N-Prize

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

У таких маленьких ступеней, как предполагаемая последняя, технологически трудно сделать идеальный корпус под давление. Посему вопросы с топливом могут несколько смягчиться.

[SAV]

Хм.
В любом случае, очевидно, ракету придется проектировать сверху.

Наверно начинать проектирование надо всегда сверху. Некоторое отклонение от этого правила можно допустить, если есть готовые узлы.
И тут сразу возникают вопрос. Фиксироваться на орбите должна именно ПН или последняя ступень, а ПН просто сувенир? Или именно ПН?

Предположим, что ПН. Прикинем варианты полезной нагрузки.
20 г пенопласта уже шарик диаметром порядка 10 см.
1. Если его металлизировать можно будет обнаружить?

Надувной шарик диаметром 1 м. должен быть из пленки толщиной примерно 10 микрон.
2. Не лопнет случайно?
В этом случае могут понадобиться испытания в вакуумной камере всей системы, а это снова деньги.

Передатчик.
3. Какую мощность можно зафиксировать?
Время работы не менее15 часов (9 витков)
Зная мощность и время, считаем емкость батареи.
Выбираем подходящую по массе.

4. Диапазон частот?
Оцениваем длину и массу антенны.

5. Температурный режим. Не замерзнет или не перегреется батарея и передатчик?

Зная массу батареи, массу радиоэлементов, и массу теплоизоляции (снова пенопласт?) укладываемся в 20 г.
На вскидку передатчик на пределе для любительского исполнения.
Я, например, не знаю ответов на перечисленные вопросы.
Поэтому может начать с проектирования полезной нагрузки?
Вдруг окажется, что проект не подъемный еще и с этого бока.

[Александр Ч.]

Предлагаю заложить в проект верхнюю ступень со сферическим титановым корпусом, топливом на ПХА, УИ в вакууме 230, массовым совершенством самого двигателя 0,2, временем работы 0,7-1,5 секунды. Сопло из углепластика, с эпоксифенольной пропиткой, и, следовательно, абляционным охлаждением. Корпус заказной, сопло из готового углеволокна, намотка, пропитка и полимеризация - самостоятельно, в сушильном шкафу при 140-180 градусов

ПН 20 г, неотделяемая от последней ступени. В случае выхода передатчика из строя, титановый корпус будет достаточен для обнаружения спутника средствами СККП как США, так и России (если почешутся).

Подозреваю, что разумный объём такого РДТТ порядка полулитра. Но это чистое IMHO, т.к. расчётов я не вёл. Последняя ступень никаких электронных компонентов не несёт, кроме ПН. На предпоследней находятся батареи воспламенения для последней ступени и таймер. На предпредпоследней то же самое. Раскрутка верхних трёх ступеней производится электромотором от батарей, стоящих на четвёртой сверху ступени.

Видимо, и предпоследнюю ступень придётся делать на перхлорате аммония. А вот все более тяжёлые придётся делать на чём подешевле - иначе просто по цене топлива не вписаться.

Общее число ступеней предлагаю ограничить семью, и прикинуть, какое массовое совершенство требуется и стартовая масса при этом получается.

Но, вообще-то, я считаю, что никаким "нормальным" способом в тысячу фунтов уложиться невозможно. Даже если делать нижние ступени на сахарной "карамели", одном из самых дешёвых топлив, тонна его обойдётся примерно в 500 долларов, и это - только химикаты!..

Может отказаться от системы электроподжига в пользу пиротехнической с замедлителем?

[Игорь Суслов]

могут понадобиться испытания в вакуумной камере всей системы, а это снова деньги

О деньгах в данном вопросе можно смело забыть, на выделенные деньги НЕ запустить ИСЗ.

[Peter]

Передатчик.
3. Какую мощность можно зафиксировать?
Время работы не менее15 часов (9 витков)
Зная мощность и время, считаем емкость батареи.
Выбираем подходящую по массе.

Нет необходимости в непрерывной работе передатчика. Достаточно ~ 2 мин на виток (можно и меньше, просто в этом уже не видно смысла). Таким образом, упремся скорее не в емкость как таковую, а в ограничение по токам разряда...

[SAV]

Таким образом, упремся скорее не в емкость как таковую, а в ограничение по токам разряда...

Вот именно, тем более токи разряда будут сильно меняться от температуры.

[Yuriy]

Можно к воздушному шару под углом прикрепить пушку калибра 23 или 30 мм, заряженную одним снарядом.
Когда воздушый шар поднимется на высоту  45-50 километров (рекорд 49 с небольшим км), выстрелить из пушки.
Возможно снаряд выйдет на орбиту ИСЗ.
Но все равно в 2000 долларов не уложиться.

