Концепция и АКС, проект "Гиперкуб"

[Valerij]

Прийдётся повторить короче.
ВалериJ, вы сказали "Не пойму в чём проблема - сделать математическую модель..." Я вам ответил что создание математической модели это последняя из проблем которую приходится решать. Точнее этой проблемы вообще нет.

Нет, Старый.

Да. Вы и сами можете это у себя прочитать:

А почему? Если на РБ стоит тот прибор, который вы увидели на МАКСе, и его информация сбрасывается на Землю, то в чем проблема в реальном времени построить две математических модели - одну из них по заложенной в РБ циклограмме, и вторую, в которую в реальном времени подаются параметры полета.

Здесь нет противоречия. С помощью  одного комплекта данных, передаваемого небольшим автономным прибором, и принимаемого на небольшую малонаправленную антенну, решаются две совершенно разных задачи. Одна решается в пунктах приема ТМИ. Это наведение остронаправленной антенны для приема полной телеметрии и обеспечения связи с КА.

Но эта же информация может передаваться в ЦУП, и уже там использоваться для контроля траектории в реальном времени. В идеале для этого хорошо использовать спутники "Луч". Но можно сделать это и с Земли. Вплоть до того, что можно такие "приемники" установить, например, на антарктических станциях, если можно обеспечить своевременное получение информации от них.

В ЦУПе, для контроля вывода на орбиту КА, и для визуализации этого процесса, можно использовать математическую модель. При штатных полетах значение такой модели чисто декоративное, но если потребуется парировать нештатную ситуацию - то предложенные решения можно показать (или даже обкатать) на ней. В условиях стресса от нештатной ситуации и дефицита времени это может быть очень полезно.

[Artemkad]

С помощью  одного комплекта данных, передаваемого небольшим автономным прибором, и принимаемого на небольшую малонаправленную антенну,

Гладко было на бумаге, да забыли про овраги...
На/с ГСО просто не достанет. Если там слабо направленная антенна, то на Земле должна быть остро направленная. Или насколько десятков кВт передатчик.

[Valerij]

С помощью  одного комплекта данных, передаваемого небольшим автономным прибором, и принимаемого на небольшую малонаправленную антенну,

Гладко было на бумаге, да забыли про овраги...
На/с ГСО просто не достанет. Если там слабо направленная антенна, то на Земле должна быть остро направленная. Или насколько десятков кВт передатчик.

Это "не совсем так". Я не зря постоянно повторяю про узкую полосу. Мощность, необходимая передатчику пропорциональна ширине полосы. Поэтому, там, где для такой передачи полной ТМИ нужна остронаправленная антенна или киловаты мощности, для передачи только информации о положении КА и параметрах полета хватит малонаправленной антенны. Как вариант, можно поставить две антенны - с помощью малонаправленной обнаруживать наличие сигнала, а с помощью небольшой, около метра диаметром параболической антенны принимать сигнал, если его невозможно принять на малонаправленную.

На самом деле достаточно 8-10 таких приборов, поставленных в разных местах планеты, хотя бы в обсерваториях ребят, занимающихся космическим мусором, и "потерявшихся" спутников просто не будет.

З.Ы.
Да, и связываться с этим маячком бесполезно, его единственная задача "кричать" "Я здесь" и передавать более точную информацию, где именно здесь. Для приема полноценной ТМИ и связи с КА, естественно, нужны полноценные антенны, я не претендую на какую-то особую физику.

[Valerij]

За одну секунду аппарат перемещается на 9км. Причем с другой стороны от GPS-спутников в которую их антенны не направлены.
Там три проблемы:
1) "в реальном времени" это уже поздно
2) точность и доступность GPS на ГСО крайне неустойчивый вопрос. Причем еще и вопросы однозначности и неопределенности. GPS слегка не на то заточена.
3) для того, что-бы что-то передать на объект должна быть направлена антенна. Направлена точно и вовремя, а не +/- лапоть. Иначе никаких "данных вреальном времени ", а если данных нет, то и подстроить антенну уже нельзя. Классический вариант срыва слежения....

