Межпланетный Транспорт: двигатели и стратегии

[Андрей Астрофизический]

Идея таких конструкций

...заезжена до дыр.

Занятно, но вряд ли когда-то будет реализовано для старта с Земли.
Все же есть много более простых способов.

[Фантазер]

Хочу напомнить, что оптимальный способ разгона с безатмосферных тел - катапульта.
В принципе, и с орбиты атмосферных применима.
Т.е. основной затык у нас только подъём с поверхности Земли до орбиты. Но земую атмосферу никто атомом поганить не позволит...

Сколько раз говорено : Идея полубредовая.Для приличного "выстрела нужен гигантский накопитель,с такой же гигантской мощностью выдачи энергии и гигантскими размерами.Даже Жюль-Верновская колумбиада намного реальнее и по энергии и по мощности и по размерам и материалам.А легкогазовая  пушка и по скорости.

[Dem]

И здесь применима электромагнитная катапульта, если построить для нее сверхвысокую эстакаду, возвышающуюся над границей атмосферы.

Такое мегаооружение требует соотвествующего траффика, которого в ближайшей перспективе не видно. А через тысячелетия - кто знает...

[Ruslan_Sharipov]

Такое мегаооружение требует соотвествующего траффика, которого в ближайшей перспективе не видно. А через тысячелетия - кто знает...

"Клячу истории загоним", - говорил в своё время поэт Владимир Маяковский. Мои школьные годы пришлись на время, когда эти принципы были ещё не совсем отвергнуты, хотя и заметно обветшали. Поэтому я тороплю время и хотел бы всеми доступными способами подстегнуть эту самую клячу истории.

[Андрей Астрофизический]

Такое мегаооружение требует соотвествующего траффика, которого в ближайшей перспективе не видно

Если применить эту же самую фразу, к... многоступенчатой ракете Циолковского. До 50-х годов 20-го века. То получится, что и она не должна появляться, потому что не зачем.

[Андрей Курилов]

Вообще говоря ваш корабль может быть автофагом.
Даже водород можно превратить пусть в рыхлый, но лед (который можно армировать без особых потерь).
Вот статья Джонотана Поста по поводу водородного льда и корабля-автофага.
http://go2starss.narod.ru/pub/E015_RHL.html

В принципе это вполне можно скомпоновать в одну ступень (даже приняв топливо жидким) если корабль не испытывает ускорения большие десятой или трети земного. То есть баки можно сделать вообще эфимерными по массе. Их задача - держать жидкость. Работать "бурдюками", но не несущей конструкцией (что происходит с баками земных ракет).

Предлагаю для межпланетных перелётов избавиться (почти) от баков для водорода, заменив жидкий на твёрдый.
Твёрдый водород нельзя подавать насосами в ТфЯРД. Но можно его "гранулировать", разбить на сферы радиусом, например, 1м.
Внутри опоры космического корабля водородные шарики могут скатываться в периодически открывающийся и закрывающийся сферический бак радиусом 1м.
В баке водородный лед плавится и поступает в такой же по объёму буферный бак, а оттуда - в двигатель.

[exeld]

Предлагаю для межпланетных перелётов избавиться (почти) от баков для водорода, заменив жидкий на твёрдый.
Твёрдый водород нельзя подавать насосами в ТфЯРД. Но можно его "гранулировать", разбить на сферы радиусом, например, 1м.
Внутри опоры космического корабля водородные шарики могут скатываться в периодически открывающийся и закрывающийся сферический бак радиусом 1м.
В баке водородный лед плавится и поступает в такой же по объёму буферный бак, а оттуда - в двигатель.

тройная точка у водорода 14К.не будет ли проблем с сублимацией?даже Галактика вроде повыше фон даёт.а уж поближе к солнышку-вовсе жидким гелием охлаждать придется)

[Андрей Курилов]

Предлагаю для межпланетных перелётов избавиться (почти) от баков для водорода, заменив жидкий на твёрдый.
Твёрдый водород нельзя подавать насосами в ТфЯРД. Но можно его "гранулировать", разбить на сферы радиусом, например, 1м.
Внутри опоры космического корабля водородные шарики могут скатываться в периодически открывающийся и закрывающийся сферический бак радиусом 1м.
В баке водородный лед плавится и поступает в такой же по объёму буферный бак, а оттуда - в двигатель.

