ЭКОНОМИКА АКС

[Ber]

На Эверест ещё как наблюдается! Местные давно уже матерятся: альпинистские экспедиции всю гору зас....ли!

И много желающих посетить Эверест? Миллионы? Сотни тысяч?

Правильно нет желающих переселиться на Луну, поэтому у одноразовых систем нет массового гражданского применения и не ожидается.


А вот желающих за 3-4 часа из Европы в Китай или Австралию будут сотни тысяч а может и миллионы, поэтому одна из ключевых технологий АКС может стать массовой, а значит дешевой. Отсюда и надо плясать.

З. Ы. Летал в южное полушарие, блин, почти 18 часов с заправкой в Дубаи и пересадкой в Сингапуре. Само по себе жесть. А ведь и пересадка и заправка это деньги и немалые.

[Evgeniy]

Во всяком случае, качество входит в формулу расчета длины разбега в первой степени.

А тяги двигателя в этой формуле нет? Думаю, что возможность форсирования тяги для скорейшего достижения скорости отрыва окупает более низкое Су_max и, соответсвенно качество

Длина разбега, конечно, зависит от удельной нагрузки на крыло, так же как и масса крыла.

Я поправлю - как масса всего ЛА. Однако, в близи оптимума массы ЛА по удельной нагрузке на крыло масса самолета изменяется не столь существенно.

Да, да! А конструкция с ДУ как с ростом М>2 подешевеют и упростяться ! И ресурс-то у них с ростом числа М, наверное, тоже растет.  :roll:

Опять поправлю - не ДУ, а СУ, а в данном случае просто двигатели. Посмотрите на опыт создания МиГ-25 и МиГ-31. Да, двигатели не обладают высокой экономичностью из-за требований к приемистости и высокой тяге. Однако чем они отличаются от, скажем АЛ-31? Может у них проблемы с ресурсом? Поделитесь информацией. Вы можете выделить существенные отличия?
Но ТРД, понятно, дотянут не более чем до М=4 (в лучшем случае конечно).
А ПВРД очень сложны в конструкции? Или может они недостаточно отработаны в создании? На ресурс ПВРД конечно никто особо не гонял, но при их конструкции это не видится большой проблемой.
Аналогично с конструкцией планера. Да, однозначно придется ее утяжелить для компенсации термических деформаций, потери прочности и тому подобных эффектов нагрева. На стоимость производства и разработки это повлияет, но как это отразится на эксплуатации? Разве что на дефектоскопию при ремонте. И то не сильно.

[Ber]

Ну можно спросить: Что же тогда боинг и аеробусом спят?  Тут несколько причин.

1. Законы, шумно очень людям.
2. Первый ПК как и первый самолет были сделаны в сарае. (Когда сотрудники Xerox изобрели GUI и мышь. Начальство эту идею отврергло, как неперспективную.) Так что первый коммерческий гиперзвук будет у какого нибудь нового Рутана (а может и этого )
3. Материалы новые на планер нужны. Первый композитный боинг  скоро пойдет в серию. Там глядишь и с нанотрубками будет самолет.

[Evgeniy]

Да, да! Я, наверное, слепой и не замечаю сонмы парящих над Землей керосиновых гиперзвуковиков! :oops:  Сколько  там ГПВРД занимаются? Полвека с лишком? И еще столько же заниматься будут - "пиленье бабок не терпит суеты" :lol:

И много на них бабок ушло? Наверное больше, чем на всеми горячо любимую Н-1? И там, конечно, все были патриотами и деньги никто не рубил (без обид).

[Дмитрий В.]

Во всяком случае, качество входит в формулу расчета длины разбега в первой степени.

А тяги двигателя в этой формуле нет? Думаю, что возможность форсирования тяги для скорейшего достижения скорости отрыва окупает более низкое Су_max и, соответсвенно качество

Тяга или тяговооруженность - не суть. Можно и тягу форсировать, конечно. Отчего экономичность, надо думать, еще больше возрастет, а масса уменьшиться  :shock:  

Длина разбега, конечно, зависит от удельной нагрузки на крыло, так же как и масса крыла.

