Открыть список
Как стать автором
Обновить

Комментарии 40

Думаю в комментах под этой статьей собрались не только любители космонавтики, поэтому хочу задать такой вопрос. Почему все современные космические ракеты сигарообразной формы, а например не каплевидной, или полукаплевидной? Для себя вижу однозначную выгоду сигарообразных только для многоступенчатых ракет. Но, сейчас все больше двухступенчатых космических ракет. Размышляю в таком направлении. Вторая ступень фактически включается на высоте, где очень большое разрежение воздуха, то есть и форма ее уже не особо играет роль. А к примеру полукаплевидную многоразовую первую ступень, я думаю будет легче вернуть и посадить чем сигарообразную. Буду признателен за пояснение от знающих в этом толк.

КБ Макееева как раз что-то подобное делает, кстати (правда, что в данном случае означает слово "делает" я не знаю). В самом начале сего года они ещё заявили, что возобновляют работу над этим проектом (опять же, что это значит мне не ведомо).
плюс картинка по проекту

Ага оно, еще и старт с опор с минимально оборудованного «стола». Не понимаю только зачем ее делать полностью одноступенчатой. Вторая ступень, она же орбитальный, она же возвращаемый модуль сам просится в эту конструкцию.

Так он там есть же. Причём, емпим, он отделяется где-то из середины фюзеляжа, а не из верхней точки.

Исторически не только они одни.
Помимо DC-X был и RVT (Reusable Vehicle Testing) японских агенств который низенько летал, до 42 метров, более каплевидный. Кажется из последних сообщений было что возможно создание многоразовых зондирующих ракет(без вывода на орбиту), или РН для запуска небольших спутников. Был еще и бумажный проект Kankoh-maru.


У КБ Макеева дизайн кажется возникл в позиции — делаем как у них.

я не ракетчик, но рискну предположить, что это зависит от количества двигателей и прочности стенок.
Каждый двигатель — это точка опоры, если их всего одна-две, то усилия от них придется распределять на более широкую площадь. Так что «дно» ступени не может быть слишком широким. Для обратного примера можно посмотреть на первую ступень Н-1.
И во-вторых, стенки корпуса сложно делать наклонными. То есть можно конечно, но это будет утяжелять конструкцию, если у стенок наклон наружу, и уменьшать полезный объем — если наклон внутрь.

PS: вопрос с формой стенок ИМХО еще можно перефомулировать в «почему у домов несущие стены делают прямыми» или «почему у реактивного самолета корпус цилиндрической формы»
Спасибо за ссылку. lozga хорошо капнул, печально что причины вовсе не «космические».
Почему все современные космические ракеты сигарообразной формы, а например не каплевидной, или полукаплевидной?
Прохождение атмосферы для большинства ракет заканчивается за первую минуту, а делать баки необычной формы для ракеты — это сильно усложняет конструкцию (для Союза-5 сейчас как раз одним из преимуществ по сравнению с Союзом-2 указывают упрощение конструкции).
А к примеру полукаплевидную многоразовую первую ступень, я думаю будет легче вернуть и посадить чем сигарообразную.
На самом деле посадить её будет ещё сложнее, потому-что при такой форме она будет хуже тормозиться об атмосферу и вам придётся сохранять ещё больше топлива на посадку.



Ракета-носитель Союз и Сатурн-5: у Союза хорошо видны замысловатые баки кислорода на первой и второй ступени, у Сатурна-5 была только третья ступень с уменьшенным диаметром, а вот верхние и нижние стенки баков 1 и 2 ступени — одинаковые как и сам корпус.
Баки не цилиндрической формы — согласен, это необычно, но вряд ли сильно необычно, так как часто используются баки и округлых форм. А вот насчет торможения, почему капля, полукапля хуже будет тормозится об атмосферу чем цилиндр, особенно полукапля повернутая тупой стороной?
Вообще-то на данный момент нам известна только один орбитальный носитель, чья первая ступень возвращается для следующего запуска. Поэтому вам и карты в руки, возьмите пример с Маска, и, если вы хотите построить ракету каплевидной формы — стройте.

Маск же решил пока не бороться с транспортным габаритом, и не строить новый завод в порту Канаверал, под который он уже арендовал место. На существующем заводе он может строить Фалькон-9, доставляя их по шоссе, и девятиметровые BFR & BFS, которые он собирается доставлять на космодромы морем.
Вообще-то на данный момент нам известна только один орбитальный носитель, чья первая ступень возвращается для следующего запуска.

