Дотянуться до Урана II

Wyvern-2>> Нет, ессественно. ТЯРД двигатель малой/средней тяги и только вакуумный.
Данил> А значительная (если не большая) часть ХС для полета - это скорость для выхода на орбиту. Которая у Юпитера сильно больше. И здесь нам ТЯРД ничем не поможет.
Ну и что? Мы что садиться на поверхность удумали? Предлагаемые дайверы вообще с орбиты не уходят - они ее снижают, за счет аэродинамического торможения при "нырке" в атмосферу, используя энергию торможения для забора газа. На нижней ветви орбиты, их ловит ТЯРД, поднимает на более высокую орбиту и цикл повторяется.

Wyvern-2>> Wyvern-2>> Или кто то надеется устроить регулярную коммерческую добычу гелия3 в системах планет-гигантов на ЖРД?
Данил> Данил>> ЯРД, ГфЯРД чем не нравятся?
Wyvern-2>> Во-1х меньшим на порядки ИУ
Данил> Зато они почти есть. В отличии от ТЯРД.
Тебя обманули Нонче почти в одинаковой степени готовности. А преимущества ТЯРД перекрывают все достоиства всех остальных типов реактивных двигателей.

Wyvern-2>> Во-х спросите у "зеленых"
Данил> Покажите мне "зеленых" в "системах планет-гигантов" и я у них спрошу. Обязательно

Если их ТАМ И ДЕЛАТЬ - то да

Ник

Wyvern-2>>> Нет, ессественно. ТЯРД двигатель малой/средней тяги и только вакуумный.
Данил>> А значительная (если не большая) часть ХС для полета - это скорость для выхода на орбиту. Которая у Юпитера сильно больше. И здесь нам ТЯРД ничем не поможет.
Wyvern-2> Ну и что? Мы что садиться на поверхность удумали? Предлагаемые дайверы вообще с орбиты не уходят - они ее снижают, за счет аэродинамического торможения при "нырке" в атмосферу, используя энергию торможения для забора газа. На нижней ветви орбиты, их ловит ТЯРД, поднимает на более высокую орбиту и цикл повторяется.
Круто!
И изотопы разделят и сжижат газ и все во время нырков.
Это слишком сложно для цирка! (С)
Ежели уж дойдет дело до использования гелия-3 в промышленных масштабах, то разогнаться до орбитальной в атмосфере планет-гигантов проблемы не составит. Благо и топлива и прекрасного рабочего тела вокруг-навалом. Или вам использовать импульсные двигатели большой тяги и УИ религия не позволяет?
Не кошерно?

Вопрос к Streamflow.

Streamflow> Поэтому, при сохранении в целом описанного ранее дайвера в виде первой ступени, стоит рассмотреть вторую ступень с ЯРД для доставки на низкую околоуранианскую орбиту добытых гелия-3 и водорода для межпланетного буксира. Вторая ступень как и у Starliner'а - несущее тело. При этом первая ступень разгоняется до максимально допустимого числа Маха в режиме рэмджета, от неё отделяется вторая ступень, а первая - после этого возвращается для дальнейшей добычи гелия-3. При этом, полагаю, что таким образом в атмосфере Урана Starliner II сможет развить скорость около половины орбитальной, как и Starliner в земной.

Очевидно, Вы исходили из принципа равного распределения скоростей между ступенями. Но, если у нас первая ступень - не только ступень, но и установка по сепарации, не будет ли более оптимальным несколько перераспределить скорости в пользу второй ступени (в пределе - с дозвуковой первой)?

Данил> Вопрос к Streamflow.
Streamflow>> Поэтому, при сохранении в целом описанного ранее дайвера в виде первой ступени, стоит рассмотреть вторую ступень с ЯРД для доставки на низкую околоуранианскую орбиту добытых гелия-3 и водорода для межпланетного буксира. Вторая ступень как и у Starliner'а - несущее тело. При этом первая ступень разгоняется до максимально допустимого числа Маха в режиме рэмджета, от неё отделяется вторая ступень, а первая - после этого возвращается для дальнейшей добычи гелия-3. При этом, полагаю, что таким образом в атмосфере Урана Starliner II сможет развить скорость около половины орбитальной, как и Starliner в земной.
Данил> Очевидно, Вы исходили из принципа равного распределения скоростей между ступенями. Но, если у нас первая ступень - не только ступень, но и установка по сепарации, не будет ли более оптимальным несколько перераспределить скорости в пользу второй ступени (в пределе - с дозвуковой первой)?

