Металург на одноступеню Орбіту

Одним з варіантів мрії є одинарна стадія Орбіту (SSTO). В теорії, як звичайно, все красиво - елегантні кораблі прискорюються вздовж ходу, йдуть в небо, прискорюють космічні швидкості, переходять на орбіту, розвантажують навантаження, гальма і землю на одному ходу. В реальності, знову, як звичайні, різні проблеми, тому неприпустимо на етапі оформлення мрії та ескізу, призвело до того, що в всій історії космонавтики такі пристрої ще не протікали. Я хотів би розповісти про те, чому це сталося. Я також полетіти Skylon в Orbiter.

Перш за все, слід сказати, що «подарований SSTO» зазвичай розуміється як «SSSTO + багаторазовість». Або "SSSTO + багаторазовість + крила (літок зліт / посадка) + окислювач з навколишнього повітря." Справа в тому, що для створення одноступеневої ракети, яка поставить невелике навантаження на орбіту, тепер не буде дуже важко. Навіть у світанку космічного віку можливо. Перший етап МББ «Титан-2» може здійснити дуже невелике навантаження на простір, а Атлас МББ був структурно «неар-ССТО». Але створення одноразового одноступеневого пускового транспортного засобу не має сенсу, оскільки це буде дуже ірраціонально. Одиночна ракета має масу 100-150 тонн, і виводять не більше тонн в цьому варіанті. У той же час ракета двоступеневої з однаковою ракетою познайомиться 50-70 тонн. Це цікаві риси формули Циолковського.
Таким чином, різні проекти СОТ практично завжди неспроможність. Дизайнери сподівалися на користь від зменшення експлуатаційних витрат, які втратили на неефективність одного етапу. Нерідко вистачало пристрій так, щоб ліфтинг крила допоміг у польоті. Також досить часто на пристрої були досить незвичайні двигуни, використовуючи унікальні характеристики яких, дизайнери сподівалися розробити ефективний і вигідний перевізник.

Розглянемо різні запропоновані ідеї з точки зору переваг і недоліків кожного рішення.

Неспроможність в собі не панацея. Зменшення вартості будівництва нових примірників авіаперевізника не обов’язково компенсує вартість підготовки авіаперевізника, що повертається з рейсу на наступний рейс. Однією з постів серії «розкладний доступ до простору» розповідає про програму «Космічна Шуттл», економічне дослідження якого було неправильно.

Кінги для космічних апаратів також подвійні кісточки. З одного боку, ви можете використовувати свій ліфт і зробити керовану посадку на аеродромі. З іншого боку, крила є мертвою вагою зовні атмосфери (і досить щільна атмосфера для підтримки кінців швидко депресує), необхідно провести додаткове паливо на їх прискорення і гальмування разом з апаратом, і потрібно провести додаткову масу на теплоізоляції крилах, щоб вони не загоряють при гальмуванні в атмосферу. Крім того, круїзер прискориться вздовж джентлерової траєкторії, ніж вертикально запущена ракета, яка призведе до додаткових втрат.

Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз. Але реальність знову робить ціну. Двигуни Air-jet ефективні кожен з власних діапазонів швидкості, що надходить багато різних двигунів на одному пристрої. А епічна складність багатомодового двигуна СР-71 дає зрозуміло, що це не варіант в поточному стані мистецтва. Ви все ще можете охолодити повітря (в ліміті - до рідкого кисню), але є підводні камені. Холодильна установка має високі вимоги до матеріалів, без використання в космічній масі, що необхідно зробити азотом з атмосфери, і охолодження вимагає енергії, і ця енергія повинна бути проведена з вами в певній формі.

Історія
Історично, перший і єдиний проданий в металі практично-SSTO був Atlas ICBM. Побудована за схемою «зрізний» і під час польоту вона знизила хвостовий відсік з двома бічними двигунами, продовжуючи літати на решті центральних.

У цій версії ракета може поставити на орбіту близько 1400 кг з початковою вагою 120 тонн. У майбутньому ракета була розміщена на вершині бустерних блоків ("Аблема", "Агена", "Centaur"), збільшуючи навантаження, але, звичайно, втратити право називати SSTO.

Цікаво, за такою ж схемою був проект на базі Сатурн-В. Астанційно, це так «загальна» занадто потужна для низькоземної орбіти «Сатурн-В». Теоретично, не вдалося зберегти хвостову частину, але серйозні дослідження цього, здається, не проводилися.