[Игорь Суслов]

Можно к воздушному шару под углом прикрепить пушку калибра 23 или 30 мм, заряженную одним снарядом.
Когда воздушый шар поднимется на высоту  45-50 километров (рекорд 49 с небольшим км), выстрелить из пушки.
Возможно снаряд выйдет на орбиту ИСЗ.
Но все равно в 2000 долларов не уложиться.

Пушкой 8000 м/с не набрать...

[dan14444]

Поставим вопрос по-другому: чей проект достигнет искомого дешевле всего, и сколько это "дешевле" будет?

З.Ы. А пушка - для 20г это хорошо и правильно, тока стрелять надо с земли (воды) из чего-то крупнокалиберного. Остаток импульса ступенькой в сотню кг вполне набирается, да и с управлением проще.
А военные за рекламу могут и даром стрельнуть, так что цену проставим по себестоимости .

[fagot]

Да несерьезно это все, лишний км/с роли не сыграет, зато перегрузки дикие, плюс аэродинамические потери. Было бы все так просто, активно-реактивные снаряды выходили бы на орбиту

[dan14444]

А они б и выходили - если б было зачем. И выигрыш в пушке не 1 км/c, и перегрузки в данном случае не слишком важны.
Задача-то (20г отдельно) уж очень специфическая. Другое дело, что что-то большое так не выведешь, и в пересчёте на грамм получится дороже, чем попутно-традиционно.

[Peter]

Кстати, это бредово-пушечное обсуждение навело меня на не менее бредовую мысль: а что, если использовать водородную одноступенчатую РН? При мю ПН равно 0,1% получаем стартовую массу в 20 кг... А при такой стартовой массе и стола-то, собственно, не нужно. Заправить ракету криогенными компонентами прямо на оных производстве, вывезти (час на машине) и пульнуть...
Да, конечно, ТНА будет совсем не любительский - но не удивлюсь, если по стоимости и надежности этот путь окажется близок к оптимуму.

[dan14444]

20 кг к орбите и близко не подлетят - зависимость-то нелинейная для такой мелочи.

Криогенная ступень по топливу-то дешёвая, а вот по конструкции... сомневаюсь.
Впрочем, если у кого есть ноу-хау, то бочка кислорода и скажем аммиака выглядят вполне (с водородом ИМХО сложнее)...

[RadioactiveRainbow]

А может без передатчика обойтись? Сильно сомнительно мне, что достаточно мощный передатчик можно в 20 грамм воткнуть.
Забубенить надувной шарик металлизированый - пусть видуально ищут. Ну, конечно, испытание системы наддува будет посложнее испытания передатчика...

[Peter]

Сильно сомнительно мне, что достаточно мощный передатчик можно в 20 грамм воткнуть.

Это как раз сомнений не вызывает - вопрос будет, от чего его запитать, а так мощности в единицы ватт - более чем достаточно...

[Peter]

Впрочем, если у кого есть ноу-хау, то бочка кислорода и скажем аммиака выглядят вполне (с водородом ИМХО сложнее)...

Тогда уж метан или керосин.

Но проблема в том, что тогда не уложиться в одну ступень, а это очень нехорошо для надежности.

Кстати, откуда

20 кг к орбите и близко не подлетят - зависимость-то нелинейная для такой мелочи.

взялась нелинейность? (может, просто туплю).

Вот что проблемы с охлаждением будут - это точно.

[fagot]

И выигрыш в пушке не 1 км/c, и перегрузки в данном случае не слишком важны.

Немалую часть того, что бы надеятесь отыграть на гравпотерях, съест аэродинамика, так что выигрыш в этом районе. А касательно перегрузок - поинтересуйтесь, сколько у снаряда доля корпуса в общей массе.

[RadioactiveRainbow]

Сильно сомнительно мне, что достаточно мощный передатчик можно в 20 грамм воткнуть.

Это как раз сомнений не вызывает - вопрос будет, от чего его запитать, а так мощности в единицы ватт - более чем достаточно...

Солнечный элемент + конденсатор?

[Александр Ч.]

Система наддува шарика зачем? Вокруг же  практически вакуум. Неужели небольшого количества газа внутри оболочки не хватит?
Кстати, а почему бы не повторить ПС-1, только уложиться в 20г, а не в 80 с лишним кг?

[RadioactiveRainbow]

Может и первую ступень пакетом прицепить?
Только двигатель второй ступени надо долгоиграющим сделать. Хотя бы секунд 10. А бустеры запалить, развернув часть потока двигателя второй ступени.
Хотя, это уже сложно.

Насчет зажигания я согласен - пока идет работа нижних ступеней задержка не нужна - можно зажигание сделать пиротехническим...
Можно вообще сделать в верхнем днище двигателя небольшое сопло, которое будет вскрываться при догорании заряда предыдущей ступени и выхлоп этого сопла будет направлен прямо в канал двигателя следующей.