О космосе - общая ветка

Не знаю, это тема космос здесь или суборбитальные в другом месте, но сегодня вот только что SS2 преодолел скорость звука на тесте:
http://www.youtube.com/watch?v=Pln9JKEjFks
 
Как-то подумалось про сопротивление воздуха. Подскажите, пожалуйста, кто знает, каков вклад сопротивления атмосферы в общем приросте скорости, необходимой для выхода на орбиту? Не получится ли так, что даже при создании технологий космического самолёта, ракеты всё равно останутся вне конкуренции? Ведь тогда и их можно сделать одноступенчатыми?
 
Для МБР и РН аэродинамические потери скорости - сотни м/с. Конкретная величина сильно зависит от конструкции ракеты: для тандемной схемы, НЯЗ, типично порядка 200 м/с (у РН "Сатурн-5 всего лишь порядка 50 м/с - благодаря громадной массе при неплохой обтекаемости), для пакетной схемы - умеренные сотни м/с (до 0,5 км/с?).

Намного больше т.н. "гравитационные потери" (от проекции силы тяжести на траекторию): для РН эти потери, НЯЗ, порядка 1,5 км/с. Так что для вывода КА на НОО нужна характеристическая скорость ориентировочно 9,5 км/с. Для одноступенчатой ракеты с ЖРД на любом, самом фантастическом, топливе, это совершенно нереально: любое горючее, кроме водорода, дает недостаточную скорость истечения, а преимущество водородных топлив в скорости истечения (прежде всего, благодаря малому молекулярному весу продуктов сгорания) в значительной мере компенсируется утяжелением конструкции водородного бака (удельный вес 0,09 г/см3, температура -253 град).

И, наконец, требования к стартовой ступени и к разгонной ступени очень сильно различаются. Я уже писал об этом, но не грех повторить. Так что 2 ступени РН - это минимум, обусловленный уже функциональным различием стартовой и разгонной ступеней. И прогресс технологии жидкостных ракет позволяет лишь упрощать и удешевлять стартовые ступени разными способами - небольшие твердотопливные стартовые ускорители, многоразовые ускорители, воздушный старт РН с самолета (фактически являющегося многоразовой стартовой ступенью) и т.п. Кстати, при воздушном старте собственно РН может быть и одноступенчатой.
 
Последнее редактирование:
Спасибо, про ракеты более-менее понятно. Непонятно, как тогда вообще можно сделать 1-ступенчатый космический самолёт. Ведь у него и аэродинамические и "гравитационные" потери будут больше, чем у ракеты. И опять же, разные требования к разным режимам работы двигателей. Воздушный старт это уже получается 2-ступенчатый "самолёт"
Ещё хотел выяснить, какова роль тяги двигателей. Допустим, у ракет развивается большая мощность в течение короткого промежутка времени. У аэрокосмического самолёта тогда должна быть небольшая мощность двигателей, но в течение длительного промежутка времени?
И ещё такой, пока что чисто теоретический вопрос. Предположим, появятся аэрокосмические самолёты. Тогда космодромы уйдут в прошлое? Если нет, какие "экологические ниши" будут занимать ракеты?
 
За счёт создания многорежимной силовой установки, которая являлась-бы одновременно и двигателем атмосферной разгонной ступени и ракетой. Что-то среднее между ТРД, ПВРД, ГПВРД и ЖРД. Теоретически, масса убранных из конструкции элементов "лишних" двигателей (а также окислителя 1й ступени) может быть достаточно существенна. Беда в том, что требования к конструкции газодинамического тракта и системе подачи окислителя в этих двигателях противоречивы. Чтобы скрестить ужа и ежа (с сохранением минимума избыточных узлов), надо применять разные костыли - типа специальных турбокомпрессоров/холодильников, чтобы забортный воздух отбирался как в обычном самолётном двигателе, но конструкция КС напоминала ЖРД. Плюс - обходные каналы и дополнительные камеры для прямоточного режима. При этом, двигатель должен не просто переключаться между режимами, а с ростом скорости и уменьшением плотности атмосферы постепенно менять соотношение турбореактивного/прямоточного/ракетного компонентов тяги. И ещё одна трудность - профиль разгона прямоточника отличается от ракетного. Если ракете энергетически выгодно побыстрее выскочить из атмосферы, то гибридный ракетоплан должен набирать в ней (пусть и в верхних слоях) существенную часть своей скорости. Ему требуется более серьёзная теплозащита - не только для посадки, но и для взлёта

З.Ы. Самое в этом поганое, что если ТРД, ЖРД и даже малоскоростной ПВРД можно испытать на стенде, то для ГПВРД воленс-ноленс надо устраивать полноценные "живые" испытания. Что и замедляет НИОКР в этой области разными коммерческими-любительствующими конторами.


