"Полувоздушный" старт

[Boo]

Дорого с ТРД получается. При том, что у нас имеется ЖРД (по умолчанию), выгоднее разогнаться на ЖРД до скорости включения прямоточника (ПВРД), ЖРД выключить, выжать всё, что можно из ПВРД, сбросить, опять запустить ЖРД.
Кстати, ПВРД и одноразовые не жалко особенно. В любом случае ТРД - дороже и массивнее.
Вместо "крылышек" можно предусмотреть общую компоновку, близкую по аэродинамике к БОР-ам, например. Эдакая "летающая бочка" получится, только разработать необходимо с учётом максимальной аэродинамической выгоды на этапе работы ПВРД.

[Бродяга]

Boo вы в общем правы.
 Все недостатки многоразовых систем в том, что они хотят переплюнуть одноразовые по "конечной эффективности".

 Грубо говоря, мы не за то боремся, можно выкидывать каждый раз РД-171, а можно его эксплуатировать раз 10.

[Saul]

Авиаторы могут подсказать, какая подьёмная сила у пакета, допустим в диапазоне 45 - 75 град к горизонту. Пакет - вокруг ракеты диаметром 2,7 метра, через 120 град, три ПВРДТТУ, 1,2 метра диаметр каждого, аэродинамическая "плоскость" - ЦБ и 2 ТТУ. Высота пакета 50 метров. Скорость - от 0,8 до 4 Мах. Высота старта 9 км.

[Boo]

Кстати, был такой древний вариант:
-разгон на пороховой (сейчас лучше элетромагнитной, ИМХО, а-ля рельсотрон) тележке по рельсам до скорости запуска ПВРД (2 Мах);
-запуск ПВРД, взлёт, набор высоты и скорости (от 5 до 11М);
-запуск ЖРД, выход на орбиту.

Кенгуру у нас трамплины любит, можно и "подтрамплинить", в принципе, при запуске прямоточников.

[zyxman]

Авиаторы могут подсказать, какая подьёмная сила у пакета, допустим в диапазоне 45 - 75 град к горизонту. Пакет - вокруг ракеты диаметром 2,7 метра, через 120 град, три ПВРДТТУ, 1,2 метра диаметр каждого, аэродинамическая "плоскость" - ЦБ и 2 ТТУ. Высота пакета 50 метров. Скорость - от 0,8 до 4 Мах. Высота старта 9 км.

Вообще подъемная сила пакета хреновая, как и у любого крыла малого удлинения.
Но при угле более 30 градусов к горизонту будет достаточно заметная.
Только нужно очень приличного размера оперение поставить, чтобы оно летело устойчиво а не кувыркалось.
Я думаю что в первом приближении можете брать Ту-144/Конкорд:
дельта-крыло 438.0 m

[Saul]

Не, вообще без крыльев, только пакет - "тримаран". Это для "сквозного старта" фантазирую. ТТУ первая ракетная ступень - из за большой механической прочности, "шпалы" под "зубчатые рельсы. В этих ТТУ вначале выгорает сердцевина и открывается воздушный канал. В сердцевине топливо, по составу сбалансированно, окислитель - горючее. После открытия воздушного канала - избыток горючего (доокисление воздухом). Ускорение по меньше (для туристов). Теоретически ПВРДТТУ возможен, а практически кто нибудь делал?
"Остапа понесло".

[Гусев_А]

Если попытаться получить плюсы от использования подъемной силы, то с вертикальным сартом ни чего не выйдет, получится не траектория, а каракуля с таким колличеством ненужных маневров.

Можно конечно использовать тяжелый транспортный самолет, но его вклад в общее дело будет не настолько велик, в сравнении со стоимостью его эксплуатации, переоснащения.... Дешевле получится обычная ракетная 1-я ступень, да и разгон она даст на порядок больший.

Можно использовать сверхзвуковые разгонщики, но в этом случае речь может идти только о небольших аппаратах, иначе не один самолет с грузом на внешней подвеске как следует не разгонится.

