Ракетоплан

[Ex3mer]

Около 300 тонн - Ту-160 - 275 тонн, все данные есть в открытом доступе.

А то я не знал. Еще раз взгляните внимательно на вес полезной нагрузки. А заодно и остальные параметры. И переложите это на вариант, что это будет первая ступень, которая должна тащить еще две + ОК + ПГ. 40 тоннами даже близко не пахнет. Я уж не говорю про скорости и максимальный потолок. Но это все ерунда, на самом деле. Просто глупо пытаться переложить самолетные параметры на первую ступень РН. Там другие характеристики по весу, скороподъемности, тяге... Просто другие. Например, у той же Энергии тяга дивгательной установки на старте на два ПОРЯДКА больше, чем у Ту-160. А ведь тяга - она берется не из воздуха, значит удельный расход топлива совсем другой, значит его надо много, значит взлетный вес больше, значит двигатели совсем другие, значит все, блин, другое. А вы тут про Ту-160 речь ведете...

Активный участок полёта первой ступени будет занимать около 120-150 секунд, разделение на высоте 30-40 км при скорости около 1200 м/с, далее первая ступень разворачивается и возвращается на исходную базу.
 Дальность до момента разделения менее 100 км, 10-20 минут будет занимать весь полёт с возвращением.
 Не вижу смысла отвечать на остальные вопросы, учитывая "ТЫСЯЧИ километров..."

Хорошо, если весь полет ступени... Допустим. Я только одного не понимаю, зачем городить ради такого дела первую ступень в виде ракетоплана, если вполне можно обойтись обычными разгонными блоками, спускаемыми на парашюте, что и делается успешно в той же Энергии...

Можно снимать и ставить новый модуль ЖРД, а отработавший отправлять на тестирование. Кстати, самолётам тоже заменяют двигатели при необходимости.

Конечно. А можно и вообще всю ступень новую ставить. Вы в курсе сколько по времени такие работы занимают? По регламенту. А еще нужно испытания провести, как минимум.

Вторая ступень точно так же сядет используя небольшие аэродинамические поверхности для посадки.

Так же - это как же? Каков по вашему вес второй ступени? Для справки: ОДИН маршевый двигатель весит больше 3х тонн. Это только сам двигатель...

Вообще, при стартовой массе 300 тонн сухая масса третьей ступени будет эдак тонны 3 не больше. Теплозащита и прочие дополнительные устройства - 10-20% от этих 3-х тонн.

Нет, лучше дайте пять!!!
По три-то тонны на ступень... Да жигули весят тонну, а у вас третья ступень, способная вернуться в точку старта весит три!!! Щас умру от смеха!!!

Стартовая масса 300 тонн всего пакета!??!?!??! Ну-ну... И вправду неплохой такой ракетопланчик получился... Весит почти как тяжелый бомбардировщик с потолком меньше 20 км, но зато в космос летает...

На тросе буксировать, разумеется.
 Будем говорить о массе троса?

Нет, будем говорить про качество буксируемого объекта весом в 300 тонн. Даже интересно, какая у него будет  взлетная скорость и сколько километров длиной должна быть взлетная полоса...

В общем, судя по Вам, получился такой элегатный маленький ракетопланчик, который при взлетном весе в жалких 300 тонн умудряется взлететь на тросе за буксировщиком, потом отстегнуть в полете лишние крылья, разогнаться за счет трех ступеней (каждая из которых весит буквально по несколько тонн) и вывести на орбиту ОК с ПГ. Хороший проект. Жаль, что нереальный совсем.

[Ворон]

Около 300 тонн - Ту-160 - 275 тонн, все данные есть в открытом доступе.

А то я не знал. Еще раз взгляните внимательно на вес полезной нагрузки. А заодно и остальные параметры. И переложите это на вариант, что это будет первая ступень, которая должна тащить еще две + ОК + ПГ. 40 тоннами даже близко не пахнет. Я уж не говорю про скорости и максимальный потолок. Но это все ерунда, на самом деле. Просто глупо пытаться переложить самолетные параметры на первую ступень РН. Там другие характеристики по весу, скороподъемности, тяге... Просто другие. Например, у той же Энергии тяга дивгательной установки на старте на два ПОРЯДКА больше, чем у Ту-160. А ведь тяга - она берется не из воздуха, значит удельный расход топлива совсем другой, значит его надо много, значит взлетный вес больше, значит двигатели совсем другие, значит все, блин, другое. А вы тут про Ту-160 речь ведете...

