Химеричность АКС - всем здравомыслящим сюда!

[Бродяга]

Что массу конструкции надо уменьшать это верно. В этом плане самолеты имеют больший ресурс для совершенстсвования нежели ракеты. Снижение массы конструкции на сколько то процентов на самолете приводит к большему выйгрышу в ПН, нежели у РН. Хотя и за счет того, что эта конструкция весит больше  
Но я в данном случае имел ввиду, что применение на ВКС ЖРД приводит к тому, что если он и доберется до космоса, то поднимет не более чем сам себя. Есть конечно проекты, согласно которых они даже что-то выводят на орбиту, но мне они кажутся как минимум подозрительными. С авиаконструкциями я некоторым образом знаком и какими методами можно так глобально снизить их массу - ума не приложу. Единственный способ - это использование каких-то сверхлегких материалов. Но где их такие нарисовать? Как-то я даже встречал, что в проекте были заложены проектные характеристики материалов. То есть материала еще нет и не известно получиться ли он, а его данные уже закладывают.

Да всё просто.
 Композиты и "дутые конструкции", самолёты так делать нельзя, а точнее боятся их так делать.

 Вообще нужна первая ступень с массой не более 20% от стартовой массы носителя, тогда эффективность АКС в 2—3 ступени будет такая же, как у одноразовых ракет или даже выше.

[Evgeniy]

Да всё просто.
 Композиты и "дутые конструкции", самолёты так делать нельзя, а точнее боятся их так делать.

Ну с композитами все понятно. Хотя их в общем-то стараются шире применять. В гражданских самолетах и в некоторых военных (в основном зарубежных) композиты широко применяются в силовых панелях крыла, оперения и фезеляжа.
А что вы имеете ввиду под "дутыми" конструкциями?

Вообще нужна первая ступень с массой не более 20% от стартовой массы носителя, тогда эффективность АКС в 2—3 ступени будет такая же, как у одноразовых ракет или даже выше.

Очень тяжело достижимая величина в настоящее время. Когда я прикидывал гиперзвуковой разгонщик, то у меня масса разгонщика составляла порядка 70% всей массы АКС (число М разделения ступеней было равно 6). Учитывая что технологии закладывались по большей части 80-х годов, то на ближней перспективе можно ожидать 50% от массы АКС. До 20 далековато. Хотя я и не уверен, что такой уровень массового совершенства действительно является минимально необходимым

[Бродяга]

Ну с композитами все понятно. Хотя их в общем-то стараются шире применять. В гражданских самолетах и в некоторых военных (в основном зарубежных) композиты широко применяются в силовых панелях крыла, оперения и фезеляжа.
А что вы имеете ввиду под "дутыми" конструкциями?

А что у нас даже легче композитов?
 Газ легче.

 В классической ракете устойчивость конструкции обеспечивается наддувом, построенный по такому же принципу планер нужен для АКС.

Вообще нужна первая ступень с массой не более 20% от стартовой массы носителя, тогда эффективность АКС в 2—3 ступени будет такая же, как у одноразовых ракет или даже выше.

Очень тяжело достижимая величина в настоящее время. Когда я прикидывал гиперзвуковой разгонщик, то у меня масса разгонщика составляла порядка 70% всей массы АКС (число М разделения ступеней было равно 6). Учитывая что технологии закладывались по большей части 80-х годов, то на ближней перспективе можно ожидать 50% от массы АКС. До 20 далековато. Хотя я и не уверен, что такой уровень массового совершенства действительно является минимально необходимым

Что-то больно много — 70%, есть классические самолёты с массовым совершенством ~30%, а в них сравнительно со ступенью АКС целая куча всего лишнего.
 На что уходила масса?

[Evgeniy]

А что у нас даже легче композитов?
 Газ легче.
 В классической ракете устойчивость конструкции обеспечивается наддувом, построенный по такому же принципу планер нужен для АКС.

Вот только малюпупусенькая загвоздочка появляется в такой ситуации. Самолетная конструкция воспринимает
совершенно другие нагрузки, нежели ракетные. Так сказать работают по-другому. Проблема устойчивости там не стоит так остро. Хотя при расчтах конструкций я с этой проблемой вообще не сталкивался. Основной формой нагружения является не продольное сжатие как в РН, а поперечный изгиб. Этим, кстати, и объясняется большая масса авиаконструкций по сравнению с ракетными. Ведь как известно, материал гораздо эффективней работает на растяжение-сжатие, нежели на изгиб.
В общем дутые конструкции - это не про самолеты.