Я поправлю - как масса всего ЛА. Однако, в близи оптимума массы ЛА по удельной нагрузке на крыло масса самолета изменяется не столь существенно.

И по какому критерию Вы собираетесь оптимизировать нагрузку на несущую поверхность?

А ПВРД очень сложны в конструкции? Или может они недостаточно отработаны в создании? На ресурс ПВРД конечно никто особо не гонял, но при их конструкции это не видится большой проблемой.

Боже правый, конечно, ПВРД просты! Поэтому и применяются на каждом втором самолете, не так ли?

[Evgeniy]

Тяга или тяговооруженность - не суть. Можно и тягу форсировать, конечно. Отчего экономичность, надо думать, еще больше возрастет, а масса уменьшиться  :shock:

Удельную массу форсажной камеры сгорания не знаете случайно? (Имеется ввиду отношение прироста тяги к массе ФКС). А к примеру Ту-160, взлетаюищий на форсаже весь полет летит на нем? Или использует его только на режимах взлета и сверхзвукового полета, а на крейсерской дозвуке без форсажа летит?

И по какому критерию Вы собираетесь оптимизировать нагрузку на несущую поверхность?

Критерий комплексный - учитывает множество факторов. Как правило, используют критерий минимума массы ЛА при соблюдении всех накладываемых на удельную нагрузку на крыло ограничений (по взлету, то устойчивому полету на крейсерском режиме, по посадке, по полету в условиях турбулентности и т.д.). Лично я планирую уходить от этого критерия в сторону критериев целевых задач (к критерию более высокого уровня).
Но если чесно, то вопрос не понятно к чему задан. Если вы о потребной нагрузке на взлете, то она выступает в качестве одного из ограничений. Задали меньшую длину ВПП (в рамках разумного конечно. лично я за аэродром 1 класса) и получили соответсвующее ограничение. Если вы не уверены в малости изменения массы самолета при изменении удельной нагрузки на крыло вблизи оптимальной точки (удовлетворяющей всем ограничениям конечно), то соорудив простенькую програмку по расчету взлетной массы самолета вы сможете сами в этом убедиться.

Боже правый, конечно, ПВРД просты! Поэтому и применяются на каждом втором самолете, не так ли?

Потому что их применение не рационально до высоких скоростей полета. Зачем везти их с собой, пока тянет ТРД с более высоким удельным импульсом, а значит более экономичный. ПВРД можно ставить на самолетах с большим диапазоном чисел М полета (до М=5...6). Вообще вопросы выбора типа силовой установки не очень просты и требуют проведения некоторых исследований с формированием соответсвующих технических обликов. У меня есть некоторая литературка по этим вопросам, только жаль в бумажном виде. А так бы скинул. Хотя может сами найдете - под ред. Ю.Н.Нечаев "Силовые установки гиперзвуковых и воздушно-космических летательных аппаратов". Про сами ЛА там конечно бредовенько написано и авторы книги это признают, но в отношении силовых установок, что называется "ближе к телу"!

[sychbird]

Для создания экономичного АКСа нужно новое качество в конструкции летательных апаратов. Таким новым качеством пока, ИМХО, видится только летающее крыло с интегрированнымы баками и, возможно, с выдвижным блоком- надставкой  над ГПВРД вентиляторных экономичных ТРД. В  чистый, приемлемый по экономичности  многорежимный ВРД я не верю.

Никто в космической отрасли на такой затратный технический  риск не пойдет. Будут ждать пока схему летающего крыла технологически отработают в авиастроении. ГПВРД будет отрабатываться амерами для военных нужд. При признаках успеха и наши зачешутся.
А дальше как карта ляжет. И не в последнюю очередь экономическая.

