Comments 136
3.9 метра это негабарит при доставки с Южмаша до Байконура
4.1 метра возможно из Москвы до Байконура без встречных
При доставке по Транссибу или БАМ до Восточного с негабаритностью все нехорошо из-за множества тоннелей
У спейсХ из-за автодорог тоже куча ограничений, местами 1 ступень впритык проходит под мостами. И прочие ограничения, вроде закрытия движения для проезда негабаритного груза, конвоя, скорость движения, погодные условия.
Неужели это настолько затратно?
Не столько затратно, сколько экономия на возвращаемых первых ступенях не столь выгодна. Ну или выгодна, но при других масштабах. В идеале, с Восточного будет запускаться с десяток ракет (причем, нескольких типов) в год. Как с Куру сейчас. Какого-то бума на рынке коммерческих нагрузок не проглядывается, потому под Ангару готовят проект спутниковой системы «Сфера», чтобы было что на ней запускать — несколько сотен аппаратов до конца десятилетия. У SpaceX примерно тоже самое — заказов для существующих ракет «как обычно», потому запускают свои же спутники системы Starlink. В этом году успели запустить 14 Фальконов, 9 из них для Starlink.
Для некоторой аналогии, вспомним про такой самолет: Эйрбас А-380. Самый большой пассажирский лайнер в истории с двумя полноценными палубами, огромными изогнутыми крыльями, высота одного киля более 12 метров… Производство свернуто из-за низкого спроса. Не потому что самолет не надежный или через чур сложный, нет. Просто не только лишь все могли заполнять его пассажирами до уровня рентабельности. Оказалось, что мало кто может это делать
Родные цеха далеко, за океаном, все нужно делать на месте.
Это преподнесено почти как вводная, но ведь это не факт. Сколько стоит трансатлантическая (по воде) транспортировка относительно стоимости первой ступени? Почему-то предполагаю, что в пределах одного процента.
Вот представим себе ракету, уже поставленную на стартовый стол и заправленную топливом. Допустим, её стоимость 50 млн. долларов. Это означает, что на неё потратили 50 млн. долларов. Если даже её всю целиком вернут на землю, то это не значит, что вернутся уже потраченные на неё 50 млн. долларов. Нет, они уже ушли на зарплаты сотрудников, обратно их вернуть (как ракету) нельзя (законными способами). Вернувшаяся ракета это узлы и агрегаты, которые все те же рабочие и инженеры приведут в порядок для следующего запуска. Наверное, за меньшую плату, особенно если часть людей уволить, но тратить деньги все же придется. И вот повторный запуск уже выйдет дешевле, чем первый, если все продумать и рассчитать. Может даже будет дешевле на 20%, 40 млн. вместо 50. А может и не подфартить, и что-то пойдет не так. Спроса не будет, к примеру. Вот и нет энтузиазма к этой теме
Вы пишите из 2010?
У нас в 2020 году все уже очевидно. Ракеты нужны только многоразовые. Новые одноразовые делать нет смысла. Они уже проиграли рынок многоразовым.
И это еще Старшипа нет. Он их по цене порвет совсем без шансов.
Да, те кто продолжает проектировать одноразовые дураки. Они делают не нужную вещь. Выходить в окно не надо. Надо признать что мы уже живем в новом мире и начинать делать многоразовые ракеты.
И в отличии от вас это все уже признали. Даже почти готовую Ариан-6 хотели отменить одно время. За ненадобностью. Не знаю чем там дело кончилось. Сейчас все всеми силами пытаются догнать Маска. Выходит не очень. Только у китайцев мини кузнечик есть, у остальных и того нет. Но пытаются.
У нас тут свой 2020, в котором вполне запускаются Ариан-5, который всех рвет по надежности, и клиенты готовы за это платить (более 200 млн.). Это в тяжелом классе
Вы недоговариваете. Ариан-5 контракты были заключены ещё лет 5 назад, а на подходе Ариан-6 с ценником почти в два раза меньше, да и за один пуск 2 клиента улетают. Плохо, конечно, что европейцы слабо чешутся насчёт многоразовости ( при этом у них есть супер дешевый метановый движок и в планах отработка вертикальной посадки на Themis)
Вышли в тихий сезон и собрали все шторма, которые неможно. А потом ещё догнали высокие воды везде где можно.
ПыСы. Тройная гидроизоляция — это крутая вещь!
Парашют позволяет при приемлемых его площадях и массах снизить скорость спуска до примерно 8-12 м/с. Но мягкую посадку он осуществить не сможет.