 Да, совершенно верно.
 Ракетоплан будет Легче, чем обычный самолёт, потому что он в основном "набит топливом", это та же ракета, но с крыльями.
 У Ту-160 ПН 40 тонн, но сам самолёт тоже "по самые уши" залит топливом, которое необходимо для обеспечения большой дальности полёта.
 Делать бомбардировщик с ПН 100 тонн и дальностью эдак 500-1000 км не нужно, потому и конфигурация такова.

 Ту-160 я привёл в пример потому, что он имеет массу примерно как Р7 или Союз.

Активный участок полёта первой ступени будет занимать около 120-150 секунд, разделение на высоте 30-40 км при скорости около 1200 м/с, далее первая ступень разворачивается и возвращается на исходную базу.
 Дальность до момента разделения менее 100 км, 10-20 минут будет занимать весь полёт с возвращением.
 Не вижу смысла отвечать на остальные вопросы, учитывая "ТЫСЯЧИ километров..."

Хорошо, если весь полет ступени... Допустим. Я только одного не понимаю, зачем городить ради такого дела первую ступень в виде ракетоплана, если вполне можно обойтись обычными разгонными блоками, спускаемыми на парашюте, что и делается успешно в той же Энергии...

 В Энергии это так и не сделалось и парашютная посадка есть "не сахар" в смысле разного рода ударных нагрузок, двигатель так может и можно спасти, а вот весь аппарат - сомнительно.
 Был такой Ту-123, автоматический самолёт-разведчик, там это пытались сделать - спасение на парашюте, не вышло.

Можно снимать и ставить новый модуль ЖРД, а отработавший отправлять на тестирование. Кстати, самолётам тоже заменяют двигатели при необходимости.

Конечно. А можно и вообще всю ступень новую ставить. Вы в курсе сколько по времени такие работы занимают? По регламенту. А еще нужно испытания провести, как минимум.

 У самолётов такие работы не много занимают.
 Сама эта первая ступень будет довольно простой - баки, двигатель и система подвески ПН - второй ступени.
 Разумеется, при желании можно и год работать, если платят.

Вторая ступень точно так же сядет используя небольшие аэродинамические поверхности для посадки.

Так же - это как же? Каков по вашему вес второй ступени? Для справки: ОДИН маршевый двигатель весит больше 3х тонн. Это только сам двигатель...

 Это Который Маршевый Двигатель Весит Более 3-х Тонн?  
 НК-33 с тягой 150 тонн имеет массу 1300 килограммов - 0,9% от тяги.

 Масса второй и третьей ступени около 100 тонн, вот она и будет весить тонн 10 и та и другая в сумме.
 А учитывая современные технологии может и 5%

Вообще, при стартовой массе 300 тонн сухая масса третьей ступени будет эдак тонны 3 не больше. Теплозащита и прочие дополнительные устройства - 10-20% от этих 3-х тонн.

Нет, лучше дайте пять!!!
По три-то тонны на ступень... Да жигули весят тонну, а у вас третья ступень, способная вернуться в точку старта весит три!!! Щас умру от смеха!!!

Стартовая масса 300 тонн всего пакета!??!?!??! Ну-ну... И вправду неплохой такой ракетопланчик получился... Весит почти как тяжелый бомбардировщик с потолком меньше 20 км, но зато в космос летает...

  Водородная ступень Centaur в различных модификациях - с разным количеством двигателей, имеет массу 2,2-2,7 тонн. Она раза в 2,5 больше такой же керосиновой ступени. Двигатели тоже тяжелее.
 Правда, у Союза третья ступень имеет массу тоже примерно столько, но её как сделали около 40 лет назад, так она и летает.

 Вторую реплику я воспринимаю как возражение из серии - "Самолёт С Таким Массовым Совершенством Не Сделать!"
 Как я и говорил, это единственное более-менее существенное возражение.
 Но, как видим, уже делают самолёты с массой конструкции менее того, что предложил я и с ПН 40%.