Чтоб использовать ПВРД нужно сперва чем то разогнать аппарат минимум до 1,5 - 2 МАХА:

Маломерной ЖРД ступенью? Тогда ни легче ее чуть чуть утяжелить и она сделает всю работу и за место ПВРД то же.

Если начальный разгон делать ТРДФ, которые после 3-х МАХов будут выполнять роль приличного баласта. Да и при горизонтальном взлете на столько тяжелого аппарата нужны огромные крылья, которые затем будут создавать приличное сопративление, да и вес их не настолько мал.

Если разгон выполнить после сброса с транспортного смолета, пожертвовав 2 - 3 километра высоты на набор скорости, то даже в этом случае без ТРДФ не обойтись, хотя их при этом нужно раз в десять меньше. Но все равно это завязка с большим самолетом, с которого нужно еще как то спрыгнуть, да и траектория некрасивая.


Единственный вариант, который мне почти нравится, это экранопланный старт:
Но в нем есть такой недостаток, что набор скорости 1,5 - 2 МАХа прийдется выполнить у поверхности земли в условиях большого атмосферного давления, что увеличит нагрев. Зато:
Начальный разгон на ТРДФ, но не до взлетной скорости, а до скорости установки на экран, а это раза в 1,5 меньше, даже при учете что площадь и удлинение крыльев меньше раза в четыре. Дальнейший разгон происходит над самой поверхностью, под очень не большим уклом, далее плавно над озером, далее типа плавного трамплина. При таком разгоне аэродинамическое качество выше в 4 - 5 раз, по горизонтали, при длине разгона более 20-ти километров, благодаря этому необходимая мощность ТРДФ меньше раз в 8 примерно, и это при переходе  на сверхзвук. И крыло легче и с менишим сопративлением раза в 4.
По окончании экранопланного разгона включаются мощные ПВРД и на взлет. И главное баласта тащить с собой на много меньще и на стоимости ТРДФ сколько можно съэкономить.

На таком принципе может быть даже можно говорить об одноступе.

[Saul]

Я уже где то на форуме про (ПРО) двухрежимный ТТУ спрашивал. До полного прогара "сердцевины" это ТТУ, а потом появляется проход для воздуха, на макушке ПВРД воздухозаборник. Как раз скорость наберёт с 0,8 до 1,5 М.

[Гусев_А]

Внутри ТТУ давление на порядок выше, чем в возможном воздухозаборнике, а заморачиваться с компрессором не стоит, потом он бы только мешал, да и все равно перепад давлений не в твою пользу.

В легкое решение такой задачи что то не верится.

[Bell]

Интересно сравнить - как тема обсуждается здесь и в топике-близнеце на Авиабазе.
Есть над чем задуматься...

[zyxman]

Не, вообще без крыльев, только пакет - "тримаран".

Вы сами-то поняли что хотите?

- Я вам говорю что подъемная сила может быть порядка 500кг на кв.м продольного сечения, а силу лобового сопротивления можете по ракетным источникам найти.
Причем "вообще без крыльев" не получится - посмотрите какой размер киля у челноков и у сверхзвуковых - это не от хорошей жизни; хотя конечно можно и складной (надувной ?) киль в проект заложить - все равно полетит нескоро

[Evgeniy]

Мне так нравиться когда говорят о технических характеристиках ЛА на концептуальном уровне в столь утвердительном тоне, совсем забывая о том, что любой ЛА - это огромный набор компромисов. Причем для крылатых ЛА этих компромисов все больше и они все сложнее, а тон все утвердительней и утвердительней

[Saul]

Предполагаю что у такого пакета, при движении под крутым углом 45 - 75 град, на ракетных скоростях, небольшая аэродинамическая подьёмная сила будет. Курс поддерживать рулевиками 2 ступени, никакой киль не нужен.
 ПВРДТТУ - это другой, но не лишний вопрос. Если реально, то годится для пилотируемых, сквозняк с двух сторон взрыв исключает. На рис ошибка закраски, позже отредактирую.