Ну, справедливости ради, под планирующим парашютом ракету можно раскачать и поставить на землю вертикально с околонулевой вертикальной скоростью. Не думаю, что вычислительно это такая уж трудная задача (потому что она уже давно решена на небольших RC самолетах). Другое дело, что парашют не позволяет еще находясь в космосе снизить скорость вхождения в атмосферу. Да и сама масса парашютной системы наверно сравнима с остатками топлива, необходимыми для вертикальной посадки, поэтому большого смысла в этом наверно нет...
Корабль SpaceX для ловли створок обтекателятот самый батут
Конечно можно произвести необходимое усиление конструкции, но это неизбежно вызовет увеличение её массы.
Ну а тем более самолетная посадка первой ступени со складными крылышками a la «Байкал», при которой будет неизбежно возникать огромная изгибающая нагрузка, нехарактерная для обычной ступени, ИМХО в данном случае усиление конструкции (и обусловленное этим увеличение её массы) потребуется ещё больше, чем при парашютной посадке.
Можно обратить внимание, как аккуратно, без рывков ступень Falcon 9 с помощью крана разгружают с морской посадочной платформы, и как нежно укладывают её на несколько распределенных опор транспортёра для дальнейшей горизонтальной перевозки для подготовки к следующему старту.
Ну а большие ступени, например Apollon или Starship вообще вертикально перевозят во избежание повреждения от нештатной боковой нагрузки.
Мне очень наглядным кажется сравнение ступеней Falcon 9 с обычной железнодорожной нефтяной цистерной. Габаритный диаметр примерно одинаковый, «железнодорожный» (3,7 и 3,2 метров, вагон чуть постройнее), масса первой ступени (с 9-ю двигателями Merlon и посадочными опорами) примерно такая же, как у вагона — (22,5 и 25 тонн, вагон чуть потяжелее), при этом у ступени масса «переозимого топлива» примерно вшестеро, а габаритная длина примерно впятеро больше, чем у вагона. Так что толщина стенок примерно на столько же меньше. Конечно тут материалы «более другие» по прочности, но их модуль упругости практически такой же, и при при кажущейся монструозности конструкция получается весьма филигранная.
Просто по любым характерискам плохое место.
Логистика дорогая и недобная.
Люди завозные и дорогие.
Мест для посадки нет. 300-600 км по тайге ступень возить это вам не шутки.
Плюсы? Ну разве что та же тайга в которую можно смело ронять все что угодно и куда угодно.
Восточный начали строить в 11-12 году. Когда уже было понятно что многоразовость полетит. И можно было предположить что места для посадки лучше продумать сразу. Пусть не делать, но хотя бы продумать. И заодно о логистике ступеней обратно на завод подумать.
Из внятных доводов я лично слышал только два: 1) он не в Казахстане, 2) будет помогать развитию региона (я не знаю как).
Был бы тоже рад узнать как на необъятной территории выбрали именно эту точку посреди нигде.
А насчёт "понятно было в 2011"… это вам понятно, а им нет. Ещё в 2018 ждали что вот вот лопнет максовский пузырь
вроде эта https://habr.com/ru/post/393423/
Почему не сделать разгонные блоки в форме самолёта, то есть добавить крылья с изменяющейся стреловидностью и просто садить их допустим на воду сэкономив на массе шасси?! Также можно просто возродить Буран и добиться успехов, как Маск, использовавший ещё советскую идею, экранизированную в фильме "Небо зовёт".
Очень не хочется вмешиваться в космосрач, но...
Самолётная посадка и посадка на воду не особо совместимы. Даже обычные пассажирские самолёты, у которых крылья ну очень большие, садятся с большой горизонтальной скоростью (около 250 км/ч). А вода очень твёрдая. Разгонный блок разнесёт в щепки. Плюс ко всему солёная вода (если только вы не собираетесь сажать в огромное пресное озеро), попавшая в горячие двигатели даже при околонулевой скорости, навряд ли позволит эти двигатели в дальнейшем использовать.
Далее, крыло. Крыло, как ни странно, не такая уж хорошая идея. Дело в том, что у него есть масса. То есть масса есть и у крыла, и у парашюта, и у топлива для посадки – вопрос в том, что будет весить меньше. Как ни странно, масса парашюта сопоставима с массой топлива, нужного для реактивной (ракетной) посадки. Что будет с крылом – ну, тут должны считать специалисты, но невесомым оно (а также и шасси, способные выдержать посадку на высокой – большей, чем у обычного самолёта скорости) точно не будет.
