Гравитационные потери

[Ворон]

Гравитационные потери - наибольшая часть потерь ракеты.

 О методах их уменьшения просьба высказываться всем желающим.

 В любой форме, с любым уровнем.

[X]

Гравитационные потери - наибольшая часть потерь ракеты.

 О методах их уменьшения просьба высказываться всем желающим.

 В любой форме, с любым уровнем.

Уменьшение гравитационных потерь достигается уменьшением времени выхода на орбиту, что требует увеличения тяговооруженности, что утяжеляет и усложняет конструкцию, что плохо влияет на комфортность выведения ПН, особенно пилотируемых. Т.е. все укладывается в задачу по достижению оптимума, который имеет несколько широкий диапазон, в зависимости от вида ПН.

[Sevlagor]

Устанавливаем на первую ступень многоразовые бустерные двигатели.
Спасаем их на парашутах.
Из-за умененьшения грав.потерь требуемая ХС уменьшается на 6-10%.
Это равносильно такому же увеличению УИ.
А между тем за 1% УИ ЖРДисты душу продадут.  
ПГ бывает увеличивается на 25-35%

[X]

Устанавливаем на первую ступень многоразовые бустерные двигатели.
Спасаем их на парашутах.
Из-за умененьшения грав.потерь требуемая ХС уменьшается на 6-10%.
Это равносильно такому же увеличению УИ.
А между тем за 1% УИ ЖРДисты душу продадут.  

Что-то я не врубаюсь: как связаны многоразовые бустерные двигатели с уменьшением гравитационных потерь :shock:
А если бустеры одноразовые, то как?

Дурят нашего брата, дурят ...

[Sevlagor]

Бустерные двигатели должны по тяге составлять что-то около 30-50% от тяги основных двигателей первой ступени. Цена их соответсвующая.
Между тем в стоимости ракеты самая дорогая часть - первая ступень, а в ней её двигатели. Их стоимость может доходить до 30-40% от стоимости всей ракеты.
Если бустерные двигатели одноразовые то выигрыш в массе ПГ меньше увеличения стоимости и вся затея теряет смысл.

[Sevlagor]

Если первая ступень тоже многоразовая то мы дополнительно выигрываем на ресурсе её двигателей.

[carlos]

Вообще, если это для курсовика - надо будет все преобразить в наукообразную форму, но в принципе потери характеристической скорости, связанные с гравитацией, помимо того, что они обратно пропорциональны тяговооруженности еще и зависят от формы траектории (от программы тангажа). Выбирая программу тангажа (задавая синус тета, который под интегралом) мы также можем снизить потери. А выбор программы тангажа - типичная задача оптимального управления. Но это в-общем-то азбучные истины. Конкретизируйте задачу.

[carlos]

Давно не занимался ничем подобным, произошла перезаточка мозгов. Так что если сморожу какую глупость - сильно не бейте.
В общем (ЕМНИП) конечная скорость ракеты определяется пятью проектно-баллистическими параметрами (уд. тяга пустотная, она же стартовая, мю конечное, тяговооруженность унд нагрузка на мидель) плюс программа выведения (форма траектории). Какие из перечисленных параметров жестко заданы и что можно варьировать? Вообще, ракета уже есть?

[Ворон]

Вообще, если это для курсовика - надо будет все преобразить в наукообразную форму, но в принципе потери характеристической скорости, связанные с гравитацией, помимо того, что они обратно пропорциональны тяговооруженности еще и зависят от формы траектории (от программы тангажа). Выбирая программу тангажа (задавая синус тета, который под интегралом) мы также можем снизить потери. А выбор программы тангажа - типичная задача оптимального управления. Но это в-общем-то азбучные истины. Конкретизируйте задачу.

 Верно, но не всё так просто.

 Гравитационные потери - следствие необходимости за счёт ракетной тяги находиться на "некоторой высоте", что в общем, для выхода на орбиту в эдаком "общем, теоретическом случае" совершенно необязательно.

 Один из вариантов - мы на Луне, атмосферы нет и ракета разгоняется по рельсам горизонтально.
 Другой вариант - мы на Земле, кидаем ракету с высокой башни, она летит до земли больше 600 секунд, за это время мы набираем орбитальную скорость.
 Ясно, что на практике, для реальных носителей, это неприемлемо.

 Что можно ещё заметить, гравитационные потери зависят не только от тяговооруженности. а, как сказал carlos и от "формы траектории", только эта "форма" не является чистой статической геометрией.

 Возьмём эдакий "одиозный случай" - ракета висит на тяге равной 1, двигатель дросселируется.
 Если она висит с начальной скоростью 0, то гравитационные потери - 100%.
 Если же мы дали ей в начале "висения" эдакий "пинок" со скоростью 1 км/с, то за 100 секунд "висения" она равномерно улетит на 100 километров вверх, получив дополнительную потенциальную энергию.

