Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 82
С жидким водородом есть ещё одна проблема — сложно подобрать материалы, которые в нём не разрушались бы. А к тем, которые его нормально переносят — очень высокие требования с точки зрения отсутствия примесей.
Разрабатывали в 60-е гг в СССР и США, потом забросили. Не особенно жалко, штука была достаточно грязная. Если охота почитать подробнее, гуглите NERVA и РД-0410.
У тех ЯРД удельный импульс был не так высок — ~900 секунд. Связка «ядерный реактор+электрореактивный двигатель» лучше. УИ несколько тысяч.
Для межпланетных перелётов вообще пока лучше ничего не придумали. Тут и безопасно, и экономично.
А NERVA не так уж и страшен. В США в 60ые вообще импульсно-ядерные движки разрабатывали. Только в прямом смысле это двигателем называть сложно. Ядерный заряд позади корабля сбрасывался. И корабль в прямом смысле летел на взрывной волне(экраны поглощающие позади корабля стояли(которые также и защитную функцию должны были выполнять). Совсем фантастика, до такого додуматься.
А NERVA не так уж и страшен. В США в 60ые вообще импульсно-ядерные движки разрабатывали. Только в прямом смысле это двигателем называть сложно. Ядерный заряд позади корабля сбрасывался. И корабль в прямом смысле летел на взрывной волне(экраны поглощающие позади корабля стояли(которые также и защитную функцию должны были выполнять). Совсем фантастика, до такого додуматься.
Излишки тепла отводить некуда. На Земле это просто решается — водоём, ну в крайнем случае через воздух. А в космосе — вакуум. Т.е. только излучением. Серьезная проблема.
Очень хочется узнать о внутреннем устройстве бака, как добиваются максимально полного расхода топлива? Чем они изнутри покрыты? Как устроены топливоприемники, есть ли внутреннее наполнение против перемещения топлива (плеска)?
Было бы интересно почитать о системах управления такие как: типы гироскопов, бортовые компьютеры, стартовое оборудование, связь всего этого вместе между собой, а так же системы питания, RCS, телеметрии итд итп. То есть вся мелкая начинка :)
И большое вам спасибо за очередную интересную статью! :)
И большое вам спасибо за очередную интересную статью! :)
Да-да, поддерживаю про систему управления. Я читал, что многие неудачи современных пусков молодых космических держав (вроде Южной и Северной Кореи) вызваны как раз именно этой частью системы: ступени не разделяются вовремя, двигатели второй ступени не запускаются и проч. Почему это так сложно и сложно именно сейчас — в эпоху гораздо более бурного развития цифровых технологий (=технологий электронного управления), чем собственно технологий ракетных?
И, кстати, в одной из предыдущих статей было написано, что при разработке первых космических ракет инженеры не могли гарантировать запуск двигателей в невесомости. Почему?
И вообще — как происходит старт. В отчёте о недавнем падении «Протона» едва ли не самой интересной частью было последовательное описание по секундам, какие системы в какой последовательности включаются, что проверяют и как это влияет на ход полёта.
Так что это очень интересные темы, особенно для Хабра.
И, кстати, в одной из предыдущих статей было написано, что при разработке первых космических ракет инженеры не могли гарантировать запуск двигателей в невесомости. Почему?
И вообще — как происходит старт. В отчёте о недавнем падении «Протона» едва ли не самой интересной частью было последовательное описание по секундам, какие системы в какой последовательности включаются, что проверяют и как это влияет на ход полёта.
Так что это очень интересные темы, особенно для Хабра.
И, кстати, в одной из предыдущих статей было написано, что при разработке первых космических ракет инженеры не могли гарантировать запуск двигателей в невесомости. Почему?Насколько я понимаю тогда еще не было хорошо изучено поведения топлива в баках в невесомости. Это как газовый сифон или огнетушитель где рабочее тело выталкивается газом давящим сверху, но если жидкость будет плавать то это не получиться.
вот что нашел в wiki «Влияние невесомости неизбежно учитывается в конструкции жидкостного ракетного двигателя, предназначенного для запуска в невесомости. Жидкие компоненты топлива в баках ведут себя точно так же, как и любая жидкость (образуют жидкие сферы). По этой причине подача жидких компонентов из баков в топливные магистрали может стать невозможной. Для компенсации такого эффекта применяется специальная конструкция баков (с разделителями газовой и жидкой сред), а также — процедура осадки топлива перед запуском двигателя. Такая процедура состоит во включении вспомогательных двигателей корабля на разгон; создаваемое ими небольшое ускорение осаживает жидкое топливо на днище бака, откуда система подачи направляет топливо в магистрали»
То есть сначала ракете нужно придать небольшое ускорение что бы топливо по инерции собралось на дне бака, а потом открывать магистраль в противном случаи вместо топлива пойдут газы наддува бака которые это топливо должны вытеснять.
