Концепция и АКС, проект "Гиперкуб"

[ratte07]

[Дмитрий В.]

Не. На баке сделаны узлы крепления, достаточно частые, к которым присоединены стержни, крепящие другие баки. В общем, обьемная конструкция, в которой связаны баки, шасси, грузовой отсек, узлы крепления крыльев и ПГО, двигатели и т.д. В основном несущую роль играют баки, но не только они. Ну вот как на Спирали бак был интегрирован в ферму - примерно так же, только баки - несущие.

Правильно ли я понял, что:
1)Вы хотите закрепить криогенные баки 2-й ступени по статически неопределимой схеме? То есть создать для бака стеснение при его температурных и механических деформациях? В таком случае, какую массу надо затратить на усиление бака (он будет нагружаться дополнительно сосредоточенными усилиями в местах подвески к ферме  с дополнительным изгибом оболочки)?
2)Вы хотите всю аэродинамическую нагрузку воспринимать внешним корпусом, затем передавать на ферму, а затем на бак (бак-то, с Ваших слов, несущий)?
С какой целью Вы решили утяжелить конструкцию за счет предложенной Вами силовой схемы?

[ratte07]

[hcube]

Правильно ли я понял, что:

1)Вы хотите закрепить криогенные баки 2-й ступени по статически неопределимой схеме? То есть создать для бака стеснение при его температурных и механических деформациях? В таком случае, какую массу надо затратить на усиление бака (он будет нагружаться дополнительно сосредоточенными усилиями в местах подвески к ферме с дополнительным изгибом оболочки)?

Ну, тут надо подумать.  В любом случае, у челнока БУДУТ деформации. Возможна схема крепления, которая допускает термическую усадку, и вместе с тем создает достаточную связность чтобы конструкция не развалилась. Кроме того, ОБА бака подвержены тепловой 'усадке'. Возможно, правильный подбор материалов позволит сделать эту усадку пропорциональной.

2)Вы хотите всю аэродинамическую нагрузку воспринимать внешним корпусом, затем передавать на ферму, а затем на бак (бак-то, с Ваших слов, несущий)?
С какой целью Вы решили утяжелить конструкцию за счет предложенной Вами силовой схемы?

Я вижу схему так - есть некий 'поддон' или 'лыжа', образующая теплозащищенное дно ЛА. Эта 'лыжа' - не суть важно, цельная как на Буране или секционированная как на Спирали, сопряжена с тремя баками - два бака кислорода и бак водорода. Баки связаны с ней и между собой упомянутыми выше стержнями фермы. Дополнительное оборудование, размещенное в промежутках между баками, также размещено в структуре этой фермы (но поскольку основной силовой элемент все-таки баки, то оно по сути распределенно закреплено между этими баками).  Вероятно, можно подобрать такой зазор с обшивкой и между баками, а также схему связок, которая допускает температурную деформацию, но нормально передает усилие от днища ГЛА на баки и ПН. Тяга двигателей приходится на дно баков и передается через них, масса обшивки и ТЗП мала по сравнению с массой конструкции баков.

Примерно так, как я понимаю, построен Х-33.

[ratte07]

А вот на самолетах броня, включенная в силовую конструкцию, позволяет снизить массу. А Вы "броню" баков не включаете.

[hcube]

Как раз наоборот - и обшивка, и баки - взаимосвязаны в единую силовую конструкцию. На самом деле, не все так драматично. Из общей массы топлива в 70 тонн, 55 тонн - это жидкий кислород, размещенный в двух конических баках, образующих 'углы' корпуса. Эти баки обладают наибольшей прочностью и именно они являются главной несущей конструкцией корпуса. Бак ЖВ и крепежные системы грузового отсека могут быть подвешен относительно них, а теплозащитный 'поддон' - набран из полос с перехлестом, обеспечивая поперечную жесткость этой пары баков, но не мешая удлинению или укорачиванию конструкции в продольном направлении. В общем, думать надо, но ничего нерешаемого имхо нету.

К слову, а каково количественное удлинение при изменении температуры ТЗП с -200 до +100С? Допустим, материал каркаса и баков - титан?

[ratte07]

Нерешаемого нет, только выигрыш весь уйдет именно на решение этих "мелких" проблем. Так было уже много раз и еще будет. Это неизбежно. Поэтому я уже много раз говорил, что при оценке на уровне статистики и умозаключений нужно оставлять большой запас на такие вот проблемы. Правда, привлекательность идеи сразу снижается.

