Гигантские ЖРД ракеты. Возможны или нет?

[Фантазер]

 

Воздушный старт, конечно хорошо, но требуется самолет с грузоподъёмностью 1000 т. Мрия только 250 тонн и то была. Вертикально стартующую платформу сделать  намного проще, чем самолет и дешевле. Плюс с ракета на платформе будет установлена вертикально и стартует вертикально, как с Земли. А вот с самолетом нужен либо горизонтальный старт, либо под углом. Так тысячетонную ракету еще никто не запускал, тоже новизна. Платформа более быстрое и надежное решение. ТРД на 10 км смогут дать где-то 400 км/ч вертикальной скорости. Может, и 900 км/ч можно достичь. Так сказать, синица в руках.

Мляаа!Оффтоп в этой теме но:
Семейство Геркулесов начинается с 400т до 1000.Три ступеньки.Мрия 250т увеличение грузоподьёмности в 4 раза.Самый-самый вертолёт В-12 гп 42т Нужно увеличить в25 раз.ТРД самый самый точнее турбовентиляторный, 40 т тяги на земле ,с высотой падает в разы.Итого 50 движков по минимуму.И тянуть вверх они будут с ускорением 1-2 м\сек\2.Где нибудь на 15 км они сдохнут И это вы считаете проще

[Фантазер]

Цитата: alex_semenov от Сегодня в 17:10:41
Когда вся конструкция поднялась высоко в небо и преодолела звуковой барьер, шум основных высокоэффективных двигателей нам уже не страшен. Бустер можно отбросить и запускать основные двигатели.
Сложновато как-то  Если уж так хочется забросить на ЖРД на низкую орбиту 1 кт цельным куском, то не проще ли будет на начальном участке траектории окружить носитель ореолом пены, выбрасываемой из его носа как из огнетушителя?  Будет феерическая картина, думаю, все художники придут в экстаз

Чего вы господа совсем в детство ударились
Звук-рождается в камере ЖРД и никуда не девается.Я бы поверил Бурдакову с его формулами и крестом на суперракеты..
Хотя... и на хитрую.....Многодвигательная ДУ даёт шанс.Нужно чтобы колебания в двигателях 1\2 были в противофазе.

[alex_semenov]

окружить носитель ореолом пены, выбрасываемой из его носа как из огнетушителя?

А это поможет?
Про сложность. Мол, слишком сложно. Когда мне впервые тут же где-то предложили что-то ну очень подобное, моя реакция была абсолютно такой же. Это - слишком сложно.
Но простота даже в хорошем паровозе уже недостижима...
Машина в любом случае будет очень сложной.
Что к этому можно приципить комплиментарно? Ну что бы идея выглядела совсем целостно?
Меня когда-то вот за эту картинку тут буцали-буцали, буцали-буцали...



Это для ракеты, которая в данный момент отбрасывает ракетную массу со скростью своей мгновенной скорости полёта. То есть u=v. Скорость растёт? Скорость истечения тоже растёт. То есть ракетная масса в системе отсчета старта как бы остается на месте и не имеем собственного движения (тепловое не учиваем, разумеется)

