Полезный груз выведенный на орбиту земли
Учёные разрабатывали (т.к. некоторые проекты закрыты) и разрабатывают варианты безракетных способов отправки груза на орбиту Земли. Надо сказать, что безракетные космические запуски это способ выведения на орбиту, при котором некоторая или вся необходимая скорость и высота достигается без помощи традиционных ракет, запускаемых с земной поверхности. При этом пока ни один из проектов не реализован по разным финансовым или техническим причинам. Наиболее известным является космический лифт.
Теперь немного о некоторых из них.
1. Космический лифт — гипотетическое инженерное сооружение для безракетного запуска грузов в космос. Данная конструкция основана на применении троса, протянутого от поверхности планеты к орбитальной станции, находящейся на ГСО. Трос удерживается одним концом на поверхности планеты (Земли), а другим — в неподвижной относительно планеты точке выше геостационарной орбиты (ГСО) за счёт центробежной силы. По тросу поднимается подъёмник, несущий полезный груз. При подъёме груз будет ускоряться за счёт вращения Земли, что позволит на достаточно большой высоте отправлять его за пределы тяготения Земли.
2. Skyhook — концепция инженерного сооружения для безракетного запуска грузов в космос. Конструкция должна состоять из вращающегося спутника, находящегося на околоземной орбите, и двух достаточно длинных тросов, расходящихся от него в разные стороны. Skyhook должен вращаться в плоскости своей орбиты, так чтобы тросы соприкасались с планетой (атмосферой или её верхней границей) при каждом обороте. При этом скорость вращения конструкции частично или полностью компенсирует орбитальную скорость.
3. Космический фонтан является чрезвычайно высокой башней, поскольку такая высокая башня не может поддержать свой вес с использованием традиционных материалов, планируется, что этот вес будет поддерживаться следующим образом: внутри башня будет полая, внутри этой полости находятся специальное гранулированное вещество. Это вещество, после передачи ему кинетической энергии, быстро движется вверх от нижней части башни и передает эту энергию в верхней её части, после чего под воздействием силы тяжести падает обратно, это будет удерживать башню от падения. Грузы по космическому фонтану можно поднимать двумя способами: с помощью специальных систем наподобие лифта в зданиях или с потоком гранул.
4. Космический мост — проект астроинженерного сооружения, неракетный способ выведения грузов на планетарную орбиту с помощью жёсткого или полужёсткого кольца, обезвешивающегося за счёт вращения вокруг земного экватора. По сравнению с космическим лифтом у «моста» есть существенное преимущество — напряжения в конструкции на порядки меньше и вполне по силам существующим конструкционным материалам.Это огромная эстакада, опоясывающая Землю по экватору. Часть эстакады лежит на поверхности планеты, а другая часть выступает в Космос. По эстакаде происходит вывод грузов при помощи электромагнитных тележек и приём грузов из Космоса. Эстакада удерживается в подвешенном состоянии за счёт внутреннего сердечника-обруча из болванок.
5. Малая и большая петли — в основе проекта лежит закольцованный шнур (петля), непрерывно движущийся с огромной скоростью (12—14 км/с) внутри вакуумной трубы. Чтобы шнур не соприкасался со стенками трубы, они разделены между собой магнитной подвеской, аналогично тому, как это сделано в магнитоплане. В целом это устройство представляет собой грандиозное сооружение длиной около 2000 км, а сама петля должна подниматься на высоту до 80 км и держаться на ней за счёт импульса вращающегося шнура. Вращение шнура по сути переносит вес всего сооружения на пару магнитных подшипников, которые его поддерживают, по одному на каждом конце.
6 .Электромагнитном катапульта — установка для ускорения объектов с помощью электромагнитных сил. Принцип действия электромагнитной катапульты основан на ускорении объекта, движущегося по направляющей, с помощью магнитного поля. Скорость объекта при сходе с направляющей зависит от мощности магнитов и длины направляющей. При использовании электромагнитной катапульты для преодоления гравитации планет (например, для выведения искусственных спутников Земли и Луны) длина направляющей может достигать многих сотен километров.
Источник
https://ria.ru/20150716/1130429571.html
Протон: 50 лет и более 8 тысяч тонн на орбите
Полувековая история эксплуатации ракеты-носителя «Протон» — это космический рекорд и важный технологический ориентир на будущее, уверен Александр Хроленко.
2015-07-16T10:10
2020-03-02T13:46
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdn24.img.ria.ru/images/104961/40/1049614080_0:160:3072:1888_1400x0_80_0_0_1981cc2ca9368665a66b35933063888a.jpg
россия
европа
весь мир
РИА Новости
Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4
7 495 645-6601
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2015
Александр Хроленко
https://cdn22.img.ria.ru/images/103335/46/1033354617_162:0:1638:1475_100x100_80_0_0_1b2d70de74b4cd97654173877247b286.jpg
Александр Хроленко
https://cdn22.img.ria.ru/images/103335/46/1033354617_162:0:1638:1475_100x100_80_0_0_1b2d70de74b4cd97654173877247b286.jpg
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4
7 495 645-6601
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdn24.img.ria.ru/images/104961/40/1049614080_0:160:3072:1888_1400x0_80_0_0_1981cc2ca9368665a66b35933063888a.jpg
https://cdn24.img.ria.ru/images/104961/40/1049614080_171:0:2902:2048_1400x0_80_0_0_1e68aff74ddca82422e4b8bc3f84c3fa.jpg
https://cdn23.img.ria.ru/images/104961/40/1049614080_512:0:2560:2048_1400x0_80_0_0_473ee6c570b06f1756bcf87e3c5788b8.jpg
РИА Новости
Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4
7 495 645-6601
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Александр Хроленко
https://cdn22.img.ria.ru/images/103335/46/1033354617_162:0:1638:1475_100x100_80_0_0_1b2d70de74b4cd97654173877247b286.jpg
россия, протон, европа, весь мир, авторы, мнение — авторы
10:10 16.07.2015 (обновлено: 13:46 02.03.2020)
Александр Хроленко
Полувековая история эксплуатации ракеты-носителя «Протон» — это космический рекорд и важный технологический ориентир на будущее, уверен Александр Хроленко.