Нет, я не исходил из принципа равного распределения скоростей, так как он имеет смысл только при равных удельных импульсах ступеней (или в более общем виде - оптимально, когда характеристическая скорость ступени пропорциональна её удельному импульсу), а здесь это далеко не так. Просто пытаюсь увеличить скорость разгона ступени с бОльшим импульсом до максимально возможной по теплу и/или давлению в силовой установке. Собственно говоря, серьёзных оценок двухступенчатой системы пока не проводил, но опыт показывает, что такие вещи я чувствую спинным мозгом

Однако, вообще-то, всё это упражнения для собственного развлечения, а мне сейчас хочется размышлять над объектами, более близкими к современной практике

Точности ради следует заметить, что пропорциональность при оптимуме по полезной нагрузке удельных импульсов и характеристических скоростей получается в том случае, когда относительные массы конструкции ступеней равны, что, обычно, близко к реальности в случае использования чисто ракетных ступеней. Относительная масса конструкции ступеней-аэробриферов на полпорядка больше, чем этот параметр у ступеней ракетных. Поэтому, в данном более общем случае, оптимум по полезной нагрузке должен быть, когда её относительная доля у всех ступеней равна.

Так как удельный импульс (отношение тяги к расходу топлива) ядерного воздушно-реактивного двигателя номинально равен бесконечности, то и получается, что для максимизации полезной нагрузки дайвера при выведении на орбиту необходимо предельно увеличить скорость разделения ступеней до тех пор, пока это требование не перейдёт разумные границы, что выразится в чрезмерном росте массы конструкции первой ступени-аэробрифера. Отмечу, что при бесконечном удельном импульсе удельная тяга (отношение тяги к расходу рабочего тела) у рассмотренного варианта одноступенчатого уранианского дайвера составляет всего 375 м/с на крейсерской скорости 390 м/с и 1445 м/с на сверхорбитальной (с учётом вращения Урана) скорости 12500 м/с в конце разгона на скрэмджете.

Все эти качественные рассуждения справедливы для полётов АКС не только на Уране, но и где угодно.

Streamflow> Нет, я не исходил из принципа равного распределения скоростей, так как он имеет смысл только при равных удельных импульсах ступеней (или в более общем виде - оптимально, когда характеристическая скорость ступени пропорциональна её удельному импульсу), а здесь это далеко не так.

Просто мне показалось, что в одной из Ваших статей (или постов) о неуранианском, нашем, земном Starliner'е было упоминание о приблизительно равном делении скоростей между ступенями как о признаке оптимальности. Вполне возможно, ошибаюсь.

Streamflow> Просто пытаюсь увеличить скорость разгона ступени с бОльшим импульсом до максимально возможной по теплу и/или давлению в силовой установке. Собственно говоря, серьёзных оценок двухступенчатой системы пока не проводил, но опыт показывает, что такие вещи я чувствую спинным мозгом

Просмотрел сейчас тему с начала "по диагонали" и не нашел (пропустил?), с какой скорости у одноступенчатого варианта (Starliner II block 10? ) в работу должен включаться скрэм. Можно предположить (по аналогии с земным), что с M = 6 или 7. Или с какой другой?