Что-то больно много — 70%, есть классические самолёты с массовым совершенством ~30%, а в них сравнительно со ступенью АКС целая куча всего лишнего.
 На что уходила масса?

Да на все подряд. Под 10% силовая установка, еще червонец ТЗП, всякий хлам типа шасси, нефиговых размеров жестких криогенных топливных баков со своей теплозащитой, средств крепления второй ступени и на прочее-прочее

[Бродяга]

Вот только малюпупусенькая загвоздочка появляется в такой ситуации. Самолетная конструкция воспринимает
совершенно другие нагрузки, нежели ракетные. Так сказать работают по-другому. Проблема устойчивости там не стоит так остро. Хотя при расчтах конструкций я с этой проблемой вообще не сталкивался. Основной формой нагружения является не продольное сжатие как в РН, а поперечный изгиб. Этим, кстати, и объясняется большая масса авиаконструкций по сравнению с ракетными. Ведь как известно, материал гораздо эффективней работает на растяжение-сжатие, нежели на изгиб.
В общем дутые конструкции - это не про самолеты.

"Летающее крыло", однако.

Что-то больно много — 70%, есть классические самолёты с массовым совершенством ~30%, а в них сравнительно со ступенью АКС целая куча всего лишнего.
 На что уходила масса?

Да на все подряд. Под 10% силовая установка, еще червонец ТЗП, всякий хлам типа шасси, нефиговых размеров жестких криогенных топливных баков со своей теплозащитой, средств крепления второй ступени и на прочее-прочее

А нафига это всё, это же не самолёт, который летает часами в СМУ и должен садиться "где попало" с большой нагрузкой.
 Например, шасси вообще нужно только для посадки пустой ступени, взлетать она будет с разгонной тележки.

 Массивная теплозащита тоже не нужна для первой ступени, хватит её "внутренней криогенности".

[Evgeniy]

"Летающее крыло", однако.

Жаль только что оно ни коим образом не отличается от обычного, которое все так же работает на изгиб.

А нафига это всё, это же не самолёт, который летает часами в СМУ и должен садиться "где попало" с большой нагрузкой.
 Например, шасси вообще нужно только для посадки пустой ступени, взлетать она будет с разгонной тележки.

Если бы проблема была в шасси. Это шасси несчастное забирает всего ничего - 3...4%. Но это шасси рассматривалось в полноценном варианте. Дабы была возможность при не выпонении расстыковки сесть со второй ступенью. Расчет посадки при этом выполнялся с учетом выгорания топлива. Таковы были требования надежности. А вообще по поводу тележки уж больно не слабая эта тележка получается. Да и это резко привязывает АКС к конкретным аэродромам (стартовым площадкам), что при ограниченном параллаксе снижает достоинства АКС.

Массивная теплозащита тоже не нужна для первой ступени, хватит её "внутренней криогенности".

Использование хладоресурса криогенного топлива рассматривалось, но только для нужл силовой установки. Там оно нужнее, дабы выжать максимум из диаппазона высот и скоростей полета и отодвинуть подальше вырождение движков. А вот с тепловым балансом всего разгонщика не заморачивался. Из соображений надежности была выбрана пассивная система теплозащиты, без использования всякого рода панелей активного охлаждения с хладагентами и прочим-прочим. Конечно варианты дублирующих каналов в панелях активного охлаждения рассматривались и даже испытывались на сколько я знаю, но вот только впечатляющих результатов они не дали. Один хрен все прогорало.

[Бродяга]

"Летающее крыло", однако.

Жаль только что оно ни коим образом не отличается от обычного, которое все так же работает на изгиб.

Да, только топливо первой ступени распределено по этому крыло, что уже большое дело.

А нафига это всё, это же не самолёт, который летает часами в СМУ и должен садиться "где попало" с большой нагрузкой.
 Например, шасси вообще нужно только для посадки пустой ступени, взлетать она будет с разгонной тележки.

