Ракетоплан

[Ворон]

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.

 Сейчас обитаю на даче, на форуме бываю редко.

 По поводу высоты 120 км - она не нужна вообще как таковая на участке работы первой ступени, потому как она ничего не даёт, но увеличивает гравитационные потери.
 Если ту же высоту набирать на участке работы второй ступени, конечная скорость будет больше, а высота орбиты будет такая же - просто уменьшатся потери.

 Мы, собственно, "на высоту" забираемся для того, чтобы не сгореть на скоростях выше 4 км/с или даже меньше, без атмосферы и обычной ракете можно было бы разгоняться гораздо ниже.

[Ворон]

... 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.

 А Ту-160 и не будет входить в атмосферу на 6М.

 Он после разделения Летит Вверх.
 Если вертикальная скорость в момент разделения 700 м/с, то аж 35 км летит вверх - через разреженную атмосферу, с небольшим скоростным напором. Вот на этом участке он и тормозится, скажем до 3-4М, от 50 до 20 километров - вообще до своих "паспортных" 2М.
 Далее просто возвращается на базу.

[Димитър]

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 ;-)  

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.

Вот и я об этом! Я за водород. Если использовать только ЖРД, то АКС должен быть 2-ступенчатый даже при стате со спины самолета-носителя на сверхзвуке ( 2 - 3 М ). А вот если использовать ГПВРД хотя бы до 10 - 12 М, вполне можно сделать и одноступенчатый! Вот это перспективно!

Миг-31, думаю, можно использовать для проведения экспериментов - дешевле лететь, чем на Ту - 160. А для вывода серезной ПН уже понадобится Ту-160. ... или Ту-22М3. О нем почему забываем?

Вопрос: Сколько можно реально нагрузить на спину у этих самолетов?

[hcube]

Сколько свинца или сколько водорода? ;-)

Я думаю, разумной величиной будут : 10 тонн водородной ступени для Миг-31, 20 - для Ту-22 и 50 - для Ту-160. Это масса чистой ракетной ступени, летящей на 1.5 км/с под 45 градусов вверх на высоте 30 км ;-).

[AlexB14]

Вот и я об этом! Я за водород. Если использовать только ЖРД, то АКС должен быть 2-ступенчатый даже при стате со спины самолета-носителя на сверхзвуке ( 2 - 3 М ). А вот если использовать ГПВРД хотя бы до 10 - 12 М, вполне можно сделать и одноступенчатый! Вот это перспективно!

Ворон утверждает, что одноступенчатую АКС можно построить и на существующих ЖРД-движках. Только массовое совершенство должно быть "приличное". Следовательно переделками существующих девайсов уже не обойтись и надо делать агрегат с нуля. Да и выводить он будет не много. Для обеспечения грузами ОС уже не приспособишь. Так себе, только под научную лабораторию и подойдёт. Ну, там, как замена "Фотону". Поэтому он и сам этой идеей не горит. Предпочитает двухступенчатые. :wink:

[Ворон]

Вот и я об этом! Я за водород. Если использовать только ЖРД, то АКС должен быть 2-ступенчатый даже при стате со спины самолета-носителя на сверхзвуке ( 2 - 3 М ). А вот если использовать ГПВРД хотя бы до 10 - 12 М, вполне можно сделать и одноступенчатый! Вот это перспективно!

Ворон утверждает, что одноступенчатую АКС можно построить и на существующих ЖРД-движках. Только массовое совершенство должно быть "приличное". Следовательно переделками существующих девайсов уже не обойтись и надо делать агрегат с нуля. Да и выводить он будет не много. Для обеспечения грузами ОС уже не приспособишь. Так себе, только под научную лабораторию и подойдёт. Ну, там, как замена "Фотону". Поэтому он и сам этой идеей не горит. Предпочитает двухступенчатые. :wink:

 Совершенно верно.
 В случае двухступенчатой схемы можно обойтись керосином и получить высокую эффективность одновременно.
 И даже в случае "углепластиковой ракеты" с массовым совершенством 2-3% - двухступенчатая ракета с таким же массовым совершенством даст на орбите 0,7-1% массы ракетной ступени, соответственно, увеличится ПН.

 Одноступенчатая ракета имеет смысл как моноракета, запускаемая с земли, в смысле простоты и надёжности конструкции - все двигатели включанюстя на старте и нет разделения ступеней.
 Но маловата эффективность.

[ARKTUR]

Для одноступенчатой ракеты удельный импульс нужен - около 650м/с,
совершенство реально 10%, для достижения 1 космической.
Таких двигателей пока нет.

Удачи!

[Ворон]

Для одноступенчатой ракеты удельный импульс нужен - около 650м/с,
совершенство реально 10%, для достижения 1 космической.
Таких двигателей пока нет.

