Многоразовые носители SLI - Форумы сайта журнала ''НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ''
  
  
  Многоразовые носители SLI (Страница 2)

  


Эта тема состоит из 21 страниц:   1  2  3  4  5    7  8  9  10  11    13  14  15  16  17  18  19  20  21 
К списку тем
Автор Тема:   Многоразовые носители SLI
Старый
Member
отправлено 25-07-2002 14:47               
Потоку.
Выражение "велик и могуч" а также "велик и ужасен" это не ирония а уважение. Я както удивился глубине вашего(в отличие от большинства других участников) подхода к обсуждаемому вопросу, вот и употребил упомянутое выражение. Теперь стало немножко понятнее, оказывается вы длительное время занимались этим вопросом на профессиональном уровне.
По существу вопроса. Конечно я не рассчитываю, что будут созданы обычные ЖРД с УИ больше 500сек. Но возможно использование нехимических источников энергии, свободных радикалов каких-нибудь, или мало ли ещё чего могут придумать за 50 лет. Суть в том, что пока этого не придумают, дальнейшее развитие ракет застопорится.
По поводу АКС. Скажите как специалист своё мнение по поддерживаемому мною тезису: АТМОСФЕРА ЭТО ПОМЕХА. То есть вес "авиационных" элементов конструкции и потери на сопротивление воздуха не компенсируются ростом УИ. По моему имхо этот недостаток принципиальный, то есть его невозможно обойти путём совершенствования техники и материалов. Что скажете?

hcube2000
unregistered
отправлено 25-07-2002 16:38              
Все так, преодолеть нельзя. Но можно обойти. Помните проект Р7-ВРД? Там ПН на LEO возрастала в ТРИ РАЗА при росте веса носителя процентов на 30. И вся - то переделка - сделать летающий стартовый стол ;-).

Реально - возможно создание достаточно экономичного носителя. Парадигма - Спираль - Т. То есть сверх-гипер звуковая ступень, взлетный вес порядка 500-600 тонн. Нормальная ступень, по сути дела - обычный ;-) гиперзвуковой самолет - ТРД для взлета, скрэм для разгона. На ТРД набирается 1.5 М, далее внешний контур ТРД работает как ПВРД, М так до 4, далее - внешний корпус-ГПВРД. Полет краткосрочный, так что применяется активное охлаждение обшивки (в критичных местах) жидким водородом. Пока полет дозвуковой - мощность ТНА обеспечивается ТРД, когда сверх и гиперзвук - водородом нагретым в обшивке, как в ЖРД. Максимальное M - 12-15.
Далее, эта система несет на себе _чисто ракетную_ ступень. Может быть, многоразовик, если нужно поработать такси, может быть - ракетный ускоритель. Этот ускоритель или многоразовая ступень заранее отработан на ракетной базе, и не использует ничего принципиально нового. Поскольку стартует он на высоте километров 30 - можно смело рассчитывать на УИ 460. И тягу двигателя тоже можно не ограничивать - скажем, пусть будет постоянные 3 G (с дроселлированием). Вот. Первая ступень может быть применена для суборбитальных транспортных полетов - в конце-концов, перебросить за 30 минут через Атлантику 100 тонн - это неплохо ;-). Она полностью многоразовая, во всяком случае в значительно бОльшей степени, чем шаттл ;-). А вот дальше - если нужна многоразовость - применяется многоразовая ступень, что-то типа X-40. А если ПН - просто ракетный ускоритель. По размеру они одинаковы, ну, может ракетный ускоритель немного длиннее.

Но вот только она будет _жутко_ дорогой, и, даже если не грохнется, все равно окупится только если будет летать в год раз 50 - хотя бы. Так что еще неясно, что будет дешевле - коммерческие рейсы челнока или одноразовых ракет.

hcube2000
unregistered
отправлено 25-07-2002 16:42              
Да, вдогонку - можно попробовать отработать технологию на Ту-160. Кардинально его переделать, усилить планер, сделать сплошную охлаждаемую обшивку, и прицепить ГПВРД. Я думаю, МО согласится пожертвовать штучку для опытов ;-). И разогнать его с 2.5 этак до 7-8М. Правда, если грохнется будет обидно. Зато если нет... 40-50 тонн он IMHO вывезет - а это 5-7 тонн на орбите.