Далее, у реактивной посадки перед планированием есть огромный плюс – для неё требуются только двигатели и посадочные ноги (у SpaceX – ещё и аэродинамические решётчатые рули). Двигатели в ракете уже есть, а посадочные ноги (и рули) – это не особо сложные агрегаты, в отличие от крыла (тем более с изменяющейся стреловидностью – оно обойдётся в кругленькую сумму).
Ну и говорить о том, что идея реактивной посадки «советская», как мне кажется, немного странно. Она появлялась независимо у разных людей – задолго до фильма «Небо зовёт» (1959). Но особо не рассматривалась всерьёз для посадки на Землю до тех пор, пока SpaceX и Blue Origin не стали ей заниматься.
Парашют, двигатель или крыло?! Первые два нужны как в случае реактивной посадки так и в случае плавного захода на посадку, как самолёт. Чем же последнее лучше?! Мне кажется в перспеткиве — это более удачная реализация многоразовости, которая станет переходным этапом к новым технологиям, чего, на мой взгляд, не будет с реактивной многоразовостью.
Посадочная скорость самолёта-амфибии < 200 км/ч, и садится он либо на поплавки, либо на усиленное днище (Бе-200, например). Не забывайте, что механическое воздействие растёт пропорционально квадрату скорости. Больше скорость – надо усиливать конструкцию, меньше скорость – надо увеличивать крыло (иначе сваливание). В итоге самолётная посадка на воду, собственно, даже в авиации применяется в очень крайних случаях – например, для пожарных самолётов, или для мелкой авиации, курсирующей между островами, где нет ВПП.
При реактивной посадке не нужны шасси, необходимые при посадке на посадочную полосу (а это гораздо более серьёзная конструкция, нежели посадочные ноги), и не нужны парашюты. Хотя задача нетривиальная (как мы все уже видели – у SpaceX получилось далеко не с первого раза), но всё-таки более простая, нежели посадка по-самолётному, которая требует совместить в себе более высокую прочность, нежели у ракетной ступени, крыло (которое весьма недешёвое) и посадку на высокой скорости.
Первая преграда — грузоподъёмность самолётов.
А ракетный вариант — это вариации шаттлов.
На правах бреда, а что если воздушный старт выполнять с дирижабля?
Есть опасность, что эта конструкция полыхнет как спичка от рабочего тела. Хотя можно наполнять негорючим гелием.
Да и ракетоноситель запускать не вертикально вверх, как с космодрома, а горизонтально или под углом из под дирижабля.
Самолет дает смешную скорость и смешную груподъемность. По ракетным меркам.
Дирижабль не дает скорости вообще. Грузоподъемность тоже под вопросом. 300 тонн это очень много.
Я про реальность с разумными допущениями. Построить Мрию можно. Пусть даже х2 от нее построим. Сложно и дорого, но скорее всего можно. А вот дальше по размерам все.
По скорости аналогично. Такого бегемота до сверхзвука не разогнать никак. Все сверхзвуковое имеет очень маленькую массу. Приниципиально там тоже ничего не сделать. Обычная ракета выгоднее быстро становится.
Двигатели у нас хорошие для текущих одноразовых ракет. Как они себя поведут на хотя бы 10 разовых неизвестно. Нужны как минимум испытания, регламенты обслуживания и прочие рем наборы.
Тот же Энергомаш мог бы уже заняться всем этим. Чтобы на выходе получить двигатель на продажу пригодный хотя бы на 10 запусков и посадок с обслуживанием по инструкции.
Вполне себе конкурентный товар.
Буран неудачен с самого начала. Не смогли сделать двигатели как в Шатле и получился просто груз. Очень неудачный экономически груз. Тяжелый и бесполезный по сути.
Буран был эпичным провалом. Пусть в истории останется. Повторять не надо.
Маск как и практически все страны запускает ракеты на Восток и он не имеет права на ошибку на боевом полёте, так как финансы, акции и экологи с властями зажмут его очень быстро. Он двигается своим путём к многоразовости, России нужно двигаться своим.
Двигатель требует переделок, добавление возможности регулировки мощности, чего по сути нету и это только начало. Я же говорю не зря Илон 10 лет работал над этим, создавая совершенно новый летательный аппарат. Потому что по сути ракету которая может плавать в гравитационном поле и ракету которая просто несётся на полной мощности и отдельные двигатели корректируют направление, вращение и тд, отличает практически всё, кроме названия и формы.