И мне пришлось признать, что да, это не ЭФФЕКТИВНОСТЬ идеального ракетного движителя. Не КПД. Это только ЧАСТЬ расчета его КПД, потому что мы не знаем с какими затратами был достигнут первоначальный "толчёк".  Это могут быть самые разные затраты и суммарные затраты на разгон поэтому могут быть тоже разные.
Хотя эту формулу можно ДОПИЛИТЬ что бы она таки называлась КПД идеальной ракеты, не суть важно тут сейчас. Важно на этом графике увидеть, что вообще то типичная ЖРД ракета имет эффективность ракетного движителя порядка 50%. Но мы видим, что при массовом числе ~20  (типичное для ЖРД ракеты, хотя это с учетом ступенчатости, но не суть, пока) мы могли бы используя подобную уловку (переменная скорость истечения) поднять эффективность движителя за 90%. Это чуть ли не в 2 раза!
Конеечно, у нас не получится держаться этой стратегии до конца. Просто потому что у нас конечная скорость 8 км/с, а лучшая скорость истечения (кислород-водород) 4.5 км/с. Но мы могли бы попробовать использовать этот эффект хотя бы частично. И на этом заметно выиграть. Я бы считал идею годной, если бы мы выжали бы так десяток-другой процентов экономим. Я не знаю как сравнить гравитационные потери с потерями ракетного движителя, но они похоже близки. Если потери движителя не выше... Их можно уменьшить. Да и гравитационные самые большие - в начале.
Фактически, такой вот "бустер" уже есть первая ступень такой ракеты с переменным (нарастающим по мере ускорения самой ракеты) УИ. Далее, основная ракета должна быть с двигателями трехкомпонентрыми. Скажем, окислитель - кислород, топливо метан+водород. Начинаем на кислород-метане, но постепенно переходим на водород. И доразгон уже в конце делаем лишь на водороде.
Жидкий водород - очень нехорошее вещество. Но если у вас очень большие баки под него, проблемы с ним уменьшаются.

Звук-рождается в камере ЖРД и никуда не девается.

Мы уже выяснили, что тот самый противный звук "раскалённого пара" который лупит по ушам до нетерпимости, возникает при столкновении (торможении) реактивной струи из сопла в атмосфере Земли. То есть в некоторой толще сразу за срезом сопла.

Мы тут сразу говорим о самых разных "звуках" и колебаниях. Народ надеюсь их хотя бы различает?
Звук разрушающий двигатели - это совсем другая история. И хотя надежного способа с этим бороться не нашли, мало сомнений что с ним можно бороться и таки победить. На стендах "в домашних условиях". Условно, "в тапочках".
Хуже с ПОГО. Низкочастотные коленабия в полёте. Это вообще не звук. Это тряска. Продольные колебания вокруг которых поднял бучу Солонин, уверяя что именно они препятствуют росту размера носителя. И хотя с этой фигнёй "в тапочках" не сильно поборешься (тапочки-стенды тоже можно сделать, как это сделали для Сатурн-5, золотой ракеты) но это всё же не ограничитель размера ракеты.
Настоящий ограничитель - аккустичекий шум от ракетной струи в районе сопла. Мы (Аскет) уже достали и детского и недетского Бурдакова где говориться что с ростом мощности двигателей, шум струи тупо разрушит нафик саму ракету! И вот это - настоящий ограничитель роста размера (первый в очереди! )
Но и против него есть ходы. Убежать - самое надежное решение.
Перешёл звуковой барьер? И ракета "в домике"!

Кстати, на Луне проблемы с подобным шумом вообще не будет. Там нет атмосферы. Там можно строить сверхгигантские и сооружения и ракеты и...
Эх! Не ценим мы "седьмой континент"! Природа нам такой подарок сделала! А мы?

[Фантазер]

АА ну зачем вам 1000т Посмотрите на автомобили и самолёты.Основная масса перевозок  это гигантская  масса аппаратов Г/п не более 30т
А любой массы "железяку можно сварганить на 3Д принтере.Любой обьём окружаем ЭВТИ,для поддержания Т чтобы не было температурных перепадов грозящих растрескиванием изделия.Ну может придется ещё и подогревать немного.Но это на порядок проще чем на земле.

[alex_semenov]

Посмотрите на автомобили и самолёты.Основная масса перевозок  это гигантская  масса аппаратов Г/п не более 30т

Опяь, двадцать пять... А ЕСЛИ ЗАВТРА ВОЙНА?
Скажем, космическая.
Готова ваша Родина к такой войне? На 30-и тонниках? Ну-ну!
Блин, ребята! У вас уже небо падает на голову! Скоро год как вы со всем миром воюете! А вы всё еще живёте в святых нулевых! Страна непуганных идиотов! Совсем же кретинами выглядите! Говорят российская элита - сборище вохоженцев-недоумков. А народ? Умней?
 