Старый
Member
отправлено 25-07-2002 21:39               
Ашкубу.
Не так всё просто. Что значит "охлаждать обшивку водородом"? Если водород будет под давлением, то сколько будет весить обшивка? Если без давления, то как его потом сжимать (нагретый) для подачи в КС?
Опять же про Спираль-Т или МАКС-Т. Как сделать самолёт, у которого полезная нагрузка более 50% взлётной массы, то есть превышает вес всего остального самолёта? Вы в курсе этих данных для таких к примеру самолётов Ту-95МС и Ту-160?
Ту-95МС:
взлётная масса-185т
топливо-87т
груз-20т
конструкция-94т
Ту-160:
взлётная-275т
топливо-140т
груз-40т
(значения везде максимальные)
Для транспортных самолётов ситуация получше, у них в рекордных полётах с минимальным запасом топлива вес груза доходит до 40% стартовой массы, и почти сравнивается с весом конструкции. Но это ширококрылые дозвуковые грузовозы. А как вы предполагаете разместить относительно большую ПН на сверхзвуковом, тем более гиперзвуковом самолёте?
Надо не забывать, что полезной нагрузкой будут не бомбы и не железобетонные блоки, а заправленная жидким водородом ракета. Вы когда-нибудь слышали, чтобы заправленную жидкостную ракету-носитель располагали ГОРИЗОНТАЛЬНО? А водородную? Как вы думаете, сколько будет весить ложемент? Ведь ей прийдётся испытывать толчки, колебания и перегрузку в процессе полёта самолёта. Возьмите данные для разгонщика Спирали, учтите вес ложемента и посмотрите, что там остаётся для самолёта? В вашем предполагаемом проекте какова сухая масса самолёта-разгонщика и масса его ПН?
Если вы думаете, что уменьшив запас топлива можно так сказать заменить его полезной нагрузкой, то тут много не наэкономишь. Топливо всё равно нужно, так как на максимальных режимах, на которых будет работать двигатель разгонщика, удельный расход топлива выше, чем на крейсерском режиме обычного самолёта. Поэтому, хоть и не требуется большая дальность, всё равно потребуется приличный запас топлива. Опять же нужно помнить, что топливом разгонщика служит водород, а его плотность на порядок ниже керосина. Таким образом баки потребуются приличные, возможно бОльшие, чем у обычного самолёта. А ведь их нужно "впихнуть" в гиперзвуковые обводы фюзеляжа. И постараться, чтобы ничего не испарялось.
Так что не нужно брать слишком оптимистичные значения относительной массы ПН для гиперзвукового разгонщика. Если ПН составит 20% от взлётной массы, то это будет большой успех. Вспоминая Спираль нетрудно предположить, почему разработчики взялись за самую простую задачу - разработку орбитального самолёта. Создание самолёта-разгонщика с заявленными характеристиками было за пределами возможностей не только тогдашней, но и нынешней техники.
Да, в этой связи интересна схема МАКСА. Заправленная жидкостная ракета весом 275т крепится к самолёту в горизонтальном положении всего в трёх точках. Какова же должна быть её прочность?

Старый
Member
отправлено 25-07-2002 21:50               
Ашкубу вдогонку.
А что вы имеете в виду под "турбопрямоточным" двигателем? Если двигатель на дозвуке будет работать как ТРД, а на сверхзвуке как ПВРД, то куда будут деваться из потока "газотурбинные" детали - компрессор и турбина? Наскоко я слышал, идея создания турбопрямоточника обуревает изобретателей всего мира не меньше чем сам воздушно-космический самолёт и даже безшатунный поршневой двигатель. Да только воз и ныне нам, всё никак не придумают, как убрать из потока лопатки.
Вобщем имхо такое: если изобрести самолёт, который поднимает больше своего веса да оснастить его турбопрямоточным двигателем, то тогда говорить об авиационно-космических системах будет уже легче...

hcube2000
unregistered
отправлено 25-07-2002 22:18              
SR-71. Как раз такие двигатели - ТРД закрытый обтекателем играет роль центрального тела в ПВРД.