[hcube]

А лучше все равно сделать не получится. Какие еще есть варианты помимо интегрированной конструкции? Или бак с ТЗП на поверхности, или подвесные баки. Бак сделать сложно - помимо ТЗП ведь есть еще всякая авионика, а ее ровным слоем не размажешь. Можно правда в баке сделать выборки... но тогда остается вопрос сопряжения баков и местного усиления для компенсации давления наддува. Хотя в принципе наверное можно и так сделать - водородный бак с выборкой под носовое шасси и наплывами под ПГО и носовые рулевые двигатели - впереди, а вокруг отсека ПН - короткие и толстые кислородные баки, в промежутках между ними - водородный трубопровод, запас газа наддува и т.д. Общая форма корпуса при этом та же. Крепление, очевидно, при этом в основном производится за хвостовую часть, где размещена основная масса. Правда будет фиговая устойчивость на гиперзвуке при вхождении - движок сзади, тяжелые баки ззади, ПН сзади...

[ratte07]

Почему, можно еще сделать единые баки, причем интегральные. В пределе это лучшее решение.

[hcube]

Единые нельзя. Они же разные. И тепловое сокращение у них разное, и температура... выкипать ЖВ будет. Вот если бы метан-ЖК... но у такой схемы фиговая мюПН.

[Зомби. Просто Зомби]

Нерешаемого нет, только выигрыш весь уйдет именно на решение этих "мелких" проблем. Так было уже много раз и еще будет. Это неизбежно. Поэтому я уже много раз говорил, что при оценке на уровне статистики и умозаключений нужно оставлять большой запас на такие вот проблемы. Правда, привлекательность идеи сразу снижается.

А выигрыш для "гиперкуба" особенно-то и не нужен, достаточно не иметь "проигрыша"
То есть, система со стартовой массой "семерки" и возможностями КК Союз/Прогресс, но зато многоразовая и с большим летным ресурсом, при, скажем, ~недельной подготовке к старту и стоимостью межполетного ТО "и заправки" (т.е. подготовки к очередному полету) ну хоть в миллион долларов - против сегодняшних 40 миллионов за полет Союза, - разве это не революционное изменение ситуации с "доступом к околоземному космосу"?

[ratte07]

Нерешаемого нет, только выигрыш весь уйдет именно на решение этих "мелких" проблем. Так было уже много раз и еще будет. Это неизбежно. Поэтому я уже много раз говорил, что при оценке на уровне статистики и умозаключений нужно оставлять большой запас на такие вот проблемы. Правда, привлекательность идеи сразу снижается.

А выигрыш для "гиперкуба" особенно-то и не нужен, достаточно не иметь "проигрыша"
То есть, система со стартовой массой "семерки" и возможностями КК Союз/Прогресс, но зато многоразовая и с большим летным ресурсом, при, скажем, ~недельной подготовке к старту и стоимостью межполетного ТО "и заправки" (т.е. подготовки к очередному полету) ну хоть в миллион долларов - против сегодняшних 40 миллионов за полет Союза, - разве это не революционное изменение ситуации с "доступом к околоземному космосу"?

Кто же спорит, если соотношение будет 1 к 40? Только ведь не будет.

[Зомби. Просто Зомби]

Не умеете добиться?
Тогда тем более НЕОБХОДИМ и ИМЕННО "ГИПЕРКУБ" (простейший, то есть, вариант АКС из возможных), чтобы его n-ая модификация вышла на эти параметры, не ниже

[Дмитрий В.]

Не умеете добиться?
Тогда тем более НЕОБХОДИМ и ИМЕННО "ГИПЕРКУБ" (простейший, то есть, вариант АКС из возможных), чтобы его n-ая модификация вышла на эти параметры, не ниже

Положим, вариант от ашкуба вовсе не простейший (МАКС, к примеру, проще, и, наверное, дешевле). В проекте ашкуба, в принципе, можно отказаться от использования ЖРД на разгонщике.

[hcube]

Не-а. Если отказаться от ЖРД на разгонщике, получится сверхзвуковой Макс-Т. Т.е. при разделении вторая ступень будет 'проседать' в атмосфере со всеми вытекающими. Кроме того, проблема разделения в атмосфере планера интегральной компоновки... далее, оптимальная точка разделения не зря находится на скорости порядка 2000 м/с - для меньшей скорости идет потеря в ПН, кроме того, утяжеляется вторая ступень, имеющая более высокую стоимость ТО на единицу массы.