Все перечисленное не является большой проблемой. Когда КА поднимется выше орбит навигационных спутников, он окажется в поле зрения спутников, находящихся с другой стороны от Земли. Условия приема сигнала от спутников у него не намного хуже, чем на Земле.

"Реальное время" тоже условно. Спутник должен передать примерно такой пакет информации:
1. Сигнал идентификации.
2. Координаты.
3. Отсчет времени, когда были измерены координаты.
4. Вектор скорости.

Обновляться эта информация должна раз в несколько секунд, что позволяет восстановить не полностью принятый пакет данных. А прибор управления антенной вырабатывает целеуказания по этим данным с учетом не только координат, но и вектора скорости. Вопросы точности, определенности и не полного покрытия на орбите решаются, так как навигационных спутников в поле зрения много. Кратковременные перерывы в приеме данных с навигационных спутников в этом случае не являются фатальной проблемой.

[Зомби. Просто Зомби]

Так.
Оффтоп - прекратить.
ГЛОНАССы всякие, нефункциональные, для спутников - в другом месте.

[Bell]

Прийдётся повторить короче.
ВалериJ, вы сказали "Не пойму в чём проблема - сделать математическую модель..." Я вам ответил что создание математической модели это последняя из проблем которую приходится решать. Точнее этой проблемы вообще нет.

Нет, Старый.

Да. Вы и сами можете это у себя прочитать:

А почему? Если на РБ стоит тот прибор, который вы увидели на МАКСе, и его информация сбрасывается на Землю, то в чем проблема в реальном времени построить две математических модели - одну из них по заложенной в РБ циклограмме, и вторую, в которую в реальном времени подаются параметры полета.

Здесь нет противоречия.

Конечно нет - что написали - на то вам и ответили.
А дальше у вас идет то, что обычно называется "выкручиваться как вша на гребешке."

[Artemkad]

С помощью  одного комплекта данных, передаваемого небольшим автономным прибором, и принимаемого на небольшую малонаправленную антенну,

Гладко было на бумаге, да забыли про овраги...
На/с ГСО просто не достанет. Если там слабо направленная антенна, то на Земле должна быть остро направленная. Или насколько десятков кВт передатчик.

Это "не совсем так". Я не зря постоянно повторяю про узкую полосу. Мощность, необходимая передатчику пропорциональна ширине полосы.

Valerij, GPS не достанет... Вы можете сколько угодно снижать полосу маяка передавая 200 байт хоть за 20 секунд, но передавать что будете? GPS-спутники в районе ГСО не намного ближе от аппарата чем Земля.

[Bell]

Тем более, что GPS в ту сторону не очень-то и работает.

[Valerij]

Это ответ на вот этот пост: http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=790632#790632

Гиперкуб - это концепция АКС, разработанная Зомби и hcube. Двухступенчатая система, не использующая не существующих сейчас технологий. Первая ступень на ТВД, топливо - метан (СПГ), окислитель - атмосферный кислород, возможно наличие вспомогательных ЖРД на жидком кислороде и СПГ. Вторая ступень криогенная, с многоразовым топливным баком. Последний раз в этой теме цифры обсуждались на 52 странице.

По сути - HZ - это не есть некая догма, а есть набор концептуальных решений - типа 'горизонтальный взлет', 'разгон до сверхзвука на ТРДФ', 'доразгон на ЖРД', 'разделение на суборбитальной траектории'. Они выделяют HZ из всего набора АКС. Число таких решений вполне себе конечно, причем оптимальны не все комбинации. Т.е. при 'эволюции' проекта значение имеет еще и то, сколько ПОХОЖИХ принципиально работоспособных проектов есть в окрестности - т.е. если не заработает этот проект, насколько сложно его модернизировать. Для HZ все в порядке - эволюционный потенциал есть во все стороны - тут и Зенгер-2, и Хотол, и потоковский проект - принципиально они похожи, отличаются деталями.

Более свежий вариант в теме AKC прямую ссылку найду позже.