тройная точка у водорода 14К.не будет ли проблем с сублимацией?даже Галактика вроде повыше фон даёт.а уж поближе к солнышку-вовсе жидким гелием охлаждать придется)

Вы ссылку не читали? Твёрдый водород будет жить дольше, чем жидкий в баке.

[exeld]

Вы ссылку не читали? Твёрдый водород будет жить дольше, чем жидкий в баке.

ага,умудрился на бегу её не заметить)
если и кислород так же хранить можно-то все варианты электрореактивной ду для освоения системы не нужны.проще,надёжней и дешевле использовать "паровозы" на жрд.
а Церера станет этакой Саудовской Аравией Солнечной системы.

[Фантазер]

Есть на форуме такая тема:Лучшая ракета это самолёт.Читать лучше по профилю автора:Фантазёр ,ибо воды многовато.Это если хотите летать без топлива.Но естественно при наличии энергии.

[alex_semenov]

Это если хотите летать без топлива.Но естественно при наличии энергии.

Вы имели в виду без ракетной массы. Топливо как раз и есть источник энергии. Например в ЯРД топливом выступает уран. А водород - ракетная масса.



В английском есть четкое деление:
fuel  - топилво
propellant - у нас часто переводят как "ракетное топливо". Но это все запутывает. Понятно что под ракетным топливом подразумевается "ракетная масса" или даже более точно "рабочая масса", но вообще говоря лучше было бы перевести  это "рабочее тело". Так верней. Это сразу отправляет в объятья термодинамики.  propellant - используется далеко не только в ракетах. В любой тепловой машине в термодинамическом цикле работает именно propellant. Топливо же fuel - это как раз источник энергии в отрыве от циклов.
Самое прикольное то, что наличие подобного четкого деления в английском и отсутствие в русском говорит о цивилизационном отставании Российской Империи. Англия - родина паровых машин. И именно там, изначально появились и выделились в языке две технических АБСТРАКЦИИ на основе совершенно конкретного примера (парадигмы):



ТОПЛИВО - это уголь. То что горит в топке.
РАБОЧЕЕ ТЕЛО - это то что движет машину, поршень, то что работает в цикле. Изначально это пар. Водяной пар.
Деление не только абстрактное но и реальное.
Поэтому АБСТРАКЦИЯ легко обрела свое звучание (свое отдельное слово) в языке.
Потом эти две абстракции в реальных более совершенных машинах слились. Скажем в ДВС. Но в языке (а не только в науке, теории машин) уже закрепилось деление.
В некоторых случаях более современных  машин-двигателей топливо и рабочее тело может совпадать (ЖРД) или частично совпадать (ВРД, ДВС).
И те народы, которые сразу стали изучать тероию машин уже и работать с новыми машинами четкого деления в языке не закрепили.
Хотя в случае ракет это деление просто необходимо.
Когда появились теория ракет, у англичан уже были нужные АБСТРАЦИИ и термины для каждой и  им не понадобилось уточнять что есть фуелом, а что есть пропелентом. Это вошло естественно со времен паровых машин. Даже если это одно и то же топливо и окислитель, в одном смысле это носитель энергии, в другом - это рабочее тело, ракетная массы.
А вот мы эпоху паровых машин "проспали". В смысле практики, теории и формирования терминов в языке. Да был паровоз Черепанова и да, телеграф появился раньше в Питере чем где либо еще. Но вот массово, так что бы врасти в язык, терминология своя окончательно оформилась по-сути уже при Советской власти. Когда паровая машина стала лишь разновидностью машин вообще. И деление есть только в науках (там без этого никак и денотат, предмет смысла, обозначаются составным термином "рабочее тело")
В русском есть ракетное топливо, горючее - это синонимы, два название для носителя энергии и ни одного для рабочего тела (ракетной массы).
При догоняющем развитии мы очень много взяли у немцев (у американцев - куда меньше). Анлгичане, видимо нам тупо не дали. Из злобы и зависти. А немцы - ради бога.
Так моя мама (учившаяся в конце 40-х в брянском паровозостроительном) помнит что шатунно-кривошипный механизм называли еще цап-криц-кофф, а клино-ременная передача - тэкстропная. И при ней с этим "космополизмом" покончили в приказном порядке. Хотя "цапфа", "фланец", "кронштейн"... много что осталось.