Буран же в 1985 и сейчас с нынешними характеристиками двигателей, топлива и тд — это два разных института вообще. Мне кажется как раз после триумфа Маска пора возрождать то что забросили.
Напомню что Шатл летел на своих двигателях, а Буран это просто груз для Большой ракеты. У Бурана нет двигателей для выхода на орбиту.
Нечего там возрождать.
Полярные орбиты бывают еще. Их на север или северо-восток пускают.
Хотя зачем челнок, если всё уже делается автоматически и безпилотно?!
Есть безумные деньги влитые в ракеты в те годы. Сейчас с такой ценой запуска они никому не нужны.
Делать надо. Я чуть выше предложил что имеено. Есть хорошие разработчики двигателей. Так пусть сделают многоразовые с понятной экономикой многоразовости. И продают их всем подряд от китайцев до индусов. Может даже Боингу продать удасться. Хороший рынок.
С ракетами что делать непонятно. Судя по истории Ангары: Юра прости нас! Даже потенциально могущих взлететь разработок не видно.
Была надежда на S7, но и их мы сами убили. Теперь совсем ничего перспективного не осталось.
Ну погуглите, сколько у Маска пусков по госконтрактам, сколько для собственных нужд и сколько — коммерческих.
И внезапно окажется, что у Роскосмоса именно коммерческих пусков в разы больше (в этом году, а не в 20 лохматом).
Или вот считается, что пришёл тут Маск почти как дАртаньян, а все вокруг тридварасы и замерли на своих позициях.
Ну это же немного не соответствует фактам. Пока Маск бодался по деньгам с Протоном-К, медленно но верно вышли Протон-М, -М1, -М2, -М3, М4. Там то меняли материал баков, то электронику на более лёгкую… Что давало ну +100, +200 кг за каждый шаг модернизации. Но в итоге Протон пару месяцев назад отвёз на геостационар за один рейс сразу два спутника «Экспресс» и… да, Протон одноразовый, но ответить Маску нечем — его флаконы при условии возвращения так не могут.
И внезапно окажется, что у Роскосмоса именно коммерческих пусков в разы больше (в этом году, а не в 20 лохматом).
Да вроде нет, уже выполненные 2-2, планируемые у Спейсов 4, у нас 2.
И да, вы странно считаете. Корейцы — ок, иппонцы по оплаченной НАСА дороге к МКС не ок.
Да планируемых и у тех и у тех по 40 штук в год, кто ж им поверит.
Я смотрю по плану запусков на spaceflightnow, т.е. более-менее уже определенные. Что-то может сдвинуться на следующий год, но вряд ли уж все.
И да, вы странно считаете. Корейцы — ок, иппонцы по оплаченной НАСА дороге к МКС не ок.
Если считать запуски к МКС и для НАСА, то и для спейсов их надо считать — т.к. НАСА возят грузы для европейцев (или вот планируемый насовский запуск Sentinel-6A, где среди заказчиков выступает Eumetsat). А корейцев считают за коммерческий запуск те же RAND.
А ангары нет и не будет еще очень долго. Скорее всего — вообще.
и -M3(уже был когда F9 еще разрабатывался) -M4 это выдавливание последних крох, заместо другого подхода, от неизбежности так как ничего другого нет.
Протон — отличная ракета тяжелого класса — но ей уже 60 лет.
Хотелось бы к вашему комментарию добавить: тем, кто интересуется историей создания Бурана и почему именно он был провалом, было бы неплохо почитать мемуары Чертока, «Ракеты и люди».
Вкратце изложу некоторые моменты:
– Буран разрабатывался так, чтобы его характеристики более или менее были похожи на челнок Space Shuttle
– Тем не менее технологий создания мощных ТТРД не было, поэтому взяли четыре ускорителя с ЖРД (что заметно дороже)
– Характеристики РН должны были не уступать STS, и даже несколько превосходить (более северное расположение космодрома), однако таких кислородно-водородных ЖРД создать не смогли
– Тогда было принято решение вместо трёх ЖРД использовать четыре, которые не влезли в габариты Бурана и переехали на подвесной бак, ставший полноценной ступенью
– В результате при запуске безвозвратно терялись 4 кислородно-керосиновых и 4 кислородно-водородных ЖРД.
– А нагрузок для него не было, так что проект был успешно выкинут на свалку.
Тогда было принято решение вместо трёх ЖРД использовать четыре, которые не влезли в габариты Бурана и переехали на подвесной бак, ставший полноценной ступеньюВесьма странное объяснение.
А почему нельзя было три двигателя оставить на «Буране», а дополнительный четвертый переместить на «Энергию»?
