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 21
грустная история экономической неудачи Спейс Шаттла
Шаттл создавался с главной целью — обслуживание платформ системы СОИ. Ибо из всех ТКС он обладает уникальным свойством — может не только доставить ПН на орбиту но и снять её оттуда. На практике это выполняли всего-то пару раз, а бесперспективность первоначальных замыслов по СОИ нивелировали уникальность данной ТКС. Но ведь деньги были потрачены, ТКС создана, поэтому она эксплуатировалась более четверти века.
Что ни говори, но приоритет в космических программах расставляется военными и политиками (как было в случае с Луной). А уже потом речь идет о науке
Что ни говори, но приоритет в космических программах расставляется военными и политиками (как было в случае с Луной). А уже потом речь идет о науке
расставлялся
сейчас не вижу такого в таких масштабах
расставлялся
сейчас не вижу такого в таких масштабах
СОИ были позже. Шаттл создавался в 70-х, а СОИ — это 80-е. И главной целью, по-моему, всё-таки была попытка снижения цены килограмма на орбиту. Space Transportation System.
А что же SABRE? его создатели утверждают, что удельный импульс в атмосфере будет 3500с, а это уже на уровне ТРД с форсажем.
Имхо, должно быть энергетически выгоднее сначала под большим углом набрать максимальную высоту, а потом уже разгоняться горизонтально, чем летать на сверхзвуковой в плотных слоях атмосферы.
Не обязательно. В атмосферном полёте можно же с собой окислитель не везти и уменьшить гравитационные потери скорости за счёт подъёмной силы крыла.
Максимальную высоту — в смысле, потолок воздушно-реактивного двигателя. Кстати, с набором скорости усиливается набегание воздуха, что также повышает потолок. При достижении максимальной высоты и скорости нужно включать ракетную ступень.
Большой угол — не обязательно больше 45°. Нужно найти компромисс между оптимальной баллистической траекторией и уменьшением гравитационных потерь.
Большой угол — не обязательно больше 45°. Нужно найти компромисс между оптимальной баллистической траекторией и уменьшением гравитационных потерь.
А мне подумалось, что, наоборот, большая плотность воздуха у земли поможет работать ПВРД на малой скорости.
А профиль полёта — набор высоты, разгон, прыжок вверх и отделение третьей ступени, планирование и посадка.
А профиль полёта — набор высоты, разгон, прыжок вверх и отделение третьей ступени, планирование и посадка.
По таким научно популярным темам очень много чего интересного написано у alex-anpilogov / crustgroup на livejournal
Попытался найти видео про испытания на полигоне Холломан, но что-то либо качество не ахти, либо какие-то совсем уж фрагменты. Все засекречено?
Есть мнение, что по всему циклу статей автора информации уже можно набрать на неплохую научно-популярную книгу.
Не было таких мыслей?
Не было таких мыслей?
Были. Скажу больше, в конце осени со мной связался представитель одного издательства, мы успели примерно определить тему и план, но в декабре они передумали из-за финансовых трудностей. Я не стал пытаться пробить книгу где-то ещё. Способов популяризации очень много, пока что делаю что интереснее и лучше получается.
Такой вопрос к автору и знатокам.
На 2м рисунке с графиками у ракетных двигателей зависимость удельного импульса от скорости — идеально прямая линия.
К тому же потом еще текстом это дополнительно уточнено:
А разве удельный импульс ракетных двигателей не должен тоже зависеть от текущей скорости движения аппарата на котором установлен этот двигатель?
Судя из самого определения:
И базовых законов физики:
Производимая работа = сила * пройденное расстояние
Выходит что еще как должен зависеть:
Возьмем какой-то летательный аппарат с ракетным двигателем с удельным импульсом скажем = 300 и будем подавать топливо в этот двигатель со скоростью 1 кг/секунду и смотрим 2 примера:
— аппарат движется со скоростью 1 км/с, работающий двигатель при этом значит создает тягу 300 Ньютон и производит полезную работу по ускорению аппарата равную 300 * 1000 = 300 кДж. Это каждую секунду, т.е. полезная мощность двигателя = 300 кВт
— теперь тот же аппарат движется уже скоростью 10 км/с (допустим аппарат вышел в космос и продолжает разгоняться дальше пока топливо не кончится), если удельный импульс двигателя остался таким же как это нарисовано на графике, значит он производит работу уже 3 МДж каждую секунду продолжая сжигать тот же 1 кг топлива
Получается мощность двигателя при том же расходе топлива подскочила в 10 раз! Теперь она = 3 МВт
Но топлива-то сжигается столько же — значит полная мощность двигателя на самом деле вообще не изменилась. Допустим что это просто вырос его КПД при движении на больших скоростях, но не прямо пропорционально же изменению скорости?
