Некоторое время назад прочитал мини рассказ про космодром...
А так как происходило это на фоне очередного приступа активности в KSP, решилось мне написать некий гайд-рекомендацию, чтобы поделиться толикой знаний с сдругими фантастами, а том, как же космодромы работаю, как доставляют грузы на орбиту и т.д. Чтобы помочь им превратить фантастику в чуть более научную. Это не в том смысле, что она сейчас у них какая-то не такая, но чтобы сделать ее еще лучше, добавить деталей, которыми можно было бы расцветить произведение.
читать дальшеИтак, в эпоху активного освоения космоса, наверняка корабли будут делиться на две категории - крупный трансорбитальные корабли, которые в атмосферы планет даже не входят... или входят для "атмосферного торможения", но о нем, пожалуй, нужно писать отдельно.
И есть небольшие челноки, которые осуществляют доставку грузов и людей между поверхностью и орбитой. Концепция не нова и практически повторяет идею крупных кораблей, и шлюпок на воде.
Соответствнно космодромы будут посещать преимущественно челноки. Корабли совмещающие в себе атмосферный полет и трансорбитальный полет - редкость, примерно такая же, как личные личные яхты, подготовленные для океанических путешествий.
Ну а раз корабли, которые садятся в космодроме предназначены для полетов преимущественно в атмосфере, то у них наверняка будет присутствовать крылья, ибо это позволит экономить большое количество топлива. Так уже реализованные программы самолетоподобных космических аппаратов (Шаттл / Буран) показали, что такой аппарат способен войти в атмосферу, прибыть в заданный район и совершить мягкую посадку ВООБЩЕ не включая двигатели. Просто за счет планирования (не составления плана, а использования эффекта крыльев).
На взлете тоже крыло помогает решать проблему повышенного расхода топлива. При вертикальном взлете, ракета должна бороться с двумя противниками - силой притяжения, и сопротивлением воздуха. Вертикальность взлета свечкой вверх обусловлена во многом как раз стремлением минимизировать толщину атмосферы, с которой придется бороться, но при этом сильно возрастает негативный эффекти притяжения - приходится строить ракету с достаточно мощными двигателями, чтобы соотношение подъемной силы к весу, было больше одного. А чем выше подъемная сила двигателя - тем больше топлива он будет расходовать.
При использовании горизонтального взлета, сила притяжения нивелируется подъемной силой крыла, потому, двигатели должны бороться только с сопротивлением воздуха, то есть можно использовать менее мощные двигатели, и если их скорость балланса с сопротивлением воздуха выше, той, при которой подъемная сила крыла оказывается выше силы притяжения, то аппарат уже сможет поднятся в воздух. Кроме этого, такие относительно слабые двигатели, могут использовать забортный воздух в качестве окислителя для схигания топлива или, если речь идет о более продвинутых "плазменных" двигателях (которые вместо сжигания топлива используют ядерную/термоядерную реакцию для разогревания активного вещества до состояния плазмы), как активное вещество, что тоже снижает затраты топлива - особенно того, которое требуется заранее заготавливать и размещать на борту челнока.
Взлет соответствнно должен быть горизонтальным. За взлетом будет следовать набор высоты. В идеале, по мере набора высоты уменьшается сопротивление воздуха, потому увеличивается предельная скорость челнока, что позволяет сбаллансировать падение подъемной силы крыльев изза уменьшения плотности атмосферы, увеличением этой плотности, за счет увеличения скорости. В идеальном варианте, это равновесие должно продолжаться до "линии Кармен" - некой высоты на которой крыло, чтобы удерживать свой вес, должно лететь с орбитальной скоростью. Очевидно, что если удастся добраться до этой точки, аппарат фактически уже окажетсся на орбите, где против притяжения, начнет работать еще и центробежная сила, и останется только поднять орбиту выше атмосферы, и двигатели окажутся не нужны.
На практике при текущих технологиях, такое пока не возможно. Задолго до достижения таких высот, двигатели упираются в то, что им для сохранения балланса подъемной силы и притяжения, нужно двигаться со скоростью выше скорости звука. Порой - сильно выше скорости звука. Фактически, скорости оказываются такими, что воздух перед космолетом спесоввыается и нагревается, также как и при вхождении в атмосферу. Для двигателей, которые работают на сжигании топлива, это означает еще и точку от которой дальше нельзя пользоваться забортным воздухом, так как это может привести к перегреву и выходу из строя двигателей. Плазменные двигатели, итак рассчитанные на высокие температыры активного вещества, от этого страдать будут меньше.
((Как-то внезапно навалилась работа. придется остановиться здесь...))
-
-
18.11.2014 в 16:47-
-
18.11.2014 в 17:20-
-
18.11.2014 в 19:08