Если бы проблема была в шасси. Это шасси несчастное забирает всего ничего - 3...4%. Но это шасси рассматривалось в полноценном варианте. Дабы была возможность при не выпонении расстыковки сесть со второй ступенью. Расчет посадки при этом выполнялся с учетом выгорания топлива. Таковы были требования надежности. А вообще по поводу тележки уж больно не слабая эта тележка получается. Да и это резко привязывает АКС к конкретным аэродромам (стартовым площадкам), что при ограниченном параллаксе снижает достоинства АКС.

"Сесть со второй ступенью" это слишком, самолёт не всегда может сесть при отказе двигателя, а он пассажиров возит.

 "Телега" вас зря пугает, может она и немаленькая, но "движимое имущество" перевозимая тем же самолётом, а конструкция простенькая, можно использовать многоразовый или даже одноразовый РДТТ.

Массивная теплозащита тоже не нужна для первой ступени, хватит её "внутренней криогенности".

Использование хладоресурса криогенного топлива рассматривалось, но только для нужл силовой установки. Там оно нужнее, дабы выжать максимум из диаппазона высот и скоростей полета и отодвинуть подальше вырождение движков. А вот с тепловым балансом всего разгонщика не заморачивался. Из соображений надежности была выбрана пассивная система теплозащиты, без использования всякого рода панелей активного охлаждения с хладагентами и прочим-прочим. Конечно варианты дублирующих каналов в панелях активного охлаждения рассматривались и даже испытывались на сколько я знаю, но вот только впечатляющих результатов они не дали. Один хрен все прогорало.

Первые ступени премило долетают до земли, при этом не всегда даже закипают криогенные компоненты внутри ступеней.

 При какой скорости должно было быть разделение ступеней?
 Если до 2 км/с, то теплозащита нужна вообще чисто символическая, краска какая-нибудь.

[Evgeniy]

Да, только топливо первой ступени распределено по этому крыло, что уже большое дело.

Боюсь что не очень. Если посмотреть на компоновку ГЛА, то можно обратить внимание на то, что они обладают сильно сплюснутым несущим корпусом, зачастую интегрально сопряженным с плохо выделяемым крылом. Это в принципе то же летающее крыло, только с ВО. Топливо тут оказывается не при делах.    Равно как и избыточное внутреннее давление. ОТ этой поддержки толку никакого, скорее вред, поскольку снаружи давление и так выгибает обшивку во внешнюю сторону.

"Сесть со второй ступенью" это слишком, самолёт не всегда может сесть при отказе двигателя, а он пассажиров возит.

Скажем так, сесть может, но вот только повреждения могут получиться серьезные. Поэтому предпочитают топливо пожечь, для надежности. Но и я топливо выжигать собирался.

Первые ступени премило долетают до земли, при этом не всегда даже закипают криогенные компоненты внутри ступеней.

Ну дык это ракета. Она не имеет такого продолжительного полета. В самолете топливо однозначно будет кипеть непрерывно.

При какой скорости должно было быть разделение ступеней?
 Если до 2 км/с, то теплозащита нужна вообще чисто символическая, краска какая-нибудь.

Скорость акурат под 2 камасека, но вот в символичности теплозащиты не уверен. Я тогда не занимался ее подробным рассмотрением, скорее брал готовые результаты и затрудняюсь сказать наверняка, но точно что краска не спасет

[avmich]

Евгений, хладоресурс горючего использовался в SR-71. Аналогии, конечно, неблизкие, но хоть что-то. SR-71, конечно, всего 3 М давал, но зато летал сколько времени. Да и профиль полёта в атмосфере другой.

[hcube]

И - не надо выжимать предельные характеристики. Это ДОРОГО, а смысл АКС - в снижении СТОИМОСТИ вывода на орбиту. Именно из этих соображений сконструирован HZ - он использует уже освоенную скорость 2.5-3М для подъема на границу атмосферы, затем ЖРД для небольшого (из расчета оптимума по ХС - от 0.5 до 1.5 км/с) суборбитального прыжка, и остальное набирает вторая ступень, оптимизированная 'под космос' - вот там да, композиты, водород, плиточная теплозащита, высокоимпульсные движки и все такое. Но по массе заправленная вторая ступень составляет примерно 30-35% от взлетной массы носителя при массовом совершенстве 0.2 - т.е. ее сухая масса - всего 6% от стартовой массы системы. Еще 35% - топливо для ТРД и ЖРД 1 ступени, и остальное - сухая масса разгонщика. Которая стоит сопоставимо с сухой массой сверхзвукового истребителя типа того же 31-го. Т.е. АКС разделяется на дорогую - но относительно легкую - орбитальную ступень, и тяжелый - но относительно дешевый и с хорошим ресурсом - разгонщик.