В принципе, я согласился бы с гиперзвуковым разгонщиком на ту же скорость, но, ХО, сделать химеру ТРДФ + ЖРД проще чем химеру ТРДФ + ГПВРД, и для нее совершенство второй ступени получится выше, чем.  Ну, и разгон на 3М, а затем торможение с 6М ИМХО более простой режим, чем разгон на 6М, а затем торможение с них.

По поводу выигрыша в стоимости. По сравнению с отработанным Союзом (10 мегабаксов за 8 тонн), АКС не дает принципиального выигрыша. Примерно, 300-тонник может вывести 6-7 тонн за 6 мегабаксов. Это немного ниже, чем у Союза, но непринципиально. Однако, во-первых, вторая ступень АКС есть КК. Т.е. эти 7 тонн (5 при доставке к МКС) - это чистая ПН, а у Союза - для доставки 3-х тонного Пирса понадобилось запускать 7-тонный Прогресс. Кроме того, АКС УЖЕ снабжен двигателями орбитального маневрирования, т.е. не надо тратиться на РБ для 'развоза' спутников, по крайней мере на низкой орбите. Ну и стоимость эксплуатации АКС, после получения опыта относительно 'узких мест' системы, ХО, может быть снижена раза в два - т.е. до 500 баксов за кг, примерно. Правда, при сравнимом грузопотоке, можно поставить Союз на конвеер и получить баксов 300 ;-D.

[KrMolot]

Не-а. Если отказаться от ЖРД на разгонщике, получится сверхзвуковой Макс-Т. Т.е. при разделении вторая ступень будет 'проседать' в атмосфере со всеми вытекающими.

Господа, вам еще не надоело о якобы проседании МАКСа писать?  :wink:

[Дмитрий В.]

Не-а. Если отказаться от ЖРД на разгонщике, получится сверхзвуковой Макс-Т. Т.е. при разделении вторая ступень будет 'проседать' в атмосфере со всеми вытекающими.

Господа, вам еще не надоело о якобы проседании МАКСа писать?  :wink:

Да, кстати, откуда пошла эта байка про "огромное (на километры) проседание" МАКСА?

[KrMolot]

Вот и мне интересно.

[hcube]

Вообще-то, от Молнии оно пошло. 5 км просадки с высоты 10 км. Народ, ну не может некрылатый аппарат при разделении не просесть - как думаете, зачем Пегасусу крылышки как у КР? А крыло ставить - это значит массовое совершенство второй ступени ухудшать.

Кроме того, даже если допустить, что МАКС делает в атмосфере горку и не проседает вовсе, все равно проблем при атмосферном разделении - дофига. При этом, если разделение не на гиперзвуке, то точка разделения не оптимальна, а если на гиперзвуке - то вся конструкция мало того что греется, так еще и скоростной напор сравним с массой носителя, т.е. при разделении та еще пляска с бубном происходит.

И сравните это все с холодным разделением АКС на суборбиталке. Вторая ступень сбрасывается, отходит на веньерных движках, потом - пшш - врубает маршевый двигатель и пошла на орбиту.

[Дем]

В принципе, я согласился бы с гиперзвуковым разгонщиком на ту же скорость, но, ХО, сделать химеру ТРДФ + ЖРД проще чем химеру ТРДФ + ГПВРД, и для нее совершенство второй ступени получится выше, чем.  Ну, и разгон на 3М, а затем торможение с 6М ИМХО более простой режим, чем разгон на 6М, а затем торможение с них.

А может лучше химеру (Г)ПВРД + ЖРД?
Я тут подумал - масса комплекса перед стартом непринципиальна, имеет значение только масса в момент взлёта.
Т.е. мы вполне можем разгонятся по полосе на ЖРД, расход топлива значения не имеет. И разогнаться мы вполне можем до скорости, на готорой ПВРД уже тянет. Даже автомобили на колёсах почти до 1М разгонялись, а мы можем и экран-эффект использовать.

Кстати, можно и гибрид ПВРД с ЖРД использовать - когда выхлоп ЖРД с сильным избытком горючего подаётся в канал ПВРД. Такой вполне работает и на гиперзвуке без всякого водорода.