Удачи!

 Можно увеличить массовое совершенство, это во-первых, мы не можем совершенствовать двигатель, но можем совершенствовать конструкцию.

 Второе, можно использовать многорежимный ВРД для разгона до 2 км/с, "остаток ХС" будет невелик, около 6-6,5 км/с.

[ARKTUR]

Можно увеличить массовое совершенство, это во-первых, мы не можем совершенствовать двигатель, но можем совершенствовать конструкцию.

Совершествовать конструкцию до бесконечности невозможно есть предел. Нам нужно посадить в ракетоплан человека + системы обеспечения. При посадки и полёте в атмосфере ракетоплан испытывает немалые нагрузки.  10% - предел.

Второе, можно использовать многорежимный ВРД для разгона до 2 км/с, "остаток ХС" будет невелик, около 6-6,5 км/с.[/quote]

На ВРД разгоняться можно только с 3М. А так, только топливо переводить.
ЖРД - не использует атмосферный окислитель.
Реальный путь - создание новых типов двигателей.
Взлёт, полёт до 3М и в пустоте с бортовым окислителем.
Полёт 3М-10М, исползуя атмосферный окислитель.

[Ворон]

Можно увеличить массовое совершенство, это во-первых, мы не можем совершенствовать двигатель, но можем совершенствовать конструкцию.

Совершествовать конструкцию до бесконечности невозможно есть предел. Нам нужно посадить в ракетоплан человека + системы обеспечения. При посадки и полёте в атмосфере ракетоплан испытывает немалые нагрузки.  10% - предел.

 Вообще, я говорил про классическую ракету - в смысле совершенствования конструкции.
 У большинства существующих жидкостных ракет масса конструкции менее 10%.

 Что касается самолётов - "Белый Рыцарь" Рутана имеет массовое совершенство без ТРД около 8%, это высотный дозвуковик с большими крыльями, ракетоплану такие большие крылья не нужны.

Второе, можно использовать многорежимный ВРД для разгона до 2 км/с, "остаток ХС" будет невелик, около 6-6,5 км/с.

На ВРД разгоняться можно только с 3М. А так, только топливо переводить.
ЖРД - не использует атмосферный окислитель.
Реальный путь - создание новых типов двигателей.
Взлёт, полёт до 3М и в пустоте с бортовым окислителем.
Полёт 3М-10М, исползуя атмосферный окислитель.

 ПВРД эффективен от 1,3-1,5 М примерно до 6-8 - на керосине. Возможный удельный импульс около 20000 м/с, на КР "Навахо" древней-предревней УИ был около 12000 м/с, но она летела на большой высоте в крейсерском режиме, что снижает эффективность ПВРД.

[ARKTUR]

Думаю, что ракетоплану вообще крылья не нужны.
Очень много проблем возникает.
 
Идеальная фигура основного корпуса - типа корпуса клиппера.
За 50 лет к чему-то пришли наконец-то.

По бокам (4 стороны) разместить гондолы двигателей.
Каких-только? Смесь ЖРД и ВРД.
Интересно, есть такие проекты?

Взлёт - вертикальный. посадка тоже и с парашютом.

И никаких шасси с крыльями.

[Ворон]

Думаю, что ракетоплану вообще крылья не нужны.
Очень много проблем возникает.
 
Идеальная фигура основного корпуса - типа корпуса клиппера.
За 50 лет к чему-то пришли наконец-то.

По бокам (4 стороны) разместить гондолы двигателей.
Каких-только? Смесь ЖРД и ВРД.
Интересно, есть такие проекты?

Взлёт - вертикальный. посадка тоже и с парашютом.

И никаких шасси с крыльями.

 Да, только вот у Рутана весь самолёт без ТРД влез в 8%, а у СА Союза 8% - масса одной парашютной системы...  
 (Шютка.)  

 Крылья нужны для уменьшения гравитационных потерь и обеспечения возможности применения ВРД. Если это ПВРД он будет иметь массу значительно меньше, чем ТРД - приемлемо для нужного массового совершенства.

[ARKTUR]

Уменьшение гравитационных потерь - насколько процентов от общей тяги
дадут крылья и сколько мы потеряем на их ТЗП и сколько они весят, что бы их ещё и таскать с собой всё время как полезную нагрузку.

ВРД можно крепить и к корпусу.

[Ворон]

Уменьшение гравитационных потерь - насколько процентов от общей тяги
дадут крылья и сколько мы потеряем на их ТЗП и сколько они весят, что бы их ещё и таскать с собой всё время как полезную нагрузку.

ВРД можно крепить и к корпусу.

