АКС: экраноплан -- КР -- челнок

[Гусев_А]

Идею эту я уже немного высказывал, и сколько потом не читал не мыслил, ни чего лучшего не вижу.

Смысл в том, что двухступенчатый АКС, почти без крыльев, но с несущим корпусом с плоским дном, максимально обтекаемым, заточенным под гиперзвук корпусом. Размерность ТРДФ явно заниженная, в сравнении с большой массой, полностью заправленного АКСа, и не больших размеров несущих плоскостей, и очень малого удлинения крыла. То есть на дозвуке он будет иметь очень низкое аэродинамическое качество и при такой малой тяге лететь не способен, тем более взлететь.

Взлет осуществляется с горки: перед ВПП с качеством шоссе плавный спуск с горки  высотой метров 100. То есть уже на полосе АКС имеет некоторую скорость и к концу полосы АКС уже набирает скорость приемлемую для встатия на экран. На экране с такой конструкцией корпуса можно рассчитывать на высокое аэродинамическое качество (более 15-ти), тем более, что с низу по внешним краям очень широких крыльев закреплены вытянутые подвесные баки с керосином, ограничивающие растекание в стороны воздушной подушки.

Но тяги ТРДФ не хватает для очень интенсивного разгона (просто в своем рисунке я нашел им не так уж много удобного места, да и цена их существенна) куда удобнее опять применить горку. Если плавный спуск будет метров 300 высоты, то при данной тяговооруженности и аэродинамическом качестве, километров за 30-35 АКС наберет скорость более 2-х М. Из того что мне удалось найти про эксперименты с экранопланами то этот эффект остается устойчивым и на сверхзвуке.

После набора скорости более 2-х М, включаются ПВРД. Но он больше рассчитан на  большую скорость и по этому тяга его составляет не более 20% от той которая у него станет на оптимальных скоростях  (5 -- 10 М). Но на таких низких для него скоростях  можно немного "с халтурить" : Уменьшить кол-во подаваемого водорода, а в замен немного распылять керосина, все равно на данном этапе эффективность работы и КПД ПВРД в пять раз меньше , чем он наберет потом. Но даже эти 20% тяги ПВРД в добавок к тяге ТРДФ сразу оживляют АКС, Он начинает интенсивно набирать скорость, спрыгивает с трамплина и уже в самостоятельном полете под небольшим углом начинает набирать высоту и скорость.

Растет скорость -- растет тяга ПВРД, он переходит на нормальный режим работы, прекращается подача керосина. Так же выключаются ТРДФ, сбрасываются подвесные баки, и АКС на прямоточниках разгоняется до примерно 10 М. Угол набора высоты примерно может достичь 20 градусов.  Водородные ЖРД есть только у второй орбитальной ступени, которые расположены на концах крыльев, которые лишь немного выступают далее боковой части корпуса 1-й ступени, они после сброса легких обтекателей могут начать работу, пока еше АКС в сборе.

При одновременной работе ПВРД и ЖРД 2-й ступени, тяговооруженность опять возрастает и это позволит АКСу даже выпрыгнуть из атмосферы, конечно, когда давление совсем сходит на нет, то и потухнут ПВРД, но ЖРД сможет дотянуть до почти полного отсутствия скоростного напора, когда уже будет возможно произвести безопасную расстыковку. Во время работы ЖРД до расстыковки топливо берется из баков первой ступени и на момент расстыковки баки 2-й ступени полные.

Теперь кратко о возможных двигателях и их параметрах:
ТРДФ на всем протяжении своей работы будут работать на максимальном форсаже. Расход топлива при этом 1,5 - 1,7 тонны на тонну тяги за час, много, но успокаивает то, что после набора 3-х с копейками М подвесные баки отбрасываются, а до этого они нужны даже с точки зрения аэродинамики. УИ = 2000 с
ПВРД в начале работает с очень низким для ВРД УИ. Расход водорода может быть 0,21 тонн на тонну тяги за час, + расход керосина 1,2 тонн на тонну тяги за час, итого УИ =2500 с. Зато когда ПВРД достигает нормального режима расход водорода может составить всего 0,25 тонн на тонну тяги за час и значит УИ =14000 с

[Бродяга]

Могу предложить "вариантик попроще".

 Крылатая первая ступень с ПВРД отделяется от самолёта-носителя как Шаттл, затем происходит разгон с потерей высоты до скорости необходимой для работы ПВРД.

[Гусев_А]

Могу предложить "вариантик попроще".

 Крылатая первая ступень с ПВРД отделяется от самолёта-носителя как Шаттл, затем происходит разгон с потерей высоты до скорости необходимой для работы ПВРД.

 Думал так. Но штука тяжелая, под крыло не повесишь, а с горба сбрасывать сложно, да и при таком раскладе получается уже 3-х ступ. :roll:

[Бродяга]

Могу предложить "вариантик попроще".

