Межпланетный Транспорт: двигатели и стратегии

[rep4]

Расход топлива существенно меньше, меньше требования по теплозащите.

Расход топлива даже сверхзвуковым самолётом значительно меньше, чем расход топлива при баллистическом перелёте.

А почему тогда не существует сверхзвуковых самолетов с неограниченным радиусом действия, зато существует полно баллистических ракет глобального радиуса действия?

[AlexAV]

А почему тогда не существует сверхзвуковых самолетов с неограниченным радиусом действия

По той причине, что он попросту никому не был нужен. Технически создать сверхзвуковой самолёт с дальностью 20 тыс. км (больших расстояний на земном шаре просто не существует) не представляет собой какой-то принципиальной проблемы. Просто при этом придётся жертвовать другими характеристиками, которые конечному потребителю оказываются важнее рекордной дальности.

[viesis]

Расход топлива существенно меньше, меньше требования по теплозащите.

Расход топлива даже сверхзвуковым самолётом значительно меньше, чем расход топлива при баллистическом перелёте.

Ну если считать только керосин, то такой вывод уже не так очевиден, особенно если без дозаправок самолета. Вообще, какая нужна минимальная скорость для полета ракеты на 20000 км?

[дерево]

Расход топлива даже сверхзвуковым самолётом значительно меньше, чем расход топлива при баллистическом перелёте.

Но ведь у существующих сверхзвуковых самолётов расход огромный... Например Конкорд, у которого важна экономность, при дальности 6000 км и крейсерской скорости лишь 2M масса топлива больше сухой массы (у военных самолётов ещё хуже?). Это сколько топлива получается для 20000 км и удержит ли его конструкция?

По той причине, что он попросту никому не был нужен. Технически создать сверхзвуковой самолёт с дальностью 20 тыс. км (больших расстояний на земном шаре просто не существует) не представляет собой какой-то принципиальной проблемы.

Разве быстрые перелёты на 10...15 тыс.км не будут иметь спроса?

[rep4]

Технически создать сверхзвуковой самолёт с дальностью 20 тыс. км (больших расстояний на земном шаре просто не существует) не представляет собой какой-то принципиальной проблемы.

Это пожалуй ещё справедливо для скорости в 2 маха. У Ту-160 максимальная дальность составляет 14 тысяч километров. Но при увеличение скорости полет в атмосфере становится все более затратен с точки зрения расхода топливо.

Быстрейший пилотируемый самолет "Черный дрозд" может летать только на 5 тысяч км на трех Махах.

По той причине, что он попросту никому не был нужен.

Не скажите. Полет через атмосферу намного короче чем полет по баллистической траектории. Многократно короче. Военным такая технология очень интересна. Но зато технология гиперзвуковых полетов в атмосфере намного сложнее, и никто пока не создал гиперзвуковые аппараты неограниченной дальности.

[AlexAV]

Вообще, какая нужна минимальная скорость для полета ракеты на 20000 км?

Минимальная скорость ракеты способной по балистической пролететь 20 тыс. км - первая космическая Земли, т.е. 7.9 км/с ( это траектория с наименьшей возможной энергией, точки которой, находящиеся на двух диаметрально противоположных концах, были бы одновременно выше поверхности Земли). С учётом неизбежных гравитационных и аэродинамических потерь для того чтобы ракета могла забросить что-то на такую траекторию требуется запас ХС около 9.4 км/с.

[Кремальера]

Расход топлива даже сверхзвуковым самолётом значительно меньше, чем расход топлива при баллистическом перелёте.

Пара для полностью заправленного Старшипа (1250-1300 тонн) стоит 260 тыс. гринов.Но с этим количеством пары он может(как и писал бур) выйти SSTO на орбиту,но не более чем с 10-15 тоннами ПН..Для системы PtP этого не нужно.Чтобы покрыть 10 тыс.км нужна скорость 6,5-6,8 км/сек.Кроме того такой корабль будет легче из-за меньшей ТЗП,радиаторов,СЖО, и пр.приблуд для орбитального полета.Стало быть за 250 тыс.гринов мы поимеем 100 тонн брошенных на 10 тыс.км за полчаса.Антонов-Карго на Руслане с одной посадкой, возил 30 тонн(две "сушки") из Польши в Тайланд за 9 тыс. км,с полетным временем в 14,5 часов.И взял за это 715 тыс.гринов.При этом полные баки для  семь-четыре-семь-Карго стоят 115-120 тыс.,а для Ан-124 -165 тыс. гринов.