[Evgeniy]

Для создания экономичного АКСа нужно новое качество в конструкции летательных апаратов. Таким новым качеством пока, ИМХО, видится только летающее крыло с интегрированнымы баками и, возможно, с выдвижным блоком- надставкой  над ГПВРД вентиляторных экономичных ТРД.

Не могли бы вы подробней разъянить что за надставка?

В  чистый, приемлемый по экономичности  многорежимный ВРД я не верю.

Либо вы путаете ВРД с ПВРД, либо я вас не понимаю. По сравнению с ракетными двигателями, любой ВРД в диапазоне своего применения чуть ли не на порядок более экономичны (имеется в виду экономия в плане удельного импульса, а не стоимости).

Никто в космической отрасли на такой затратный технический  риск не пойдет. Будут ждать пока схему летающего крыла технологически отработают в авиастроении.

Позвольте, а какие проблемы с летающим крылом кроме аэродинамики? С точки зрения производства, создание самолета схемы "летающее крыло" особой разницы с интегральной схемой не имеет. А вот с точки зрения аэродинамики не все так просто. Особенно в вопросе путевой устойчивости. Я особо не занимался летающим крылом, но предчувствую, что там не все так преспективно.

ГПВРД будет отрабатываться амерами для военных нужд. При признаках успеха и наши зачешутся.
А дальше как карта ляжет. И не в последнюю очередь экономическая.

Что и наблюдается активно в настоящее время. Американцы ведь не за сиюминутной выгодой гиперзвук исследуют. Экономика пока не играет особой роли. Видимо была проведена оценка и признание перспективности данного направления и баблосы потекли. Но работы по применению гиперзвука в прикладной области ведутся уже активно не первый год

[Дмитрий В.]

Удельную массу форсажной камеры сгорания не знаете случайно? (Имеется ввиду отношение прироста тяги к массе ФКС). А к примеру Ту-160, взлетаюищий на форсаже весь полет летит на нем? Или использует его только на режимах взлета и сверхзвукового полета, а на крейсерской дозвуке без форсажа летит?

Причем здесь это? При увеличении тяговооруженности, масса ДУ (СУ) растет, независимо от того применяется форсажный ВРД или бесфорсажный.

Evgeniy пишет:
 

Но если чесно, то вопрос не понятно к чему задан. Если вы о потребной нагрузке на взлете, то она выступает в качестве одного из ограничений. Задали меньшую длину ВПП (в рамках разумного конечно. лично я за аэродром 1 класса) и получили соответсвующее ограничение. Если вы не уверены в малости изменения массы самолета при изменении удельной нагрузки на крыло вблизи оптимальной точки (удовлетворяющей всем ограничениям конечно), то соорудив простенькую програмку по расчету взлетной массы самолета вы сможете сами в этом убедиться.

Вопрос к тому, что если оптимум выбран из минимума массы, то учет ограничения на длину ВПП может сдвинуть значение тяговооруженности достаточно далеко от этого оптимума и допущение о практической неизменности Мвзл окажется неверным.

Ю.Н.Нечаев "Силовые установки гиперзвуковых и воздушно-космических летательных аппаратов". Про сами ЛА там конечно бредовенько написано и авторы книги это признают, но в отношении силовых установок, что называется "ближе к телу"!

У миння Курзинер. ВРД для больших сверхзвуковых скоростей полета.

[Evgeniy]

Причем здесь это? При увеличении тяговооруженности, масса ДУ (СУ) растет, независимо от того применяется форсажный ВРД или бесфорсажный.

Вы по-другому смотрите на вопрос. Я рассматриваю его с той позиции, что за счет установки ФКС рост удельной нагрузки на крыло, вызванный ограничением длины разбега, не столь велик (через взаимосвязь свойств ЛА, т.е. более глубоко). За счет этого Ту-160 и взлетает. Как вы думаете, "влез" бы он на аэродром 1 класса, если бы не было форсажек? Или сколько он бы весил? А истребители так вообще чуть ли ни с места взлетают.Я понятно разъяснил? Я думаю, что вы понимаете механику взлета самолета. На сколько я помню, в том же самом "Проектировании самолетов" С.М.Егера расписано кое-что.