Аерокосмічний літак

Проект був розроблений з 1958 по 1963 рік. Він був обладнаний різними двигунами, з двигунами зрідженням атмосферного кисню для прямого потоку ядерних. Для варіанту зрідженням атмосферного кисню використовується наступна схема: атмосферне повітря вводило теплообмінники, в яких циркулюють рідке водневе паливо. Вони видобувають киснем з повітря, який потім подається в буферний бак, з якого він пішов в двигун. У 1960 році був створений демонстраторний двигун потужністю 12 кілограмів, який успішно працював протягом п'яти хвилин. У зв’язку з новинкою технічних рішень проект був спокійно закритий у 1964 році.

На початку розвитку Space Shuttle реалізовано кілька альтернативних проектів, серед яких кілька СОТ.
Шахрайські послуги
Джерело 1, Джерело 2
Дуже незвичайний проект багаторазового SSTO з вертикальним стартом і посадкою.

Загальна маса 2,040 тонн, низькоземна орбіта 52.8 тонн

Мартін Мар'єтта СТО
Джерело

Загальна вага 1925 тонн, PN на LEO 29.5 тонн. Цікаво, де є багато різних двигунів?

Boeing Langley SSTO
Джерело
до 1 2 3 4 5+

Проект мав легку версію 1,180 тонн і важкої третини тонн.

Boeing LEO VTVL СТО
Джерело
Ще один марвелозний блок з вертикальним зльотом і посадкою. Запуск і посадкові майданчики були служити спеціальними штучними озерами діаметром п'яти кілометрів.

В різних варіантах від 5400 до 10300 тонн.

ФОТОЛ

На тлі тріумфінгу гігантоманія 70-х років проект HOTOL виглядав практично нерозбірний. Квадратура розмірів сане побудовано навколо унікального двигуна RB545. Трохи відомо про двигун, він був секретний з якоїсь причини. Але принцип роботи відомо, ми вже знайомі нам ідею використання рідкого водню для охолодження атмосферного повітря з вилученням кисню з неї.
Проект був закритий в 90-ті роки, коли стало зрозуміло, що заднє розташування двигуна зміщено назад центром маси, що вимагає зсуву максимального зворотного центру тиску для забезпечення стабільності польоту. У ганчірці дизайн змусив починати, і здавалося б, це не гроші або бажання.

Сівка Феоктистова Ми також думали про SSTO. Наприклад, інженер і космонавт Феоктистов розробили проект Сівської ракети, вагою близько півтора тис. тонн. Ракета мала відійти вертикально і вертикально.

Х-30

У цьому проекті вони вирішили використовувати новий тип двигуна - гіпертонічний прямий потік повітря-джит. Нагрівання, що виникає від тертя до атмосфери, повинна бути зібрана охолоджувачем під шкірою і передана в камеру згоряння. Цей підхід обіцяє зробити доступ до швидкості 20 М, і це далеко не від першого простору. У різних варіантах X-30 був розроблений як супершвидкісний пасажирський лайнер або космічних апаратів. Загальна вага 136 т. Суміш рідкого і твердого водню (шогу) слід використовувати як паливо. У 1993 р. дизайн був занурений через бюджетні ріжучі та технічні проблеми (наприклад, як би транспортний засіб з тільки одним гіперсонічним двигуном знялися самостійно?)

DC-X

Прототип (масштабна модель) Апарат СТО вертикальний зліт і посадка. Успішно протестовані в 90-ті роки, як попередні проекти, потерпілі до фінансування ріжучих. Є відео успішних рейсів та лендінгів:

English, Українська, Français...

90-ті, вертикальний зліт, горизонтальна посадка. Прототип, модель рентгенівського масштабу X-33, зануреного в 2001 році через проблеми проектування (мікрократи в рідких водневих резервуарах), проблеми з стабільністю і зайвою вагою, і, знову, зниження фінансування.

Ротон

SSTO за допомогою вертольотів леза. Леза, керовані реактивними двигунами в кінці, повинні бути використані в якості головного двигуна під час зльоту, працювати як компресор на виході і гальмувати пристрій автоматично обертається на посадці. Прототип з лезами, без двигунів і захисту тепла, успішно росла, але компанія вирушила банкрутство в 2001 році.