О воздушно-рективных системах. Вот тут мы имеем проблему языка:



Сравнивается ракета с воздушно-космическим самолетом. Но что значит процент ТОПЛИВА? В ракете топливо и рабочая масса - одно и то же. Но у воздушно-космического самолете нет.
Но вот что интересно. Тут и не важно что это. Так как речь идет о проценте от начальной массы, то ясно что в обоих случаях это то, что запасается на борту (и не учитывается то что поступает снаружи в случае самолета) и видно что выгода космического самолета в ПРОЦЕНТЕ МАССЫ от стартовой не столь уж и велик. Если ракета израсходовала чуть больше 80% (то есть пустая это 1/5 от стартовой массы) то самолет (включая поочередно три разных двигателя?) где то 65%, то есть вывел 1/3 от начальной массы.
Хотя тут надо понимать контекст.
Какое топливо использовалось?
Если вы используете водород, то у вас топливо (запасенное на борту) к окислителю (который берется извне) очень хорошее. 1 к 8 . А учитывая что у вас в воздухе окислитель вообще составляет 21%, а остальное азот - инертый пропелент (рабочее тело) то в итоге у вас топливо вообще копейки по массе... Но все равно...
Проблемы, которые возникают у того же Скайлона...



Кстати, последняя попытка Британской Империи на свое место в гонке цивилизаций...

[Инопланетянин]

выгода космического самолета в ПРОЦЕНТЕ МАССЫ от стартовой не столь уж и велик. Если ракета израсходовала чуть больше 80% (то есть пустая это 1/5 от стартовой массы) то самолет (включая поочередно три разных двигателя?) где то 65%, то есть вывел 1/3 от начальной массы.

Самолёт это не только экономия топлива, это ещё и экономия на инфраструктуре. Он не требует космодрома. Он сразу многоразовый. А Маск всё же дурью мается с посадкой на двигателях. Она уже давно отработана, ещё когда Луноход высаживали. Да в вакууме, да при малой гравитации, так большего и не требуется же! Игнорировать мощную атмосферу при манёврах это же расточительно. Её надо использовать, а не тупо преодолевать. Так что я за самолёты в качестве первой ступени.

[noxx77]

Твёрдый водород нельзя подавать насосами в ТфЯРД. Но можно его "гранулировать", разбить на сферы радиусом, например, 1м.
Внутри опоры космического корабля водородные шарики могут скатываться в периодически открывающийся и закрывающийся сферический бак радиусом 1м. Внутри опоры космического корабля водородные шарики могут скатываться в периодически открывающийся и закрывающийся сферический бак радиусом 1м.
В баке водородный лед плавится и поступает в такой же по объёму буферный бак, а оттуда - в двигатель.

В статье не отрицается, что и с водородом потребуется известная доля мёртвой массы.

Водород в качестве конструкционного материала выглядит очень "экзотично", так как имеет механический предел прочности как у масла, но он составляет более чем 75% всего вещества во вселенной и стоит 10$ за фунт. Этот материал можно сделать прочным, армируя его, то есть, пронизывая лед тонкими волокнами углерода или бора, а так же смешивая его с другими частицами-наполнителями.