Удивительно, а мне известно еще как минимум две ;) Space Shuttle чьи многоразовые твердотопливные ускорители вполне себе подходят под определение первой ступени. И внимание! Первые ступени ракеты-носителя «Энергия» были спроектированы с заделом на многоразовое использование.

возьмите пример с Маска, и, если вы хотите построить ракету каплевидной формы — стройте.
Я непременно, прям c завтрашнего дня начну брать пример и начну копить деньги на постройку ракеты носителя каплевидной формы ;)

По теме моего вопроса — увы вы опоздали. UJIb9I4AnJIbIrUH Вас опередил, дав ссылку на статью lozga, где без понтов и без призывов в свидетели господина Маска, было разъяснено, что основная причина цилиндрической формы ракет — это транспортные проблемы.
Удивительно, а мне известно еще как минимум две ;) Space Shuttle чьи многоразовые твердотопливные ускорители вполне себе подходят под определение первой ступени.
Хорошо, я пропустил «на ЖРД». Это важно, так как заправка баков ракеты относительно простая и недорогая операция, в отличии от заливки и сборки твёрдотопливного двигателя, для которого эта операция самая дорогая в процессе его производства. Потому экономического смысла в многоразовых РДТТ нет, в отличии от многоразовой первой ступени на ЖРД. Кстати, НАСА планировало разработать для Шаттлов «advanced rocket booster», но эти планы отменили после катастрофы Челенджера.

Первые ступени ракеты-носителя «Энергия» были спроектированы с заделом на многоразовое использование.
Неправильно. Первые ступени Энергии планировали сделать многоразовыми, но продолжения эти замыслы не имели. И планировали их спасать на парашютах, как первоначально пытался делать это и Маск.

По теме моего вопроса — увы вы опоздали.
Вы знаете, я ни с кем на перегонки не бегал. Понтов у меня тоже особых нет, я ракеты не строю. Space Shuttle и Буран тоже ракеты, но их форма далека от цилиндра.

Понимаете, в чем дело, если бы форма ракеты серьёзно влияла на её эффективность, то все бы плюнули на ограничения транспортного габарита. Но не влияет — и удобство транспортировки вышло на первый план.
Баки не цилиндрической формы — согласен, это необычно, но вряд ли сильно необычно, так как часто используются баки и округлых форм.
Баки одинакового диаметра — это хоть и небольшая, но сериализация. А вы предлагаете сделать ракету практически штучным продуктом.
А вот насчет торможения, почему капля, полукапля хуже будет тормозится об атмосферу чем цилиндр, особенно полукапля повернутая тупой стороной?
Повёрнутая тупой стороной? А как вы себе представляете разворот ступени на 180° в процессе сверхзвукового полёта с помощью только решётчатых рулей и ракетных двигателей с отклонением вектора тяги в лучшем случае градусов на 15? Такая конструкция просто развалится в воздухе, а если нет — то потеряет управляемость и упадёт на землю.

П.С. Как уже показала практика SpaceX — надо бороться за конечную стоимость отдельного запуска ракеты. То что вы предлагаете — это куча работы конструкторов и продувок в аэродинамических трубах, которая увеличит цену ракеты по крайней мере на первое время. И окупится ли в итоге — ещё не известно.
Удивительно, а мне известно еще как минимум две ;) Space Shuttle чьи многоразовые твердотопливные ускорители вполне себе подходят под определение первой ступени. И внимание! Первые ступени ракеты-носителя «Энергия» были спроектированы с заделом на многоразовое использование.
Если эти оценки массы крылатой/парашютной ступени верны — то использование их вместо посадки на двигателях тоже абсолютно бессмысленно (ракетная ступень с топливом оказывается легче чем эти ступени без оного вовсе). SpaceX сейчас видимо идёт по самому верному пути — сделать самый простой носитель на массу которая обеспечивает потребность большинства заказчиков. Союз-5 со своими 17 тоннами — это полный перебор по массе, столько никому не надо. Боюсь что Союз-5 уже изначально обречён, при том что у «Ангары» в своё время ещё был какой-то шанс в начале.
А как вы себе представляете разворот ступени на 180° в процессе сверхзвукового полёта с помощью только решётчатых рулей и ракетных двигателей с отклонением вектора тяги в лучшем случае градусов на 15?
Ну есть мысли как повернуть, вот только не приделывайте мне решётчатых рулей ;) разворот ступени я сделал до возврата в плотные слои атмосферы.