Streamflow> Однако, вообще-то, всё это упражнения для собственного развлечения, а мне сейчас хочется размышлять над объектами, более близкими к современной практике

Ну так это форум - он никуда не денется (не должен, вроде ), подождет, пока "современная практика" получит свое

Streamflow>> Нет, я не исходил из принципа равного распределения скоростей, так как он имеет смысл только при равных удельных импульсах ступеней (или в более общем виде - оптимально, когда характеристическая скорость ступени пропорциональна её удельному импульсу), а здесь это далеко не так.
Данил> Просто мне показалось, что в одной из Ваших статей (или постов) о неуранианском, нашем, земном Starliner'е было упоминание о приблизительно равном делении скоростей между ступенями как о признаке оптимальности. Вполне возможно, ошибаюсь.
Пожалуй, что было: SYNERJETICS GROUP Проведен анализ эффективности основных типов многоразовых аэрокосмических носителей. Показано, что двухступенчатые аэрокосмические носители с воздушно-реактивными двигателями (аэрокосмические самолеты) обеспечивают наибольшие эффективност, рис.5. Однако это - уже не концептуальная , а оценочная оптимальность в данных конкретных условиях с учётом увеличения массы конструкции первой ступени при росте числа Маха, а также быстрого падения удельного импульса скрэджета при M > 12.5 (при достаточно скромных предположениях о качестве потока в его канале). При этом критерий равенства относительных полезных нагрузок обеих ступеней при M = 12.5 как раз выполнялся - примерно по 0.3 от стартовой массы.

Streamflow>> Просто пытаюсь увеличить скорость разгона ступени с бОльшим импульсом до максимально возможной по теплу и/или давлению в силовой установке. Собственно говоря, серьёзных оценок двухступенчатой системы пока не проводил, но опыт показывает, что такие вещи я чувствую спинным мозгом
Данил> Просмотрел сейчас тему с начала "по диагонали" и не нашел (пропустил?), с какой скорости у одноступенчатого варианта (Starliner II block 10? ) в работу должен включаться скрэм. Можно предположить (по аналогии с земным), что с M = 6 или 7. Или с какой другой?
Мне кажется, эту характеристику я в Интернете не приводил Расчёты проводились при переключении при M = 6.0, и, вроде, получилось неплохо. Начинал с M = 5.5, как и у земного образца, но там получилось хуже. Так как это были оценки, дальше углубляться не стал.

А встречный вопрос можно? По-моему, Вы интересуетесь техническими проблемами дайвера более глубоко,чем прочие, которых, обычно, больше интересует философия добычи гелия-3 или собственные варианты. Почему Вы?

Streamflow> Пожалуй, что было: SYNERJETICS GROUP Проведен анализ эффективности основных типов многоразовых аэрокосмических носителей. Показано, что двухступенчатые аэрокосмические носители с воздушно-реактивными двигателями (аэрокосмические самолеты) обеспечивают наибольшие эффективност, рис.5. Однако это - уже не концептуальная , а оценочная оптимальность в данных конкретных условиях с учётом увеличения массы конструкции первой ступени при росте числа Маха, а также быстрого падения удельного импульса скрэджета при M > 12.5 (при достаточно скромных предположениях о качестве потока в его канале). При этом критерий равенства относительных полезных нагрузок обеих ступеней при M = 12.5 как раз выполнялся - примерно по 0.3 от стартовой массы.

Теперь более-менее понятно.

Streamflow> Мне кажется, эту характеристику я в Интернете не приводил Расчёты проводились при переключении при M = 6.0, и, вроде, получилось неплохо. Начинал с M = 5.5, как и у земного образца, но там получилось хуже. Так как это были оценки, дальше углубляться не стал.

Я вот к чему спрашивал. Вы говорили том, что первая ступень (при двуступенчатой схеме) будет разгоняться на своих движках приблизительно до половины орбитальной, а это M = 9 (хотя я, конечно, не знаю, что подразумевалось под словом "приблизительно" )

Получается, что у двухступенчатого варианта ТРДД получается более экстремальным?

Streamflow> А встречный вопрос можно? По-моему, Вы интересуетесь техническими проблемами дайвера более глубоко,чем прочие, которых, обычно, больше интересует философия добычи гелия-3 или собственные варианты. Почему Вы?

Дайвер мне симпатичен сам по себе, как произведение технического искусства , безотносительно его реализуемости. Так что если какие-то философские проблемы мешают дайверу, то тем хуже для философских пробем Если серьезно, то, ИМХО, шанс, что гелий-3 будет востребован в будущем, не равен нулю. А большего мне и не надо
Что до собственных вариантов, то у кого их нет? Просто, наверное, я осознаю степень ценности своих и потому сильно на них не настаиваю.