Ребята. Через 20 лет ни МКС ни китайской ни росийской станции на орбите не будет и ничего живого на этих орбитах не будет! Потому что случится первая космическая. А ее уже не избежать! Почему Маск так резко мира запросил? А он знает во что его спутники могут вот-вот превратиться! В шрапнель и обломки, минирующие вообще этот УЗКИЙ коридор 250-500 км между атмосферой и внутренним радиационным поясом! Какие в ж... тогда "кубики" на орбите?
Ну как дети малые!

[Streamflow]

А это поможет?

Поможет, если пены будет выброшено много. И выбрасывать ее надо не из носа, а из хвоста, окружая пенным коконом реактивную струю.

[Streamflow]

Народ, надеюсь, их хотя бы различает?

Народ ни хрена не различает

[muhserg]

Воздушный старт, конечно хорошо, но требуется самолет с грузоподъёмностью 1000 т. Мрия только 250 тонн и то была. Вертикально стартующую платформу сделать  намного проще, чем самолет и дешевле. Плюс с ракета на платформе будет установлена вертикально и стартует вертикально, как с Земли. А вот с самолетом нужен либо горизонтальный старт, либо под углом. Так тысячетонную ракету еще никто не запускал, тоже новизна. Платформа более быстрое и надежное решение. ТРД на 10 км смогут дать где-то 400 км/ч вертикальной скорости. Может, и 900 км/ч можно достичь. Так сказать, синица в руках.

Мляаа!Оффтоп в этой теме но:
Семейство Геркулесов начинается с 400т до 1000.Три ступеньки.Мрия 250т увеличение грузоподьёмности в 4 раза.Самый-самый вертолёт В-12 гп 42т Нужно увеличить в25 раз.ТРД самый самый точнее турбовентиляторный, 40 т тяги на земле ,с высотой падает в разы.Итого 50 движков по минимуму.И тянуть вверх они будут с ускорением 1-2 м\сек\2.Где нибудь на 15 км они сдохнут И это вы считаете проще

Проще, конечно.
Ажурный тор, в центре ракета, внутри тора топливо для трд, вокруг движки.

Пусть 50 движков, 1 м/с^2. Это 500 км/час на 10 км за 3 минуты (топлива нужно мизер).
Дальше ракета взлетает сама, резко уходя вбок для набора тангенциальной скорости.
Да, мы не выигрываем в скорости, но мы выигрываем в высоте и в разрежении воздуха.

Далее мегакоптер выключает движки, тормозится на 13 км, начинает падать вниз и спускается на парашютах и тормозных щитках. В конце пиропатроны как при десантировании бронетехники. Скорости дозвуковые, нагрев минимальный.
Коптер многоразовый, на 100 ракет хватит.

На горе космодром очень дорого.
Мегакоптер дешевле и он разборный.
Может стартовать с экватора, с водной поверхности (понтон снизу).

[Фантазер]

 

Фактически, такой вот "бусрер" уже есть первая ступень такой ракеты с переменным (нарастающим по мере ускорения самой ракеты) УИ. Далее, основная ракета должна быть с двигателями трехкомпонентрыми. Скажем, окислитель - кислород, топливо метан+водород. Начинаем на кислород-метане, но постепенно переходим на водород. И дорогон уже в конце делаем лишь на водороде.
Жидкий водород - очень нехорошее вещество. Но если у вас очень большие баки под него, проблемы с ним уменьшаются.

    Ну а я об чём!!Воздушный старт. Была статья,с цифирью(расчетами)Что практически все Рн тратят треть топлива на подьём в10 км и набор скорости 330 м\сек.ВС практически даёт это.Значительно уменьшает звуковую нагрузку.Гравиманевр с использованием эффекта Оберта даёт значительную экономию топлива за счёт более быстрого набора скорости при том же расходе топлива,Что так же улучшает характеристики РН.ЖРД- РД 701-704 трехтопливный.Ну и много ещё чего ,см выше.