Александр Хроленко, обозреватель МИА «Россия сегодня»
Первый пуск ракеты УР-500 в двухступенчатом варианте с научной космической станцией «Протон-1» весом в 12 тонн состоялся 16 июля 1965 года. В декабре 2014 года с Байконура успешно стартовал 400-й «Протон».
Детище Владимира Челомея
В 1962 году шифр УР-500 означал «универсальная ракета со стартовым весом 500 тонн». Новую ракету создавал коллектив под руководством Владимира Челомея (это был единственный в мире конструктор, который успешно создавал боевые МБР, крылатые ракеты и мирные космические системы, в том числе долговременные орбитальные станции).
Поначалу проект предполагал двойное применение ракеты-носителя (РН) — в мирных и военных целях. УР-500 разрабатывалась как тяжелая межконтинентальная баллистическая ракета (МБР), оснащенная моноблочной головной частью с ядерным боезарядом мощностью 50 мегатонн (этот самый мощный отечественный заряд был испытан в 1961 году на Новой земле).
Проектирование и производство ракеты тяжелого класса в нашей стране велось впервые. И все же в МБР УР-500 воплотили выдающиеся тактико-технические характеристики, значительно превышающие возможности всех существовавших в то время на планете ракет. Удалось найти решения, которые до сих пор не имеют аналогов в мировой практике. А боевой вариант с повестки дня сняли.
Кто знает, сколько экономических полезностей находится сегодня в засекреченных боевых разработках — космических, авиационных, надводных и подводных? Хорошо бы постоянно учитывать и максимально использовать технологические возможности двойного применения.
Конструктивное совершенство
При создании новой ракеты приходилось решать множество разноплановых задач. Ранее для выведения космических аппаратов на орбиту применялись доработанные боевые варианты. Опыт создания МБР привел к выбору высококипящих компонентов топлива (азотный тетраксид и несимметричный диметилгидразин), которые являются токсичными и требуют осторожности в обращении, зато упрощают и удешевляют конструкцию. Новая РН создавалась исключительно как носитель космических аппаратов, что потребовало конструктивных изменений.
Для транспортировки частей РН на космодром железнодорожным транспортом диаметр центральных блоков ограничили 4,1 м.
В основу второй и третьей ступеней были положены первая и вторая ступени освоенной и испытанной МБР УР-200. Для первой ступени в КБ академика В.П. Глушко создали самый мощный в то время жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) с тягой 150 тонн, который обеспечил «Протону» и его модификациям соответствие растущим требованиям на протяжении десятилетий.
На второй ступени увеличили объемы топливных баков, изменили конструкцию фермы переходного отсека. Третью ступень создали на базе укороченной второй ступени (на ней установили один маршевый ЖРД).
В марте 1967 года запуском космического аппарата (КА) «Космос-146» начались летно-конструкторские испытания. В 1969 году произошли четыре аварийных пуска подряд. После этого создали наземную экспериментальную базу комплексной отработки и огневых технологических испытаний блоков. Ракета постоянно совершенствовалась.
Эксплуатируемая сегодня третья модификация РН «Протон-М» производится в ГКНПЦ им. М. В. Хруничева, позволяет выводить на орбиту модули орбитальной пилотируемой станции массой до 22 тонн.
Для выведения полезной нагрузки на высокие, переходные к геостационарным, геостационарные и отлетные орбиты используется дополнительная ступень, называемая разгонным блоком (РБ). Разгонные блоки позволяют проводить многократные включения двигательных установок. Первые разгонные блоки для РН сделаны на базе ракетного блока Д носителя Н-1 (пятая ступень). Сегодня используются модифицированные разгонные блоки — ДМ-2 и ДМ-2М производства РКК «Энергия». ГКНПЦ им. М. В. Хруничева разработал разгонный блок «Бриз-М».
В результате комплекса мероприятий модернизации РН «Протон-К» обрела новый технический облик, более широкие возможности и название «Протон-М». Длина РН «Протон-М» без полезного груза и головного обтекателя — немногим более 44 м. Максимальный поперечный размер первой ступени — 7,4 м. На ускорителе первой ступени установлены 6 двигателей 11Д43 разработки КБ «Энергомаш» с номинальной тягой на Земле 150 т, на ускорителе второй ступени — 4 двигателя разработки КБХА по 59 т, на ускорителе третьей ступени используется один основной двигатель 8Д48 и четырехкамерный рулевой двигатель 8Д611. В качестве топлива во всех ступенях ракеты по-прежнему используются несимметричный диметилгидразин (гептил) и тетраоксид азота.
История эксплуатации
Создание ракеты-носителя тяжелого класса, энергетические возможности которой в три раза превосходили уровень гагаринской Р-7, позволило значительно расширить программы изучения и использования космического пространства. Начались исследования околоземного космического пространства, Луны, Марса и Венеры. «Протоны» вывели на орбиту Земли спутники серий «Космос», «Экран», «Радуга», «Горизонт», пилотируемые орбитальные станции «Салют» и «Мир», а также тяжелые специализированные модули.