[Ворон]

Давно не занимался ничем подобным, произошла перезаточка мозгов. Так что если сморожу какую глупость - сильно не бейте.
В общем (ЕМНИП) конечная скорость ракеты определяется пятью проектно-баллистическими параметрами (уд. тяга пустотная, она же стартовая, мю конечное, тяговооруженность унд нагрузка на мидель) плюс программа выведения (форма траектории). Какие из перечисленных параметров жестко заданы и что можно варьировать? Вообще, ракета уже есть?

 Не, я малость о другом - о том, что для "висения в воздухе" мы используем Ракетную Тягу, если бы мы использовали реакцию опоры, то гравитационных потерь не было бы.

[Ghost]

А вот если взять только многоразовые бустеры, и бустеров не четыре-шесть ставить, а штук так... много, то можно ого-го как ПН поднять! Задешево. А ЖРДисты пускай удавятся от зависти. Вот.

[carlos]

Один из вариантов - мы на Луне, атмосферы нет и ракета разгоняется по рельсам горизонтально.
 

А потом продолжает полет по селеноцентрической орбите с нулевой высотой?

[Ворон]

Один из вариантов - мы на Луне, атмосферы нет и ракета разгоняется по рельсам горизонтально.
 

А потом продолжает полет по селеноцентрической орбите с нулевой высотой?

 А что вам мешает это сделать, если "теоретически"?

 Практически, вам в конце разгона надо дать достаточно небольшой вертикальный импульс, за полвитка подняться куда надо и дать второй импульс коррекции.
 Но это "не потери" - вы набираете высоту и тратите на это энергию. А вот "несделанная работа" это чистая потеря энергии - то же трение, похоже на то как машина буксует в грязи, колёса крутятся, а она никуда не едет.
 

[carlos]

Другой вариант - мы на Земле, кидаем ракету с высокой башни, она летит до земли больше 600 секунд, за это время мы набираем орбитальную скорость.

А зачем ракету-то? Можно просто каменюку бросить.

[carlos]

Практически, вам в конце разгона надо дать достаточно небольшой вертикальный импульс, за полвитка подняться куда надо и дать второй импульс коррекции. Но это "не потери" - вы набираете высоту и тратите на это энергию. А вот "несделанная работа" это чистая потеря энергии

"Я не буду с тобой спорить, старый софист" (с) М.А. Булгаков. Потери - не потери, "несделанная работа"...
Расчеты, пожалуйста, в студию.

[Ворон]

Другой вариант - мы на Земле, кидаем ракету с высокой башни, она летит до земли больше 600 секунд, за это время мы набираем орбитальную скорость.

А зачем ракету-то? Можно просто каменюку бросить.

 Я имел в виду случай выхода на орбиту эдак 200 км.

 А если "на любую орбиту" так можно и булыжник.

[Ворон]

Практически, вам в конце разгона надо дать достаточно небольшой вертикальный импульс, за полвитка подняться куда надо и дать второй импульс коррекции. Но это "не потери" - вы набираете высоту и тратите на это энергию. А вот "несделанная работа" это чистая потеря энергии

"Я не буду с тобой спорить, старый софист" (с) М.А. Булгаков. Потери - не потери, "несделанная работа"...
Расчеты, пожалуйста, в студию.

 Плиз, для начала - начальная тяговооруженность 3, и она постоянна на всём участке разгона.
 Мы разгоняемся так, что вообще не набираем вертикальную скорость.

 ХС конечная от ХС в вакууме получится 94%, это значит - для выхода на орбиту "Земли без атмосферы" надо затратить ХС около 8400 м/с.
 "Орбитальная ракета" в этом случае выведет на орбиту 16% стартовой массы.

[carlos]

Недопонял: если тэта все время равно нулю (гравитационных потерь нет), атмосферы нет - то куда делось 6% ХС?

[carlos]

Другой вариант - мы на Земле, кидаем ракету с высокой башни, она летит до земли больше 600 секунд, за это время мы набираем орбитальную скорость.

А зачем ракету-то? Можно просто каменюку бросить.

 Я имел в виду случай выхода на орбиту эдак 200 км.

 А если "на любую орбиту" так можно и булыжник.

Бросаем вертикально вниз? Или горизонтально?

[Ворон]

Недопонял: если тэта все время равно нулю (гравитационных потерь нет), атмосферы нет - то куда делось 6% ХС?

 Ушли на "висение над поверхностью".

 Можно поставить ракету на колёсики, тогда вообще потерь не будет.