[Зомби. Просто Зомби]

И - не надо выжимать предельные характеристики. Это ДОРОГО, а смысл АКС - в снижении СТОИМОСТИ вывода на орбиту.

В рамочку, в золотую каёмочку и на стеночку :mrgreen:

[tktyf]

И - не надо выжимать предельные характеристики. Это ДОРОГО.

Абсолютно согласен. На начальном этапе - до 3000 км/ч. на высоте 20-25 км. достаточно.

[Бродяга]

Да, только топливо первой ступени распределено по этому крыло, что уже большое дело.

Боюсь что не очень. Если посмотреть на компоновку ГЛА, то можно обратить внимание на то, что они обладают сильно сплюснутым несущим корпусом, зачастую интегрально сопряженным с плохо выделяемым крылом. Это в принципе то же летающее крыло, только с ВО. Топливо тут оказывается не при делах.    Равно как и избыточное внутреннее давление. ОТ этой поддержки толку никакого, скорее вред, поскольку снаружи давление и так выгибает обшивку во внешнюю сторону.

Не совсем понял, как давление выгибает обшивку во внешнюю сторону, поясните.

 Относительно нагрузок и "дутой конструкции".
 Смысл "дутой конструкции" в том, что она всегда работает на растяжение за счёт того, что есть избыточное давление и по этой причине она устойчива.
 Да, для форм вроде длинного крыла это не очень эффективно, но для формы вроде удлинённого B-2 или "Вулкана" по-моему будет эффективно.

"Сесть со второй ступенью" это слишком, самолёт не всегда может сесть при отказе двигателя, а он пассажиров возит.

Скажем так, сесть может, но вот только повреждения могут получиться серьезные. Поэтому предпочитают топливо пожечь, для надежности. Но и я топливо выжигать собирался.

Есть определённый участок после взлёта, когда самолёт не может сесть на аэродром при отказе двигателя.
 Для этого случая "серьёзные повреждения" это очень мягко сказано.

Первые ступени премило долетают до земли, при этом не всегда даже закипают криогенные компоненты внутри ступеней.

Ну дык это ракета. Она не имеет такого продолжительного полета. В самолете топливо однозначно будет кипеть непрерывно.

Ха, так это моё принципиальное разногласие с Зомби.

 Я считаю, что тяговооруженность АКС должна быть высокой, может несколько меньше, чем у ракеты, но такой, что время разгона АКС будет если и больше, то раза в 2-3.

 Иначе высокий УИ сожрут потери.

 Кстати, по этой же причине я считаю, что использование ЖРД не хуже, по крайней мере на начальном этапе, когда ЖРД есть, а специальных мощных ВРД для АКС нет.

При какой скорости должно было быть разделение ступеней?
 Если до 2 км/с, то теплозащита нужна вообще чисто символическая, краска какая-нибудь.

Скорость акурат под 2 камасека, но вот в символичности теплозащиты не уверен. Я тогда не занимался ее подробным рассмотрением, скорее брал готовые результаты и затрудняюсь сказать наверняка, но точно что краска не спасет

Боковушки "Энергии" долетели до земли целыми, и не во всех закипели остатки кислорода.
 Но снаружи они сильно нагрелись, измерительные системы были повреждены, так что теплозащита нужна.
 Но не "шаттловская теплозащита", суть в том, что в случае ступени многоразовой ракеты мы можем тормозить быстро, с ускорениями несколько "g", а не как Шаттл.

[Saul]

А чем плохо запипание топлива в крыльях, нефтепродукты ведь кипят при Т меньше, чем плавление аллюминия. Отбирай паровую фазу и всё, отличное охлаждение, ещё внутри крыла "брызгала" направить вверх. ЖРД с большим ресурсом, тоже можно прицепитьна первую ступень, , но я предполагаю, что для 1 ступени достаточно достичь скорости начала устойчивой работы прямоточников 2 ступени.