Что же до самолета... берем X-33 (в X-33 верим? ;-)), ставим у него по бокам по 2-3 Т[П]ВРД, нижнюю часть используем как скрэм. На 'спину' вешаем вторую ступень, возможно - 'спина' вогнутая - вторая ступень лежит в ложбинке между двумя коническими баками первой. Или вторая ступень плоская - масштабная копия первой 1:2. Водород... пусть на ПВРД участке он поступает после преднасоса в обшивку, а оттуда - в ТРД, а на ГПВРД - еще и через ТНА в прочный участок обшивки, где собственно работает скрэм, а оттуда - приводит свой же ТНА и поступает в зону горения скрэма.

Относительно относительного веса - я не говорил, что у 500-тонного комплекса вес 2-й ступени 250 тонн. Упаси Бог! Тонн 100, 150 максимум...

Старый
Member
отправлено 26-07-2002 02:00               
В Х-33 конечно же не верю. А почему вы берёте именно его? Берите уж сразу фотонный звездолёт. (Шутка) Ну ладно.
Берём Х-33... Хорошо сказано! Чтобы его взять, надо чтобы для начала он хотя бы был. А его нету. Даже америке он оказался не по зубам.
И как это Х-33 будет стартовать горизонтально? Шасси выдержат? А двигатели? А аэродинамика?
Чтобы с грехом пополам на запредельном угле атаки удержать на лету возвращающийся с орбиты пустой корпус подъёмной силы может и хватит, а чтоб оторвать от земли взлётный вес? Подъёмную силу прийдётся увеличить на порядок. Как вы расчитываете этого добиться?
После того, как вы приделаете к Х-33 крыло, увеличивающее подъёмную силу в 10 раз, увеличите в 10 раз шасси, приделаете ТРД/ПВРД/ГПВРД с воздухозаборниками, мотогондолами и прочее, водрузите ему на спину 150 тонн груза с учётом плотности жидкого водорода и прочая и прочая, это будет уже не Х-33, а нечто совсем другое. И оно не полетит.
150 тонн груза это конечно не половина, это всего то 30% стартовой массы. Но вроде бы на сегодняшний день нет ни одного сверхзвукового самолёта, который подымал бы груз в 30% от стартовой массы. Вот у грузовоза Руслана (дозвукового и "ширококрылого") максимальная эксплуатационная ПН равна 120 тоннам, что какраз составляет ровно 30% от максимальной взлётной массы. Но злые языки говорят, что при размещении "на спине" ПН резко снижается за счёт ухудшения аэродинамики. Эти же языки говорят, что на спине Руслан не мог поднять даже Буран и ЦБ Энергии, пришлось его апгрейдить приделав дополнительно два двигателя и превратив в Мрию. И вот Мрия подымает таки на спине 150 тонн. А вы рассчитываете на Х-33 и через звуковой баръер!
Насчёт СР-71. Я конечно не большой спец, но вроде бы там обычные ТРД. У вас нет ссылки на их конструкцию? Интересно, куда девают входное устройство ТРД, чтоб в режиме ПВРД оно не возмущало поток? А если даже и по вашему, то получается не турбопрямоточник, а обычный механический конгломерат двух отдельных двигателей.
Да, о крыльях. Вы видели, какие крылья у Руслана, Мрии, Ту-160? Знаете, что такое отклоняющийся носок и многощелевые закрылки по всему размаху? Их ведь зря делают. Без больших крыльев и механизации тяжёлый самолёт не взлетит, как пепелац без гравицапы. Так что в вашем 500-тонном гиперзвуковом разгонщике прийдётся в том или ином виде это предусмотреть...

streamflow
Member
отправлено 26-07-2002 11:34               
Старому:
Спасибо на добром слове.

Старому и hcube2000:

За вами не угонишься, сколько уже наворотили за несколько часов, однако. hcube2000 хочет получить все сразу, и в сей момент, да еще из готовых блоков, а так не бывает. Старый же непрерывно приводит большое количество дельных возражений против может быть и остроумного, но не подтвержденного ни одной цифрой потока предложений hcube2000. По хорошему мне все это оценивать – значит снова менять работу.