Минимальная скорость ракеты способной по балистической пролететь 20 тыс. км - первая космическая Земли, т.е. 7.9 км/с

F9 c мыса выводит Старлинки на первичный орбитальный эллипс с перигеем в 200 км имея в финальной отсечке 7,8 км/сек.Понятно что тут помогает вращение Земли.А при PtP перелетах возможно(да не возможно,а точно)придется летать по разным наклонениям,в т.ч. и ретроградно.,но все равно особый бюджет дельты при таких прыжках не нужен.Равно как и перелеты в 20 тыс. км.,сверх-дальние пассажирские авиа-линии показали что без этого можно обойтись.

[rep4]

Ещё у "Конкордов" были проблемы с шумом. Слишком громкий самолет для полетов над густонаселенными районами. По этой причине ему разрешили летать только над океаном. Это приводило к существенному ограничению экономики таких перелетов.

У баллистических ракетопланов нет такой проблемы.

[AlexAV]

Например Конкорд, у которого важна экономность,

Конкорд - доисторический. Сейчас аэродинамику крыла умеют считать куда лучше. Сделать планер 2М с аэродинамическим совершенством в районе 17 - сейчас вообще не проблема. А с аэродинамическим совершенством 17 (именно аэродинамическое совершенство в первую очередь и влияет на энергоэффективность самолёта)  и расход уже теоретически может быть не там уж огромным (хотя и выше, чем у дозвуковых) и любую дальность, которая вообще возможна в пределах земного шара, технически можно обеспечить.

Но коммерческий сверхзвук и это не спасает. Не нужен он никому.

Разве быстрые перелёты на 10...15 тыс.км не будут иметь спроса?

Не будут. Дело в том, что от сокращения времени перелёта реальное время в пассажира пути сокращается не так уж и сильно. Полное время в пути - это сумма времени до аэропорта, время на регистрацию, время на прохождение досмотра (а так как сверхдальние перелёты ещё обычно и трансграничные, то ещё и на прохождение таможни), собственно время перелёта, время получения багажа, время прохождение таможни в пункте прибытия (при трансграничном перелёте), времени в пути от аэропорта до города. Если все эти составляющие просуммировать, то собственно время перелёта в затратах времени пассажира занимает не такую уж и большую долю и от его сокращения он выигрывает не так уж и много. Собственно в этом и состоит главная причина почему сверхзвук в гражданской авиации не выжил. Вот не нужен он попросту пассажиру, вопрос цены билета для него куда важнее (так как полное время в пути от увеличения скорости самолёта меняется не очень сильно, т.к. затраты времени на путь к аэропорту и прохождение всех формальных процедур оказывается сопоставимым (а часто и больше) с самого времени перелёта ).

Главный конкурент гипотетической баллистической системы транспорта - будет дозвуковой широкофюзеляжный самолёт.  И выиграет она у него только в том случае, если обеспечит меньшую цену билета. Но это физически невозможно, самолёт попросту намного энергоэффективнее любой баллистической системы транспорта.

[Кремальера]

У баллистических ракетопланов нет такой проблемы.

У грузовых не будет.Он будет падать по высокой параболе.Грохот будет только над тем местом(25-30км) где он войдет.Но перегрузки там будут до 10-15 "жэ".Если PtP-Starship пассажирский,то ему придется столкнуться с проблемой Конкордов.Т.е. будет грохочущий  входной эллипс длиной в 300-500 км.Единственный выход здесь по эксплуатации внутриконтинентальных космодромов-это летать с полярных наклонений.,если мы говорим о Северном полушарии.

[Кремальера]

Но это физически невозможно, самолёт попросту намного энергоэффективнее любой баллистической системы транспорта.