В этом случае терялся бы только один двигатель из четырёх, а три возвращались бы с «Буранон» как на «Shuttle»
Я понимаю, что можно привести ещё 100500 аргументов за перенос всех четырех:
— Потому что так технически проще
— Потому что три двигателя на «Буране» тоже не размещались
— Потому что это позволило создать полноценную независимую ступень, способную выводить в космос не только
— Потому что «Буран» с размещенными на нем двигателями получился бы менее грузоподъёмным (сюрприз — это ко всем многоразовым системам относится)
— Потому что начальник так сказал, «а начальник всегда прав» ©
и т.д и т.п.
Но это будут уже другие аргументы, возможно весьма убедительные (особенно последний). В таком случае надо говорить о них, а не притягивать за уши.
А почему нельзя было три двигателя оставить на «Буране», а дополнительный четвертый переместить на «Энергию»?
Очень сложно. Не знаю, задумывались создатели Бурана об этом или нет, но технологически сделать разводку так, чтобы топливопроводы уходили и в челнок, и вниз, к дополнительному двигателю, конечно, можно, но будет заметно сложнее и дороже.
Три двигателя, насколько мне известно, влезли бы в габариты челнока.
Возможность выводить не только Буран, а ещё и другие нагрузки, безусловно, рассматривалась: в том числе модификация Энергии «Вулкан», до 200 т на НОО, которая бы позволила в т.ч. запустить лунную пилотируемую миссию (лунная миссия всё ещё рассматривалась на рубеже 70-80-х). Однако, как мы сейчас понимаем, такие грузы оказались невостребованы.
А нагрузок для него не было, так что проект был успешно выкинут на свалку
Вроде планировалось выводить на Энергии, вместо Бурана, крупные модули космической станции, которые были бы гораздо крупнее и тяжелее, чем модули Мир и МКС.
То есть задачи для Энергии были!
Другое дело, что Мир сначала заморозили, а затем затопили. :(
Шатл летел на своих двигателях, а Буран это просто груз для Большой ракеты.А без двух твердотопливных ускорителей шаттл мог летать, или они недостаточно Большие ракеты?
Напомню, что 'свои' двигатели у шатла питались из 'чужого', оранжевого такого, бака. После того как тот бак отваливался, эти самые свои двигатели превращались просто в мёртвый груз. А без боковушек и бака и шатл и буран летают одинаково — на орбите могут чуть поддуть своими небольшими почти маневровыми движками чтоб до МКС долететь или сойти в атмосферу, и всё. Ну шатл ещё дополнительно 10 тонн RS-25 возит потом с собой без пользы, да.
Не смогли сделать двигатели как в Шатле и получился просто груз. Очень неудачный экономически груз. Тяжелый и бесполезный по сути.
Стоит заметить что Шаттл был точно так же неудачен, тяжел и бесполезен по сути.
Но если в случае Энергии Буран можно было поставить в сторонку и запускать на НОО 100 тонн любого другого груза, то в шаттле без бесполезных 80 тонн челнока в нагрузку к ~20 тоннам на НОО(как у того же протона) не обойтись…
Шатлы построили МКС. Вы точно уверены что он бесполезен?
Мир построили. А вот МКС уже не вышло. Бывает. Для более большой стройки нужны другие технологии.
Конечно, можно было. Чисто теоретически можно было спроектировать модуль с манипулятором, вывести его одним из первых, до сборки фермы, а потом части фермы доставлять к нему.
Просто "Шаттл" был, и грех было им не воспользоваться. Жаль, что летать перестали, а то бы "Наука" уже там была.
Без адамантия, маршевый двигатель на полную, выкручивают подальше от носителя.
Плюс — ракета так взбаламутит остатки воздуха, что по второму разу, желающих врядтли будет много.
Для коммерческой многоразовости нужно увеличивать энерговооружённость, ресурс движков и конструкционный запас.
Т.е. движки должны кушать меньше, работать сильнее и дольше, а корпус с начинкой не должны быть такими нежными.
И здесь проблемы: компактного реактора нет, (анти)гравитора нет, адамантия — нет.
Технически(технологически), ракеты и самолёты вышли на технологическую полку.
Высокоэнергетические движки с экологией не дружат вообще.
Теоретический водородный по технологиям и практике использования, тоже не подарок.
Ещё реактивная посадка более универсальна. Можно садиться на планету с плотной атмосферой (Земля), разреженной (Марс), без атмосферы (Луна). То что одни и те же наработки можно использовать для разных задач, делает разработку именно реактивного варианта более перспективной.