На тросе буксировать, разумеется.
 Будем говорить о массе троса?

Нет, будем говорить про качество буксируемого объекта весом в 300 тонн. Даже интересно, какая у него будет  взлетная скорость и сколько километров длиной должна быть взлетная полоса...

В общем, судя по Вам, получился такой элегатный маленький ракетопланчик, который при взлетном весе в жалких 300 тонн умудряется взлететь на тросе за буксировщиком, потом отстегнуть в полете лишние крылья, разогнаться за счет трех ступеней (каждая из которых весит буквально по несколько тонн) и вывести на орбиту ОК с ПГ. Хороший проект. Жаль, что нереальный совсем.

 Взлётная скорость зависит от площади крыльев - спросите Старого, он вам пояснит.
 Модификацию для воздушного старта можно оснастить бОльшими крыльями, это окупится.

[Полл]

Привет всем! Я прикинул АКС на Ту-160 и масштабно увеличенном БОРе-4 (с сохранением удельной нагрузки) и внешним топливным баком-разгонным модулем (топливный бак взят с МАКСа). ПН - 5 т, взлетный вес - 275 т, масса на момент воздушного старта - 250 т. У Ту-160 стоят РД-701, вот двигателя 2 - 3 ступени еще не подобрал, просто взял средний удельный импульс по кислород-водородным и кислород-керосиновым ЖРД. Смотреть тут: //Pollpotolkov.narod.ru. Буду рад помощи - советам - предложениям. По расчетам - мы из топора лодку делали.

[Ворон]

Привет всем! Я прикинул АКС на Ту-160 и масштабно увеличенном БОРе-4 (с сохранением удельной нагрузки) и внешним топливным баком-разгонным модулем (топливный бак взят с МАКСа). ПН - 5 т, взлетный вес - 275 т, масса на момент воздушного старта - 250 т. У Ту-160 стоят РД-701, вот двигателя 2 - 3 ступени еще не подобрал, просто взял средний удельный импульс по кислород-водородным и кислород-керосиновым ЖРД. Смотреть тут: //Pollpotolkov.narod.ru. Буду рад помощи - советам - предложениям. По расчетам - мы из топора лодку делали.

 Просмотрел чертежи и описание.

 1) Не надо нигде лететь вертикально, даже Союз летит строго вертикально только первые 10 секунд полёта.

 2) Не надо тащить так высоко самолёт, разделение должно происходить между 40 и 50-ю километрами.

 3) Конечный разгон обычно происходит уже на нисходящей ветви траектории - "подныривание". Скорость уже велика и сила тяжести действует меньше в смысле искривления траектории - центробежная сила.

[Димитър]

1) Не надо нигде лететь вертикально, даже Союз летит строго вертикально только первые 10 секунд полёта.

Вертикальный старт нужен :
1. для быстрого прохождения плотных слоев атмосферы для уменьшения аеродинамических потерь - если не будем использовать ВРД.
2. Не надо делать колесник для полной массы носителя, а более легкий - только для сухой массы 1 ступени.

Вот поэтому и Шаттл и Буран стартуют вертикально.

[Ворон]

1) Не надо нигде лететь вертикально, даже Союз летит строго вертикально только первые 10 секунд полёта.

Вертикальный старт нужен :
1. для быстрого прохождения плотных слоев атмосферы для уменьшения аеродинамических потерь - если не будем использовать ВРД.
2. Не надо делать колесник для полной массы носителя, а более легкий - только для сухой массы 1 ступени.

Вот поэтому и Шаттл и Буран стартуют вертикально.

 Аэродинамические потери чепуха сравнительно с гравитационными.
 Обычная ракета не может управляться при больших скростных напорах, потому необходимо выйти из плотных слоёв атомсферы для разгона.

 "Колёсник" это Что?  