Почему?Загрузите в Ан-124 150 тонн,он пролетит с ними 4 тыс.км,и попутно прожрав полные баки.Загрузите тот же вес в Старшип-PtP ,он даст импульс в 3,8-4,3 км/сек и сожрет свои 550-600 тонн пары,и останется в выигрыше по затратам.

[дерево]

Конкорд - доисторический. Сейчас аэродинамику крыла умеют считать куда лучше. Сделать планер 2М с аэродинамическим совершенством в районе 17 - сейчас вообще не проблема.

Откуда так много? Здесь пишут , то есть  ~10 для 2M, лишь в 1,4 раза лучше Конкорда.

Не будут. Дело в том, что от сокращения времени перелёта реальное время в пассажира пути сокращается не так уж и сильно. Полное время в пути - это сумма...

Согласен, много и дополнительного времени. Но сокращение самого полёта с 10...16 часов до 5...8 уже будет очень ощутимо, к тому же проблемой является не сама трата времени, а нахождение в самолёте, где можно лишь только полусидеть-полулежать.

Собственно в этом и состоит главная причина почему сверхзвук в гражданской авиации не выжил. Вот не нужен он попросту пассажиру, вопрос цены билета для него куда важнее

"Бизнес-класс" же платит за более комфортную часть самолёта, вот и за то чтобы меньше там быть тоже может заплатить.

[Проходящий Кот]

У баллистических ракетопланов нет такой проблемы.

У грузовых не будет.Он будет падать по высокой параболе.Грохот будет только над тем местом(25-30км) где он войдет.Но перегрузки там будут до 10-15 "жэ".Если PtP-Starship пассажирский,то ему придется столкнуться с проблемой Конкордов.Т.е. будет грохочущий  входной эллипс длиной в 300-500 км.Единственный выход здесь по эксплуатации внутриконтинентальных космодромов-это летать с полярных наклонений.,если мы говорим о Северном полушарии.

А с полюса видны только Россия и Канада.

[rep4]

Не будут. Дело в том, что от сокращения времени перелёта реальное время в пассажира пути сокращается не так уж и сильно. Полное время в пути - это сумма времени до аэропорта, время на регистрацию, время на прохождение досмотра (а так как сверхдальние перелёты ещё обычно и трансграничные, то ещё и на прохождение таможни), собственно время перелёта, время получения багажа, время прохождение таможни в пункте прибытия (при трансграничном перелёте), времени в пути от аэропорта до города. Если все эти составляющие просуммировать, то собственно время перелёта в затратах времени пассажира занимает не такую уж и большую долю и от его сокращения он выигрывает не так уж и много. Собственно в этом и состоит главная причина почему сверхзвук в гражданской авиации не выжил. Вот не нужен он попросту пассажиру, вопрос цены билета для него куда важнее (так как полное время в пути от увеличения скорости самолёта меняется не очень сильно, т.к. затраты времени на путь к аэропорту и прохождение всех формальных процедур оказывается сопоставимым (а часто и больше) с самого времени перелёта ).

Главный конкурент гипотетической баллистической системы транспорта - будет дозвуковой широкофюзеляжный самолёт.  И выиграет она у него только в том случае, если обеспечит меньшую цену билета. Но это физически невозможно, самолёт попросту намного энергоэффективнее любой баллистической системы транспорта.

Все равно как-то странно сравнивать выигрыш в 2-3 часа у Конкорда с выигрышем в 20-30 часов у баллистического ракетоплана. Разница в 10 раз, что существенно.

Примерно такая же 10-кратная разница сейчас у современных реактивных самолетов по сравнению с морскими кораблями. Или несколько часов лететь через океан, или несколько дней плыть на корабле. И много сейчас людей переправляется через Атлантику или Тихий океан на кораблях? 

[loky1109]

Если вы, конечно, героически не запустите дублера-заправщика. А это будет действительно на грани фола. Почему погиб первый заправщик? Мы не знаем. Но шлем второй.

