Одноразовые vs многоразовые

Fakir> Посчитай, скольким махам соответствует скорость в 7,5 км/с Подсказка: получится существенно больше, чем 12-15
Fakir> И ты совершенно напрасно полагаешь, что вся "мощность торможения" рассеивается на самолёте. Это совсем не так. Нагревается этой мощностью именно воздух, а сколько тепла от него достанется конструкции - уже зависит от.
- а какую температуру считаем? Если до верха стратосферы (50км) можно принять 216,5К, то там это будет 25,4М,
а если согласно Вельяминову температура на высоте порядка 80-100 км =+110'С = 383K, то получаем всего навсего 10,9М.

Потому, собственно. и вопрос, какую температуру брать?

Bredonosec> Потому, собственно. и вопрос, какую температуру брать?

дана вам формула и атмосферный вкакулятор дающий и температуру воздуха на всоте и плотность и давление и ввиде таблицы.
Теплоемкость воздуха можно грубо принять как 1кДж\кг/К. Т
Счас возьмусь сделать эквитермальную, на 2500К кривую высота-скорость. 2500К -температура которую держит бурановский "углерод-углеродный" материал (УММ) "Гравимол"

Ник

Fakir>> Посчитай, скольким махам соответствует скорость в 7,5 км/с Подсказка: получится существенно больше, чем 12-15
Fakir>> И ты совершенно напрасно полагаешь, что вся "мощность торможения" рассеивается на самолёте. Это совсем не так. Нагревается этой мощностью именно воздух, а сколько тепла от него достанется конструкции - уже зависит от.
Bredonosec> - а какую температуру считаем? Если до верха стратосферы (50км) можно принять 216,5К, то там это будет 25,4М,
Bredonosec> а если согласно Вельяминову температура на высоте порядка 80-100 км =+110'С = 383K, то получаем всего навсего 10,9М.
Bredonosec> Потому, собственно. и вопрос, какую температуру брать?

Да тут же "честный" Мах не так уж важен Говоря о махах, имеют-то в виду в данном случае абсолютные скорости. Так что смело для начала возьмём нормальные условия

hcube> Чем сдувать? Еще раз, воздух бьется в обшивку и на скачке уплотнения греется.
hcube> Сдуть скачок уплотнения - то же самое что выпить реку.

Легко и непринуждённо. Лишь бы мощности хватило. Его надо не сдувать, а "отодвинуть" - отошедший скачок уплотения штука весьма банальная. В случае АКС скачок будет садиться на обшивку в очень немногих местах.
Если подавать туда относительно холодный воздух (а он "сзади", в аэродинамической тени, примерно такой и есть) - вполне можно получить отошедший скачок, температура за которым заметно меньше, чем при "чистом" скачке. Хватило бы мощности.

hcube> его температура равна температуре торможения потока.

Меньше. Сильно меньше.

hcube> Этот воздух греет непосредственным контактом обшивку, плюс он немного греет ее излучением. По моему, единственный способ отвести это тепло - это или погасить его нагревом хладагента, либо переизлучить с нагретого поверхностного слоя обшивки, либо комбинация этих способов.

Дубль двести сорок восемь!!! Воздух не греет, он ПЫТАЕТСЯ греть!!! А уж как это у него получится, сколько тепла реально будет передано обшивке и дальше, через неё, конструкции - зависит от кучи параметров, в т.ч. её тепловых свойств!!!

hcube>> его температура равна температуре торможения потока.
Fakir> Меньше. Сильно меньше.

На 10%-40% меньше. Зависит от конструкции и некоторых внешних условий - например, проход через облако(ака воду -понятно, что на небольшой высоте) снижает температуру обшивки по сравнению со температурой торможения до 50% .

Ник

Мне поклонники многоразовиков напоминают автора той поваренной книги: "- Если в к вам пришли в гости, а у вас ничего нет. То пошлите человека в подвал, пусть возмет, 2 фунта окорока, 3 фунта птицы..."

Обычно рассматривается некий девайс, условно 4-5 аппаратов которые обеспечивают постоянный цикл запусков на 20 лет. Т.е. единичный производственный цикл с широкой СПЕЦИАЛЬНОЙ научной, опытной и производственной кооперацией и привлечением в общей сложности N тысяч узких специалистов М десятков тысяч СПЕЦИАЛЬНО подготовленных для программы производственных рабочих. Опять же с учетом того, что это все таки аэрокосмос. Такая деятельность называется программой создания изделия Х. Во сколько это удовольствие обходится известно.

Далее после окончания производственного цикла, оставляем группу обслуживающего персонала. А куда девать созданную производственную кооперацию и персонал?
Варианты: или мы содержим эту дорогостоящую тучу народа и заводов имея в голове что через 20 лет цикл необходимо будет повторить. Или то же самое с единичными выпусками изделия. Или мы их распускаем (или сами уйдут в ларек торговать). Чтобы через 20 лет из ниоткуда опять собрать данный научно/хозяйственный механизм затратив опять тучу денег.

.. поднимаемый вопрос взят из жизни, Иллюстраций к нему полно. К настоящему моменту большинство иллюстраций тихо загнулось.