[Полл]

Привет всем! Мой сайт снова заработал .
Отвечаю Бродяге:
 1) Не специалист по траектории. Просто решил, что чем выше - тем сопротивление воздуха меньше. А это есть гуд. Если есть специалист - баллистик, буду очень рад квалифицированной помощи :oops: .
 2) Самолет так высоко тащить не надо, это факт. А вот первую ступень (с РД701)-топливный бак для 2 и 3 ступени(из баков самолета-носителя при старте расходуют топливо и окислитель двигателя всех ступеней) - надо. Если я неправ - обьясни, почему?
 3) См. пунк 1 :oops: .
Отвечаю Димитъеру:
 1) Согласен полностью! Даже на форсаже ТРДДФ Ту-160 дают в сумме всего 100 т тяги . Так что на них можно лишь лететь к стартовому коридору, разгоняться в горизонтали до сверхзвука и кабрировать, да и то под вопросом.
 2) Да, не надо. Но ведь уже есть   . Шасси Ту-160 - ничего и переделывать не надо.
Сухой вес Ту-160 - 110 тон, из них 20-30% - военное оборудование. То есть сухой вес самого самолета - 75-90 тон. Вес РД701 - 2 тонны, вес баков на 90 тон топлива - около 3 тонн, плюс узлы стыковки, плюс СЖО, плюс ДСО. Вроде реально.
ЭПОС по своей конструкции - с несущим каркасом - не пойдет, слишком тяжел получается. Есть идея использовать паразитные объемы консолей несущего корпуса как топливные баки для разгонного запаса топлива, и делать баки силовой конструкцией для всего корпуса.

[Ворон]

Реально разделение Союза, Шаттла и т. п. - ракет с пакетным расположением ступеней происходит на высотах 45-50 километров, при скорости 1700-2000 м/с и траектория уже близка к горизонтальной.

 В случае с Ту-160 надо сперва разогнаться на обычных двигателях почти горизонтально, потом, имея высокую тяговооруженность ЖРД сделать маневр по тангажу вверх до этих самых высот - 45-50 км.
 Вертикальная скорость особо большая не нужна, при разделении она должна быть около 700 м/с, тогда при скрости около 1400 м/с при разделении, как у вас Полл, угол наклона траектории к местному горизонту будет около 30 градусов и он будет уменьшаться далее - мы набираем на активном участке горизонтальную скорость не изменяя вертикальную.

 В конце траектории - при работе третьей ступени, можно вообще гасить эту самую вертикальную скорость поскольку она не очень нужна. При этом вся тяга будет увеличивать горизонтальную скорость.

 Да, три тонны под бак с 90 тоннами топлива - несколько маловато, но вообще, реально. Я бы взял тонн 6 под бак - на уровне современных РН может и побольше даже.

[X]

Что то не понял "скорость при разделении -700м/с.Высота 45-50км".Это кто кого поднимать будет??? ТУ-160 ракету на 50км или ракета ТУ-160 будет разгонять до почти километра в секунду ???По моему поднять самолетом ракету на 50км явно СМЕШНЕЕ. :lol:

[Ворон]

Что то не понял "скорость при разделении -700м/с.Высота 45-50км".Это кто кого поднимать будет??? ТУ-160 ракету на 50км или ракета ТУ-160 будет разгонять до почти километра в секунду ???По моему поднять самолетом ракету на 50км явно СМЕШНЕЕ. :lol:

 На Ту-160 устанавливается дополнительно ЖРД.
 До высоты 15 километров он поднимается с помощью своих штатных двигателей, а потом включается ЖРД и набирается высота 45-50 км и скорость около 1400 м/с.
 (Кстати, скорость будет больше, если мы расходуем 90 тонн топлива.)
 

[Полл]

Реально разделение Союза, Шаттла и т. п. - ракет с пакетным расположением ступеней происходит на высотах 45-50 километров, при скорости 1700-2000 м/с и траектория уже близка к горизонтальной.

 В случае с Ту-160 надо сперва разогнаться на обычных двигателях почти горизонтально, потом, имея высокую тяговооруженность ЖРД сделать маневр по тангажу вверх до этих самых высот - 45-50 км.
 Вертикальная скорость особо большая не нужна, при разделении она должна быть около 700 м/с, тогда при скрости около 1400 м/с при разделении, как у вас Полл, угол наклона траектории к местному горизонту будет около 30 градусов и он будет уменьшаться далее - мы набираем на активном участке горизонтальную скорость не изменяя вертикальную.