И третий, и четвёртый пошлют. Потому что это экономически оправдано.
Даже запуск с 50% гибелью заправщиков - оправдан. Потому что если не запустить все, что нужно, то это будет 100% расходов и 0% выхлопа, а не просто увеличение цены. Единственный реальный сценарий отказа - не взлетели сразу несколько первых заправщиков подряд.

Почему погиб - конечно же будут разбираться, но затягивать пуск следующего на год (да даже месяц) - крайне вряд ли, потому что то, что уже на орбите простаивает и тратит деньги. Когда падает один самолёт, не прекращаются чохом все авиаперелёты по всей Земле же.

Ибо если у вас взорвался N-тый заправщик и вы НЕ ПОНЯВ В ЧЕМ ПРОБЛЕМА с этим, пускаете следом N+1 заправщик, то вы АВАНТЮРИСТ.

Нет, вы просто умеете считать деньги.

пускать следующий заправщик (а его еще надо иметь "под парами"!) или все откладывать на пол года (минимум!)...

Такой вопрос даже не будет стоять. По очевидным причинам, которые приведены выше.

[AlexAV]

Но с этим количеством пары он может(как и писал бур) выйти SSTO на орбиту,но не более чем с 10-15 тоннами ПН.

Не может он ни на какую орбиту выйти. Возьмите циферки и посчитайте. Топлива 1200 тонн, вес конструкции 120 тонн, ПН 10 тонн, УИ 330 с (при старте с Земли нельзя использовать вакуумные двигатели). Итого запас ХС 7.5 км/с. Ни о каком выходе на орбиту тут и речи не идёт. С учётом потерь на уровне 1.5 км/с  (гравитационных и аэродинамических) с этими параметрами можно выйти только на траекторию с полной энергией - 44.4 км2/с2. Это даёт большую полуось орбиты 0.703R₀, эксцентриситет 0.467 (при высоте апогея 200 км), параметр 0.5497R0, и, соответственно, дальность 3415 км, но не более.

1200 тонн топлива (даже учитывая, что из них собственно топлива только 240 тонн, а оставшееся жидкий кислород, который дешевле) на доставку 10 тонн груза на 3.4 тыс. км по меркам нормальной авиации - просто неприлично много. Энргоэффективность системы, очевидно, получается совершенно ни к чему негодной.

P.S. Меня самого немного удивило, что скорость относительно Земли 6 км/с дала дальность всего 3.4 тыс. км. Перепроверил вычисления - вроде бы всё точно. В общем для перелёта по баллистической требуется достигать скоростей в диапазоне 6 - 7.9 км/с, что для одноступенчатой системы находится на гране достижимости.  В общем ерунда всё это.

[rep4]

В общем ерунда всё это.

Но по факту морские корабли проиграли, и практически проиграли железные дороги реактивным самолетам в масштабах перевозки пассажиров. При этом энергетически по земле и воде перевозить людей намного дешевле чем по воздуху (самолетный грузооборот по миру меньше процента от общего).

Откуда уверенность, что и воздух не проиграет космосу при такой же разнице в скорости перемещения человека? Который замечу хочет кушать во время путешествия. А еда это тоже деньги. И не малые.

Таблица по России ради интереса:

https://present5.com/obshhie-svedeniya-o-transporte-transport-eto-odna-2/



Самолет сейчас опережает даже автобусы и такси, проигрывая пожалуй только личному автотранспорту.

[Проходящий Кот]

Ракетоплан не дает той выгоды во времени,  что  самолет перед железной дорогой и морем.
А риск многократно возрастает.

[Кремальера]

Не может он ни на какую орбиту выйти. Возьмите циферки и посчитайте.

Бур написал что Раптор достиг 300 атм в камере,это 250 тонн тяги.Значит Starship-PtP может обойтись 7-8 движками.