Я предполагаю немного другой вариант "Гиперкуба", отличающийся наличием нулевой ступени - крылатого ускорителя на ТРДФ, которые обеспечивают необходимую тяговооруженность при разгоне по полосе и наборе первых тысяч метров высоты. Потом, на скорости порядка 500 км/час эти ускоритель отделяются и возвращается на аэродром взлета. Заодно на ускорителе примерно половина стоек шасси. Это позволяет увеличить взлетный вес системы вплоть до 600 тонн и гарантировать ее реализуемость.

[hcube]

Тогда уж надо не HZ, а АКС Постороннего, с стругджетами. И три ступени - взлетная на керосиновых ТРДФ, 0-2 М, стругджетная водородная 2-5М, она же - разгон до 3-3.5 км/с в прыжке, и  орбитер 3.5 - 7.5 км/c Можно поверх орбитера еще автономный КК, хотя мне лично его полезность сомнительна.

[Valerij]

Тогда уж надо не HZ, а АКС Постороннего, с стругджетами. И три ступени - взлетная на керосиновых ТРДФ, 0-2 М, стругджетная водородная 2-5М, она же - разгон до 3-3.5 км/с в прыжке, и  орбитер 3.5 - 7.5 км/c Можно поверх орбитера еще автономный КК, хотя мне лично его полезность сомнительна.

Не ожидал я этого от Вас, hcube....

Я специально утрировал возможности концепции "Гиперкуба", что бы показать его принципиальную реализуемость на современном уровне технологий. Я не считаю достижением возможность взлетать с огромным взлетным весом, я предпочту поменьше. Но такая возможность позволяет очень существенно "играть" характеристиками и доказывает низкий технологический риск проекта.

Когда стругджетная водородная ступень позволит летать со скоростью 2-5М и разгоняться до 3-3.5 км/с в прыжке, причем не в в рекордном полете, а в регулярных и частых полетах - тогда придет ее время, и на орбиту можно будет летать из городского аэропорта. Такая система способна в разы снизить взлетный вес АКС (или увеличить грузоподъемность). Пока это невозможно. Да и не нужно, на самом деле.

Проблема в том, что, как и для Маска, основой экономической эффективности АКС является не следование последней технологической моде, а возможность обеспечить регулярные (и при этом - частые) полеты. Для этого необходимо использовать многоразовую технику с недорогим и не требующим дорогого и/или длительного межполетного обслуживания. Как правило это означает, что приходится использовать проверенные временем технологии Естественно, это не означает отсутствия периодического регламентного ремонта, но сначала через три - пять, а в идеале - через двадцать-двадцать пять полетов.

Примерно так.

[hcube]

Так технического риска в HZ как раз и нету - делить разгонщик на 2 ступени не надо.

А если уж делить - то делить надо _правильно_, так чтобы был качественный выигрыш. Выигрыш очень прост - на 2М, которые легко достигаются на ТРДФ - можно уже использовать ПВРД.

То есть на первой ступени остаются ТОЛЬКО ТРДФ, на второй - ТОЛЬКО стругджет (и минимальное крылышко для полета с полной массой на 2М или с 0.2 массы на посадочной скорости), на третьей - ТОЛЬКО ЖРД. Стругджет и первую ступень можно заправлять СПГ, третью - СПГ или водородом.

[Valerij]

Так технического риска в HZ как раз и нету - делить разгонщик на 2 ступени не надо.

Ну, в моем предложении это не полноценная ступень, это аналог стартовым ускорителям.

А если уж делить - то делить надо _правильно_, так чтобы был качественный выигрыш. Выигрыш очень прост - на 2М, которые легко достигаются на ТРДФ - можно уже использовать ПВРД.

Использовать ПВРД на 2М можно, это не вопрос. А вот разогнаться до 5М, а потом прыгнуть на ПВРД со скоростью 3-3,5 км/сек, и это не на экспериментальном, а на постоянно эксплуатируемом аппарате - мне кажется, сейчас не выйдет.