Ну во-первых их по пальцам можно пересчитать, а во-вторых — вы поплавки-то видели? Они там применяются совсем не для экономии веса вместо шасси. А сопротивление у них ого-го, и спрятать в корпус не так-то просто, разве что интегрировать в него — а нагрузка там сильно выше, чем на колёса из-за трения об весь корпус.
Сейчас просто уровень вычислительных технологий дошел до того, что можно эту самую посадку рассчитать и контролировать в реальном времени.
Топлива может быть и хватит).
Но так как пока используются реактивные двигатели, то размеры одних топливных баков будут внушительные. А с учетом "прожэктов", что это по идее будет еще и "многоразовое" то вообще сложно представить насколько исполинских размеров должна быть ракета.
Хотя как посмотреть на проблему. Если многоразовость воспринимается только в рамках спускаемого аппарата, то спускаемый аппарат в виде планера вполне симпотишная задумка. Красивая, но менее пригодная.
Я это к тому что если в обозримом будущем где-то на орбите будет "космо-порт для звездолетов" а к нему будут подлетать многоразовые челноки с материалом, топливом и персоналом, то идея отличная.
Правда что с развитием топливной составляющей и вообще с движителями для звездолетов пока тоже не очень понятно.
Что будет с крылом – ну, тут должны считать специалисты, но невесомым оно (а также и шасси, способные выдержать посадку на высокой – большей, чем у обычного самолёта скорости) точно не будет.
Это если исходить, что к обычной ракете (т.е. первой ступени) приделываются крылья. Но ведь вся ракета может быть крылом. Грубо говоря, поверните длинную цилиндрическую ракету на 90 градусов, немного сплющите ее, и получите крыло с огромным удлинением. А значит очень эффективное в плотных слоях атмосферы. Экономия топлива на первых десятках км может быть до 20 раз, т.к. аэродинамическое качество почти линейно зависит от удлинения. На практике, конечно, в таком крыле возникнут большие нагрузки на изгиб, а вот это уже потребует большого увеличения массы. Плюс мешает очень низкий кпд ракетных двигателей на малых скоростях (пока выгоднее поскорее проскочить атмосферу, не дающую своим сопротивлением разогнаться).
Поэтому более реалистичные проекты подразумевают форму первой ступени в виде треугольника, т.е. в виде несущего корпуса. Там изгибающие нагрузки от подъемной силы минимальные. А вот с шасси, точнее, усилением конструкции под шасси, проблема конечно остается… Впрочем, шасси может быть распределенным и снимать эту проблему. Просто этого никто еще не делал.
Я к тому, что самолетная первая ступень — это не ракета с крыльями. Это скорее сплющенная по длине и растянутая в ширину ракета, чтобы получился треугольник с таким же внутренним объемом. Поэтому, теоретически, его масса может быть сравнима с обычной ракетой. Или даже меньше, так как в компактной конструкции проще обеспечить прочность. У длинной ракеты с типичными нагрузками на сжатие, есть понятие потери устойчивости тонкостенной конструкции и другие специфические проблемы (все это увеличивает массу). С другой стороны, пока самолетные схемы по итоговой массе уступают ракетной посадке. Но это не значит, что теоретически их нельзя сделать выгодными. До Маска серийную вертикальную посадку тоже никто не делал, а российские космические специалисты дружно утверждали, что это невыгодно.
Ракета не просто так круглая в сечении, это максимальный обьем при мнимальном сопротивлении разгону.
Крыло имеет смысл только в случае использования окислителя атмосферы(привет, Skylon), иначе как-то очень много всего добавить = дорого.
С сопротивлением опять же всё сложно. Ракета в форме «сигары» без вариантов турбулентна, т.е. обтекается турбулентным потоком. Современные другие формы позволяют добиться ламинарного режима (а это в ~3 раза меньше сопротивления), но пока неустойчивого. С другой стороны, опять же есть ГПВРД, у которых передняя часть фюзеляжа работает как элемент двигателя, собирая на себя большую часть этого сопротивления. Само сопротивление у них ни куда не девается, но — такой вот трюк — оно повышает температуру газа на входе в двигатель и, соответственно, скорость истечения на выходе. Для серьёзных скоростей в итоге оказывается выгоднее увеличивать эффективную площадь воздухозаборника. См. например проект АЯКС, где предлагали ионизировать воздух перед ракетой лазером и собирать больше воздуха магнитной воронкой — на круг это оказывается на 10-30% выгоднее, чем затраты энергии на лазер.