 Начальная тяговооруженность ракеты вроде Союза около 1,25-1,3.
 Вот этот "1" - "уходит в гравитацию". Куда он девается? - Очень просто, энергия ЖРД улетает с газом в бОльшей степени, чем при более высокой тяговооруженности, а не передаётся носителю.

 Сами судите сколько это процентов тяги 0,25 полезной тяги из 1,25.

 Гравитационные потери - наибольшая часть потерь ХС ракеты, они эквивалентны увеличению самой ракеты раза в полтора-два.

 "Обеспечение возможности использования ВРД" это не "куда его крепить".
 Для использования ВРД надо лететь полого - там где для него хватает воздуха. Надо иметь или тяговооруженность около 3-х, но тогда непонятно как будет ориентирован по тангажу носитель и ВРД будет слишком тяжеленный.
 Или надо иметь крылья.

[ARKTUR]

Согласен, что составляющая гравитационных потерь значительна.
Это понятно.
Вопрос - насколько крылья её уменьшат?
Сколько кг они весят как ПН? И сколько мы должны топлива иметь чтобы их таскать.

[ARKTUR]

Насчёт  Обеспечение возможности использования ВРД понятно, спасибо.
Программа выведения угол Q изменяется относительно оптимальной (ЖРД) при использование ВРД.
Интересно, как она изменяется, если с помощью атмосферы мы пытаемся восполнить окислитель и разогнаться с 1,5 до 8М.
Тяговооружённость 3 это солидно, нужно искать компромисс или разработать двигатель с переменной тягой.

[Ворон]

Согласен, что составляющая гравитационных потерь значительна.
Это понятно.
Вопрос - насколько крылья её уменьшат?
Сколько кг они весят как ПН? И сколько мы должны топлива иметь чтобы их таскать.

 Это зависит от того, насколько пологая траектория получится - в любом случае высоту надо набирать для полёта при приемлемом скоростном напоре.
 Возрастут аэродинамические потери, в зависимости от качества.
 При хорошем раскладе можно получить экономию ХС до 1 км/с.

 Масса всего планера и двигателей Ту-160 - 40% от взлётной, если предположить, что можно переработать его на основе "рутановских"  технологий и использовать ЖРД+ПВРД, то планер будет иметь массу не более 10% от взлётной, скорее всего.

 Кроме того, начальный разгон производится с помощью ЖРД - мы можем в начале траектории иметь очень высокие скоростные напоры и, потому, нам достаточно не очень больших крыльев.

[Ворон]

Насчёт  Обеспечение возможности использования ВРД понятно, спасибо.
Программа выведения угол Q изменяется относительно оптимальной (ЖРД) при использование ВРД.
Интересно, как она изменяется, если с помощью атмосферы мы пытаемся восполнить окислитель и разогнаться с 1,5 до 8М.
Тяговооружённость 3 это солидно, нужно искать компромисс или разработать двигатель с переменной тягой.

 Программа выведения и для обычных ракет была бы другой, если бы не мешала атмосфера.
 Например, тяговооруженность 3 приведёт к тому, что ракета быстро разгонится и её система управления может не справиться в плотной атмосфере.

 При наличии крыльев это не мешает - аппарат стабилизируется тем самым скоростным напором, который мешает ракете.

[Ghost]

А об чем спор, поясните?
То есть я вот что имею в виду... спутники (или противоспутники, что моно...) уже неоднократно запускались с боевых самолетов одноступенчатыми ракетами. Маленькие, само собой, кил так по тридцать - да бельше-то для этих задач и не требовалось... можно и больше.
Когда есть уже с чего пускать - то оно и не сильно дорого. То есть с МиГом можно выводить кил допустим сто. А чтобы вывести тонну, то - ну нету таких самолетов! И есть мнение, что изготовление оного (не серийное, много их нафиг не нужно) обойдется несколько дороже, чем запуск всех полезных нагрузок, которые такое чудище смогло бы вывести за период эксплуатации, на обычных РН м ЖРД.

[Полл]

Есть такие самолеты. Ту - 22МЗ, Ту - 160. Но вопрос - как оптимизировать массу и затраты на вывод ПН. Об этом и разговор. На сегодня дешевле (по топливу и конструкции) разгоняться ЖРД, а не ВРД, но вот как их спасти после разгона (а дешевыми их делать не получается). Я предложил совмещать первую ступень с самолетом-носителем (скорости у первой ступени еще невелики, сверхзвуковые Ту-160 должны выдерживать краткосрочный полет, а траекторию разгона задираю повыше http://pollpotolkov.narod.ru для уменьшения аэродинамических нагрузок), а со спины носителя-разгонщика запускается уже сам космический аппарат (в моем случае - увеличенный БОР-4 с подвесным топливным баком).[/url]