С первых же испытательных полетов вместо традиционного балласта выводили на околоземные орбиты тяжелые космические аппараты. «Протон-1», «Протон-2» и «Протон-3» (для изучения космических лучей и частиц сверхвысоких энергий) — примерно по 12 тонн каждый.
После четырех пусков, проведенных для ускорения испытаний в двухступенчатом варианте, приступили к созданию космического носителя тяжелого класса с увеличением стартовой массы до 700 тонн (в двух вариантах — трехступенчатом и четырехступенчатом, где роль четвертой ступени играет разгонный блок).
День рождения четырехступенчатого «Протона» — 10 марта 1967 года (запуск искусственного спутника земли «Космос-146» и начало программы облета Луны). С 1967 года «Протоны» модернизировались, но не претерпели принципиальных изменений, настолько они опередили свое время.
В 2000 году начался переход к модернизированному варианту «Протон-М» с более совершенной системой управления, улучшенными эксплуатационными характеристиками и увеличенным объемом для полезной нагрузки.
7 апреля 2001 состоялся первый пуск модернизированной ракеты «Протон-М» с цифровой системой управления и новым разгонным блоком «Бриз-М», с увеличенной полезной нагрузкой при выведении на геостационарные орбиты (ГСО). В запуске 11 февраля 2009 года на ГСО была выведена рекордная для ракет-носителей нашей страны полезная нагрузка весом около 3700 кг (спутники «Экспресс АМ-44» и «Экспресс МД-1»). Сегодня «Протон-М» остается транспортной основой Государственной космической программы России, а также активно используется для выведения на орбиты космических аппаратов иностранного производства.
Несмотря на недавнюю серию неудач, «Протон» демонстрирует рекордно высокий коэффициент запусков и надежности.
Зарубежные конкуренты
Созданная полвека назад ракета-носитель «Протон» до сих пор остается одной из самых мощных и совершенных в мире. Имея стартовую массу 700 тонн, РН «Протон-М» способна вывести на орбиту 22 000 кг полезного груза. На характеристики «Протона» ориентировались конструкторы других стран, стараясь их достичь или превзойти. К сегодняшнему дню четверка действующих конкурентов «Протона-М» выглядит следующим образом (зарубежные и отечественные РН расположены в порядке возрастания полезного груза, выводимого на орбиту высотой в 200 км):
— Зенит (3SL) производства СССР, России и Украины впервые стартовал в 1999 году. Выводит на орбиту 13 700 кг полезного груза, имеет стартовую массу 471 тонн. Топливо — керосин и жидкий кислород. «Зенит» разрабатывался как часть программы «Энергия-Буран». Трехступенчатый вариант РН «Зенит» (3SL) используется как основной носитель в международной коммерческой программе «Морской Старт».
— Атлас 5 (551) производства США и России способен доставить на орбиту до 20 000 кг полезного груза. Стартовая масса — 554 тонны. Атлас обеспечен правительственными контрактами на годы вперед. Эта удачно разработанная ракета представлена в трех версиях, которые можно адаптировать под конкретную задачу добавлением необходимого количества блоков ТРУ или ЖРД (по аналогии с универсальной системой «Энергия/ Зенит», или РН «Ангара»).
— Arian 5 (ЕCA) производит Европейское Космическое Агенство. РН способна доставить на околоземную орбиту 21 000 кг полезного груза, имея стартовую массу 778 тонн. Отличается сложным составом топлива. Ариан 5 — практический новый носитель, а не модификация французской Ариан 4. Продолжительность эксплуатации — 30 лет, носитель совершенствуют. Эта РН вместе с российским «Протоном» доминируют на рынке коммерческих услуг по запуску орбитальных аппаратов.
— Delta4 (Heavy) производства США осуществила первый коммерческий полет в 2002 году. Выводит на орбиту 25 800 кг полезного груза при стартовой массе 825 тонн. Топливо — жидкий водород и жидкий кислород.
Близки по характеристикам или даже превосходят «Протон_М», однако по разным причинам выведены из эксплуатации ракеты-носители:
— Saturn 1 (США) в 1966 —1975 годах доставлял на орбиту полезный груз массой до 17 000 кг, имея стартовую массу 589,7 тонн. Топливо — керосин и кислород.
— Titan 4 (США) с полезной нагрузкой до 21 700 кг и стартовой массой 943 тонны.
— Space Shuttle (США) выводила на орбиту до 29 500 кг полезного груза (без учета возвращаемого челнока весом в 80 тонн). Общая стартовая масса — 2 030 тонн.
— Энергия (СССР) РН сверхтяжелого класса доставляла на орбиту 98 000 кг полезного груза (ресурс модификации до 110 000 кг).
Стартовая масса — 2 400 тонн. Технологически возможны, но не испытаны варианты компоновки с двумя, с шестью и с восемью боковыми блоками (последний — с грузоподъемностью до 200 тонн).
— Sаturn 5 (США). Полезный груз — 118 000 кг, стартовая масса — 2 980 тонн. Эта сверхтяжелая ракета-носитель использовалась американским аэрокосмическим агентством для программ «Аполлон» и «Скайлеб» между 1967 и 1972 годом, в эпоху космической гонки между США и СССР)
Источник
 êîñìîíàâòèêå ñ ñàìîãî åå íà÷àëà åñòü ïðîáëåìà äîðîãîâèçíû âûâîäà ïîëåçíîé íàãðóçêè íà çàäàííóþ îðáèòó. ß åå íàçûâàþ êðèçèñîì ñåðèéíîãî ïðîèçâîäñòâà.