Да и в любом случае расти он может только до какого-то предела — т.к. выше 100% КПД в любом случае быть не может.
В общем тут что-то не так. В чем подвох?
На 2м рисунке с графиками у ракетных двигателей зависимость удельного импульса от скорости — идеально прямая линия.
К тому же потом еще текстом это дополнительно уточнено:
Ну и, наконец, ракетные двигатели на этой диаграмме показывают свою независимость от атмосферы и скорости движения.
А разве удельный импульс ракетных двигателей не должен тоже зависеть от текущей скорости движения аппарата на котором установлен этот двигатель?
Судя из самого определения:
Удельный импульс — это количество секунд, на которое хватит одного килограмма топлива для создания двигателем тяги в 1 Ньютон. Удельный импульс измеряется в секундах или метрах в секунду.
И базовых законов физики:
Производимая работа = сила * пройденное расстояние
Выходит что еще как должен зависеть:
Возьмем какой-то летательный аппарат с ракетным двигателем с удельным импульсом скажем = 300 и будем подавать топливо в этот двигатель со скоростью 1 кг/секунду и смотрим 2 примера:
— аппарат движется со скоростью 1 км/с, работающий двигатель при этом значит создает тягу 300 Ньютон и производит полезную работу по ускорению аппарата равную 300 * 1000 = 300 кДж. Это каждую секунду, т.е. полезная мощность двигателя = 300 кВт
— теперь тот же аппарат движется уже скоростью 10 км/с (допустим аппарат вышел в космос и продолжает разгоняться дальше пока топливо не кончится), если удельный импульс двигателя остался таким же как это нарисовано на графике, значит он производит работу уже 3 МДж каждую секунду продолжая сжигать тот же 1 кг топлива
Получается мощность двигателя при том же расходе топлива подскочила в 10 раз! Теперь она = 3 МВт
Но топлива-то сжигается столько же — значит полная мощность двигателя на самом деле вообще не изменилась. Допустим что это просто вырос его КПД при движении на больших скоростях, но не прямо пропорционально же изменению скорости?
Да и в любом случае расти он может только до какого-то предела — т.к. выше 100% КПД в любом случае быть не может.
В общем тут что-то не так. В чем подвох?
Всё в порядке. Это называется эффектом Оберта. Грубо говоря, энергоёмкость топлива определяется суммой теплоты сгорания и удельной кинетической энергии движения топлива, поэтому она повышается с ростом скорости.
Спасибо за подсказку. Хм. Никогда раньше о нем не слышал, хотя про гравитационные маневры не раз читал — но обращал внимание только на их очевидную часть, т.е. «заимствование» кинетической энергии какой либо из планет.
Впрочем если хорошо подумать, эффект вполне естественно следует из закона сохранения импульса + закона сохранения энергии если их совместно учесть:
Из-за того что импульс тела пропорционален скорости, а его кинетическая энергия квадрату этой скорости и получается, что выбрасываемая реактивная струя постоянной массы и скорости (относительно двигателя/корабля) передавая кораблю постоянный импульс (т.к. произведение скорость * массу отбрасываемого вещества постоянна) должно сообщать ему тем больше энергии, тем больше текущая скорость. Причем как раз прямо пропорционально.
Сбивает только неочевидность откуда же эта дополнительная энергия (причем еще зависящая от выбранной системы отсчета!) берется. Подвох был в том, что она «спрятана» в кинетической энергии самого топлива, которая так же расходуется наряду с химической.
В общем «пропажа» найдена.
Впрочем если хорошо подумать, эффект вполне естественно следует из закона сохранения импульса + закона сохранения энергии если их совместно учесть:
Из-за того что импульс тела пропорционален скорости, а его кинетическая энергия квадрату этой скорости и получается, что выбрасываемая реактивная струя постоянной массы и скорости (относительно двигателя/корабля) передавая кораблю постоянный импульс (т.к. произведение скорость * массу отбрасываемого вещества постоянна) должно сообщать ему тем больше энергии, тем больше текущая скорость. Причем как раз прямо пропорционально.
Сбивает только неочевидность откуда же эта дополнительная энергия (причем еще зависящая от выбранной системы отсчета!) берется. Подвох был в том, что она «спрятана» в кинетической энергии самого топлива, которая так же расходуется наряду с химической.
В общем «пропажа» найдена.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Фантазия о специализированных ступенях