Гигантские ЖРД ракеты. Возможны или нет?

[Инопланетянин]

Ну и много вы выиграли, подпрыгнув на стульчике перед стартом?

- Ушли от разрушительного звука.
- Избавились от космодрома, а это довольно важно для северной страны.

[MenFrame]

Вы же собираетесь возить минимум 450 тонн!!! У вас будет дирижабль с крыльями!

В любом случае посадка дело более легкое чем запуск. Ступень садиться без нагрузки с пустыми баками, при тех же аэродинамических характеристиках. Значит скорость при посадке может быть заметно меньше, чем при запуске.

Эти двигатели характеризуются крайне низкой эффективностью. При полёте на скорости М = 0,5

Тут есть фишка, которая может отчасти решить проблему. На малых скоростях можно добавлять еще и окислитель, повышая тем самым давление.

[alex_semenov]

Тут есть фишка, которая может отчасти решить проблему. На малых скоростях можно добавлять еще и окислитель, повышая тем самым давление.

Да ну!... это уже сра-ла-мазала... Несерьёзно.
Кстати, вы КПД посчитали по ссылке? Таки да, на 1 махе будет 16,7% ТЕРМИЧЕСКИЙ кпд. А его надо умножить еще и на ракетный. Хотя он по-идее должен быть близок к 1 у обычной прямоточки. Ну там 0.9... Кстати, если вы добавите окислитель или топливо, повыстить давление, у вас увеличится скорость истечения и вы станете как ЖРД ракета. То есть у вас упадёт мгновенный кпд ракеты, так как возросла скорость истечения по отношению к скорости полёта.
Голову вытянули - хвост увяз!

Или вы имеете в виду ИНЖЕКТОРЫЙ эффект? Разменять скорость истечения ЖРД на расход массы смешиваемого забортного воздуха?
Это то что я тут уже предлагал...



Я начальный разгон предлагал сделать тут разбавляя выхлоп ЖРД тупо водой. А потом, когда вода кончилась - набегающим потоком (который уже окреп) и так дотянуть до скорости звука, а потом это хитрое "дно" - отваливается (и идёт на посадку) а ракета уже идёт как ракета на сверхзвуке и звук ее уже не догоняет.

А теперь мне засела совсем дурная идея. Всё с тем же Героном Александрийским... Если ЖРД внизу - ротирующий, то почему бы не поставить на него и крыльчатку вентилятора? То есть помочь ракете в начале (и нехило) ТРД - тягой!
А вдруг тогда можно будет сделать отрыв вообще без воды или с минимумом воды (которая разбавляет и глушит стартовый шум)?

[Алексей Николаевич.]

Кстати,"Буря" была великолепна.
В теперешнем мире её гиперзвуковые продолжения могли бы найти отличную нишу.

[Алексей Николаевич.]

Как то мимоходом на днях думал о эстакадах.
При некотором напряжении ресурсов,можно сделать.
Разгон вдоль склона,до тех самых 1000м/с, электромагнитами либо ТРД,отрыв.
Далее прямоточные ВРД. А уж ближе в орбите,вторая ступень,старые добрые ЖРД.
Бандура эстакада,конечно огромная,но многоразовая.

[библиограф]

 Да-да, посмотрел фильм " Космический рейс" а теперь выдает за свою идею
Лето 1946 года. Запуск космоплана Иосиф Сталин к Луне.

[Алексей Николаевич.]

Да-да, посмотрел фильм " Космический рейс" а теперь выдает за свою идею
Лето 1946 года. Запуск космоплана Иосиф Сталин к Луне.

Да во многих старых фильмах это отмечено.
Но там как правило,пускают на ракетном двигателе сразу или с ускорителями.
Идея наверное ещё Циолковского.
И раз многие толковые люди о ней тогда думали, возможно на новом витке развития и пригодится.

[библиограф]

 На Луне, на астероидах и на спутниках планет - почему бы и нет?

[Алексей Николаевич.]

На Луне, на астероидах и на спутниках планет - почему бы и нет?

Да тут люди обсуждают на полном серьёзе поднятие в воздух и набор гиперзвуковой скорости бандурой весом в 5000-10000 тонн,с крыльями.
Уж всяко проще с эстакады это поднять,или из дыры в земле выстрелить этим...

[Ый]

А у меня такой вопрос. С учётом свойств конструкционных материалов (масса, прочность), сил тяготения Земли, свойств атмосферы (в основном плотность), свойств химического горючего, наверняка есть расчётные пределы величины и массы космической ракеты (с грузом). Не думаю, чтобы это не было просчитано. Тогда чего городить монстров, да ещё их обсуждать?

[MenFrame]

Таки да, на 1 махе будет 16,7% ТЕРМИЧЕСКИЙ кпд.

Кстати, поэтому слышал предложения увеличить первоначальный разгон до одного маха.

Кстати, если вы добавите окислитель или топливо, повыстить давление, у вас увеличится скорость истечения и вы станете как ЖРД ракета.

Не совсем...помните что азот основа воздуха.

Тут есть фишка, которая может отчасти решить проблему. На малых скоростях можно добавлять еще и окислитель, повышая тем самым давление.