Ïðåäóïðåæäåíèå: ÿ íå ñòðåìëþñü óíèçèòü èëè âîçâûñèòü êàêèå-ëèáî ñòðàíû. ß ñåé÷àñ íå ÿâëÿþñü ðàáîòíèêîì â êîñìè÷åñêîé îòðàñëè, à çíà÷èò ìîãó îøèáàòüñÿ â êàêèõ ëèáî âîïðîñàõ êîñìîíàâòèêè. Ìîè ðàñ÷åòû íåñóò äîâîëüíî ïðèêèäî÷íûé õàðàêòåð è ìîãóò çíà÷èòåëüíî îòëè÷àòüñÿ îò ðåàëüíîé êàðòèíû. Ïðîøó îòíåñòèñü ñ ïîíèìàíèåì.
Åñëè áû ðàêåòû ïðîèçâîäèëèñü ìàññîâî, öåíà ïóñêà óïàëà áû íà ïîðÿäîê, à åñëè ïðèáàâèòü ìíîãîðàçîâîñòü, òî íà 1 — 2 ïîðÿäêà. Ñóòü êðèçèñà â òîì, ÷òî âñå ïîïûòêè ïåðåéòè íà ñëåäóþùèé ýòàï, íå óâåí÷àëèñü óñïåõîì.
Ãëàâíàÿ ïðîáëåìà íå â ñàìèõ òåõíîëîãèÿõ, à â îòñóòñòâèè òàêîãî áîëüøîãî ñïðîñà íà êîñìè÷åñêèå çàïóñêè, ïî ýòîìó ëþáîé «øàã â ñòîðîíó» îò òðàäèöèîííûõ ðàêåò ñ÷èòàëñÿ î÷åíü ýêîíîìè÷åñêè ðèñêîâàííûì, ïîêà Space-X íå âçÿëà íà ñåáÿ èíèöèàòèâó.
×òîáû îòâåòèòü íà âîïðîñ â çàãîëîâêå, íóæíî ïðîàíàëèçèðîâàòü óæå ñóùåñòâóþùèå ïðîåêòû:
Ïðèìåðû íåêîòîðûõ ïðîåêòîâ, êîòîðûå äîëæíû áûëè ñäåëàòü êîñìîñ äîñòóïíåå
Íî ïîñòåïåííî ïîïóëÿðíîñòü èäåè òàêîé ñòàíöèè óïàëà, è ñâÿçàííûå ñ íèìè ïðîåêòû.
Âîîáùå, ïîäîáíûõ ñàìîëåòíûõ ïðîåêòîâ 20 âåêà, ñîòíè, è âñå îíè èìåëè îäíó ñóòü: ïûòàëèñü ïîëó÷èòü ñïðîñ íà ïèëîòèðóåìûå êîñìè÷åñêèå èëè ìåæêîíòèíåíòàëüíûå ïàññàæèðñêèå ïîëåòû, âûéòè çà ñ÷åò ýòîãî íà ìàññîâîñòü, è äåøåâî âîçèòü ãðóçû â êîñìîñ.
Ñàìîëåòíàÿ êîíñòðóêöèÿ âñåìè ïðåäñòàâëÿëàñü êàê áóäóùåå êîñìè÷åñêèõ ïîëåòîâ, ïîòîìó ÷òî ó íåå áûëî ìíîæåñòâî ïðåèìóùåñòâ:
1. Ìåíüøèå òåïëîâûå íàãðóçêè ïðè ïîñàäêå.
2. Ìåíüøèå ïåðåãðóçêè ïðè ïîñàäêå.
3. Âîçìîæíîñòü ñîâåðøåíèÿ ïîñàäêè áåç âêëþ÷åíèÿ äâèãàòåëåé.
4. Ïðåîáðàçîâàíèå êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ïðè ïîñàäêå â ðàáîòó àýðîäèíàìè÷åñêèõ ñèë äëÿ ïîâûøåíèÿ äàëüíîñòè ïîëåòà.
5. Âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ñóùåñòâóþùåé àýðîäðîìíîé èíôðàñòðóêòóðû.
Íî ñóùåñòâîâàë âïîëíå îáîñíîâàííûé ðèñê, ÷òî òåõíèêà ïîäõîäÿùàÿ è äëÿ àýðîïîðòà, è âûïîëíÿþùàÿ ïîëåòû â êîñìîñ, è ìåæäó êîíòèíåíòàìè, áûëà áû íå ýôôåêòèâíà âî âñåì = íå íóæíà âîîáùå íèêîìó.
Ðåøåíèå îäíèõ ïðîáëåì äàâàëî 2 íîâûå, íàïðèìåð:
Ïðîáëåìà ñëîæíîñòè îáñëóæèâàíèÿ ìíîãîñòóïåí÷àòûõ ñèñòåì. Îäíîé ñòóïåíüþ âûéòè íà îðáèòó ñ ãðóçîì ìîæíî èñïîëüçóÿ âîäîðîä (åñëè èç ðàñïðîñòðàíåííûõ òîïëèâ). Íî âîäîðîä êàê ìû çíàåì, ñîâåðøåííî íåïëîòíûé è èìååò î÷åíü íèçêóþ òåìïåðàòóðó êèïåíèÿ. ×òîáû ñäåëàòü äîñòàòî÷íî ëåãêèé âîäîðîäíûé áàê, íóæíû ãîäû ðàçâèòèÿ òåõíîëîãèé â ýòîì íàïðàâëåíèè, è âûñîêàÿ ñåáåñòîèìîñòü ñàìîëåòà. Ñàì âîäîðîä — îäíî èç ñàìûõ (åñëè íå ñàìîå) äîðîãîå ãîðþ÷åå â êîñìîíàâòèêå.