Кстати, а как разворачивается ступень у господина Маска? Она же насколько мне известно садиться не вверх тормашками?)
Ну есть мысли как повернуть, вот только не приделывайте мне решётчатых рулей ;) разворот ступени я сделал до возврата в плотные слои атмосферы.
Пока что многоразовая ступень у нас одна на всю планету, поэтому я примеривал вашу идею к ней, уж извините).
Кстати, а как разворачивается ступень у господина Маска? Она же насколько мне известно садиться не вверх тормашками?)
Для этого есть небольшие ракетные двигатели на сжатом азоте вверху ступени — ракета разворачивается в верхних слоях атмосферы практически в невесомости, так что их хватает. А в атмосферу входит уже правильной стороной и только подруливает.

vasimv
Позанудствую, не вертикально вверх летят ракеты обычно. И кстати, там даже подъемная сила какая-то возникает из-за длинного фезюляжа. Хотя, конечно, несущественная.
Ну до высоты 5-6 км полёт проходит почти вертикально, а это уже половина атмосферы. Хотя разворот на курс конечно уже почти с 1 км высоты начинается.
Ну есть мысли как повернуть, вот только не приделывайте мне решётчатых рулей ;)
Ну вот, от метода, работающего даже в разряжённой на большой высоте атмосфере, и не требующем топлива вы уже отказались, в то время, как Маск, наоборот, пришёл к нему в силу практики.
Я коплю на двигатели с управляемым вектором тяги, так чтаа, попробую обойтись без решетчатых рулей. Тупо копировать решение господина Маска не спортивно же ;)
В данном случае это явно было бы не тупо копирование ;) а продуманное заимствование ;)
Для большинства ракет сейчас более важным является транспортный габарит. Ф9 такой тонкий и длинный чтобы его можно было возить на трейлере по шоссе.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Как бы это не парадоксально для вас звучало, но именно каплевидная форма имеет наименьшее сопротивление воздушному потоку.
Самое забавное то, что капля, например дождевая, не имеет каплевидной формы.
Шикарная книга не тему: www.litmir.me/br/?b=240674&p=12

Первое — по моему мнению все попытки создать многоразовый одноступенчатый орбитальный носитель на химическом топливе закончатся крахом (кроме, может быть, Скайлона), если не технологически, то экономически. Из распространённых топливных пар для этого подходит только жидкий водород с жидким кислородом, технологические сложности работы с жидким водородом, дороговизна этого топлива при регулярных полётах (а иначе нет и смысла делать многоразовый носитель), сложность межполётного обслуживания, проблемы связанные с глубокой криогеникой и взрывоопасность водорода делают эту затею экономической катастрофой по определению. Низкая эффективность одноразовых ракет как вишенка на торте.

Почему возможно, что Скайлон исключение? Потому, что Скайлон значительную часть водородного горючего сжигает в атмосферном кислороде, но и там очень много проблем.

Двухступенчатые ракеты лучше и проще делать на керосине, а многоразовые — на метане. Ракета при этом получаются несколько меньше водородных (из-за большей плотности топлива), со вполне вменяемым размером обтекателя (или грузового отсека, как на BFS & ITS). необходимо всё же помнить, что ракета нужна не сама по себе, что она должна доставить на орбиту некий ПН, а следовательно эта полезная нагрузка должна помещаться под обтекатель. Нарисуйте компоновку своей ракеты с учётом требований центровки и расположения центра давления при полёте и при возвращении, и вам откроется.
Первое — по моему мнению все попытки создать многоразовый одноступенчатый орбитальный носитель на химическом топливе закончатся крахом

Двухступенчатые ракеты лучше и проще делать на керосине, а многоразовые — на метане. Ракета при этом получаются несколько меньше водородных (из-за большей плотности топлива), со вполне вменяемым размером обтекателя (или грузового отсека, как на BFS & ITS).

Вот интересно BFS, ITS одноступ или нет? ;) Для перекачки топлива в космосе нужен выход на орбиту. А спутники запускаются аналогом Фрегата.