 Да, три тонны под бак с 90 тоннами топлива - несколько маловато, но вообще, реально. Я бы взял тонн 6 под бак - на уровне современных РН может и побольше даже.

Ворон, ну не успевает АКС до 40 - 50 км израсходовать топливо из баков самолета-носителя :evil: !! Я считаю, что при таком уникальном носителе, как Ту-160 с РД701, не выгодно делать на второй ступени излишне большой запас топлива, выгоднее до предела выжать самолет-носитель. На МАКСе во внешнем баке - 238 т топлива! При массе бака - около 11 тонн. Так что скорее всего 3 т на ненесущие баки в самолете-носителе - реально. Вот сколько весит теплозащита БОРа-4 (основная и абляционная) - для меня неизвестный вопрос, и тяжелый.

[Дмитрий Виницкий]

Бродяга, а куда на Ту160 ставится ЖРД?
И что прилетит обратно после полета с ЖРД? Боюсь планер несколько, ээ, видоизменится...

[Димитър]

Вообще, надо проектировать специальный самолет-носитель (или другая первая ступень).

И не вижу почему боитесь водорода? Все развитые страны используют водород на верхних ступеньях. А некоторые и на нижних.

А если использовать Ту-160, все ровно ставить на нем ЖРД (и резервуар для жидкого кислорода!) не рационально. Лучше на нормальном самолете поставить 2 ракетные ступени побольше. И даже в таком случае придется самолет перерабатывать!

[Ворон]

Реально разделение Союза, Шаттла и т. п. - ракет с пакетным расположением ступеней происходит на высотах 45-50 километров, при скорости 1700-2000 м/с и траектория уже близка к горизонтальной.

 В случае с Ту-160 надо сперва разогнаться на обычных двигателях почти горизонтально, потом, имея высокую тяговооруженность ЖРД сделать маневр по тангажу вверх до этих самых высот - 45-50 км.
 Вертикальная скорость особо большая не нужна, при разделении она должна быть около 700 м/с, тогда при скрости около 1400 м/с при разделении, как у вас Полл, угол наклона траектории к местному горизонту будет около 30 градусов и он будет уменьшаться далее - мы набираем на активном участке горизонтальную скорость не изменяя вертикальную.

 Да, три тонны под бак с 90 тоннами топлива - несколько маловато, но вообще, реально. Я бы взял тонн 6 под бак - на уровне современных РН может и побольше даже.

Ворон, ну не успевает АКС до 40 - 50 км израсходовать топливо из баков самолета-носителя :evil: !! Я считаю, что при таком уникальном носителе, как Ту-160 с РД701, не выгодно делать на второй ступени излишне большой запас топлива, выгоднее до предела выжать самолет-носитель. На МАКСе во внешнем баке - 238 т топлива! При массе бака - около 11 тонн. Так что скорее всего 3 т на ненесущие баки в самолете-носителе - реально. Вот сколько весит теплозащита БОРа-4 (основная и абляционная) - для меня неизвестный вопрос, и тяжелый.

 Вы считаете, что из горизонтального полёта он сразу перейдёт к вертикальному?
 Это, с такой ПН, скорее всего невозможно, да и не нужно.
 Надо разгоняться полого, благо есть крылья и не надо значительную часть тяги расходовать на преодоление силы тяжести - гравитационные потери будут меньше, соответственно.
 В конце достаточно пологой траектории скорость должна быть около тех же 1400-1500 м/с, вертикальная составляющая около 700 м/с, горизонтальная - около 1200 м/с.
 Может и больше, надо прикинуть.

 Единственная большая проблема - каков будет тепловой режим, но планер, вроде, титановый, Очень Кстати...  

[Ворон]

Бродяга, а куда на Ту160 ставится ЖРД?
И что прилетит обратно после полета с ЖРД? Боюсь планер несколько, ээ, видоизменится...

 Ясное дело, но самолёт-прототип есть.

[Ворон]

Полл, режим набора вертикальной скорости должен быть примерно такой.