[Ulkolainen]

Китайцы с Эвереста вообще могут замечательно всё пускать, и экватору близко, и высота огого.

Не-а, не взлетит.
Во-первых, частые ветра = частые переносы запусков.
Во-вторых, дороговизна постройки+обслуживания инфраструктуры, обретающая кое-какой смысл только при интенсивной и бесперебойной загрузке.

[Ulkolainen]

ТРД самый самый точнее турбовентиляторный, 40 т тяги на земле ,с высотой падает в разы.Итого 50 движков по минимуму.И тянуть вверх они будут с ускорением 1-2 м\сек\2.Где нибудь на 15 км они сдохнут И это вы считаете проще

Проще, конечно.
Ажурный тор, в центре ракета, внутри тора топливо для трд, вокруг движки.

... и придать тору вращение для стабилизации.
  Инженерная мысль всё ближе к "тарелкам". Я только за.

[alex_semenov]

Поможет, если пены будет выброшено много. И выбрасывать ее надо не из носа, а из хвоста, окружая пенным коконом реактивную струю.

Ну да. И это будет похоже на старт твердотопливной ракеты

[Streamflow]

Ну да. И это будет похоже на старт твердотопливной ракеты

Да
И вообще, не глушить пеной звук как таковой, а воздействовать ею на границу реактивной струи, снижая там турбулентные пульсации, и уменьшая, таким образом, мощность источника звука - сделать нечто вроде пенной смазки. Ну, а на стартовой позиции, создать, естественно, в момент старта облако пены из наземных генераторов - как на приложенной выше фотографии.

[BlackMokona]

Почему Маск так резко мира запросил?

Почему людям так сложно читать Твиттер Маска? И прочее не в тройном пересказе СМИ

(кликните для показа/скрытия)

Было интересно посмотреть на российскую противоспутниковую демонстрацию* несколько месяцев назад в контексте этого конфликта. Потому что это вызвало много споров у спутниковых операторов. Это даже представляло некоторую опасность для космической станции, где находятся российские космонавты. Так почему же они это сделали? Это было сообщение перед обострением ситуации на Украине. Если вы попытаетесь вывести из строя Starlink, это будет непросто, потому что у нас уже более 2000 спутников. Это означает много противоспутниковых ракет. Я надеюсь, что нам не придется проверять это на практике, но я думаю, что мы сможем запускать спутники быстрее, чем они смогут их сбивать, запуская противоспутниковые ракеты.

Илон Маск

[BlackMokona]

Китайцы с Эвереста вообще могут замечательно всё пускать, и экватору близко, и высота огого.

Не-а, не взлетит.
Во-первых, частые ветра = частые переносы запусков.
Во-вторых, дороговизна постройки+обслуживания инфраструктуры, обретающая кое-какой смысл только при интенсивной и бесперебойной загрузке.

Меньше давления, меньше угрозы от ветров.
Ну и если мы строим многоразовый сверхтяж на 1000 тонн, то у нас явно нагрузки мегатонными измеряются годовые

[alex_semenov]

Почему людям так сложно читать Твиттер Маска?

Мне не интересно.
Я ТВЕРДО знаю (мы считали). Все современные спутники летают там где летают просто потому что никто их не трогал никогда.
"СТРАНА НЕПУГАНЫХ ИДИОТОВ" (с)
Бабочек с тонкими, уязвимыми крылышками-солнечными батареями.
Почему они до сих пор летают?
Есть ли у какой-нибудь из стран на Земле противоспутниковое лазерное оружие которое за ночь или две превратит хоть 1000, да хоть 2000, таких вот низколетающих "склизких бабочке" из порхающих в мертвые трупики (и заметьте никаких обломков! какие противоратеты? житие мое!!!)? Не знаю. ФИЗИЧЕСКИ такие средства уже давно должны быть. У Китая и России - точно. "Пересвет" - это простейшее что засветили. Это цветочки. Ягодки возможно у Китая. И когда это пустят в дело - дело времени.
Но хорошо известная нам "страна непуганых идиотов" (космическая инфраструктура планеты) существует там, в небе, постольку, поскольку политически никто не хочет начинать первым и тянут до последнего, придерживая козыре в рукаве.
Но ситуация продолжает скатываться к худшему.
И дебилы, продолжающие "считать бабки"... как их учили 30 лет... Ну что я еще могу сказать? Дебилы!!!