Данил> Я вот к чему спрашивал. Вы говорили том, что первая ступень (при двуступенчатой схеме) будет разгоняться на своих движках приблизительно до половины орбитальной, а это M = 9 (хотя я, конечно, не знаю, что подразумевалось под словом "приблизительно" )
Данил> Получается, что у двухступенчатого варианта ТРДД получается более экстремальным?

Вы всё правильно написали, "приблизительно до половины орбитальной скорости" действительно означает полёт до M = 9 или, минимум, до M = 8. Но до этой скорости (числа Маха) дайвер должен добираться не на ТРД, а на прямоточном двигателе с дозвуковым горением (рэмджете). Я не использую русскую аббревиатуру ПВРД (прямоточный воздушно-реактивный двигатель), так как это либо неудобно произносить, либо слишком длинно, да и какой на Уране воздух? Так газ тормозится до сравнительно малых скоростей, то концептуальных проблем со скоростью нагрева нет. Считается, что в земной атмосфере такие двигатели могут использоваться до M = 7 - 8. А в уранианской атмосфере по первым прикидкам вследствие того, что она холоднее, можно продвинуться ещё дальше. Поэтому я и рассчитываю на половину орбитальной скорости. А ТРД должен отключаться при M = 2.55 как у одноступенчатого, так и двухступенчатого дайвера.

Данил> Дайвер мне симпатичен сам по себе, как произведение технического искусства , безотносительно его реализуемости. Так что если какие-то философские проблемы мешают дайверу, то тем хуже для философских пробем Если серьезно, то, ИМХО, шанс, что гелий-3 будет востребован в будущем, не равен нулю. А большего мне и не надо
Спасибо за оценку этой концепции

Данил> Что до собственных вариантов, то у кого их нет? Просто, наверное, я осознаю степень ценности своих и потому сильно на них не настаиваю.
А Вы знаете, что говорил известный чемоданных дел мастер Д. И. Менделеев? "скромность - мать всех пороков."

Streamflow> Вы всё правильно написали, "приблизительно до половины орбитальной скорости" действительно означает полёт до M = 9 или, минимум, до M = 8. Но до этой скорости (числа Маха) дайвер должен добираться не на ТРД, а на прямоточном двигателе с дозвуковым горением (рэмджете). Я не использую русскую аббревиатуру ПВРД (прямоточный воздушно-реактивный двигатель), так как это либо неудобно произносить, либо слишком длинно, да и какой на Уране воздух? Так газ тормозится до сравнительно малых скоростей, то концептуальных проблем со скоростью нагрева нет. Считается, что в земной атмосфере такие двигатели могут использоваться до M = 7 - 8. А в уранианской атмосфере по первым прикидкам вследствие того, что она холоднее, можно продвинуться ещё дальше. Поэтому я и рассчитываю на половину орбитальной скорости. А ТРД должен отключаться при M = 2.55 как у одноступенчатого, так и двухступенчатого дайвера.

Тут меня подвела аналогия со Starliner'ом - там до скоростей подхвата скрэма работал синерджет (кстати, тоже интересное поле для обсуждения), который, как я понял, являлся продвинутой вариацией (одной из) турбопрямоточника. Так что я предположил, что и у уранианского дайвера двигатель для крейсерского полета - тоже ТРД и рэмджет "в одном флаконе". А так получается, что первая ступень имеет два типа двигателей, а одноступенчатый вариант - аж четыре (ТРДД, рэмджет, скрэм и ЯРД)?

Streamflow> Спасибо за оценку этой концепции

Пожалуйста

Streamflow> А Вы знаете, что говорил известный чемоданных дел мастер Д. И. Менделеев? "скромность - мать всех пороков."

Данил> Тут меня подвела аналогия со Starliner'ом - там до скоростей подхвата скрэма работал синерджет (кстати, тоже интересное поле для обсуждения), который, как я понял, являлся продвинутой вариацией (одной из) турбопрямоточника. Так что я предположил, что и у уранианского дайвера двигатель для крейсерского полета - тоже ТРД и рэмджет "в одном флаконе". А так получается, что первая ступень имеет два типа двигателей, а одноступенчатый вариант - аж четыре (ТРДД, рэмджет, скрэм и ЯРД)?