[zyxman]

Предполагаю что у такого пакета, при движении под крутым углом 45 - 75 град, на ракетных скоростях, небольшая аэродинамическая подьёмная сила будет. Курс поддерживать рулевиками 2 ступени, никакой киль не нужен.

Киль нужен не только для курса а и для тангажа.

Кстати, интересный вопрос: а на какой высоте ваш пакет надежно преодолеет трансзвуковую область (примерно до 1.7маха)?
- дело в том что при сверхзвуковом обтекании всегда смещается относительно дозвукового обтекания центр давления, соответственно если переход будет достаточно длительным, будут балансировочные потери.

[avmich]

Пишите формулу, Юрий, пожалуйста. Просто пишите формулу. :)

Идите к черту, Кенгуру. У меня есть проблемы поинтереснее, чем ваше обучение.

Нельзя так!!! Сейчас, любознательный Кенгуру создаст новую физику по принципу: "Если никто не может написать другую формулу, то моя формула верна!"

К сожалению, это не моя формула. Её открыли до меня. Некий англичанин. Исаак Ньютон.

А разве не Рэлей?

Кульч, я, конечно, понимаю, Кенгуру часто бывает неправ :) . Но вот конкретно эта формула, на мой взгляд, в принципе правильна.

По существу темы. Татарин, мне кажется, идея имеет смысл, хотя бы потому, что ни один из её противников, на Авиабазе и здесь, не привёл уверенных аргументов против - ни качественных (почему в принципе нельзя), ни количественных (где именно не сходятся числа). При этом, конечно, нет недостатка во мнениях, включая моё :) . Видимо, только расчёты покажут - если, конечно, не проводить экспериментов.

[kulch]

Кульч, я, конечно, понимаю, Кенгуру часто бывает неправ . Но вот конкретно эта формула, на мой взгляд, в принципе правильна.

В чем прав? В том, что сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости? В том, что сила сопротивления пропорциональна площади миделя? В том, что сила сопротивления обратно пропорциональна плотности среды? Да это все и так понятно, особенно, если пририсовать к формуле некие произвольные множители-коэффициенты, ага. Поверьте, я тоже так умею.
На сверхзвуке обтекание имеет другую природу и формула там другая. Про волновое сопротивление слышали? А Кенгуру слышал? Нет, конечно, чтобы спасти лицо, можно заявить, что один из коэффициентов в формуле переменный и учитывает все эти особенности, а потом и для него придумать некую формулу. Я другого не пойму - почему просто не взять учебник по аэродинамике для ВУЗов и ознакомиться? Да, это, конечно, сложно. Сначала придется подучить матанализ - чтобы не плавать мимо дифференциальных уравнений, например.

[Гусев_А]

Ну и подумаешь, что кенгуру опять немного не прав, зато очень многим далеко до него по буйству фантасии и неудержимости любознательности. А одернуть и ума то много не нужно. Объяснить, чтоб опанент понял гораздо сложнее.
Уверен, что во все времена на черезмерных изобретателей, у виска крутили пальцем. Но не будь их бегали бы мы до сих пор в зверинных шкурах.

[Тех-Ник]

Всем добрый день.
Попробовал я тут посчитать возможность реализации этой идеи для носителей малого класса. За основу взял нашего скромного "трудягу" Космос-3М. В помощь ему рассматривал двигатели J-58, которые предложил Not (в первом варианте 4 шт., а во втором - 6). Кстати, действительно очень интересный двигатель, особенно если учесть, в каком году он был разработан. Рассмотрел самый идеальный случай - когда тяга J-58 все время постоянна и максимальна (как на форсаже). Потери характеристической скорости примерно оценил по методике уже упоминавшихся здесь наших "классиков" - Аппазова и Сытина. Чтобы не утомлять всех расчетами, приведу только исходные данные и результаты.

Космос-3М:
стартовая масса 109 т
тяга ДУ 1-ой ступени у земли 1486 кН, в пустоте 1745 кН
уд. импульс ДУ 1-ой ступени у земли 248 с, в пустоте 291 с
масса ДУ 1-ой ступени 662 кг.