[Зомби. Просто Зомби]

Ха, так это моё принципиальное разногласие с Зомби.

 Я считаю, что тяговооруженность АКС должна быть высокой, может несколько меньше, чем у ракеты, но такой, что время разгона АКС будет если и больше, то раза в 2-3.

 Иначе высокий УИ сожрут потери.

Какое же это разногласие?
"Реальный самолет" взят за прототип в HZ лишь "принципиально", а реально отличия вполне ожидаемы и именно в эту сторону, то есть, в частности, бОльшая тяговооруженность, которая самолету вроде как не нужна.
Но тут надо смотреть "реальный оптимум".

Кстати, по этой же причине я считаю, что использование ЖРД не хуже, по крайней мере на начальном этапе, когда ЖРД есть, а специальных мощных ВРД для АКС нет.

А вот это другое дело, это разногласие, причем принципиальное.
Сложность многоразовых ракет вы недооцениваете, а близость их конструкций к АКС переоцениваете.
Так што это был бы не "шаг в направлении", а "шаг в сторону".

[Гусев_А]

Наверно без использования ВРД всякая идея АКСа теряет смысл. Хотя наверно еще есть вариант использовать инжекцию воздуха при работе ЖРД, может даже следующей ступени, только при этом наверно нужен перелив топлива.
(хотя эта схема требует много ответов на много вопросов)

Интересно, какой можно достичь УИ при использовании инжекции с ЖРД?

[Зомби. Просто Зомби]

Наверно без использования ВРД всякая идея АКСа теряет смысл.

Всякие "крылья" являются только источниками аэродинамических потерь и могут обеспечить только многоразовость

Единственный ресурс повышения эффективности АКС - это высокий УИ ВРД

[Гусев_А]

УИ ВРД вполне известен, и предсказуем для различных условий (теоретический). А технически воплотить теоретические параметры в практические, или хотя бы в технически возможные, это совсем другое дело.

Даже теоретически ТРД не хочет работать на скоростях выше 3,4 маха (край 4,6 (в жестком пределе высот и скоростей со сложным воздухозаборником)). При этом не во всем диапазоне он развивает крейсерскую тягу. Кроме того таких ТРД еще физически нет, а их разработка при современном массовом пропиле бабок маловероятна (в итоге скажут не получилось). Есть кончено некоторые рывки у американцев, но наверно они еще далеки от практического результата.

ПВРД еще капризней, не смотря на давно созданные крылатые ракеты, этот  ПВРД так и не научился работать в хоть немного более широком диапазоне скоростей и высот. И радужных перспектив не очень то видно, тем более выполнить ХОЧУЧИ наивных мечтателей, что он разовьет большую тягу во всем диапазоне скоростей от 2-х до 15-ти Махов с высотами от 0-ля до 45 километров. ВЕДЬ НАИВНО ? ? ?

[Гусев_А]

УИ ВРД вполне известен, и предсказуем для различных условий (теоретический). А технически воплотить теоретические параметры в практические, или хотя бы в технически возможные, это совсем другое дело.

Даже теоретически ТРД не хочет работать на скоростях выше 3,4 маха (край 4,6 (в жестком пределе высот и скоростей со сложным воздухозаборником)). При этом не во всем диапазоне он развивает крейсерскую тягу. Кроме того таких ТРД еще физически нет, а их разработка при современном массовом пропиле бабок маловероятна (в итоге скажут не получилось). Есть кончено некоторые рывки у американцев, но наверно они еще далеки от практического результата.

ПВРД еще капризней, не смотря на давно созданные крылатые ракеты, этот  ПВРД так и не научился работать в хоть немного более широком диапазоне скоростей и высот. И радужных перспектив не очень то видно, тем более выполнить ХОЧУЧИ наивных мечтателей, что он разовьет большую тягу во всем диапазоне скоростей от 2-х до 15-ти Махов с высотами от 0-ля до 45 километров. ВЕДЬ НАИВНО ? ? ?

[Зомби. Просто Зомби]

Ваще ничего не понял, на всякий случай - это вы мне?