Кроме того у автора шары довольно сложно устроены, с многослойной оболочкой - а это никак не 10 баксов за фунт.
При Вашей схеме Вам придётся отводить твёрдые механические остатки армирования/оболочки из камеры каждый раз. Данный вопрос автор, как ведущая сова-теоретик оставляет на будущих разработчиков. При жидкостной схеме таких проблем не возникает. Нет, всё, конечно, решаемо, если охренеть в достаточной степени, но ничто не решается бесплатно.

[noxx77]

Но вот надувные конструкции с оболочкой из сверхпрочных полимеров могут оказаться тем, что надо.

Хах! Смотрите шире:

раз

два

[alex_semenov]

Самолёт это не только экономия топлива, это ещё и экономия на инфраструктуре. Он не требует космодрома. Он сразу многоразовый.

Да но он требует АЭРОДРОМА!
И обслуживание есть обслуживание... Какая разница что обслуживать? Крылатую машину? Вертикальный бак? Я тупо не понимаю.
Кстати, в чем была сразу засада с шаттлом? С изначальной концепцией полной многоразовости. Изначальная концепция самолет на самолете, полная многоразовость сразу была отброшена.



Крылья оказались ЦЕПЯМИ. Обузой когда у вас ЖРД-тяга. Поэтому пошли по пути гибридизации двух хороших вещей ракеты и самолета и получили одну плохую - ШАТТЛ:

А Маск всё же дурью мается с посадкой на двигателях. Она уже давно отработана, ещё когда Луноход высаживали. Да в вакууме, да при малой гравитации, так большего и не требуется же! Игнорировать мощную атмосферу при манёврах это же расточительно

.

А он ее и не игнонирует! Его раскаленный лом вон как "крылышками" машет!
Он зачем на бок ложит свой пепелац? Кувырки с плещущимся топливом (и геморроем при запуске за пять секунд "до весны")?

Её надо использовать, а не тупо преодолевать. Так что я за самолёты в качестве первой ступени.

Уже пробовали. И первой и последней и обе и....  Что только не предлагали и не пробовали даже?
И так садились и этак (музыканты), но...
Но чудится мне, видится мне... (очень скоро я тебя увижу счастье! счатье моё!!!) что ЖРД и крылья - НЕСОВМЕСТИМЫ.
Вот Маск пробует последний способ. Крыльев, считаш и нет.  Падающие с неба танки. В смысле баки... Раскаленный лом!!! Не утюг...

С фалконами, с первой ступенью-тягачом у него, кстати получилось же! Факт? Факт! Уже все зашевелились и потихоньку принимают его "раскаряки" как перспективные прожекты, базовые...



То есть, лед тронулся, господа присяжные!!!
То есть, если Мас сейчас, прямо сейчас ... дай бог конечно ему здоровья и сил, но вдруг? То все равно, ГЛАВНОЕ он уже сделал.
Что он сделал?
Э!!!... Это без поллитры не разобрать. Хотите? Интересная тема! (а то я там разбил все.. на Марсе, нафик... пока... пока AlexAV не накопил контрудар. А я прям чую что он копит...
Интересно что? )

Хах! Смотрите шире:
раз
два

А еще есть хлысты-пращи. И всего-то притараканить один из околоземных астероидов на околоземную орбиту-то!
Кстати работа таких "хлыстов", красочно описана у поминавшегося тут недавно Стивенсона в "Семиевии".
Но в чем засада всего подобного?
Все это мыслимо (как и заменитый ОТС) если вы УЖЕ ВЫШЛИ из колыбели. Даже все эти петли-пущалки... Они бессмысленны без мощной инфраструктуры в космосе. Нет зарузки, нет смысла строить "железную дорогу" на небеса! Но как создать начальную инфраструктуру там, без железной дороги? Без чудо-тяги, без чуд-пепелаца - никак даже не спланировать...

[Инопланетянин]

Да но он требует АЭРОДРОМА!

Но аэродромы и так есть и вообще нужны. А космодром ни для чего кроме ракет не пригоден. Тут можно серьёзно сэкономить.

И обслуживание есть обслуживание... Какая разница что обслуживать? Крылатую машину? Вертикальный бак? Я тупо не понимаю.