Восстанавливаю вчерашний ответ после его исчезновения.

ЯРДа практически нет. Одноступенчатый дайвер разгоняется на скрэмджете в атмосфере до сверхкруговой скорости на данной высоте полёта. При этом в момент достижения местной "невесомости" он переворачивается вверх брюхом для того, чтобы подъёмная сила стала прижимающей. По достижении небольшого избытка скорости и правильного угла тангажа, скрэмджет выключается, и дайвер по баллистической траектории достигает уровня парковочной орбиты - то есть используется схема с довыведением. Там простые малые корректирующие ракетные двигатели доводят скорость дайвера до круговой скорости на парковочной орбите. Они же используются для коррекций орбиты, сближений, удалений и торможения дайвера на очередном нырке.

Кроме того, рэмджет и скрэмджет, как обычно, используют один и тот же газовый канал, естественно, перестраиваемый в зависимости от режима. Конечно, проще и лучше этого не делать, поэтому на земном Старлайнере и предполагалось использовать синергетический газотурбинный двигатель, но на Уране другого выхода не видно. Да время на разработку имеется существенно больше

Так что основных двигателей у одноступенчатого дайвера два с половиной.

au> Если уж ramjet, то есть ли возможность вернуться к схеме с одной ступенью? Она мягко говоря более реалистичная с системной точки зрения.

Дайте мне объёмный нагрев, и я вернусь

Данил> Дайвер мне симпатичен сам по себе, как произведение технического искусства , безотносительно его реализуемости. Так что если какие-то философские проблемы мешают дайверу, то тем хуже для философских пробем Если серьезно, то, ИМХО, шанс, что гелий-3 будет востребован в будущем, не равен нулю. А большего мне и не надо

Есть обоснованное мнение, что при развитии человечества без познавательных принципиальных скачков, шанс того, что гелий3 будет востребован стремиться к 100%

Ник

Спасибо, au

Бродяга> Здравствуйте Streamflow, с Новым Годом вас!

Здравствуйте, Бродяга! С Новым Старым годом и с возвращением!

Бродяга> Рад, что вы не забыли эту восхитительно красивую идею.
У меня хорошая память

Бродяга> Летом рассказал брату про неё, упомянув, что доставка He-3 будет долгосрочным мероприятием - цикл будет составлять лет 15-20.
Бродяга> На что он сказал, что в средневековье основой строительства был известковый раствор, который делали накидав в яму с водой известняка. Он там самопроизвольно получался около 30 лет, производство базировалось на том, что "дедушка заложил в яму".
Бродяга> Долго но дешевле не придумать.

Мне эта аналогия очень понравилась. Она, пожалуй, гораздо глубже, чем на первый взгляд кажется. Сразу возникла куча ассоциаций

Бродяга>> На что он сказал, что в средневековье основой строительства был известковый раствор, который делали накидав в яму с водой известняка. Он там самопроизвольно получался около 30 лет, производство базировалось на том, что "дедушка заложил в яму".
Бродяга>> Долго но дешевле не придумать.
Streamflow> Мне эта аналогия очень понравилась. Она, пожалуй, гораздо глубже, чем на первый взгляд кажется. Сразу возникла куча ассоциаций

Осталось только понять, почему же с началом проомышленной революции от такой методы отказались, а потом и обычные трубные известковые печки заменили на кольцевые?

Ник

Бродяга>>> На что он сказал, что в средневековье основой строительства был известковый раствор, который делали накидав в яму с водой известняка. Он там самопроизвольно получался около 30 лет, производство базировалось на том, что "дедушка заложил в яму".
Wyvern-2> Бродяга>> Долго но дешевле не придумать.
Streamflow>> Мне эта аналогия очень понравилась. Она, пожалуй, гораздо глубже, чем на первый взгляд кажется. Сразу возникла куча ассоциаций
Wyvern-2> Осталось только понять, почему же с началом проомышленной революции от такой методы отказались, а потом и обычные трубные известковые печки заменили на кольцевые?

Очень просто - энергия стала дешевле.