Вопрос к тому, что если оптимум выбран из минимума массы, то учет ограничения на длину ВПП может сдвинуть значение тяговооруженности достаточно далеко от этого оптимума и допущение о практической неизменности Мвзл окажется неверным.

Я бы не назвал это "практической неизменностью" и порекомендовал это называть малым изменением (хотя может и не изменением, если inf{р0} соответсвует ограничению по другому критерию. у меня, на сколько я помню, зачастую определяющим было ограничение по крейсерскому режису полета. так что может увеличится p0, а может и нет). А если возникают сомнения в малости изменения, то можете просчитать сами. С большой долей вероятности вы сами убедитесь в этом.

У миння Курзинер. ВРД для больших сверхзвуковых скоростей полета.

А насколько глубоко вы занимались АКСами?

[sychbird]

Не могли бы вы подробней разъянить что за надставка?.

Мне попадались материалы о многорежимном двигателе, способном работать как двухконтурный ТРД и ГПВРД. Я полагаю, что скрешение ужа с ежом будет далеко от оптимума экономичности для обоих режимов. Но если к газовому тракту ГПВРД выдвинуть  спереди на дозвуковом режиме полета из отсека вентиляторный ТРД (или ДТРД)уж с ежом могут приемлемо сосуществовать. Разве, что гиперзвуковой воздухозаборник либо трансформировать, либо убрать часть в отсек на место ВТРД.

quote] Что и наблюдается активно в настоящее время. Американцы ведь не за сиюминутной выгодой гиперзвук исследуют. Экономика пока не играет особой роли. Видимо была проведена оценка и признание перспективности данного направления и баблосы потекли. Но работы по применению гиперзвука в прикладной области ведутся уже активно не первый год

Я так понимаю, что их более всего привлекает возможность доставки боевой нагрузки в течении часа после получения целеуказания.

[hcube]

Лично мое мнение, кстати, что для АКС проще использовать ТРД для взлета и посадки, а для полета на большое расстояние - ЖРД и схему Зенгера. Т.е. бОльшую часть пути лететь через космос. На скорости в 3 км/с (вполне достижимой на паре СПГ-кислород) дальность суборбитального прыжка составляет порядка 2000 км - это практически перелет через Атлантику, учитывая еще разгон и торможение.

[Evgeniy]

Лично мое мнение, кстати, что для АКС проще использовать ТРД для взлета и посадки, а для полета на большое расстояние - ЖРД и схему Зенгера. Т.е. бОльшую часть пути лететь через космос. На скорости в 3 км/с (вполне достижимой на паре СПГ-кислород) дальность суборбитального прыжка составляет порядка 2000 км - это практически перелет через Атлантику, учитывая еще разгон и торможение.

Схем много, а единых оценок перспективности нет. Никто даже приблизительно не может сказать какова должна быть концепция АКС даже ближней перспективы. Мало кто даже просто в области АКС по-настоящему компетентен.
А по суборбитальным прыжкам и т.п. - вопросы к специалистам по динамике полета (коих к величайшему сожалению достаточно мало)

[Evgeniy]

Мне попадались материалы о многорежимном двигателе, способном работать как двухконтурный ТРД и ГПВРД. Я полагаю, что скрешение ужа с ежом будет далеко от оптимума экономичности для обоих режимов. Но если к газовому тракту ГПВРД выдвинуть  спереди на дозвуковом режиме полета из отсека вентиляторный ТРД (или ДТРД)уж с ежом могут приемлемо сосуществовать. Разве, что гиперзвуковой воздухозаборник либо трансформировать, либо убрать часть в отсек на место ВТРД.