 Нам нужна вертикальная скорость 700 м/с на высоте около 45—50 километров, начинаем мы набирать скорость с высоты 15 км до высоты 50 км.
Время разгона определяется количеством топлива и удельным импульсом двигателя, допустим 200 тонн и 340 секунд.
 90 тонны выработаются за 90000/340 = 264,7 секунды.
 За это время носитель должен пройти 35 километров и средняя вертикальная скорость будет 132,2 м/с, что при равномерном разгоне соответствует в конце траектории 264,4 м/с — меньше потребной нам скорости 700 м/с более чем в 2,5 раза.

 Что это означает? Это означает то, что если мы хотим получить в конце траектории полёта самолёта эти 700 м/с мы должны сперва разогнаться почти горизонтально, с небольшим набором высоты для обеспечения нужного скоростного напора для полёта. Это соответствует «нашим интересам» — у нас в начале разгона низка тяговооруженность.
 Ближе к концу разгона надо сделать манёвр по тангажу и набирать вертикальную скорость для достижения нужной высоты, при возросшей тяговооруженности гравитационные потери будут меньше.
 Подробнее надо считать, надо продумать.

 Кстати, возможно и не нужна такая большая вертикальная скорость, если начальная тяговооруженность второй ступени 2. Может выгоднее набрать вертикальную скорость в начале её работы.

[falanger]

Тема очень интересная и познавательная.  
Много интересного что можно применить в АКИ узнал.  
Спасибо всем участникам обсуждения.  

[Полл]

Ну чиаго, рюсского яйзика нэ понимать? Ну никак самолет-носитель к 40 - 50 км не успеет. Ту-160 придеться переделывать сильно (ты сам видел :wink: ), так что я расчитываю и ДСО и замкнутую СЖО для пилота (в варианте самолета-носителя - одного). Планер большей частью не титановый, а стальной и дюралевый (ага, 8 мм листы дюралевого сплава :!: ) Но кратковременный нагрев (а на сверхзвуке носителю долго летать не нужно) выдержит. Аэродинамический маневр при разгоне очень важен - на нем горизонтальную скорость, набранную на ТРДДФ переводим в вертикальную.
Про смысл переделывать старую машину - у нас этих машин 15 штук, и ресурс их не выбран и на 50 % :evil: !! Так что если дешевле переделать старую машину, проверенную и доведенную до ума, с опытом использования, то так и надо сделать.

[Полл]

Привет, Ворон! В предыдущем топике я малость погорячился, извини. Слушай, ты можешь свои топики еще и в форум моего сайта бросать, буду очень признателен?
Почему я так хочу тащить самолет-носитель на 120 км:
с высоты 40 км требуется еще около 80% массы топлива, соответственно и 80 % тяги всего пакета. У МАКСа и любого другого челнока такой схемы основной РД либо сгорает как у "Бурана", либо ложится гирей на челнок как у самого МАКСа (2 тонны, что просто так катаются на орбиту и обратно!!). И дорогой криогенный топливный бак на 60 % топлива - по всем ныне существующим схемам сгорает. Я размещаю основной РД и топливный бак на самолете-носителе, так что они становятся многоразовыми и не ложаться в орбитальный балласт.

[hcube]

... ага, но сгорает самолет вместе с баком и двигателями ;-)

Если серьезно - Тушка плохо приспособлена для входа в атмосферу на 6М. Она конечно военный самолет... не не настолько военный. Я бы лучше взял Миг-31 - их больше, конструкция планера прочнее. С форсажными ЖРД Миг можно вытащить на 40-50 км по высоте, лучше, конечно, это делать без пилота ;-) Что-то типа американского X-15, но в отличии от предназначенного для взлета с поверхности.

А поверх - водородную ступень. Можно даже многоразовую, наверное. Форма - удлиненный X-33 - плоская оживальная. Отделение - холодное, в невесомости, либо с толкателя, либо на маневровых двигателях. Ну, или просто здоровая классическая ракета с цилиндрическим баком.

Но все равно самолет придется сильно переделывать. Как минимум - увеличить площадь крыла, поставить дополнительный двигатель для преодоления звукового барьера, наклонить наружу оперение, и по 'спине' проложить здоровенный ложемент для ракетной ступени.