Ïðåäñòàâèì ÷òî ìû õîòèì èñïîëüçîâàòü ñóùåñòâóþùèå àýðîïîðòû. ×òîáû èñïîëüçîâàòü àýðîïîðò íå òîëüêî ïðè ïîñàäêå, íî è ïðè âçëåòå, âçëåò æåëàòåëüíî îñóùåñòâëÿòü â ñîîòâåòñòâèè ñ ìåñòíûìè íîðìàìè øóìà è áåçîïàñíîñòè, òî åñòü ãîðèçîíòàëüíî, è èñïîëüçóÿ âîçäóøíî-ðåàêòèâíûå äâèãàòåëè. Ìû ïîëíîñòüþ çàãðóæåíû òîïëèâîì, ñîîòâåòñòâåííî íàì íóæíî î÷åíü ìíîãî òÿãè è ìàññû êðûëüåâ, ÷òîáû âçëåòåòü, à çíà÷èò íóæíà áîëüøàÿ ìàññà äâèãàòåëåé. Ìîæíî óìåíüøèòü ñòàðòîâóþ ìàññó çà ñ÷åò çàãðóçêè îêèñëèòåëÿ â âîçäóõå îò ñàìîëåòà çàïðàâùèêà èëè ïðÿìî èç âîçäóõà.
Òóò ïîëó÷àþòñÿ èëè îãðàíè÷åíèÿ ñâÿçàííûå ñ õàðàêòåðèñòèêàìè ñàìîëåòà-çàïðàâùèêà (Black Horse), ëèáî ïîâûøåííûé ðàñõîä âîäîðîäà íà ñæèæåíèå êèñëîðîäà èç âîçäóõà è óñëîæíåíèå è áåç òîãî ñëîæíîé òåõíèêè (Skylon). Èòîãî íå ñîâñåì î÷åâèäíûå ïðåèìóùåñòâà.
Black Horse (÷òî èíòåðåñíî, — îêèñëèòåëü H2O2)
Skylon
Ìîæíî åùå âñïîìíèòü êëàññè÷åñêîå èñïîëüçîâàíèå âîçäóõà äëÿ ñãîðàíèÿ íà êàê ìîæíî áîëüøåì äèàïàçîíå ñêîðîñòåé. Ýêîíîìèÿ òîïëèâà åñòü? Äà. Íî âîçíèêàåò áîëüøîå àýðîäèíàìè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå, áîëüøèå è ïðîäîëæèòåëüíûå òåïëîâûå íàãðóçêè. Äîáàâèòü ê ýòîìó íåîáõîäèìîñòü â òÿæåëîé è ñëîæíîé ìíîãîðåæèìíîé äâèãàòåëüíîé óñòàíîâêå, è ñíîâà ïîëó÷àåì ñî÷åòàíèå ìèíóñîâ ðàäè îäíîãî ïëþñà.
Ïîäîáíûå ëîãè÷åñêèå öåïî÷êè ìîæíî âñòðåòèòü î÷åíü ÷àñòî, è àñïåêòîâ è ïðîåêòîâ îãðîìíîå êîëè÷åñòâî, ïî ýòîìó äàëåå ÿ ðàññìîòðþ òå ïðîåêòû, êîòîðûå ïî ìîåìó ìíåíèþ ïðèáëèçèëèñü ê ðàçãàäêå ýòîé ìíîãîðàçîâîé ãîëîâîëîìêè. Íó èëè êàê ìèíèìóì î÷åíü èíòåðåñíûå.
Íåñêîëüêî èíæåíåðîâ NASA, êîòîðûå õîðîøî ïîíèìàëè íåäîñòàòêè ñèñòåìû Space Shuttle, âåëè ñâîé íåîôèöèàëüíûé ïðîåêò Advent (ñ 1998 ãîäà).  ïîñëåäñòâèè îíè ñîçäàëè ñâîþ ôèðìó Advent Launch Services (ALS) è ó÷àñòîâàëè â êîíêóðñå Ansari X Prize (2005 ã.). Ïî óñëîâèÿì êîíêóðñà, ó÷àñòíèêè äîëæíû îñóùåñòâèòü 2 ïóñêà ñóáîðáèòàëüíîãî êîðàáëÿ çà 2 íåäåëè.
Ïðîåêò ïðåäóñìàòðèâàë â ïåðâóþ î÷åðåäü ñîçäàíèå îäíîñòóïåí÷àòîãî ñóáîðáèòàëüíîãî ñàìîëåòà. Ïðèìåíåíèå òèòàíà â êîíñòðóêöèè äîëæíî áûëî ïîçâîëèòü åìó âçëåòàòü ñ âîäû è ñàäèòüñÿ íà âîäó (íàïðèìåð, íà óäîáíîì ðàññòîÿíèè îò êðóïíûõ ïðèáðåæíûõ ãîðîäîâ). Òàê æå áîëüøàÿ ýêîíîìè÷åñêàÿ ýôôåêòèâíîñòü äîñòèãàëàñü ïðèìåíåíèåì äåøåâîãî, ýôôåêòèâíîãî, íî íà òîò ìîìåíò íåïîïóëÿðíîãî ìåòàíà â êà÷åñòâå ãîðþ÷åãî. Çà ñ÷åò ïðèìåíåíèÿ ýêðàííîãî ýôôåêòà ïðè ïîñàäêå, è âåðòèêàëüíîãî âçëåòà, äîñòèãàåòñÿ ñóùåñòâåííàÿ ýêîíîìèÿ ìàññû íà êðûëüÿõ è ñèñòåìàõ ïîñàäêè, ñòóïåíü ìîãëà ñàìîñòîÿòåëüíî âåðíóòüñÿ íà ìåñòî çàïóñêà èñïîëüçóÿ íåáîëüøîé ðàñõîä òîïëèâà.