То есть сначала ракете нужно придать небольшое ускорение что бы топливо по инерции собралось на дне бака, а потом открывать магистраль в противном случаи вместо топлива пойдут газы наддува бака которые это топливо должны вытеснять.
Напомнило начало из «Тигр! Тигр!»
Фойл осмотрел ходовой отсек «Номада». В баках еще сохранилось топливо. Один из четырех хвостовых двигателей был работоспособен.
Фойл восстановил систему подачи топлива в камеру сгорания. Баки находились на солнечной стороне корпуса, и температура держалась выше точки замерзания. Но в невесомости топливо не польется по трубам.
Фойл перерыл судовую библиотеку и узнал кое-что о гравитации. Если заставить корабль вращаться, центробежная сила погонит топливо в камеру сгорания уцелевшего двигателя. Если воспламенить топливо в камере сгорания уцелевшего двигателя, несбалансированный импульс придаст «Номаду» вращательный момент.
Но воспламенить топливо, пока корабль не вращается, нельзя, как нельзя и раскрутить корабль, не воспламенив сперва топливо.
Он нашел выход из тупика. Его вдохновил «Ворга». Фойл открыл дренаж и торопливо наполнил камеру вручную. Залил насос. Теперь, если воспламенить горючее, оно создаст достаточный импульс, чтобы сыграла свою роль центробежная сила.
Здесь надо будет постараться набрать интересных фактов, это будет посложнее :)
Говоря про толливо, не могу не оставить здесь этого видео
Хотелось бы почитать пост с подборкой разных технокурьёзов, нештатных ситуаций, случаев из рода «нарочно не придумаешь», об оригинальных идеях и уникальных технических извращениях.
Или вот ещё хотелось бы, чтоб космос стал ближе. Поясню на примерах.
Первый пример: я погуглил как-то и узнал, что, оказывается, МКС можно сфотографировать с земли, для меня было это так удивительно — увидеть её силуэт на фоне солнечного диска, сопоставить размеры и на глаз прикинуть расстояние до неё) Или где-то видел даже фото её с земли, где стрелкой указывалось светлое пятно и утверждалось, что это работающий в открытом космосе автронавт/космонавт.
Пример 2. Быть может, будет информация о том, как можно стать чуть ближе к космосу путём: поездки на экскурсию на космодром, покупки сувениров космической тематики, может быть — где-то можно недорого купить в качестве сувенира старые списанные элементы ракет, или там часть скафандра, или уменьшенную копию ракеты? Скажем, было бы здорово иметь реальную многоразовую ракету длиной полметра-метр с жидкостным движком и парашютом, которую можно самому заправить и запустить вверх на несколько сотен метров)) Или просто сувенирную модельку высотой сантиметров 30 для офисного стола, только чур металлическую и хорошо детализированную! Я бы, скажем, купил 30-сантиметровый «Союз», где-то за 1000 р, если он был бы качественно и детально сделан, а не так, как китайцы клепают сувенирные модели машинок. А в него снизу ещё можно встроить несколько зажигалок и баллончик со сжиженным газом. :) Ну я смотрю на это с позиции простого человека, который хотел бы купить сувенир)) Существует что-то подобное, или все такие сувениры и модельки ракет делаются исключительно вручную в одном экземпляре для камер первого канала?
Пример 3: может, кому-то будет интересна информация о том, как встретиться с космонавтами и создателями ракет, проводятся ли где-то конференции и встречи ветеранов-ракетчиков с любителями и молодёжью.
Вот хотелось бы почитать какую-то информацию такого рода, когда космос становится ближе. Извиняюсь, если коммент немного сумбурный)
Или вот ещё хотелось бы, чтоб космос стал ближе. Поясню на примерах.
Первый пример: я погуглил как-то и узнал, что, оказывается, МКС можно сфотографировать с земли, для меня было это так удивительно — увидеть её силуэт на фоне солнечного диска, сопоставить размеры и на глаз прикинуть расстояние до неё) Или где-то видел даже фото её с земли, где стрелкой указывалось светлое пятно и утверждалось, что это работающий в открытом космосе автронавт/космонавт.
