одноразовых решениях?

Да, если они дешевле.

[hcube]

Вот нет уверенности что даже просто многоразовая ракета дороже. А уж полноценный АКС с самолетным взлетом/посадкой...

В общем, ХО, было бы очень хорошо попробовать АКС. Хотя бы как демонстратор типа Х-33.

[Дмитрий В.]

Вот нет уверенности что даже просто многоразовая ракета дороже. А уж полноценный АКС с самолетным взлетом/посадкой...

Кто б еще доказал.

[Зомби. Просто Зомби]

ХОЧУ АКС! ;-)

То же хочу АКС.

Как достали эти приземлённые мечты. Нет бы хотели сразу телепортатор!
 Впрочем уговорили, за ваши деньги - любой каприз!

Старый, современная РН в авиационных терминах - это десантный планер - с полетом в один конец. Неужели обязательно надо летать на одноразовых решениях?

Да, если они дешевле.

Вот нет уверенности что даже просто многоразовая ракета дороже. А уж полноценный АКС с самолетным взлетом/посадкой...

В общем, ХО, было бы очень хорошо попробовать АКС. Хотя бы как демонстратор типа Х-33.

Кто б еще доказал.

Старый "что-то знает"
Но никогда не скажет

Конечно, сделать "на базе современного скростного истребителя" прототип первой ступени АКС, даже без второй ступени, только для теста технологий, СУ и "подбора режимов и траекторий выведения", скажем, гораздо интереснее, "злее" и, вероятно, существенно дешевле, чем Клипер

Но почему-то этого нет и не предвидится - здесь Старый, похоже, "опять прав"

Вообще, Клипер выглядит неким компромиссом в НЕВИДИМОЙ борьбе в области "технической и экономической политики", предложенным "со стороны технарей"

В действительности, АКС по схеме hcube - Зомби мог быть реализован (хочется даже сказать - ЛЕГКО реализован, но это было бы всё же некоторым преувеличением) еще в семидесятые годы

То, что этого нет сейчас и, вроде бы, даже не предвидится, не может происходить из ниоткуда и из ничего, так ПРОСТО В ПРИНЦИПЕ НЕ МОГЛО СЛОЖИТЬСЯ "САМО СОБОЙ"

Но меня достает не это, меня достает та четкая по своей организованности, выдающей её реальное происхождение, антикосмическая ПРОПАГАНДА, которая некоторые СЛЕДСТВИЯ подобных "ПОЛИТИЧЕСКИХ ПРЕДПОЧТЕНИЙ" выставляет в качестве аргументов для УНИЧТОЖИТЕЛЬНОЙ критики пилотируемых программ

Это подобно работе "рейдеров", кажется, которые сознательно банкротят экономически здоровые предприятия

Антикосмизм здесь также первичен, как ЛОС в единственно возможном содержательном отечественном лунном проекте

Это вне "основных мантр", так как не конструктивно, но это тоже, "типа мантра", т.е. факт, настолько трудный для восприятия, что его необходимо не только крепко запомнить, но и постоянно повторять, если вы, конечно, хотите сохранить контакт с реальностью