Ïðèìåíèâ îïûò ñóáîðáèòàëüíîãî ñàìîëåòà, îíè ïëàíèðîâàëè ñäåëàòü ðàêåòó ïàêåòíîé 2-õ ñòóïåí÷àòîé, ïîñòåïåííî óâåëè÷èâàòü èõ ðàçìåðû (2 ñòóïåíü — àíàëîãè÷íàÿ) âïëîòü äî ñîçäàíèÿ ïîëíîñòüþ ìíîãîðàçîâîãî òÿæåëîãî íîñèòåëÿ. Ïîñëåäíåå ÷òî î íèõ ÿ íàøåë, — îíè ïðîâåëè èñïûòàíèå ïðîòîòèïà äâèãàòåëÿ, è íà ýòîì, óâû, èñòîðèÿ çàêîí÷èëàñü.
Advent
Äðóãàÿ î÷åíü èíòåðåñíàÿ èäåÿ, ñîâìåñòèòü ìíîãîðàçîâîñòü è óâåëè÷èòü ñåðèéíîñòü èñïîëüçóÿ íåñêîëüêî îäèíàêîâûõ ñàìîëåòîâ (âîçüìåì ýòîò ìåòîä íà âîîðóæåíèå):
Multi-Unit Space Transport And Recovery Device Concept
Ïðîåêò Áðèòàíñêîãî øàòòëà ñåðåäèíû 1960-ûõ ãîäîâ. Ïðîåêò ïîõîðîíèëî ñëîæíîå ñ òåõíè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ ðåøåíèå ïåðåêà÷èâàòü òîïëèâî ìåæäó ñòóïåíÿìè äëÿ ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè, è íåæåëàíèå ïðàâèòåëüñòâà Áðèòàíèè ðàçâèâàòü ñâîþ êîñìîíàâòèêó.
Èç áîëåå ñîâðåìåííîãî, ìíå ïîíðàâèëñÿ DLR Spaceliner
DLR Spaceliner — ñîâðåìåííûé ïðîåêò ïàêåòíîãî äâóõñòóïåí÷àòîãî êîñìè÷åñêîãî ñàìîëåòà. Îí ïðèíöèïèàëüíî ñèëüíî íå îòëè÷àåòñÿ îò òèïè÷íûõ ïðîåêòîâ 20 âåêà, íî ÿâëÿåòñÿ áîëåå ïðîðàáîòàííûì è ó÷èòûâàåò ñîâðåìåííûå åâðîïåéñêèå òåõíîëîãèè. Âçëåòàåò âåðòèêàëüíî (íåîáõîäèìîñòü â áîëüøèõ êðûëüÿõ îòïàäàåò). Íà ó÷àñòêå ðàáîòû ïåðâîé ñòóïåíè, ÷àñòü òîïëèâà ïîäàåòñÿ â äâèãàòåëè âòîðîé ñòóïåíè, ÷òî äàåò ïîâûøåííóþ ýôôåêòèâíîñòü çàïóñêà â ïàêåòíîé ñõåìå (êàê è â ïðîåêòå âûøå). Ãëàâíîå ïðèìåíåíèå, — ìåæêîíòèíåíòàëüíûå ïàññàæèðñêèå ïîëåòû.
Åñëè ñðàâíèâàòü ñ îáû÷íîé ðàêåòîé, áîëüøàÿ äàëüíîñòü ïîëåòà äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò íûðÿíèé â àòìîñôåðó:
Êàïñóëà, îñíàùåííàÿ òâåðäîòîïëèâíûìè äâèãàòåëÿìè è ïàðàøþòàìè ðàññ÷èòàíà íà ñïàñåíèå ïàññàæèðîâ íà ëþáîì ó÷àñòêå ïîëåòà. Âìåñòî íåå ìîæíî ðàçìåñòèòü ðàçãîííûé áëîê è ïîëåçíóþ íàãðóçêó.
Ýòî ê ñëîâó î òîì, êàêóþ ñèñòåìó ñïàñåíèÿ ìîæíî áûëî áû ïîñòàâèòü â Starship. ß ñ÷èòàþ ÷òî îò íåå îòêàçûâàòüñÿ íå ñòîèò â áëèæàéøèå äåñÿòèëåòèÿ.
Íà îñíîâå ïîõîæèõ òåõíîëîãèé, â Åâðîïå áûëî ìíîæåñòâî èäåé êàñàòåëüíî êðûëàòûõ óñêîðèòåëåé, îäíàêî íà ñåãîäíÿøíèé äåíü îíè îòñòàëè îò ìåòàíîâîãî «òðåíäà». Õîòü è ïðèìåíåíèå âîäîðîäà äàëî áû Åâðîïå âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ òåõíîëîãèé ðàêåòû Àðèàí, íî âìåñòå ñ òåì óæå íå ñàìóþ àêòóàëüíóþ íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ïîëåçíóþ íàãðóçêó. Ïðè òåõ æå ãàáàðèòàõ, â âîäîðîäíóþ ñòóïåíü ïîìåùàåòñÿ ìåíüøå òîïëèâà, õîòÿ ïðîöåíò ìàññû ïîëåçíîé íàãðóçêè ó íåãî ìîæåò áûòü âûøå.