Пример 2. Быть может, будет информация о том, как можно стать чуть ближе к космосу путём: поездки на экскурсию на космодром, покупки сувениров космической тематики, может быть — где-то можно недорого купить в качестве сувенира старые списанные элементы ракет, или там часть скафандра, или уменьшенную копию ракеты? Скажем, было бы здорово иметь реальную многоразовую ракету длиной полметра-метр с жидкостным движком и парашютом, которую можно самому заправить и запустить вверх на несколько сотен метров)) Или просто сувенирную модельку высотой сантиметров 30 для офисного стола, только чур металлическую и хорошо детализированную! Я бы, скажем, купил 30-сантиметровый «Союз», где-то за 1000 р, если он был бы качественно и детально сделан, а не так, как китайцы клепают сувенирные модели машинок. А в него снизу ещё можно встроить несколько зажигалок и баллончик со сжиженным газом. :) Ну я смотрю на это с позиции простого человека, который хотел бы купить сувенир)) Существует что-то подобное, или все такие сувениры и модельки ракет делаются исключительно вручную в одном экземпляре для камер первого канала?
Пример 3: может, кому-то будет интересна информация о том, как встретиться с космонавтами и создателями ракет, проводятся ли где-то конференции и встречи ветеранов-ракетчиков с любителями и молодёжью.
Вот хотелось бы почитать какую-то информацию такого рода, когда космос становится ближе. Извиняюсь, если коммент немного сумбурный)
>МКС можно сфотографировать с земли
Думаю, что только через телескоп. Впрочем, я не очень представляю, на что сейчас способна фотооптика.
Но насчёт «пятна, которое астронавт» — точно нет, даже с телескопом нет.
>недорого купить в качестве сувенира старые списанные элементы ракет, или там часть скафандра, или уменьшенную копию ракеты
Маленькую ракету купить вполне можно, и целиком и самому собрать. Продаются и корпусные детали и движки, а в подмосковье регулярно проводятся РакетФесты, где моделисты запускают ракеты и радуются.
Думаю, что только через телескоп. Впрочем, я не очень представляю, на что сейчас способна фотооптика.
Но насчёт «пятна, которое астронавт» — точно нет, даже с телескопом нет.
>недорого купить в качестве сувенира старые списанные элементы ракет, или там часть скафандра, или уменьшенную копию ракеты
Маленькую ракету купить вполне можно, и целиком и самому собрать. Продаются и корпусные детали и движки, а в подмосковье регулярно проводятся РакетФесты, где моделисты запускают ракеты и радуются.
— фотография APOD от 2009 April 10 apod.nasa.gov/apod/ap090410.html
Сделана Ralf Vandebergh ralfvandebergh.startje.be/vieuw.php?qid=303316
> The used instrument is a high quality optics, lightweight constructional 10 inch (0.25m) Newtonian reflecting telescope.
>Быть может, будет информация о том, как можно стать чуть ближе к космосу путём: поездки на экскурсию на космодром
В Звёздный городок на экскурсию можно съездить, в Центр подготовки космонавтов.
В Звёздный городок на экскурсию можно съездить, в Центр подготовки космонавтов.
Байки — это хорошо, ими стоит разбавлять серьезные вещи, статьи только про байки будут только при их переизбытке )
Вещами, побывавшими в космосе торгуют много где, легко гуглится. Не-статусные вещи типа коробки из-под еды и прочего торгуются недорого.
Вещами, побывавшими в космосе торгуют много где, легко гуглится. Не-статусные вещи типа коробки из-под еды и прочего торгуются недорого.
(2): Эххх, ещё в середине 90-х были кружки авиамоделирования, в которых строили в т.ч. ракеты, но это было для более взрослых мальчиков, чем я был тогда=(
Служил в РВСН и видел на складах маленькие (менее 10 см) стеклянные ампулы в картонных коробках с надписью «Гептил». Мы все имели представление о том, что это за жидкость, хотя на вооружении уже стояли Тополя. Но зачем такие маленькие упаковки? Где это могло использоваться?
Черт возьми, этот вопрос меня мучает много лет.
Черт возьми, этот вопрос меня мучает много лет.
Наверно это была газовая индикаторная трубка granat-e.ru/trubki_ind_itm.html используется для измерения содержания различных веществ в воздухе.
У меня совсем банальный вопрос. Почему Буран все таки опередил свое время. Почему штаты развивали в то время свою программу челноков, а у нас после одного единственного полета закрыли программу. Почему не возобновить программу, и не построить новый Буран?
Он был как раз вовремя — гонка вооружений (Буран мог выполнять стратегические задачи), противостояние держав, наш ответ шаттлу. Проект был похоронен под обломками железного занавеса и никому не был нужен в период развала СССР. А сейчас он уже экономически не интересен…
Потому что у шаттлов одноразовым был только бак с топливом. Обычная дешёвая бочка. И то он был дороже в эксплуатации, чем обычные одноразовые ракеты. А Бурану для вывода требовалась сверхдорогая и одноразовая ракета-носитель Энергия. Там стоимость запуска вообще была невероятная.