---------- Добавлено в 12:17 ----------


Фантазии на тему: http://www.aerospaceweb.org/question/spacecraft/q0202.shtml
 
Последнее редактирование:
Красивая идея, которой уже третий десяток - ВКС "Аякс"
http://topwar.ru/25734-giperzvukovoy-samolet-ayaks.html
Это действительно технически реализуемо и просто нет на это денег, или в процессе разработки были обнаружены непреодолимые пока что технические трудности? Может просто потребности в таком самолёте нет?


---------- Добавлено в 10:26 ----------



Вот ещё нашёл:
Первый ГПВРД был испытан в составе гиперзвуковой летающей лаборатории «Холод», созданной на базе зенитной ракеты ЗРК «С-200»: к маршевой ступени ракеты вместо боевой части пристыковываются головные отсеки лаборатории «Холод», в которых размещаются бортовая емкость с жидким водородом, система управления полетом, бортовая система измерений и передачи информации, система подачи жидкого водорода в камеру сгорания с регулятором расхода и, наконец, экспериментальный ГПВРД осесимметричной конструкции, расположенный в носовой части ракеты.
В такой конфигурации проведено пять полетов лаборатории «Холод». Максимальная достигнутая скорость полета составила 1855 м/с, что соответствует 6,49 Маха. Совершенная система охлаждения жидким водородом обеспечила работоспособность ГПВРД в течение заданных 77 секунд работы при температурах газов в камере выше 3300°К.
Успешные испытания ГПВРД привлекли к себе внимание и зарубежных разработчиков перспективных авиа-космических систем. Благодаря участию специалистов Франции и США удалось профинансировать ряд важных этапов программы.
На прошедшей в апреле 1998 года в США конференции по гиперзвуковым технологиям ученые и специалисты иностранных фирм дали высокую оценку результатам, полученным в ходе работ по программе «Холод».
http://www.gramotey.com/?open_file=1269085245
 
А между тем как-то незаметно прошла информация о потере "Кеплера". Очень жаль, отличный был инструмент и многое дал. Когда-то теперь следующий запустят?

 
А между тем как-то незаметно прошла информация о потере "Кеплера"
Пока, вроде, ещё не потеря - покуда не кончится топливо. А вообще-то, конечно, грустно. Ещё не раз вспомним времена Шаттлов, когда ремонт копеечного (в масштабах мировой революции) гироскопа был дорогим, но вполне реализуемым делом. Ан нету больше челноков!
 
Не долетел бы Шаттл до Кеплера. У того орбита гелиоцентрическая. Если только с Брюсом Уиллисом
 
Дорогим - не то слово. Стоимость полёта челнока оценивается от 450 до 1500 М$. Для сравнения, стоимость всей программы Kepler 600 М$, вместе с приёмом и обработкой результатов.
Даже если взять оптимистичную оценку, имеет ли смысл чинить 4-х летнее устройство за 3/4 его стоимости?
Маховики в этих масштабах стоят немного, но вот сколько стоить сделать аппарат ремонтопригодным для человека в скафандре? Не уверен, что этой стоимостью можно пренебречь...
Вообщим, ремонт с помощью Шаттла - это был театр абсурда.
 
Мне не понятно другое. Вот крутится на орбите многосотеннотонная дура МКС, куда посылают гитары, ёлочки и индейки к Рождеству, где у обитателей есть время на твиттеры, музицирование, эксперименты с обесточиванием станции для эффектного фото... Для запуска горсти всякой мелочи (телескопов, например в компании с биоспутниками) специально строятся ракеты-носители, работают стартовые расчёты и т.д. Каждый ИСЗ оснащён полным комплектом: силовая установка, с-ма ориентации, солнечные панели и так далее, хотя смысл сборки всего этого барахла часто всего в одном аппарате размером/весом/энергоёмкостью с микроволновку. И, если ломается упомянутый выше копеечный гироскоп, то надо запускать выполнить всё то же самое, вместо того, чтобы послать запчасть с очередным "Прогресом" и научить председателя Барбикена пользоваться отвёрткой.
Понятно, что есть задачи, которые с орбиты МКС не решить, но большинство? Понятно, что без потерь нет приобретений, но почему МКС крутится на такой орбите, а не повыше? (Про расход топлива на вывод я в курсе ).
 
Выше фонить начинает. Радиационные пояса земли при длительной экспозиции для человеков неприятны.
 

Вы и ответили на свой вопрос, однако.
Нет носителей для пилотируемых полетов на высокие орбиты.
МКС опустили даже ниже, чем "Салюты" - чтобы Шаттл мог долетать.
 
Вот именно. ЕМНИП, "Салюты" летали на высотах до 500км. Теперь "шаттлов" нет, а Станции через каждые пару-тройку месяцев корректируют орбиту. Возможно, с т.з. топливной эффективности на круг выходит дешевле, но это новые пересчёты параметров орбиты, всяких коэффициентов и так далее.