Таким образом для осуществления космической деятельности при любом инструменте приходим к почти одинаковой сумме. А сумма определяется уже не инструментом деятельности, а именно сферой деятельности. Чем она не типичней, тем сумма больше.

Joint, угу.
На самом деле вариант "содержим эту дорогостоящую тучу народа и заводов имея в голове что через 20 лет цикл необходимо будет повторить" даже не стоит.
Потому как за это время люди неизбежно сменяться в силу возрастных причин.
Но если ставка на одноразовики позволяет поддерживать "в тонусе" производственные мощности - то с разработчиками в обоих вариантах получается одинаково хреново. Их в эти 20 лет занять нечем - и "школа" не возникает...

Нифига. На АКС предложенной схемы им как раз есть чем заняться. Они занимаются разработкой более высокоимпульсных ТРД и ЖРД на разгонщик, раз. Оптимизируют конструкцию ракетной ступени - два. И наконец разрабатывают многоразовую ракетную ступень в габаритах отсека разгонщика. Думаю, лет на 10 это их займет, а там уже и марсианский корабль или Лифт надо будет строить. Опять же, если АКС залетает как положено, то ему будут нужны грамотные эксплуатационщики, нет?

ПО моему сугубо частному мнению, небольшой АКС предложенной схемы, вполне может сделать скажем тот же Рутан - по сути, надо добавить к SS-2 ракетную ступень, монтируемую вместо пассажирского отсека. Ну, и на автопилот его перевести. Если я правильно помню, масса SS-2 порядка 10 тонн, т.е. внутрь можно сунуть ракетную ступень на 2-3 тонны и получить ПН порядка 300-500 кг в зависимости от степени оптимизма. Что в общем не так мало в умелых руках .

hcube>>> его температура равна температуре торможения потока.
Fakir>> Меньше. Сильно меньше.
Wyvern-2> На 10%-40% меньше. Зависит от конструкции и некоторых внешних условий - например, проход через облако(ака воду -понятно, что на небольшой высоте) снижает температуру обшивки по сравнению со температурой торможения до 50% .
Wyvern-2> Ник

убедительная просьба к Wyvern и hcube почитать чего-нибудь про аэротермодинамику ЛА, а то честное слово одно расстройство от этого топика. Как заладили про температуру торможения, так с нее и не слазят.

Объясняю популярно: ТЕМПЕРАТУРА стенки определяется ТЕПЛОВЫМ ПОТОКОМ в нее, каковой в свою очередь определяется ГРАДИЕНТОМ параметров (энтальпий) в пограничном слое на стенке. Ключевое слово здесь - задача о погранслое, а не температура торможения. Именно поэтому температура ТЗП на шаттле менее 2000, хотя газ за ударной волной легко нагревается и до 6000 и до 8000 и еще больше.

Специально для тех, "кто в очень тяжелом танке" придуманы аппроксимации тепловых потоков на сферу для различных высот и скоростей полета. Вот на графике я построил изотермы радиационно-равновесной температуры для всего диапазона высот-скоростей для сферического носка радиусом 1 м (шаттл-буран).
Смотрите, запоминайте и больше не говорите глупостей.

Mathieus> убедительная просьба к Wyvern и hcube почитать чего-нибудь про аэротермодинамику ЛА,

Да занем мы знаем

Mathieus> .... Вот на графике я построил изотермы ...

Ты лучше расскажи КАК ты их построил? Откуда взял значения или по каким формулам? Особенно интересует зависимость высота-температура торможения

Ник

Wyvern-2> Ты лучше расскажи КАК ты их построил? Откуда взял значения или по каким формулам? Особенно интересует зависимость высота-температура торможения

Нет, я щас точно матом ругаться буду. Ну откуда опять взялась температура торможения ?!?! Ну сколько объяснять, что она тут вообще не в кассу?

Все. Читайте книги. В любом классическом издании по проектированию эти формулы есть. Я лично брал из "Аэродинамики ракет". А еще лучше для начала пролистайте что-нибудь по газодинамике, хоть бы и Абрамовича. Тогда может сами разберетесь в зависимости ТТ от высоты и зачем она вам ненужна.

Wyvern-2>> Ты лучше расскажи КАК ты их построил? Откуда взял значения или по каким формулам? Особенно интересует зависимость высота-температура торможения
Mathieus> Нет, я щас точно матом ругаться буду. Ну откуда опять взялась температура торможения ?!?! Ну сколько объяснять, что она тут вообще не в кассу?

Блин, а ОТКУДА вообще энергия береться? Что ГРЕЕТ то? не торможение?

Mathieus> Все. Читайте книги. В любом классическом издании по проектированию эти формулы есть. Я лично брал из "Аэродинамики ракет". А еще лучше для начала пролистайте что-нибудь по газодинамике, хоть бы и Абрамовича. Тогда может сами разберетесь в зависимости ТТ от высоты и зачем она вам ненужна.

"Аэродинамику ракет" где брал?
А где Абрамовича скачать? Уже вторую неделю не могу

Ник

Dem_anywhere> Но если ставка на одноразовики позволяет поддерживать "в тонусе" производственные мощности - то с разработчиками в обоих вариантах получается одинаково хреново. Их в эти 20 лет занять нечем - и "школа" не возникает...