Опередил своё время, может быть, потому что был полностью автоматическим и умел летать в беспилотном режиме. Шаттлы этого не умели никогда.
Системы автоматической посадки стояли на шаттлах с самого начала. Просто у них это не считалось «серьёзным преимуществом» и в автоматическом режиме они никогда не летали и сами пилоты не хотели доверять машине посадку и рулили самостоятельно. Но при необходимости шаттл вполне мог сесть и сам.
www.nasa.gov/offices/oce/llis/0194.html
www.nasa.gov/offices/oce/llis/0194.html
В самый важный момент — торможение о плотные слои атмосферы, т.н. «roll-reversals» рулит компьютер. Да и могли в США полностью автоматическую систему сделать, просто не посчитали нужным.
Ок, независимо от шаттла. Системой управления создатели «Бурана» очень гордились. Особенно тем эпизодом, что перед самым заходом на посадку челнок сделал неожиданный для земных служб разворот, так как автоматика посчитала, что скорость слишком велика и её надо сбить. Думаю, что риторика по этому поводу была бы другой, если бы всё это было в то время в порядке вещей.
Да, какие-то блоки делали на острие достижений прогресса. А в целом по итогам эксплуатации системы оказались неудачные.
В Шатле тоже не все так просто :) Там при посадке запас кинетической энергии есть на случай если измениться ветер, а если он не изменился то они наматывают лишний круг над ВПП что бы ее убрать :)
Если очень коротко, то и «Шаттл» и «Буран» оказались экономически неэффективны. А конкретно «Буран» ещё и был погребен под обломками развалившегося СССР. Сколько вокруг этой темы мифологии развелось, надо будет и об этом написать.
С точки зрения геометрии, максимальный объем при минимальной площади достигается для сферы.
режим «зануда» включен
Не совсем так. Оптимизировать обычно получается только один параметр :). У шара по сравнению с другими телами максимальный объём при данной площади поверхности или минимальная площадь поверхности при данном объёме.
У сферы вообще нет объёма, потому что сфера — это [двумерная] поверхность шара.
режим «зануда» выключен
режим «зануда» включен
Не совсем так. Оптимизировать обычно получается только один параметр :). У шара по сравнению с другими телами максимальный объём при данной площади поверхности или минимальная площадь поверхности при данном объёме.
У сферы вообще нет объёма, потому что сфера — это [двумерная] поверхность шара.
режим «зануда» выключен
По поводу того, что было бы интересно…
Сейчас у меня ощущение, что на данный момент люди на орбите — это дорого, опасно и в общем-то не очень нужно. Беспилотные спутники справляются практически со всем, что нужно в космосе делать. И это как-то грустно.
Есть ли какие-то перспективы у пилотируемой космонавтики? Иными словами, существуют ли сейчас и могут ли в обозримом будущем появиться задачи, которые сделают оправданной работу человека на орбите?
Сейчас у меня ощущение, что на данный момент люди на орбите — это дорого, опасно и в общем-то не очень нужно. Беспилотные спутники справляются практически со всем, что нужно в космосе делать. И это как-то грустно.
Есть ли какие-то перспективы у пилотируемой космонавтики? Иными словами, существуют ли сейчас и могут ли в обозримом будущем появиться задачи, которые сделают оправданной работу человека на орбите?
Автоматика пока не способна справится с нештатными ситуациями, а задержка сигналов управления с земли ставит крест на возможности дистанционного управления во время нештатных ситуаций. Нет пока механизмов например для замены солнечных панелей или вышедших из строя блоков у того же Хаббла.
Семейство «Ариан» ведет своё начало от боевых ракет.
А от каких именно? Я думал, что как раз «Ариан» — один из немногих носителей, не имеющих военного предка.
Да, похоже, вы правы. Я слишком широко понял фразу «derived from missile technology», сейчас прямых военных предков я не нашёл. Забавно, как эта ракета меня обманула — НДМГ/АТ, привычный для военной техники, надкалиберная первая ступень. Хорошо, в статье исправил, спасибо. Даже любопытно, откуда ж она такая некрасивая? Первая ступень такая широкая, потому что не поместились двигатели?
ИМХО, первая ступень сама по себе широкая, она такой была ещё на «Ариане-1», которая вполне себе адекватно выглядит, первая ступень широкая, видимо, потому, что потребный объем топлива легче для конструкторов оказалось поместить в более широкой, но менее длинной конструкции — всякие там жесткости на изгиб и т.д. А вот надкалиберный обтекатель действительно придает ракете странный вид.