Да ну!... это уже сра-ла-мазала... Несерьёзно.
Кстати, вы КПД посчитали по ссылке? Таки да, на 1 махе будет 16,7% ТЕРМИЧЕСКИЙ кпд. А его надо умножить еще и на ракетный. Хотя он по-идее должен быть близок к 1 у обычной прямоточки. Ну там 0.9... Кстати, если вы добавите окислитель или топливо, повыстить давление, у вас увеличится скорость истечения и вы станете как ЖРД ракета. То есть у вас упадёт мгновенный кпд ракеты, так как возросла скорость истечения по отношению к скорости полёта.
Голову вытянули - хвост увяз!

Или вы имеете в виду ИНЖЕКТОРЫЙ эффект? Разменять скорость истечения ЖРД на расход массы смешиваемого забортного воздуха?
Это то что я тут уже предлагал...



Я начальный разгон предлагал сделать тут разбавляя выхлоп ЖРД тупо водой. А потом, когда вода кончилась - набегающим потоком (который уже окреп) и так дотянуть до скорости звука, а потом это хитрое "дно" - отваливается (и идёт на посадку) а ракета уже идёт как ракета на сверхзвуке и звук ее уже не догоняет.

А теперь мне засела совсем дурная идея. Всё с тем же Героном Александрийским... Если ЖРД внизу - ротирующий, то почему бы не поставить на него и крыльчатку вентилятора? То есть помочь ракете в начале (и нехило) ТРД - тягой!
А вдруг тогда можно будет сделать отрыв вообще без воды или с минимумом воды (которая разбавляет и глушит стартовый шум)?

Ну по сути за то и боремся. Вопрос лиш в том где найти баланс.

[alex_semenov]

Да тут люди обсуждают на полном серьёзе поднятие в воздух и набор гиперзвуковой скорости бандурой весом в 5000-10000 тонн,с крыльями.
Уж всяко проще с эстакады это поднять,или из дыры в земле выстрелить этим...

Нет. Проще всего сделать это в виде ВЕРТИКАЛЬНОЙ башни и так же вертекально это поднять и разогнать (не сильно ложа это на бок). При этом важно что бы при падении массы (в силу выработки топлива) откючалась лишняя тяга чтобы не возникали лишние перегрузки. Смотрите график разгона Сатурн-5.



Ускорение "башни" в конце работы первой ступени достигает 4 g. При этом если бы не выключили центральный двигатель, ускорение было бы в пике еще больше. И это - нагрузка, которая пытается "сложить башню". Поэтому, имея много мелких двигателей или имея возможность дросселировать двигатели вы могли бы разгонять конструкцию более плавно с меньшими продольными перегрузками. В общем, управлять процессом разгона ракеты - важный нюанс. Но вы должны понимать что вы разгоянете по-сути небоскрёб или неую водонапорную башню, заполненный жидкостью.

Еще тонкость. Если вы используете сильно криогенное топливо, скажем жидкий водород или перехолаждённый кислород, то вы  можете  и должны использовать эффект повышения прочности некоторых сплавов алюминия при падении температуры.
Например:



Рисунок 2 – Tensile Properties of 6061 Alloy Heat Treated, Artifically Aged [1]

Говорят, верхние ступени Сатурн-5 при разгоне сложились бы (не выдержали пиковых перегрузок) если бы были заполнены тем же флюидом (такой же плотности) но с "комнатной температурой". Однако, так как это был очень холодный водород и кислород, то стенки баков из-за захолаживания конструкции по-сути стали прочными как сталь, хотя масса осталась алюминиевая.

[ivanij]

Кстати,"Буря" была великолепна.
В теперешнем мире её гиперзвуковые продолжения могли бы найти отличную нишу.

 Сегодня утром я тоже просматривал ссылки на Бурю, но тогда был другой уровень технологии, поэтому я и не стал их здесь приводить. Но если уж разговор зашёл, то предлагаю такой материал https://ob5.livejournal.com/13928.html
  Возможно, на новом технологическом уровне получится вдохнуть новую жизнь в эти разработки.

[Алексей Николаевич.]

Проще всего сделать это в виде ВЕРТИКАЛЬНОЙ башни

Ну,какой высоты можно сделать вертикальную эстакаду?
При современном развитии,ну,километр.
Это не спасёт от всех недостатков обычных ракет и традиционных пусков.
А вот горизонтальная эстакада позволит вообще без звукового давления разогнать бандуру до 1000 м/с, с одновременным выбросом на высоту пары десятков км. И по сути,те ужасные гигантские движки первой ступени вообще не нужны будут.
Сразу врубаем или пачку ЖРД обычных,или тот самый ВРД,(если красиво сделать,то он и не нужен).
Возможно получится с эстакады разгон и выброс сразу до 50 км высоты.))

[alex_semenov]

Ну,какой высоты можно сделать вертикальную эстакаду?