У меня подход другой – от целого к частному. Для начала безотносительно к существующим конкретным техническим решениям следует определить основные параметры возможной системы с помощью наиболее простой из возможных математической модели. После этого вариант системы или сразу отбрасывается, или развивается дальше с помощью более сложных математических моделей (обязательно до конкретных цифр). При этом определяются узкие места (ключевые подсистемы, которые не позволяют достичь заданного результата). После этого следует переходить к набору математических моделей этих подсистем и разрабатывать их (находя при необходимости нетривиальные технические решения, то есть, делая изобретения). Процесс может потребовать месяцы и годы, но только тогда МОЖЕТ получиться что-то реально интересное.

А hcube2000 (утрирую, не обижайтесь) быстро говорит примерно следующее: «если к кукурузнику подвесить третью ступень Пионера (я уж не помню, сколько у него ступеней, а искать лень), а на пилота надеть водолазный скафандр, то кукурузник так здорово будет рассекать на сверхзвуке». Хотя при этом демонстрирует качественное понимание основных факторов рассматриваемого процесса.

А на работе у нас сейчас запарка – меньше, чем через месяц завершается ключевой этап разработки нашей системы, поэтому по существу постараюсь ответить после выходных. Я приведу в ответе некоторые качественные соображения по поводу ракетных и аэрокосмических носителей и простейшую математическую модель нулевого уровня, для предварительной оценки их основных характеристик. После этого, может быть что-то станет яснее.

hcube2000
unregistered
отправлено 26-07-2002 13:14              
А кстати, сколько понадобится топлива?

Дано - топливо - жидкий водород, расход его для ТРД - тот же что у Мрии (хотя на самом деле - значительно меньше - водород легче ;-), удельный расход в ГПВРД - то же, что у Холод'а, потребная тяга - та же самая, 'Мриевская' - 6x25 тонн. Время полета - полчаса. Еще час обратно - на тяге 2х из 6 ТРД двигателей. А потом - прикинем, какой по объему должен быть корпус, и на что он будет похож...

Oleg Lazouttchenko
unregistered
отправлено 27-07-2002 01:34              
О массах Ту-160:
максимальная взлётная - 275т
нормальная/максимальная топлива - 148/171т
пустого - 110т
пустого снаряженного - 117т
нормальная/максимальная боевой нагрузки - 9/40т

В принципе, теоретическая максимальная масса ПН равна [взлётная]-[снаряженная]=275-117=158т.

Старый
Member
отправлено 27-07-2002 12:00               
Думаю что не так.
Увеличение ПН в 4 раза с 40 до 160 тонн, потребовало бы также в 4 раза увеличить отсеки ПН, элементы крепления, прочность конструкции в этих местах и т.д. Сосредоточенная нагрузка это совсем не то, что распределённая. Опять же топливо надо хоть чуть-чуть учесть, особенно на взлёт. Кажись на форсаже он взлетает?
А для Ту-160 - 40 тонн это именно в перегруз, а эксплуатационная - 10 тонн.

Старый
Member
отправлено 27-07-2002 12:07               
Ой, не понял. Максимальная заправка и сухой снаряжённый вес в сумме превышают максимальный взлётный вес. Как это? А! Наверно 10% топлива успевает выжечь на прогреве двигателей и рулении?

Oleg Lazouttchenko
unregistered
отправлено 27-07-2002 19:58              
Не думаю, скорее уж это резерв для дозаправки в воздухе...

Старый
Member
отправлено 27-07-2002 21:51               
Когда он от нас взлетал, он минут 15 газовал на полосе. Дым - ужасающего оранжево-коричневого цвета. Окислы азота, чтоли?

Oleg Lazouttchenko
unregistered
отправлено 28-07-2002 02:04              
www.profer.ru/tu160

Э?


Эта тема состоит из 21 страниц:   1  2  3  4  5    7  8  9  10  11    13  14  15  16  17  18  19  20  21 

Вернуться к списку тем

К списку тем
 

Сайт управляется системой uCoz