Понятно. Вы о различных видах комбинированных силовых установок. Схем их очень много. Основная цель - это получение минимума удельной массы и более лучших тяговоэкономических характеристик. Но там еще куча нюансов по учету взаимовлияния различных элементов таких СУ друг на друга. Эти вопросы до конца не исследованы. Особенно на практике. А так, по теоретическим оценкам бульдоже-носорожие смеси иногда попадают в диапазон оптимальных схем.

Я так понимаю, что их более всего привлекает возможность доставки боевой нагрузки в течении часа после получения целеуказания.

Именно так. Еще при операции Буря в пустыне частенько выпущеный Томагавк прилетал взрывать пустую местность. Цель уже успевала смыться. Вот и повышают оперативность доставки в зону цели всеми мерами. Но при этом не забывают и при авиационные системы (напр. двухступенчатую суборбитальную ударную систему Фалкон).

[Ber]

Лично мое мнение, кстати, что для АКС проще использовать ТРД для взлета и посадки, а для полета на большое расстояние - ЖРД и схему Зенгера. Т.е. бОльшую часть пути лететь через космос. На скорости в 3 км/с (вполне достижимой на паре СПГ-кислород) дальность суборбитального прыжка составляет порядка 2000 км - это практически перелет через Атлантику, учитывая еще разгон и торможение.

Для пассажирских перевозок малоприменимо, не всем понравится невесомость (неудобно в сортир ходить, тобишь летать).

[Ber]

Я так понимаю, что их более всего привлекает возможность доставки боевой нагрузки в течении часа после получения целеуказания.

Тут у гиперзвука появился серьезный гиперзвуковой конкурент (в попилке бабла):
http://www.defenseindustrydaily.com/376m-for-advanced-naval-gun-system-0610/

http://www.orbitalvector.com/Tactical%20Weapons/Railguns/RAILGUNS.htm



Конечно дальность поменьше, но тоже впечатляет.

[ronatu]

Я так понимаю, что их более всего привлекает возможность доставки боевой нагрузки в течении часа после получения целеуказания.

Тут у гиперзвука появился серьезный гиперзвуковой конкурент (в попилке бабла):
http://www.defenseindustrydaily.com/376m-for-advanced-naval-gun-system-0610/

http://www.orbitalvector.com/Tactical%20Weapons/Railguns/RAILGUNS.htm



Конечно дальность поменьше, но тоже впечатляет.

He-e-e eTo u3 gpyrou' onepeTTbI.... :wink:

[Дмитрий В.]

Да, да! Я, наверное, слепой и не замечаю сонмы парящих над Землей керосиновых гиперзвуковиков! :oops:  Сколько  там ГПВРД занимаются? Полвека с лишком? И еще столько же заниматься будут - "пиленье бабок не терпит суеты" :lol:

И много на них бабок ушло? Наверное больше, чем на всеми горячо любимую Н-1? И там, конечно, все были патриотами и деньги никто не рубил (без обид).

На ГПВРД денег ушли миллиарды (а может быть и десятки миллиардов) долларов, что, конечно, больше, чем на Н-1. А воз, как говориться, "и ныне там".

[Ber]

He-e-e eTo u3 gpyrou' onepeTTbI.... :wink:

Ну не совсем из другой, проектная начальная скорость снаряда 5,5 км/сек
Прицельная дальность 280 морских миль.

[Evgeniy]

Да, да! Я, наверное, слепой и не замечаю сонмы парящих над Землей керосиновых гиперзвуковиков! :oops:  Сколько  там ГПВРД занимаются? Полвека с лишком? И еще столько же заниматься будут - "пиленье бабок не терпит суеты" :lol:

И много на них бабок ушло? Наверное больше, чем на всеми горячо любимую Н-1? И там, конечно, все были патриотами и деньги никто не рубил (без обид).

На ГПВРД денег ушли миллиарды (а может быть и десятки миллиардов) долларов, что, конечно, больше, чем на Н-1. А воз, как говориться, "и ныне там".

А рубликов много ушло? Деревянненьких-то? Что твориться в США и для чего твориться - это дело США. Об этом мы достоверно знать не можем.