Да, ещё с «Ариан-1» это тянется. Что любопытно — первые две ступени — НДМГ/АТ, третья — кислород/водород, четвертая — твердотопливная. Явных предков, откуда они этот винегрет натащили — нет. Но целых четыре ступени на разных компонентах. Денег не хватало, что ли?
Нет, тут как раз все понятно.
Просто первым ступеням нужно выработать как можно большую тягу, а верхние должны обладать как можно большим удельным импульсом, так достигается более эффективный запуск. Последнюю ступень сделали твердотопливной, потому что пока криогенное топливо долетит до нужной точки, оно уже и испарится.
Просто первым ступеням нужно выработать как можно большую тягу, а верхние должны обладать как можно большим удельным импульсом, так достигается более эффективный запуск. Последнюю ступень сделали твердотопливной, потому что пока криогенное топливо долетит до нужной точки, оно уже и испарится.
Насчет НДМГ/АТ — предположу, что за время работы над «Диамантом» и «Европой» у французов накопилось ощутимое количество наработок по гидразинным двигателям такой мощности (у французов, емнип, изначально все более-менее мощные двигатели — например, на «Диаманте» были гидразинными).
Интересно — а почему не развиваются альтернативные безракетные способы доставки? Типа «Космический лифт» — ведь технически почти все есть — например углеродистые трубки и система точной навигации?
например углеродистые трубкиИх удельная прочность пока ещё недостаточна для построения космического лифта — достаточные по прочности экземпляры пока в длине не превышают сотен микрометров. Плюс есть вопрос в стоимости выведении противовеса: там нужна конструкция минимум на порядок тяжелее МКС, затраты на выведение которой будут измеряться сотнями миллиардов долларов. Плюс нужны корабли обслуживания, которых опять же нет (противовес, на секундочку, будет висеть в районе 100 000 километров от Земли, туда попросту нечем доставлять обслуживающий персонал).
А если не делать «противовес» на геостационарной орбите, а сделать подвижную и низкоорбитальную — ну так на 500-1000 км, где летает МКС? Да — надо будет туда топливо постоянно подбрасывать и орбиту подымать. Ну так — за счет транзитных грузов — туда и топливо для лифта привозить.
Насколько мне известно, конкретно космический лифт развивается, но до реализации далеко. Если судить по той же википедии, каждый год проходят Space Elevator Games. Я знаю, что Microsoft тоже спонсирует подобные мероприятия, может даже эти игры. В английской википедии говорится, что Google тоже занимался космическим лифтом в каком-то виде.
Но если бы там был существенный прогресс, мы бы уже знали.
Но если бы там был существенный прогресс, мы бы уже знали.
Материаловедение пока не позволяет — не хватает прочности материалов. Зато уже для Луны, как я где-то читал, лифт уже можно сделать на существующих материалах.
Если у криогенного топлива технические проблемы, а гептил ядовит, то почему не используют пару керосин-АТ?
Если АТ — это амил (азотный тетраоксид), то смысл его использовать с керосином? Он ядовит (не так, как гептил, но все же очень и очень), коррозивен. В случае пары «гептил-амил» есть плюс в виде самовоспламенения, в случае с керосином такого плюса не будет.
Низкий удельный импульс. Смотрите таблицу.
Да и АТ ядовит как хлор, тоже радости мало.
Да и АТ ядовит как хлор, тоже радости мало.
Когда-то давно читал научно-популярную книгу о ракетных топливах, там рассказывали в т.ч. про перспективные. Например на основе атомарного азота или кислорода, который объединяется в молекулы с выделением тепла. У них количество тепла на единицу массы было в десятки раз больше, чем у кислорода/водорода. Еще был вариант использовать озон вместо кислорода. Но там была проблема — в таком состоянии газ мог находиться только при очень низких температурах. Интересно, сейчас исследования есть по этой теме?
Интересно, а как запускают двигатели ракет? В случае пары НДМГ/АТ все просто — самовозгорание смеси, а вот как насчет других видов топлива? Мужик с зажигалкой под ракетой? Хотя, судя по видео запусков Шаттла, на стартовом столе установлены какие-то фальшфейеры, от которых собсно и загорается выбрасываемое из камеры сгорания топливо.
Откуда цитируете-то, хоть? Кстати, судя по статье в Вики и ссылкам в ней, ALICE — совсем не «крупицы» (кусочки размером с крупу), а порошок нано(размерных)частиц алюминия.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Незаметные сложности ракетной техники. Часть 3: виды жидкого топлива, геометрические размеры, транспортировка