 ìíîãîðàçîâûõ óñêîðèòåëÿõ ïðèìåíåíèå âîäîðîäà ÿâëÿåòñÿ î÷åíü ñïîðíûì, åùå ïîñêîëüêó öåíà èõ çàïóñêà â åùå áîëüøåé ñòåïåíè áóäåò çàâèñåòü îò öåíû âîäîðîäà.
Ó÷èòûâàÿ ÷òî ïðè âçëåòå ñ êîñìîäðîìà Êóðó, ýòè ñòóïåíè îêàçûâàþòñÿ ïîñðåäè îêåàíà, âîçíèêàåò âîïðîñ, êàê èõ âåðíóòü. Åñòü ïðåäëîæåíèå áóêñèðîâàòü èõ ñàìîëåòîì, ÷òî òàê æå ÿâëÿåòñÿ î÷åíü ñïîðíûì, ïîòîìó ÷òî çíà÷èòåëüíî óñëîæíÿåò ýêñïëóàòàöèþ.
Áëèçèòñÿ íîâàÿ Ýðà êîëîíèçàöèè Ëóíû è Ìàðñà. Ãîñóäàðñòâåííûå ïðîãðàììû â ýòîì íàïðàâëåíèè äàäóò (èëè ìîæíî ñêàçàòü, óæå äàþò) íåîáõîäèìûé òîë÷îê ê íà÷àëó ðàçâèòèÿ ïðèíöèïèàëüíî íîâîãî ðûíêà, — ðûíêà ìàññîâûõ êîñìè÷åñêèõ ïîëåòîâ äëÿ êîëîíèçàöèè Ëóíû è Ìàðñà.
 ýòèõ óñëîâèÿõ ïðèíöèïèàëüíî íîâàÿ êîñìè÷åñêàÿ òåõíèêà óæå áåç âñÿêèõ ñîìíåíèé, îïðàâäàåò ñåáÿ, òàê ÷òî ïðèøëî âðåìÿ ñîçäàâàòü íîâóþ ðàêåòó-íîñèòåëü.
Starship
Ñàìàÿ ïðèåìëåìàÿ ðàêåòà-íîñèòåëü äëÿ íà÷àëà êîñìè÷åñêîé ýêñïàíñèè ÑØÀ.
1. Ïóñêîâàÿ óñòàíîâêà íàõîäèòñÿ ïî áëèçîñòè îò ìåñòà ñáîðêè.
2. Îáå ñòóïåíè óìåþò âîçâðàùàòüñÿ ê ìåñòó ñòàðòà ñ ïîìîùüþ ðåàêòèâíîé ïîñàäêè. Èõ òóò æå ãîòîâÿò ê ñëåäóþùåìó ïóñêó.
3. Äåøåâîå ìåòàíîâîå òîïëèâî.
4. Çàëîæåííàÿ óíèâåðñàëüíîñòü è âîçìîæíîñòü çàïðàâêè â êîñìîñå îò äðóãèõ ðàêåò, ïîçâîëÿþò ýòîìó æå êîñìè÷åñêîìó êîðàáëþ îñóùåñòâëÿòü ìèññèè êàê íà îðáèòó Çåìëè, òàê è íà ïîâåðõíîñòü Ëóíû èëè íà Ìàðñà.
5. Ýôôåêòèâíûå ðàêåòíûå äâèãàòåëè.
Èòîãî ìû èìååì âûñîêîå ìàññîâîå ñîâåðøåíñòâî, îòíîñèòåëüíî íèçêóþ ñåáåñòîèìîñòü êîðàáëÿ, áîëüøóþ ïîëåçíóþ íàãðóçêó (100 — 150 ò íà ÍÎÎ), à â ïåðñïåêòèâå ìàññîâîå ïðîèçâîäñòâî, ïðÿìî êàê ó ñàìîëåòîâ.
Ìîÿ èäåÿ
Îäíà èç ãëàâíûõ ïðîáëåì â Ðîññèéñêîé êîñìîíàâòèêå, — çàâèñèìîñòü îò ãàáàðèòîâ æåëåçíîäîðîæíûõ âàãîíîâ. Áûëî áû î÷åíü õîðîøî ïðîèçâîäèòü ðàêåòó â ïðîìûøëåííî-ðàçâèòîì, åâðîïåéñêîì ðåãèîíå, íî âìåñòå ñ òåì è áîëüøèõ ðàçìåðîâ äëÿ âûñîêîé ìàññîâîé ýôôåêòèâíîñòè. Åñëè ñîáèðàòü öåëèêîì çäåñü, òî äàæå ïåðåâîçêà âîçäóøíûì òðàíñïîðòîì íå ñïàñåò, ïîòîìó ÷òî ìàññà äàæå ïóñòîé ðàêåòû ñòàíîâèòñÿ íåïîäúåìíîé äëÿ ãðóçîâîãî ñàìîëåòà. Ìîðñêàÿ òðàíñïîðòèðîâêà çàòðóäíåíà îãðàíè÷åíèÿìè êàíàëîâ, çàìåðçàíèåì ðåê, è ÿâëÿåòñÿ î÷åíü ïðîäîëæèòåëüíîé ïî âðåìåíè.