Возвращаясь к большим ракетам.
Если в космосе случится война, космическая группировка известная нам исчезнет (в значительной мере) но это не значит что навсегда. Однако новый космос будут строить С УЧЁТОМ новых реалий. И это сильно всё поменяет. Расположение, массы, грузопотоки.
Еще раз. SLS с которой мудохались бесконечно и могли бы еще столько же мудохаться не зря полетела здесь и сейчас. Ой не зря! И Луна - не пятак в небе. Это важный козырь в разборках здесь на Земле, которые еще только начинаются (а нам уже жарко).

Про старт с вершины горы.
Братцы-коротышки. А вы не ходите ли по кругу?
Подписи читать надо противным высоким торжественным голосом в духе сталинских агиток "новости дня"...






Но выясняется, что самое главное для космодрома - транспортная логистика (и даже хреновая погода как на мысе Канаверал - терпимый минус не перевешивающий транспортные плюсы).
Ракета, идущая вверх с ускорение 2.5 м/с² (превышение тяги над весом 1.25) будет на высоте 10 км (выше любых гор) меньше чем через две минут. И, кстати будет иметь скорость 220 м/с.

[Ulkolainen]

Ну и если мы строим многоразовый сверхтяж на 1000 тонн, то у нас явно нагрузки мегатонными измеряются годовые

"Явно" оно только в том случае, когда серийный гипертяж получится дешевле в пересчете на кг ПН и миссию в целом, чем те серийные носители, какие уже имеем. А если не получится, то займет нишу штучного ускоспециализированного супертяжеловоза - типа, пусть дорого, но иногда будет большое НЕЧТО, которое по частям на орбиту никак нельзя. Причем, что же это такое - заказчик предпочел не объяснять и нас попросил таким вопросом не задаваться.

[Фантазер]

Воздушный старт, конечно хорошо, но требуется самолет с грузоподъёмностью 1000 т. Мрия только 250 тонн и то была. Вертикально стартующую платформу сделать  намного проще, чем самолет и дешевле. Плюс с ракета на платформе будет установлена вертикально и стартует вертикально, как с Земли. А вот с самолетом нужен либо горизонтальный старт, либо под углом. Так тысячетонную ракету еще никто не запускал, тоже новизна. Платформа более быстрое и надежное решение. ТРД на 10 км смогут дать где-то 400 км/ч вертикальной скорости. Может, и 900 км/ч можно достичь. Так сказать, синица в руках.

Мляаа!Оффтоп в этой теме но:
Семейство Геркулесов начинается с 400т до 1000.Три ступеньки.Мрия 250т увеличение грузоподьёмности в 4 раза.Самый-самый вертолёт В-12 гп 42т Нужно увеличить в25 раз.ТРД самый самый точнее турбовентиляторный, 40 т тяги на земле ,с высотой падает в разы.Итого 50 движков по минимуму.И тянуть вверх они будут с ускорением 1-2 м\сек\2.Где нибудь на 15 км они сдохнут И это вы считаете проще

Проще, конечно.
Ажурный тор, в центре ракета, внутри тора топливо для трд, вокруг движки.

Пусть 50 движков, 1 м/с^2. Это 500 км/час на 10 км за 3 минуты (топлива нужно мизер).
Дальше ракета взлетает сама, резко уходя вбок для набора тангенциальной скорости.
Да, мы не выигрываем в скорости, но мы выигрываем в высоте и в разрежении воздуха.

Далее мегакоптер выключает движки, тормозится на 13 км, начинает падать вниз и спускается на парашютах и тормозных щитках. В конце пиропатроны как при десантировании бронетехники. Скорости дозвуковые, нагрев минимальный.
Коптер многоразовый, на 100 ракет хватит.