 Крылатая первая ступень с ПВРД отделяется от самолёта-носителя как Шаттл, затем происходит разгон с потерей высоты до скорости необходимой для работы ПВРД.

Думал так. Но штука тяжелая, под крыло не повесишь, а с горба сбрасывать сложно[/size], да и при таком раскладе получается уже 3-х ступ. :roll:

Вы "как Шаттл сбрасывали" видали?

 Зацените "сложность".

 

[Evgeniy]

Вы "как Шаттл сбрасывали" видали?

 Зацените "сложность".

 

Вот только "враги" АКС предпочитают приводить в пример другой случай
 :?  http://www.youtube.com/watch?v=5w64fyqmLEU&feature=related

[Evgeniy]

А с экраноплано-АКС перемудрили. Да и не столь уж устойчив этот эффект воздушной подушки на сколько я осведомлен

[Гусев_А]

Ну со сбросом не так просто, как смотрится конечный результат. Вот например Буран не сбрасывали, а для испытания летных качеств присобачивали к нему ТРД, да еще и не один. Значит сбросить было не проще.

А про устойчивость экранного эффекта, то это зависит от формы поверхности. В носовой части устанавливаем один ТРД (на 2-й ступени, он так же будет работать при возможных перелетах и спуске), а при разгоне он создает волну, которая будет отражаться от земли и создавать устойчивый экранный эффект.

[mikeRmen]

А почему  не разгонятся на старте использую ЖРД 2 ступени, питая его/их из баков 1 ступени, или за счет сбрасываемого твердотопливного или ГРД ускорителя. Мне кажется система значительно будет проще в разработке.

[Evgeniy]

Ну со сбросом не так просто, как смотрится конечный результат. Вот например Буран не сбрасывали, а для испытания летных качеств присобачивали к нему ТРД, да еще и не один. Значит сбросить было не проще.

А может тогда еще не на чем было сбрасывать?

А про устойчивость экранного эффекта, то это зависит от формы поверхности. В носовой части устанавливаем один ТРД (на 2-й ступени, он так же будет работать при возможных перелетах и спуске), а при разгоне он создает волну, которая будет отражаться от земли и создавать устойчивый экранный эффект.

А вот здесь ничего не понял. Как это впереди установленный ТРД будет повышать устойчивость?

[Гусев_А]

Ну со сбросом не так просто, как смотрится конечный результат. Вот например Буран не сбрасывали, а для испытания летных качеств присобачивали к нему ТРД, да еще и не один. Значит сбросить было не проще.

А может тогда еще не на чем было сбрасывать?

А про устойчивость экранного эффекта, то это зависит от формы поверхности. В носовой части устанавливаем один ТРД (на 2-й ступени, он так же будет работать при возможных перелетах и спуске), а при разгоне он создает волну, которая будет отражаться от земли и создавать устойчивый экранный эффект.

А вот здесь ничего не понял. Как это впереди установленный ТРД будет повышать устойчивость?

На ВМ-Т вроде же возили, или только блок Ц по частям?
Да и сейчас вроде на Мрию расчитывать не приходится.

Например на Орленке небольшие ТРД стоят на носу, но после разгона их отключали.

[Гусев_А]

А почему  не разгонятся на старте использую ЖРД 2 ступени, питая его/их из баков 1 ступени, или за счет сбрасываемого твердотопливного или ГРД ускорителя. Мне кажется система значительно будет проще в разработке.

Много, непомерно много нужно топлива для ЖРД, взлетный вес пришлось бы увеличить ...кратно. Смотри "Бурю".

[Вадим Лукашевич]

Ну со сбросом не так просто, как смотрится конечный результат. Вот например Буран не сбрасывали, а для испытания летных качеств присобачивали к нему ТРД, да еще и не один. Значит сбросить было не проще.

Сбросить проще - не с чего было сбрасывать

[mikeRmen]

Разгоняемся на ЖРД до включения ПВРД и отключаем их. В минусе тратим окислитель, в плюсе отказываемся от третьего типа двигателя на аппарате (ТРД). Без расчетов конечно сложно судить, но с точки зрения создания такой системы( цена, сложность отработки) проще именно так поступить (с моей ламерской точки зрения).

Такой вопрос а какая нужна минимальная скорость ПВРД для запуска?
И вообще существуют ли в природе ПВРД с тягой в десятки тонн?

[Вадим Лукашевич]

И вообще существуют ли в природе ПВРД с тягой в десятки тонн?

нет

[Гусев_А]

И вообще существуют ли в природе ПВРД с тягой в десятки тонн?

нет

Всего когда то не было. Но физическим законам они не противоречат. И наверно это единственная возможность создать двигатель для гиперзвука с высоким УИ с использованием атмосферного кислорода.

[Вадим Лукашевич]

И вообще существуют ли в природе ПВРД с тягой в десятки тонн?