Обслуживать конечно же нужно. Но и сэкономить на специализированных и очень дорогих площадках, перейдя на универсальные аэродромы очень привлекательна. Возможность стартовать со многих мест или даже с моря для страны без территорий у экватора - очень необходимая вещь. Ну и представьте строить там везде космодромы или аэродромы?

Изначальная концепция самолет на самолете, полная многоразовость сразу была отброшена.

А вот вторую ступень можно делать просто одноразовой ракетой. Тут уж ничего не поделаешь. Но всё равно же лучше. Грузовой самолёт можно использовать и для крупногабаритных перевозок при случае.

А он ее и не игнонирует! Его раскаленный лом вон как "крылышками" машет!
Он зачем на бок ложит свой пепелац? Кувырки с плещущимся топливом (и геморроем при запуске за пять секунд "до весны")?

Это плохо. Это именно ни то ни сё, как вы дальше сами и пишете.

Но чудится мне, видится мне... (очень скоро я тебя увижу счастье! счатье моё!!!) что ЖРД и крылья - НЕСОВМЕСТИМЫ.
Вот Маск пробует последний способ. Крыльев, считаш и нет.  Падающие с неба танки. В смысле баки... Раскаленный лом!!! Не утюг...

На парашюте надо было. Без этих всех глупостей. Конечно, и тут лишняя масса, а значит лишнее топливо, но парашют в таком случае минимальная лишняя масса всё же.
А эти штанги шире ракеты вообще некрасиво смотрятся. Делали бы ракету шире, лучше было бы.

[crazy_terraformer]

Боковые воздушнореактивные дроны-ускорители нннада! До высоты 30 км работают сверхзвуковые дроны, до 100 км гиперзвуковые, дальше работают ракетные двигатели.

[Андрей 2]

Но чудится мне, видится мне... (очень скоро я тебя увижу счастье! счатье моё!!!) что ЖРД и крылья - НЕСОВМЕСТИМЫ.

Выход из положения-применение гибридных двигателей.

[Mercury127]

Выход из положения-применение гибридных двигателей.

которые еще никому не удались и вряд ли вообще возможны иначе, как в виде ТФЯРД...

Да в вакууме, да при малой гравитации, так большего и не требуется же! Игнорировать мощную атмосферу при манёврах это же расточительно.

Маску не нужна уникальная дорогущая суперпупермегадупервундервафля в единственном экземпляре, судьба которой - сгнить в музее.
Маску нужна массовая дешевая многоразовая универсальная машина для Марса, Земли и Луны. одна. для всего.
не фвкт, что получится, но это сложнее, чем намоьтать из углеволокна пяток уникальных разных ненужных вундервафлей.
можно и дальше фантазмировать на советские проекты 30-50 летней давности, но они и через 50 лет будут там же, где и сейчас - в фантазиях.
а Маск хоть что то делает, так что у него есть шанс. у него хотя бы МЕЧТА есть, в отличие от постсоветских дегенератов.

Она уже давно отработана, ещё когда Луноход высаживали.

"и вообще, это все еще Циолковский придумал!"
так что ж с тех пор ничего не высадили то? 90е, напомню, кончились 20 лет назад!
в причина на деле то проста - РФ космос не нужен.
нечего ей там делать. чисто оборонка и ничего более.
Союз хотя бы за первенство в глазах мира боролся, пока не проиграл, а этим то за что?

[Андрей 2]

которые еще никому не удались и вряд ли вообще возможны иначе, как в виде ТФЯРД...

Они будут, не сомневайтесь, и как только тот же "Скайлон" совершит хотя бы один успешный полёт, доказав свою состоятельность как корабль нового поколения ( в отличии от того что нам преподносят под этим "соусом"- схему полувековой давности пытаются преподнесть как "новую") будет таки забит первый гвоздь в крышку гроба ракет - носителей, как я и писал ранее, а то что официально нет гибридного двигателя, просто конструкторы на мой взгляд дают ракетам время ещё немного полетать.