Вот интересно BFS, ITS одноступ или нет?
И BFR, и ITS — это полноценные две ступени в случае корабля, и примерно 1,75 ступени в варианте танкера (за счёт остатков топлива). Полноценная конструкция с одной ступенью — была у «Короны» у которой форма тоже совсем не каплевидная была. Большую часть воздушного сопротивления создаёт не тупая передняя часть аппарата, а задняя — а для ракеты это не актуально, так как оттуда выбрасываются огромные потоки газа.

Думаете что ни один конструктор за 60-летнюю историю космонавтики не смог найти проблемы с аэродинамикой своих ракет, которую вы вот так вот легко обнаружили? Если вы не заметили — все ракеты пролетают плотные слои вертикально вверх, на скорости ниже звуковой — у ракет аэродинамическая форма ровно на столько, чтобы снизить воздушные потери до несущественных величин — ни больше, ни меньше.
И BFR, и ITS — это полноценные две ступени в случае корабля, и примерно 1,75 ступени в варианте танкера (за счёт остатков топлива).

А вот этому https://youtu.be/tdUX3ypDVwI BFR и ITS это частный случай где первая ступень выводит с определенной скоростью на определенную высоту (не на орбиту) ПН которая сама себя выводит на орбиту в случае танкера или полета в МКС,.....


Да это не орбитальный одноступ, было Valerij56 написано "создать многоразовый одноступенчатый орбитальный носитель на химическом топливе"

А вот этому youtu.be/tdUX3ypDVwI BFR и ITS это частный случай где первая ступень выводит с определенной скоростью на определенную высоту (не на орбиту)
Таким образом любую ракетную ступень можно было бы считать одноступенчатым носителем, ибо почти любая ступень (кроме некоторых верхних) имеет достаточную тягу чтобы поднять себя над землёй до какой-то высоты — это вообще не показатель ничего.
ПН которая сама себя выводит на орбиту в случае танкера или полета в МКС
Ни ITS раньше, ни BFR сейчас не предусматривает запуска корабля прямо с поверхности Земли — для запуска есть первая ступень. Презентацию я видел и доставка груза по баллистической траектории куда-то в пределах Земли не делает этот носитель SSTO — для этого есть вполне понятные критерии к которым ITS/BFR никакого отношения не имеет.
Да это не орбитальный одноступ, было Valerij56 написано «создать многоразовый одноступенчатый орбитальный носитель на химическом топливе»
Он кстати правильно указал что одноступенчатый носитель, если бы его даже создали, был бы удивительно неэффективным — поэтому конструкторы понимая это и не прорабатывали его дальше бумажных проектов. Такой носитель имел бы смысл только с фтор-водородным топливом или для Луны/Марса — но с керосином или даже водородом на Земле с этим абсолютно нечего делать. Невозможность керосинового SSTO «на пальцах» даже в википедии описана.
Таким образом любую ракетную ступень можно было бы считать одноступенчатым носителем, ибо почти любая ступень (кроме некоторых верхних) имеет достаточную тягу чтобы поднять себя над землёй до какой-то высоты — это вообще не показатель ничего.
Ни ITS раньше, ни BFR сейчас не предусматривает запуска корабля прямо с поверхности Земли — для запуска есть первая ступень.

Ранее вы написали


И BFR, и ITS — это полноценные две ступени в случае корабля, и примерно 1,75 ступени в варианте танкера (за счёт остатков топлива)

Второй ступени у ITS нету, он сам себя выводит на орбиту после отстыковки от первой ступени.
Да это не орбитальный одноступ.

Второй ступени у ITS нету, он сам себя выводит на орбиту после отстыковки от первой ступени.
На самом деле ITS при запуске с Земли — обычная (разве что полностью многоразовая) двухступенчатая ракета, состоящая из первой ступени — бустера, и второй ступени, собственно космического корабля ITS. Просто в данном случае вторая, верхняя, ступень совмещена с перелётным космическим кораблём или с танкером.

Иными словами космический корабль ITS — это и есть вторая ступень при запуске с Земли.

Неизвестно даже, будет ли возможность даже просто даже просто полностью заправить его топливом на Земле иначе, чем на вершине бустера, или вне специального старт/стенда. Для этого ему нужны более мощные опоры, чем при запуске с Марса. Моё ИМХО — ITS смогут делать «подскоки» для испытаний, но, возможно, при этом его не будут заправлять полностью.
ITS/BFR в показанной конфигурации не обладает достаточной тягой для взлёта с Земли. Кроме того 2/3 движков вакуумные и не могут быть даже запущены на поверхности.
Кроме того 2/3 движков вакуумные и не могут быть даже запущены на поверхности.
«Вакуумный» или двигатель с вакуумным соплом может быть запущен на поверхности, но его параметры будут хуже двигателя, спроектированного для работы в атмосфере. На первой ступени Фалькона-9 три вакуумных двигателя.