нет

Всего когда то не было. Но физическим законам они не противоречат

Конечно! :wink:  Более того, я считаю, что если бы 50 лет назад не прикрыли направление стратегических МКР Буря/Буран, то вполне возможно, что сейчас уже бы и движки такие были, и гиперзвуковая авиация существовала.

[Гусев_А]

Я исходил из чего, что широкий корпус с плоским дном, вполне приемлем, как для гиперзвука, так и для экраноплана. Правда для экраноплана нужны несколько большие ограничители по бокам. Для этого вполне подходят длинные узкие подвесные баки по краям с низу. На дозвуке такая конструкция имеет крайне низкое АК, по этому взлет возможен только на сверхзвуке.

Посадка блоков происходит раздельно, когда горизонтальных поверхностей в каждом блоке освобождается больше, да и без топлива их масса во много раз меньше, по этому на дозвуке они уже смогут летать.

А если допустим до краев заполненый АКС в сборе сбрасывать с самолета, то возникает ограничение по взлетной массе, нужно большую жесткость для выполнения крутых маневров на сверхзвуке, когда уже запустились ПВРД. Наверно все равно не стоит полностью отказываться от ТРД, т.к. все равно предстоит и посадка. Да и гораздо проще было бы самостоятельно перелетать с аэродрома на аэродром. Кроме того при сбросе с горба аппарата очень бы желательно, чтоб он имел хоть какое то приемлемое АК на дозвуке.

Для предложенного мной экраноплана конечно необходим определенный рельеф местности приличная ВПП, Несколько километров шоссе, для начала разгона с горки. Но местность с нужным рельефом не настолько уникальна. Плавные холмы, со спусками и подъемами в диапазоне нескольких сот метров вполне распространены, и думаю при необходимости легко найдутся, и за месяц работы нескольких бульдозеров, она совсем примет нужный профиль.

Да и применение транспортного самолета, это все таки дополнительная ступень со всеми возникающими завязками.

[Вадим Лукашевич]

Только имейте ввиду - эффект экрана в классическом понимании (взаимовлияние крыла и поверхности) работает на дозвуке. На сверхзвуке картина кардинально меняется.

[Гусев_А]

Только имейте ввиду - эффект экрана в классическом понимании (взаимовлияние крыла и поверхности) работает на дозвуке. На сверхзвуке картина кардинально меняется.

Я находил информацию, что эффект отражения действует и на сверхзвуке, и возможно даже с большим АК. Про сильное отличие упоминалось, но конкретно про смысл изменений я информации не нашел  вообще. Как эти изменения повлияют на аппарат? Ни чего про требуемые формы, средства управления, рабочие высоты.

Да и вообще кто нибудь работал в этом направлении? Кто нибудь производил расчеты, продувки, и если да, то где можно про это прочитать? А то я не спорю, вся моя доктрина больше построена не на основе знаний, а на основе догадок, основанных на копеечных обрывках информации.

[Вадим Лукашевич]

Мне инфа про эффект экрана на сверхзвуке не попадалась. Но изменение (исчезновение?) экранного эффекта на сверхзвуке как явление сродни резкому уменьшению эффективности рулей направления/высоты на сверхзвуке, из-за чего приходится применять цельноповоротные плоскости.
Эффект экрана возникает из-за взаимного влияния профиля и поверхности, т.е. от перераспределения воздуха между ними, которое возможно только на дозвуке. На сверхзвуке перераспределения нет, но зато от передней кромки профиля возникает скачок - в этом случае взаимовлияние (из-за близости экрана), возможно, и будет, но его природа будет другой - например, если скачок (как волна плотности) отразится от экрана (такое возможно?) и вернется к профилю. В любом случае, ударная волна будет формировать на экране какие-то возмущения, которые могут сказаться на самом профиле в силу его близости, но в его хвостовой части.
В любом случае, стенки сверх/гиперзвуковых АДТ меняют картину обтекания (скачков) аэродинамических моделей, но это происходит из-за изменения поля скоростей потока и не не является нашим случаем.
Одним словом, на эффект экрана на сверхзвуке как штатном режиме я бы не закладывался, тем более что воздействие ударной волны на близкорасположенную земную поверхность неизбежно будет поднимать с нее осколки (песок, камни, мусор и т.д.), который вполне может повредить хвостовую часть профиля. Если взлетать с воды, которая не является идеально ровной, то взаимодействие скачка уплотнения и волн (они в том или ином виде есть всегда) предсказать не берусь - могут возникнуть проблемы, которые превысят ожидаемый эффект, ведь высота полета должна быть сопоставима с хордой профиля.
А может, все будет неплохо.
Кстати, а почему Вы не рассматриваете трансформируемый аппарат? Взлетаем на одном качестве, разгоняемся на другом - ведь как Вы справедливо заметили выше, садиться-то все равно придется