Ïî ýòîìó ÿ âûáðàë ïðàêòè÷åñêè åäèíñòâåííîå ðåøåíèå — áîëüøîé äâóõñòóïåí÷àòûé êîñìè÷åñêèé ñàìîëåò. ×òîáû îí ñìîã èñïîëüçîâàòü ñóùåñòâóþùèå àýðîïîðòû, ÿ ïðåäïîëîæèë ÷òî åãî äëèíà è øèðèíà íå äîëæíû ïðåâûøàòü ãàáàðèòû Àí-124. Åñëè îòòàëêèâàòüñÿ îò ãàáàðèòîâ, òî íóæíîå êîëè÷åñòâî âîäîðîäà ìîæåò äàòü ñëèøêîì íèçêóþ ïîëåçíóþ íàãðóçêó, è íåïðèÿòíî îòðàçèòüñÿ íà ñòîèìîñòè ïóñêà. Ñàìûì îïòèìàëüíûì òîïëèâîì ÿ ïîñ÷èòàë Ìåòàí + Êèñëîðîä.
×òîáû êîíñòðóêöèÿ êîñìè÷åñêèõ ñàìîëåòîâ áûëà ñõîæåé, óñòîé÷èâîé ê íàãðóçêàì, è ïðîùå ñîáèðàåìîé, ÿ âûáðàë òàê æå êàê è áðèòàíöû, ñõåìó — ïàêåò (êîãäà ïðîèñõîäèò áîêîâîå ðàçäåëåíèå ñòóïåíåé). Êàðòèíêà èç èíòåðíåòà äëÿ ïðèâëå÷åíèÿ âíèìàíèÿ:
Ïî÷åìó ïðîñòî íå ñêîïèðîâàòü Starship?
Äàæå åñëè áû àíàëîã ðàêåòû Starship äîáðàëñÿ äî êîñìîäðîìà Âîñòî÷íûé, âåðíóòü ïåðâóþ ñòóïåíü íà êîñìîäðîì áûëî áû äîâîëüíî òðóäíî.
Âàðèàíòû:
1. Ïî Ðîññèéñêèì óçêèì íèçêîêà÷åñòâåííûì ãîðíûì äîðîãàì.
2. Ïî çàìåðçàþùèì ìîðñêèì ïóòÿì.
3. Ñîîðóäèâ â ãëóøè åùå îäèí êîñìîäðîì, ÷òîáû îòïðàâèòü ðàêåòó íàçàä, è òðàòèòüñÿ íà åãî îáñëóæèâàíèå.
4. Ïîòðàòèòü çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü òîïëèâà ÷òîáû ñòóïåíü ñàìîñòîÿòåëüíî âåðíóëàñü íà ìåñòî çàïóñêà íàä ãîðîäàìè.
Âçÿâ çà îñíîâó àíàëèç àýðîäèíàìè÷åñêèõ (ãàáàðèòíûõ) è ìàññîâûõ õàðàêòåðèñòèê ïðîåêòîâ ñàìîëåòíûõ óñêîðèòåëåé Åâðîïû, è óäåëüíûå èìïóëüñû Ìåòàíà â Ðîññèè, ÿ íàøåë âñå ïàðàìåòðû ìîåãî ãèïîòåòè÷åñêîãî óñêîðèòåëÿ.
VTHL — âåðòèêàëüíûé âçëåò, ãîðèçîíòàëüíàÿ ïîñàäêà.
VTVL — âåðòèêàëüíûé âçëåò, âåðòèêàëüíàÿ ïîñàäêà.
Inert Mass index — îòíîøåíèå ìàññû ïîñëå îêîí÷àíèÿ ðàáîòû ê ìàññå òîïëèâà
Structural index — ìàññà ïóñòîãî ê ìàññå òîïëèâà.
Inert Mass index — êëþ÷åâàÿ öèôðà äëÿ ðàñ÷åòîâ. Ìîåìó âàðèàíòó, íà äèàãðàììå ñîîòâåòñòâóåò 0.11, íî òàê êàê ÿ õîòåë ÷òîáû îí íå ïðîñòî ïëàíèðîâàë, à èìåë ñâîè âîçäóøíî-ðåàêòèâíûå äâèãàòåëè, ÿ âçÿë ñ çàïàñîì, 0.134.
×òîáû êîíñòðóêöèÿ áûëà ìàêñèìàëüíî ïðîñòîé, íî â òî æå âðåìÿ ñîñòîÿëà èç ìèíèìàëüíîãî ÷èñëà ìàêñèìàëüíî áîëüøèõ ñàìîëåòîâ, ÿ âûáðàë êîìïîíîâî÷íóþ ñõåìó Ïàêåò (áåç ïåðåäà÷è òîïëèâà ìåæäó íèìè). Ïîëó÷àåòñÿ 3 ñàìîëåòà, íî öåíòðàëüíûé áóäåò èìåòü âûäâèæíîé ãîëîâíîé îáòåêàòåëü, ìåíüøåå ÷èñëî äâèãàòåëåé, íî ñ áîëüøèì óäåëüíûì èìïóëüñîì.
Òî åñòü 2 ñòóïåíü áóäåò íàïîìèíàòü Ñîâåòñêèé ïðîåêò ÃÊ-175 (äðóãèå íàçâàíèÿ: Óðàãàí, Ýíåðãèÿ-2)
ÃÊ-175. Äëÿ èëëþñòðàöèè ÿ èñïîëüçîâàë ñâîþ ñûðóþ ìîäåëü.
Âûäâèæíîé îáòåêàòåëü ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü äëèíó òîïëèâíûõ áàêîâ ïðè îãðàíè÷åíèè ìàêñèìàëüíîé äëèíû ñàìîëåòà, çíà÷èòåëüíî óïðîùàåò âîçâðàùåíèå íà Çåìëþ ñ òî÷êè çðåíèÿ àýðîäèíàìèêè. Ïðåäïîë