Я уверен, что этот вариант уже давно просчитан умными людьми и он невыгоден, но почему?
Думаю, ответ автора будет гораздо более точным, но разрешите высказать некоторые соображения против такой схемы:
Условная ракета – это компромисс между несколькими различными факторами. Грубо говоря, если она взлетает по-ракетному, ей нужно выдерживать нагрузки на сжатие вдоль своей оси; раз она взлетает по-ракетному, то и лететь в атмосфере ей приходится вначале вверх, чтобы минимизировать аэродинамические потери. Если мы будем взлетать, не сопротивляясь атмосфере, а используя её, то получим гораздо более тяжёлую конструкцию, потому что нагрузки ей придётся выдерживать несколько иные, а вот выгоды при этом будет очень мало: полёт в достаточно плотных слоях атмосферы так или иначе длится очень недолго, иначе вам придётся очень много тратить на аэродинамическое сопротивление. Да, вначале при взлёте какая-то выгода, вероятно, есть, но меньше чем через минуту уже сплошные убытки.
Атмосферные рули перестают работать уже на высотах 20-30 км
А ссылки можно какие-нибудь? А то вот Шаттлы на атмосферных рулях могли и в атмосферу нырять и потом рикошетить назад в космос, и отклоняться на 5000 км от траектории для посадки на удобный аэродром. И всё это без двигателей, чисто рулями.
Ну и молчу про современные аппараты Боинг-X37b и 15Ю71.
Фау-2 поднималась до высоты 80-90 км, и имела газовые рули именно по этой причине. спэйс Шатл конечно, не нырял на 100 км высоте аэродинамическими плоскостями в атмосферу :) Поменьше смотреть Ютуб, побольше читать. По этой теме рекомендую 2003 Разоренов Системы управления ЛА раздел 1.2.3
А вот тут не надо. Что 30 лет назад что сегодня, принципы управления ЛА остались те же, и для 15ю71 тоже. Напоминаю, что скорость РН на высоте 20 км совсем небольшая.
Картинка со свежего запуска
И на этой скорости тонн 150-200 летит. Самолету еще поднять столько надо. Оно очень большое, значит внешний подвес. Аэродинамика так себе получается.
Если что, 15ю71 на высоте 20 км в принципе не летает. она раньше взрывается)
Теоретически вроде возможно, а практически там такие инженерные сложности что просто ух. Один чудо-двигатель чего стоит с тремя, по моему, абсолютно разными режимами работы и проточным теплообменником на 1.5 мегаватта в гиперзвуковом потоке воздуха.
А для грузопотока на порядок больше — уже можно петлю лофстрома строить, тоже кажется по расчетам — реализуемо с современными технологиями, но в инженерном плане — ад.
А вот все эти петли Лофстрома, орбитальные лифты, шариковый фонтан (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%84%D0%BE%D0%BD%D1%82%D0%B0%D0%BD), боюсь, неокупаемы в обозримые сроки (30-50 лет) и никогда не будут построены с нынешними государствами. Тут только может помочь единое планетарное правительство и/или «мягкое» вторжение инопланетян.
Я уверен, что этот вариант уже давно просчитан умными людьмиВы совершенно правы. Более того, такие аппараты есть: это запускаемые с локхидовского самолёта Пегасы и серия специальных носителей от Рутана, начиная с парочки White Knight — SpaceShipOne.
При этом, кроме указанного Вами преимущества преодоления наиболее плотных слоёв атмосферы, есть и преимущество широты. На самолёте можно отвезти ракету далеко, поближе к экватору, и выиграть дополнительные метры скорости. Кроме того, все операции по сборке и окончательные проверки можно проводить в цивилизованных условиях, что тоже выгодно.
и он невыгоден, но почему?Если посмотреть на размер Пегасов и планировавшихся к запуску рн с авиа-носителя Stratolaunch, становится ясно, что коммерчески массовые РН с приличной полезной нагрузкой в эту схему не лезут никак.
Скажем, вторая ступень РН Союз на старте весит под 100тонн. Первая ступень в норме отделяется на высотах и скоростях совсем не самолётных, так что к этим 100 тоннам нужно добавить почти столько же.
В общем, даже в идеальном случае Мрия для такого запуска — очень мала. А ведь Союз — совсем не тяжёлая ракета по нынешним меркам.
К сожалению, за счёт аэродинамической формы или аэродинамических эффектов так радикально снизить скорость не получится.
А почему?