То есть на первой ступени остаются ТОЛЬКО ТРДФ, на второй - ТОЛЬКО стругджет (и минимальное крылышко для полета с полной массой на 2М или с 0.2 массы на посадочной скорости), на третьей - ТОЛЬКО ЖРД. Стругджет и первую ступень можно заправлять СПГ, третью - СПГ или водородом.

Орбитер в этом случае технологически облегчается. Но вот реализуема ли вторая ступень с такими характеристиками? Или вы предлагаете ставить на нее ракетные двигатели для разгона в прыжке?

[Дем]

Но вот реализуема ли вторая ступень с такими характеристиками? Или вы предлагаете ставить на нее ракетные двигатели для разгона в прыжке?

Стругжет - это в принципе тот же ЖРД, только с навешанным вокруг него всяким, т.е. он вполне способен иметь тягу хоть в вакууме (и с весьма неплохим УИ)

[hcube]

Стругджет - это гибрид ЖРД и ПВРД, начинает работать на 1.5М, предельная скорость - 6-10М, в зависимости от топлива. Сопла на клиньях играют две роли - независимое создание тяги - раз, и 'подготовка' нужного состава смеси за счет предварительного разогрева - два. Ну, и топливо получается УЖЕ летящим со скоростью потока, его не надо разгонять.

Но с поверхности такая штука взлететь не может - поэтому или катапульта, или самолет-носитель.

[Дмитрий В.]

Стругджет - это гибрид ЖРД и ПВРД, начинает работать на 1.5М, предельная скорость - 6-10М, в зависимости от топлива. Сопла на клиньях играют две роли - независимое создание тяги - раз, и 'подготовка' нужного состава смеси за счет предварительного разогрева - два. Ну, и топливо получается УЖЕ летящим со скоростью потока, его не надо разгонять.

Но с поверхности такая штука взлететь не может - поэтому или катапульта, или самолет-носитель.

Почему не может-то? Это "обычный" ракетно-прямоточный РД.

[Alex_II]

Почему не может-то? Это "обычный" ракетно-прямоточный РД.

До скорости запуска прямоточника придется на ЖРД разгоняться? Или как?

[hcube]

Сформулируем так - при взлете на собственном ЖРД, эффективность системы, включающей стругджетную ступень, резко падает, по сравнению с вариантом использования разгонщика, и даже по сравнению с вариантом установки дополнительных ТРДФ на ступень со стругджетом.

[Valerij]

Стругжет - это в принципе тот же ЖРД, только с навешанным вокруг него всяким, т.е. он вполне способен иметь тягу хоть в вакууме (и с весьма неплохим УИ)

Это отлично, но в вакууме, как я понимаю, атмосферы (и, соответственно, атмосферного кислорода) нет, т.е. его надо везти с собой? Тогда у него нет преимуществ.

Стругджет - это гибрид ЖРД и ПВРД, начинает работать на 1.5М, предельная скорость - 6-10М, в зависимости от топлива. Сопла на клиньях играют две роли - независимое создание тяги - раз, и 'подготовка' нужного состава смеси за счет предварительного разогрева - два. Ну, и топливо получается УЖЕ летящим со скоростью потока, его не надо разгонять.

Сформулируем так - при взлете на собственном ЖРД, эффективность системы, включающей стругджетную ступень, резко падает, по сравнению с вариантом использования разгонщика, и даже по сравнению с вариантом установки дополнительных ТРДФ на ступень со стругджетом.

Да я не против, но это надо продемонстрировать на практике. И не просто "принципиальную возможность", а "эксплуатационную надежность".

Пока такого аппарата нет - более реален "Гиперкуб", пусть даже с пусковыми ускорителями.

[Дмитрий В.]

Почему не может-то? Это "обычный" ракетно-прямоточный РД.

До скорости запуска прямоточника придется на ЖРД разгоняться? Или как?

Естественно. На малых скоростях будет какая-то эжекция, но эффект, думаю, будет небольшой. Зато РПД может работать от взлета до выведения на орбиту.