Я не понял причём тут эстакада? Мы говорим о старте обычной ракеты. Ну не совсем обычной. Ну очень большой. При этом сверхтяжёлая ракета не обязана быть такой уж высокой. Более 100-150 метров вряд ли стоит делать. Обычно все сверхракеты "толстые бочёнки"
Ну вот  линейка  проектов от фирмы Мартин (где работал Коул) на "миллион паундов" ~450 тонн полезной нагрузки в сравнении с C-5:



Не думаю, что ракета в два раза более мощная, на 1000 тонн полезной нагрузки на НОО (наш предел мечтаний, так сказать "прорыв из колыбели"), будет сильно выше. Толще? Да. Но высота не выше 120-150 м. Самая последняя конструкция тут уже приводилась. Это ракета с воздушно-прямоточным ускорителем. Это, кстати одноступенчатый многоразовый носитель на 424 тонн. Не выше С-5. Толще - да. Но не выше.

А вот горизонтальная эстакада позволит вообще без звукового

Вы меня не слышите или не читаете. Горизонтальная эстакада - тупик! На ней вы должны положить на бок ракету.  Вы ее СЛОМАЕТЕ!
Вы видели как американцы возят пустой  Сатурн-5  на старт?



Вертикально!!!!
Даже пустую ракету они собирают вертикально и возят вертикально. Как здание-сооружение.
И шаттлы они возили так.
Наши - всегда собирали и клали ракету на бок (Н-1 и Буран с Энергией) и вывозили соплами вперёд. А на месте - ставили вертикально.



Но это всё равно была еще ПУСТАЯ ракета. Заполненная топливом она уже должна оставаться под ПРОДОЛЬНОЙ нагрузкой!
А вы хотите зафигачить полную ракету НА БОКУ? А потом дать ей еще и продольную (по оси) перегрузку в 3-4 g?
Ну маразм же!
Это же не игрушечная конструкция которую вы можете вертеть как хотите! И даже не ракета на 1-10 тонн. Это уже здание-сооружение!
 

[Алексей Николаевич.]

Мы говорим о старте обычной ракеты.

Мы говорим о невозможности старта обычной ракеты прямо с земли.
По уже Вами описанным причинам.
А старт такого типа позволяет по сути,спасти идею ракет весом 5000-10000 тонн.
Притом без применения безумия вроде крыльев.
Разгон с эстакады любым способом до 1000 км/с - запуск мощных ВРД - выход на режим - выход в ближний космос без атмосферы,(50 км) - включение двигателей без шума и пыли,как говорится...
Другой вариант.
Разгон с эстакады именно мощнейшими ВРД - выброс на высоту 50 км,их сброс - включение обычных ЖРД...
Самый весёлый.
Разгон на эстакаде - выброс на высоту 50 км - включение жидкостных ядерных двигателей...))
Вещь очень прелестная,эти самые ЯЖРД...

[alex_semenov]

Мы говорим о невозможности старта обычной ракеты прямо с земли.

Я не полян В ЧЁМ НЕВОЗМОЖНОСТЬ? Кто ДОКАЗАЛ невозможность поднять, скажем, ракету массой в миллион тонн?
Покажите мне расчёт!

[Алексей Николаевич.]

Ну маразм же!

Вы в рамках традиций.
Зачем запускать ракету такой формы,что может сломаться?
Вы карандаши хотите пускать вечность?
Сделаем ракету космолётом.
Толстым,массивным,плоским.
Как звездолет Тантра.
По прочности больше пакости американской в разы.
Нам зачем эти ограничения по толщине корпуса,если топливо будет по сути на земле только?
Зачем нам баки и жижа в них весом 5000 тонн?
Сразу делаем вторую ступень и сам корабль.
Они то не переломятся,если там нет ограничений из за дикого веса топлива и движков первой ступени по прочности.
Выкиньте первую ступень.
Останется сам корабль и вторая ступень,весом общим 5000 тонн.
Отдайте этот выкинутый 5000 тонный вес прочности конструкции.
А первую ступень и проблемы больших двигателей отдадим эстакаде.!

[alex_semenov]

Вы в рамках традиций.

Вы меня тролите?
Это не традиции. Это СООБРАЖЕНИЯ инженерной логики. Ракета так выглядит и именно так стартутю потому что это компромисс между прочностью и лёгкостью. И сильно улучшить ситуацию тут по-сути НЕЛЬЗЯ. Ракеты всегда будут выглядит и летать так как они выглядят (хотя бы в проектах сверхтяжей) и как они уже летают. И бессмысленно изобретать колесо лучше чем уже известное колесо.

Это всегда будет выглядеть примерно так.

Там у этого автора смоделирован старт и полёт почти всего, что люди когда-либо придумывали с названием "ракета".

[Алексей Николаевич.]

Ракеты всегда будут выглядит и летать так как они выглядят (хотя бы в проектах сверхтяжей) и как они уже летают.

Это Вы шутите.
Уже проверили,оно не летит!
Более 1000 тонн толком не поднимает само себя!
Так нафига эту пакость дальше делать?
Давно пора сразу космолёты запускать,с эстакады,и выбрасывать до высоты нужной для включения второй ступени или вообще маршевого двигателя.
И форма этих ракет из советской точилки давно себя изживает!
Их нельзя сделать большими.