Помимо вопроса про уменьшение скорости при входе в атмосферу есть и другие, по каждому этапу посадки. Но на все автор уверенно заявляет — это не работает. Да, он перечисляет какие-то очевидные сложности, но точно такой же набор сложностей можно сочинить абсолютно для всего, и в первую очередь — для опровержения самой идеи запуска чего-то в космос.
Например, возвращение ступени с помощью посадки на самолёт (или сцепки снизу), вообще не рассматривается, хотя если сравнить массу небольших крыльев с массой парашюта — парашют будет тяжелее до двух раз (масса крыльев в ракете 70-х Феникс составляет 4%, парашют на скорость 10 м/с по данным автора — 8%). А то, что рассматривается, не прорабатывается глубоко, отбрасывается сразу на списке «непреодолимых» проблем.
Нет у автора глубины в понимании. Так мне показалось. Типичный подход манагера — ему кто-то умный рассказал, а он уловил некий «подходящий» набор аргументов и на том успокоился — есть чем заливать уши начальству.
А те, кто современным манагерам рассказывает, тоже плод нашей убогой системы, поощряющей паразитирование и ублажение своего эго. Никакой системы отбора в космических делах никогда не было. Всё делалось в интуитивно-приказном порядке. Начиная от Королёва. И ладно Королёв — его поколение на энтузиазме и вопреки куче сложностей работало, но потом же пришли умные да много чему учёные, и они оказались ещё хуже, не смотря на то, что им предоставили тепличные условия. Каждый тянул одеяло на себя. Бездельничать, опять же, было много желающих. И ни один не умел работать с людьми. Хотя и здесь опять виноваты те, кто был сверху. Те ещё хуже были.
А сегодня вообще непонятно, зачем стране космос? Это же одни убытки для торгующих нефтегазом. Разве что по мотивам арабских принцев — у нас должна быть башня выше всех! Просто что бы мы (власть) могли думать о себе лучше, чем другие о нас думают. Ну и ради такой цели, безусловно, вся эта гнилая насквозь «космическая» система подходит вполне прилично. Папуасам нравится, легенды присутствуют, «вожди» умный вид поддерживают.
Мы видим, что такая схема посадки (приземления) уже хорошо отработана и не таит в себе нерешаемых проблем.
Ага, а весь код и документация выложена на gihub в свободном доступе.
Что бы повторить это кому то еще придется пройти весь этот путь с нуля, потратив кучу денег и времени, и то при условии, что заниматься этим будут специалисты такого же высокого уровня, которых в нужных количествах (как вы говорили ранее) у нас найти большая проблема. Так что ничего оптимистичного от того, что кто то это уже сделал, для нас нет.
Зная денежный кпд и эффективность труда в нашем космосе, у нас это будет в разы дороже и дольше, и поэтому не факт, что окупится.
Раз тут специалисты отвечают на глупые вопросы, позволю себе задать парочку.
Что если приземлять ракету на ядерной силовой установке? Раз приземление происходит в плотных слоях атмосферы, а значит рабочее тело не нужно тащить ни вверх, ни вниз.
Будет ли выигрыш в массе по сравнению с другими способами приземления?
Можно ли использовать энергию трения об атмосферу для торможения? Например, чтобы нагревать рабочее тело и выбрасывать его вниз?
Что если сам корпус будет играть роль парашюта. Допустим выполнен в виде конуса, в теле которого при взлете хранится топливо, потом дно отстреливается и корпус из топливного бака превращается в парашют.
Во первых, компактная установка не так проста(чтобы там Путин не показывал на конференциях).
Во вторых, никто вам не даст в атмосфере использовать фонящий двигатель.
Трение дает очень мало мощности по сравнению с потребной.
Корпус работающий как парашут — то же что и с крылом. Мешает на старте, дорого.
Собственно парашут весит граммы на квадратный метр. Из метала нереально.
2. Поздравляю, вы изобрели крыло:)
3. Есть такой показатель — аэродинамическое качество. Отношение подъёмной силы к лобовому сопротивлению. У «Союзов» и «Драконов» оно ниже плинтуса, около 0,3. У современных авиалайнеров порядка 15-18. В верхних слоях атмосферы на скоростях чуть меньше первой космической всё намного хуже, но все три конструкции — «самолёт со складным крылом», «форма типа Шаттла» и «летающее крыло», оно же несущий корпус — показывают аэродинамическое качество около 3. Это позволяет или несколько раз отскакивать в космос для остывания обшивки, или спускаться «медленно и печально».
Многоразовость. Как ракете вернуться целой после полёта?