Акваріус

Реалізовано концепцію «великих простих дешевих ракет». Один етап, згідно проекту, до третини аварійних стартів допустимо. Запуск ваги 130 тонн, PN 1 тонн, ракета призначена максимально простим і дешевим - одним двигуном, зміщенням, крім того, що використання рідкого водню дещо збивається з концепції. Розробник надавав участь у конкурсі COTS (Commercial Orbital Transport System)

Скайлон

Ми можемо самі зателефонувати одержувачу. Розвинена в Великобританії, очевидно, люди, які беруть участь в HOTOL, тому що вона несе однакові принципи - горизонтальний старт і посадка, крила, двигун з охолодженням кисню з повітря.
Згідно з сайтом компанії, влітку 2013 року, вони отримали $60 млн від британського уряду і підписали угоду з ESA за 1 млн євро для вивчення орбітальної транспортної системи. Випробувано всі деталі двигунів, які ще не пройшли випробувань. Відповідно, до того, як робота продемонстрована (і продемонстровані характеристики дизайну для тягових, витрат палива і т.д.) дуже рано говорити про будь-яке майбутнє проекту. На жаль, знання історії різних проектів СОТ є песимістичною.

Двигун з поясненням. Матеріал з сайту фірми.

Орбітер
У віртуальному світі все добре. Зокрема, є додаток з Skylon для Orbiter. Буде потрібно:

Скалон C1
Додаток до Addon - Skylon C2
космічних апаратів3 і багатоступеню2
Універсальний Cargo Deck 4
Велкро Рокети

До речі, ентузіазм від групи ВК виніс русифікацію програми (без МПД, на жаль). Якщо ви хочете, то тут посилання.

Після установки все це добре, запустіть скрипт Skylon C2

Наша задача буде досягати низькоземної орбіти (200х200 км) і контрольованої посадки на мисі Canaveral. Припустимо, що ви вже знайомі з Орбітером з попередніх повідомлень.

Перемикайте на вигляд з кабіни, встановіть триммер до зупинки, і ввімкніть двигуни (норматура стандартна, Нам+). Skylon не зможе відірвати себе смугою, в кінці її потрібно допомогти, натиснувши Нум 2.й Відразу після зльоту ми переходимо на курс 90 градусів.

Машина не вимагає спеціального втручання в управління. Триммер досить для стійкого підйому. Паливний режим двигуна повітряно-jet прослужить близько 27 км висоти і швидкості 5 М. Коли паливо залишається мало, переключіть до F3 в "другий Skylon" - "Скилон_rocketmode". Увімкніть привід за ним.

Ви можете перемкнути до Skylon C2 і закрити припуски повітря. Лівий Shift - Num 1Але це чисто для краси. Продовжити прискорення до висоти апоцентру становить 200 км. Вимкніть двигун.

Ми чекаємо точок апоцентру, займаємо позицію по орбітальному вектору швидкості, додаємо імпульс, щоб підняти перицентр.

Ми на орбіті!
На жаль, не вистачає палива, щоб літати до МІС, тому ми включаємо музику і починаємо готуватися до посадки.

Я рекомендую переглянути весь екран пізніше.

На жаль, для корабля "Skylon_rocketmode" Картка MFD безпрограшно криється, тому потрібно переключатися до "Skylon C2". Або просто знаєте, що з першого повороту ми вистачить горизонтального маневру на землю. Процедура стандартна - на відстані 17,000 км, гальма до Аеробрака МФД показує дефіцит 1000-2000 км. Швидко гальмівні двигуни стали занадто потужними для пустого Skylon.

Орієнтовні двигуни зазвичай працюють тільки в Skylon_rocketmode, тому до ~ 100 км підтримують їх орієнтацію.

541264

Тепер наше завдання полягає в тому, щоб встановити триммер і пройтися змією, зберігаючи швидкість спуску близько 100 м / с, пригнічує швидкість і відстеження, щоб не відійти від космічного порту. Віртуальні хмари Skylon дуже слухняно в атмосфері, я майже загубив розробника необхідність перемикання між двома кораблями.

Повідомлення про те, що вид змії Аеробрак МФД малює

Висівки роблять посадки дійсно керованим. Необхідно стежити за вертикальною швидкістю, в напрямку до точки посадки, висоти і швидкості польоту. Ми продовжуємо ходити з змією:

1 990 р.