J-58:
тяга 144,7 кН
массовый расход горючего 6,73 кг/с
масса двигателя 2720 кг
максимальная скорость 980 м/с (скорость отделения самолетика с J-58 от Космоса)

Рассматривал схему, когда все J-58 (4 или 6 шт.) скомпонованы в виде одного крылатого ракетного блока (самолетика), крыло которого используется только для посадки. На борту этого самолетика также находятся баки с горючим для J-58 (какой-то хитрый низкоиспаряемый керосин JP7). Т.е. старт вертикальный с одновременным запуском ДУ Космоса и J-58.

Рассчитывал, какую массу не должна превысить конструкция этого самолетика, чтобы массовая эффективность всего комплекса осталась хотя бы на уровне исходного Космоса-3М.
В итоге, если конечно я нигде не ошибся , даже для идеального случая, когда тяга ВРД постоянна и максимальна, для первого варианта (4 шт. J-58 ) на конструкцию всего самолетика остается 5,1 тонны, а для второго варианта (6 шт. J-58 ) - не намного больше - 5,4 тонны.
Похоже, для носителей такого класса использование ВРД, подобного J-58, эатруднительно даже просто технически, без учета экономических факторов.

Если кого заинтересует - расскажу подробно как считал. Как говорится: "Одна голова - хорошо, а 2 - лучше", особенно, по-моему, при поиске ошибок в расчетах .

[Кенгуру]

Пишите формулу, Юрий, пожалуйста. Просто пишите формулу.

Идите к черту, Кенгуру. У меня есть проблемы поинтереснее, чем ваше обучение.

Нельзя так!!! Сейчас, любознательный Кенгуру создаст новую физику по принципу: "Если никто не может написать другую формулу, то моя формула верна!"

К сожалению, это не моя формула. Её открыли до меня. Некий англичанин. Исаак Ньютон.

А разве не Рэлей?

Насчёт Рэлея не знаю.

В книжке Абрамовича Г. Н. "Прикладная газовая динамика" том 2, глава XI "Гиперзвуковое течение газа" есть параграф 6, он называется "Закон сопротивления Ньютона". Пишут, что формально формула не очень соответствует, потому, что бла-бла-бла, но один фактор накладывается на другой фактор, бла-бла-бла, и на практике получается, что неплохо соотносится с практическими результатами.

Есть рисунок 11.7 на котором приводятся экспериментальные данные и данные полученные по формуле Ньютона.

Вот, картинка: http://traintospace.googlepages.com/p0120.png

[Кенгуру]

Кульч, я, конечно, понимаю, Кенгуру часто бывает неправ . Но вот конкретно эта формула, на мой взгляд, в принципе правильна.

В чем прав? В том, что сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости? В том, что сила сопротивления пропорциональна площади миделя? В том, что сила сопротивления обратно пропорциональна плотности среды? Да это все и так понятно,

Почему сила сопротивления ОБРАТНО пропорциональна плотности среды? Почему обратно? Если плотность падает, то сила сопротивления растёт что ли? С чего вдруг? Что именно тут "и так понятно"?

особенно, если пририсовать к формуле некие произвольные множители-коэффициенты, ага. Поверьте, я тоже так умею.
На сверхзвуке обтекание имеет другую природу и формула там другая. Про волновое сопротивление слышали? А Кенгуру слышал? Нет, конечно, чтобы спасти лицо, можно заявить, что один из коэффициентов в формуле переменный и учитывает все эти особенности

Вообще то график зависимости коэффициента Сх от числа Маха для МиГ-25РБ висит на страничке про поезд где-то уже год или около того:


Похоже, что то, что Сх меняется - новость только для вас.

Я другого не пойму - почему просто не взять учебник по аэродинамике для ВУЗов и ознакомиться? Да, это, конечно, сложно. Сначала придется подучить матанализ - чтобы не плавать мимо дифференциальных уравнений, например.

Ага. Ну, что ж, понимаю. Бывает.