ITS/BFR в показанной конфигурации не обладает достаточной тягой для взлёта с Земли.
Значит при испытаниях будут запускаться на прожиг на специальном старт-стенде, и посадка будет отрабатываться в «подскоках» при неполной заправке.
двигатель с вакуумным соплом может быть запущен на поверхности, но его параметры будут хуже двигателя, спроектированного для работы в атмосфере.
Если бы всё было так просто…
Даже у неваккумного движка давление на срезе 0.5 атм и держится он исключительно потому что изгибающийся вдоль стенки поток газа его «распирает».
Если сделать сопло больше — то его или «схлопнет» внешним давлением, или произойдёт отрыв потока от стенки а это колебания и разрушение.
Значит при испытаниях будут запускаться на прожиг на специальном старт-стенде, и посадка будет отрабатываться в «подскоках» при неполной заправке.
Могут сделать специальный «кузнечик-3» без вакуумных движков.
Кстати, если поставить 9 рапторов — то вполне может долететь до орбиты и с РБ вывести где-то тонн 50.
Да это не орбитальный одноступ, было Valerij56 написано «создать многоразовый одноступенчатый орбитальный носитель на химическом топливе»
Тут всё хитрее. Для Земли и BFR с BFS, и ITS со своей первой ступенью, независимо от модификации двухступенчатые ракеты. Танкеры, может быть, и смогут самостоятельно выйти на околоземную орбиту, но они не предназначены для этого, и, в отличии от BFS и ITS их опоры не предназначены для удержания заправленного корабля даже при марсианской гравитации.

А вот на Марсе и BFS, и ITS не только могут сами, в одну ступень, выйти на орбиту, но и могут самостоятельно произвести манёвр, необходимый для возвращения к Земле. Правда, с минимальной ПН.
Позанудствую, не вертикально вверх летят ракеты обычно. И кстати, там даже подъемная сила какая-то возникает из-за длинного фезюляжа. Хотя, конечно, несущественная.
Был еще проект DH-1, там форма тоже не сильно цилиндрическая
> Но учёные в этом году, видимо, смогли найти способ справиться с этой проблемой: они разработали плёнку, которая может защитить от радиации.

Блин, да хватит уже этот бред масштабировать. Один коряво перевел, другой — подхватил… От жесткой радиации никакая пленка не спасет, нужны десятки сантиметров свинца или метровая толща воды.
Плёнка конечно ни от чего не поможет. Но вы тоже пожалуйста в другую сторону не передёргивайте — надо 40 г/см2 (что далеко не метр толщины), дальше доза от ГКЛ начинает наоборот увеличиваться из-за вторичных частиц, а у СКЛ намного мягче спектр и этого уже должно хватить для приличной защиты.

Метровая толща воды — это сокращение гаммы в 47 раз, а всё остальное такой толщиной практически полностью отрезается. Под 3 метрами марсианской почвы уже должен быть радиационный фон как сейчас на поверхности Земли в среднем — а человек может без особых последствий для здоровья существовать при уровне в десятки раз выше.

А то после ваших страшилок начинается бред уже в обратную сторону — то корабль на сотни тонн предложат, то сверхпроводники к кораблю прилепить. Вся радиационная угроза решается несколькими миллиметрами полиэтилена под обшивкой, и парой сантиметров толщины в радиационном убежище.
voyager-1
Почему все современные космические ракеты сигарообразной формы, а например не каплевидной, или полукаплевидной?
Отвечаю на ваш вопрос: «Современные космические ракеты сигарообразной формы делают потому, что это сильно удешевляет производство! Например, есть такой параметр — КИМ (коэффициент использования материала). При цилиндрической форме для обшивки используется лист, который в заготовке имеет прямоугольную форму или рулон в зависимости от толщины, а при конусной форме необходимо из листа вырезать усечённый сегмент. А это удорожает конструкцию. Также, при каплевидной или конической форме корпуса РН, необходимо делать целый набор поперечных силовых элементов — шпангоутов, а при цилиндрической форме РН только 1 типоразмер шпангоутов. что в свою очередь также удешевляет производство. В целом, экономия получается в разы.
Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.