при старте с Земли нельзя использовать вакуумные двигатели

Раптор дросселируется до 50% тяги,поэтому зажечь на старте вакуумные движки можно,но не на полной тяге.После подъема на 15-18 км их можно будет вывести на 100% ,а движки у/м притушить.Итого выйдет у/и где-то в 350 сек.Сухая масса Starshipa-PtP легко может быть 80 и даже 70 тонн.Вот и считайте.А вообще ув.AlexAV вы идете по очень шаткому пути,а-ля Vadims, маргинализируя себя.Ваши утверждения сродни тому что  является широко оформленным трендом  русскоязычной сети.,иными словами: "ПН Falcon Heavy -20 тонн.."(с), "А ПН Falcon-9 -13 тонн,потому что большего веса он никогда не поднимал.."(с).Когда полетит система Starship/FSH -вы на голубом глазу будете утверждать что его ПН "менее 100 тонн" потому что больших чисел он еще не выводил.

[alex_semenov]

Ещё у "Конкордов" были проблемы с шумом. Слишком громкий самолет для полетов над густонаселенными

Да. Да... Помню помню НАЧАЛО этой хер-ни.... Это были цветочки. Теперь ягодки уже перегнили...
Главная проблема Конкорда был в том что он был слишком красив!
Не зря в американском сериале "Человек в высоком замке" конкордоподобный космоплан - часть потрясающей нацистской эстетики перед которой авторы фильма явно тайно трепещут.

Откуда уверенность, что и воздух не проиграет космосу при такой же разнице в скорости перемещения человека? Который замечу хочет кушать во время путешествия. А еда это тоже деньги. И не малые.

Вы явно жертва своей эпохи. Вы явно не понимаете и не верите в кривую Таинтера. Так ведь?
Поймите.
НОРМЛАЬНЫЙ капиталистический прогресс по экспоненте идет тогда и только тогда, когда нововведение ведет к ПОВЫШЕНИЮ производительности труда.
Но даже перевозки конкорда не давали повышения. Да, бонзы оказывались на совещаниях быстрей. Но сильно это повышало эффективность фирм?
В далеком 1974-м...
Про цены на нефть - это отдельно. Да, это все увидели. Но в СССР проблемы не было. Но Ту-144 тоже "не полетели".
И это говорит об ОБЪЕКТИВНОЙ причине пика... Точки C2



Вы ведь не верите, что с 1980-го года Запад не производит по-настоящему передовых технологий, которые повышают производительность труда. Верно?
Вы даже мысли такой допустить не можете.
Но это ФАКТ. Экономический.
Все 40 лет - это эпоха СИМУЛЯКРОВ. Производства туфты. Ненужностей. Глупостей. Сверхпотребления ради потребления.
За чей счет был этот сороколетний банкет?
За счет печатного станка. Поэтому они теперь  уже и  тонут в напечатанном как жадный раджа в черепках. Захлебываются (и рассовые "беспорядки" это попытка перевести стрелки с больной головы, экономической, на совсем нездоровую - рассвую. Дурная манипуляция и люди ею занятые не ведают что творят).
Конечно. не факт. Но есть сильное подозрение что все. Тупик и конец. Точка С3 на графике Таинтера.
Оттягивали, оттягивали... Но сколько можно?

Если я прав (а я с вероятнсостью 75% прав), вы конечно не поверите, но надежда на некие трансконтинентальные супер-пупер перевозки... Простите, вы наивны и глупы как младенец...
Вы когда-нибудь отдыхали на круизном лайнере?
Если нет, то поспешите отдохнуть. Что бы было что рассказать детям.



Потому что это тоже симулякр. Был  был да сплыл...
Но пока - есть. Так что поспешите насладится, пока средний класс не сдулся как класс.
А он надут именно рейгономикой (печатаньем денег, долгами) как неуёмный потребитель СИМУЛЯКРОВ и производитель глупостей и ненужностей (поэтому прогресс и ушел в гаджеты, рюшечки и всякую мелоч).
Конкорд был первым симулякром. Очень серьезным.
Но теперь ожидать что Маск создаст еще более крутой симулякр?... Произвести он может и произведет. Но заставить работать не заставит. То есть бабки приносить.
Ну разве что военные воспользуются?
Были же идеи в 60-х...



Вот это скорей всего место куда это можно будет продать... Войны (мелкие но много) теперь будут повсюду...