На горе космодром очень дорого.
Мегакоптер дешевле и он разборный.
Может стартовать с экватора, с водной поверхности (понтон снизу).

Мне нДравится ваш "ажурный Одноразовый "Мегакоптер. Во первых поднимать ПН массой 1000т .В-12 4 турбовальных двигателя.Масса вертолёта всегда больше массы груза.Ладно возьмём  столько же.Это стартовая масса 2000т.Это 100 двигателей  и 50 винтов..... ДАЛЬШЕ БОЛЬШЕ.МАКСИМАЛЬНАЯ СТАТИЧЕСКАЯ ВЫСОТА подьема 3500м.... Для того чтоб добавить ещё скорости 150 м/сек и помочь винтам добавляем ещё 50 ТРД.... Опять незадача на вертикальной скорости в 500 км\час винты оторвёт.пожалуй даже с кронштейнами.Дальше ещё страшнее; при старте РН произойдёт помпаж ТРД,То есть 1005 [----].Ну и парашюты пока более 20 т не держат,даже многокупольные.И на сколько эНто всё проще самолёта 6-8 и даже 10 такими же ТРД.
Большая просьба к модераторам не стирать весь этот оффтоп .Где то вроде есть тема Воздушный старт .Чтобы просто посылать туда изобретателей "простых конструкций.

[-Asket-]

Эффективность звукоизоляции на низких частотах очень низка.
https://asa.scitation.org/doi/video_original/10.1121/10.0013216/10.0013216.mm.original.v1.mp4
...Кадры НАСА с ночным запуском Аполлона-17. Сочетание влажной атмосферы и подсветки позволяет увидеть звуковые волны возникающие после запуска двигателей и отразившиеся от поверхности невооруженным глазом. Используя высоту ракеты в качестве масштабной линейки (111 м), легко увидеть, что скорость этих видимых волн составляет приблизительно 340±10 м/с, что соответствует скорости звука. Длины волн варьируются примерно от 15 до 22 м, что приводит к характерным частотам примерно 15–20 Гц, что согласуется с измеренными спектрами Сатурна-V...
...Факел ракеты создает шум из-за турбулентности, для полного развития которой требуется некоторое расстояние; шум исходит не от среза сопла, а на некотором расстоянии вниз по потоку. Исходя из лучшего на сегодня понимания, доминирующий в осевой области ракетного факела (см. обсуждение и ссылки в Lubert et al. (2022)) источник шума простирается на расстояниях примерно от 10 до 30 диаметров выходного сечения сопла, 𝐷𝑒, при этом максимум приходится на расстояние ~17𝐷𝑒. Как это транслируется в физические расстояния для Saturn V? Учитывая, что для F-1 𝐷𝑒=3,76 м и при относительно близком расположении пяти сопел F-1, их выхлопные факелы эффективно сливаются в один факел с эффективным выходным диаметром, 𝐷𝑒_эфф=𝐷𝑒√5=8,41 м. С учетом 𝐷𝑒_эфф, область источника шума для неотражаемого от поверхности выхлопного факела ступени S-IC простирается от 80 до 250 м вниз по потоку от плоскости среза сопла. Исходя из высоты Saturn V, около 111 м, доминирующий источник шума для неотражающегося от поверхности выхлопного факела после старта заканчивается на расстоянии более двух длин позади ракеты...
Saturn-V sound levels: A letter to the Redditor

[Vavanzer]

Китайцы с Эвереста вообще могут замечательно всё пускать, и экватору близко, и высота огого.

Не-а, не взлетит.
Во-первых, частые ветра = частые переносы запусков.
Во-вторых, дороговизна постройки+обслуживания инфраструктуры, обретающая кое-какой смысл только при интенсивной и бесперебойной загрузке.

Там к тому же ледник, подвижный снежный покров , постоянно пополняющийся.
Если только сухую гору искать, где одни камни и никаких осадков. Но и то , климат шалит, все не постоянно, может повернуть погоду в спять.