Разработчик вне производства это Циолковский, но он был нужен один раз... да и то он моделизмом занимался.

АКС имеет смысл, но требовать от него снижения затрат нелогично. Если держать в голове цепочку транспортных средств велосипед - АКС, то заметно, что каким бы самодельным ни был аппарат, тот который работает в более сложной среде, в любом случае сложнее и значит дороже. Получилось, что создать помесь ракеты с термоскафом возможно, но требовать после этого чтобы такое устройство было еще и дешевле в работе?

Вдогонку о тепловых нагрузках. Очень удачно попалась на глаза картинка с РАВНОВЕСНОЙ температурой торможения "Клипера" на 20-ти Махах. Весьма интересная и познавательная картинка

а в чем тут давление меряется, что такие циферки странные?

Шут его... атмосферы, наверно.

Еще к вопросу о "дороговизне" многоразовых носителей, даже на примере шаттлов.

В учебнике Гущина "Основы устройства космических аппаратов"
http://techlibrary.epolis.ru/a/...

приведена познавательная табличка, из которой видно, что шаттл отнюдь не превосходит по цене выведения на ГСО многие одноразовые носители.

SPACE SHUTTLE MISSION COSTS

The answer depends heavily on assumptions, some of which are:

- What costs are being spread over missions?
- What's the shuttle flight rate?
- Are figures adjusted for inflation (constant dollars) or not?
- Is the expense of periodically building replacement orbiters (such
as Endeavour) included?

People arguing over shuttle costs on the net are usually arguing from
different assumptions and do not describe their assumptions clearly,
making it impossible to reach agreement. To demonstrate the difficulty,
here are a range of flight cost figures differing by a factor of 35 and
some of the assumptions behind them (all use 1992 constant dollars).

$45 million - marginal cost of adding or removing one flight from
the manifest in a given year.

$414 million - NASA's average cost/flight, assuming planned flight
rates are met and using current fiscal year data only.

$1 billion - operational costs since 1983 spread over the actual
number of flights.

$900 million - $1.35 billion - total (including development) costs
since the inception of the shuttle program, assuming 4 or 8
flights/year and operations ending in 2005 or 2010.

$1.6 billion - total costs through 1992 spread over the actual
number of flights through 1992.

For more detailed information, see the Aviation Week Forum article by
Roger A. Pielke, Jr.: "Space Shuttle Value Open To Interpretation", July
26, 1993, pg. 57.

Аргумент за многоразовость с горизонтальным стартом с полосы (навеян аварией на "Морском старте"): пусть даже полоса стоит не дешевле стартового стола, но в случае любой аварии при выведении она не будет разрушена. В отличие от.

Ну вообще говоря взрыв на полосе нескольких сот тонн керосинкислородной смеси - имеет очень нехилый тротиловый эквивалент. Формулу не помню, но десятки тонн...
Вряд ли полоса (сравнительно тонкая) это переживёт...

Dem_anywhere> Ну вообще говоря взрыв на полосе нескольких сот тонн керосинкислородной смеси - имеет очень нехилый тротиловый эквивалент. Формулу не помню, но десятки тонн...
Dem_anywhere> Вряд ли полоса (сравнительно тонкая) это переживёт...
Бризантности нет.

Может и пережить - почему нет?

Полоса - она длинная (километры) и простая, как лом. Ну, относительно простая. По сравнению со сложной и сосредоточенной техникой ракетного старта. Цена полосы, грубо говоря - просто в бетоне. Даже если что-то мощно рванёт - в самом худшем случае пострадает кусочек полосы длиной в десятки метров (из километров).
Кстати, вы часто слышали, чтобы самолёты на взлёте взрывались?

Fakir> Полоса - она длинная (километры) и простая, как лом. Ну, относительно простая. По сравнению со сложной и сосредоточенной техникой ракетного старта. Цена полосы, грубо говоря - просто в бетоне. Даже если что-то мощно рванёт - в самом худшем случае пострадает кусочек полосы длиной в десятки метров (из километров).
Да ну, ну что там в этом ракетном старте сложного? Тоже бетонная дура, на ней железная подставка под ракету, несколько труб для топлива и сколько-там разъёмов для электрики.
И ещё иногда железяка с площадками, чтобы люди шастали.

Fakir> Кстати, вы часто слышали, чтобы самолёты на взлёте взрывались?
Ну взрываться в обычном самолёте нечему, но горят они периодически. А когда наверху бак с парой сотен тонн ЖК...

Памятливый45> Топливо ушло в баках -на донышке.
Памятливый45> Огораживай площадку поровнее и садись.

Тем не менее лучшие умы остановились на этом

http://www.my-files.ru/Popular%20Mechanics_vol184no3pages50-57.rar?
stat

Mechanics_vol184no3pages50-57.rar"Popular Mechanics_vol184no3pages50-57.rar[/url], 15.12 Мб

"Такси на орбиту":

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/nk/forum-pic/Luc_Besson_Taxi-1.pdf