Воспользовавшись школьными формулами я, очень приближенно, получил потребную ХС 2800м/с.
Этой скорости должно хватить для прыжка на 120км вверх (с учётом гравитационных потерь за время работы ДУ (условно - 120с)). Расчёты, конечно, +-лапоть но, думаю, истина не катастрофически далеко от моего результата.
В конце концов - наша основная задача не покорение 101 километра (это побочная задача ), а получение опыта и обкатка технологий ...

При последующей проработке выяснится, насколько сильно я ошибся… Если сильно ошибся в меньшую сторону, т.е. реальная высота получается существенно больше – можно будет недолить топлива, или запустить аппарат по баллистической траектории, т.е не вертикально вверх, а по нормальной почти орбитальной траектории – задавшись целью пролететь несколько тысяч км. При этом и режим входа в атмосферу будет ближе к реальному орбитальному полёту, что есть гут с точки зрения отработки орбитальных технологий.

Теперь, займёмся проработкой, собственно, концепции аппарата.
Такая скорость, в принципе, достаточно легко достигается одноступенчатым аппаратом. Что, опять же, вери гут – тут же исчезает множество серьёзных проблем с разделением ступеней, зажиганием двигателей в воздухе и т.п.

Двигательная установка.
На первый взгляд, очень соблазнительно выглядит РДТТ, типа SRMа. Простой, надёжный (оба SRMа продолжали работать даже после взрыва Челленджера!), однако, если копнуть чуть поглубже, всё выглядит совсем не так радужно.
В создании РДТТ есть много подводных камней. Процесс приготовления топлива бывает достаточно опасен, требует спец оборудования… Готовые серийные РДТТшки после приготовление рентгеном проверяют на наличие скрытых поврежденный заряда. Очевидно, в отсутствие у нас необходимого для производства и контроля качества оборудования, двигатели подходящей размерности не будут достаточно надёжны. Я, по крайней мере, не отважился бы на них лететь (это при большом доверии к серийным твёрдотопливникам).
Конечно, проблему создания больших двигателей можно решить, набрав ДУ из большого количества небольших двигателей, однако при этом ухудшается массовое совершенство аппарата, возникают известные проблемы с необходимостью одновременного зажигания двигателей, необходимостью минимального отклонения тяги от номинала, проблемы с управлением тягой…
И ещё один малозначимый аргумент: на территории РФ твёрдые ракетные топлива приравнены к взрывчатым веществам, вследствие чего его производство частными лицами является немножко противозаконным. 

Остаются две категории: ЖРД и ГРД.
Ну, с ЖРД всё, вроде как, предельно ясно.
Серьёзные проблемы с охлаждением, небольшие проблемы с подачей компонентов + куча мелких проблем по периметру. С другой стороны, на них сегодня реально летают практически все, а это, согласитесь, серьёзный аргумент. Впрочем, количество проблем довольно сильно зависит от топлива…

ГРД…
Кто чего имеет сказать? С одной стороны, Рутан на нём летает, довольно успешно.
С другой… проблемы с подачей жидкого компонента, РДТТшные проблемы с зарядом горючего, вопросы (у меня, по крайней мере) по внутренним процессам…
Штука, конечно, на вид довольно перспективная…

Короче – жду ваших мнений по вопросу «ЖРД vs ГРД»
Я лично, скромно за ЖРД…

Была проведена оценка возможности создания топливных баков подходящей размерности и массы для вытеснительной системы подачи. Вот, что получилось:

Сухая масса корабля - 7 тонн. Масса топлива - 23 тонны.
Для пары АК-27 - керосин стехиометрический Кm0=5,335. В первом приближении, можно расчитывать количество компонентов с помошью этого коэффициента.
Были получены следующие цифры:
- Масса АК-27 - 19369,4кг
   Объём бака - 12,106м^3
- Масса керосина - 3619,2кг
   Объём бака - 4,528м^3

Бак считался условно циллиндрическим, внутренним диаметром 1.8м (исходя из необходимости обеспечить внутренний диаметр капсулы не менее 1,8м). Внутренняя перегородка (условно ненагруженная) в расчётах не учитывалась.
Полный объём бака - 16,64м^3
Длина бака при заданном объёме и диаметре - 6,54м

Условно, масса баков была задана равной 4000кг (на всё остальное - 3 тонны. Думаю - реально).
Бак считался условно нагруженым только внутренним давлением 5МПа (для Pk=3МПа).
(Ориентировочно, при полёте с перегрузкой 4g давление за счёт столба жидкости увеличится на 0.3МПа, а от осевой растягивающей силы отнимется до 3МПа, так что такое допущение можно признать достаточно корректным)

Прочность баков оценивалась для трёх материалов:
- конструкционная легированная сталь 40Х
- алюминиевый сплав Д16
- алюминиевый сплав АМг6

Исходя из плотности материалов и площади поверхности бака были вычислены толщины стенок бака для данных материалов (Для стали 12.2мм, для ал сплавов 35.2мм).
Были посчитаны напряжения циллиндрического участка бака и, учитывая механические свойства материалов, запас прочности.
   Значения запаса прочности:
40Х - 2,44
Д16 - 1,99
АМг-6 - 1,54

Как видно из расчётов – создание баков заданного объёма (17м3) и массы (4 тонны) под давление 50 атмосфер из доступных конструкционных материалов представляет собой решаемую задачу.
Более того, очевидно, имеется некоторых запас, за счёт которого можно уменьшить массу баков и/или увеличить давление в баках.

Применение стали выглядит более разумным – при той же массе запас в 1.5-2 раза больше чем у алюминиевых сплавов… Впрочем, сталь стали рознь. С алюминиевыми сплавами – та же история. Надо уже считать подробно.

Почитал я вчера, какие требования предъявляются к композитам для баков...
Там ведь дело не только в основе - от связующего тоже очень многое зависит. Короче - сложно это пока для меня. Вот с ДУ разгребёмся более-менее, тогда и за всё остальное примемся.

Э-э-э... я вообще-то про вообще бак. Он как бы один, только с разделительной перегородкой.
Плотность АК-27 1600кг/м^3.
При расчёте учитывал плотности компонентов топлива и необходимое их количество.

У меня из расчётов вышло около 1.5 км/с. Взял с запасом. (с большим запасом)

Если будет катастрофически не хватать $$$, подрезать проекту крылышки - не проблема
То, что уже задумано имеет некоторый потенциал для развития: возможность уменьшить кол-во топлива, увеличить массу, чтобы получить 2-4местный аппарат для полётов за сотню км.

Если делать табуретку с двигателями то, конечно, и в тонну стартовой массы уложиться.
Только вот хочется чтобы оно выглядело повнушительнее...

Хотя... Хм-м-м... у меня новая идейка!
Реально - табуретка с двигателем. Точнее - с двумя 
Серж, сенькс.

Хотя, размер снизу всё таки ограничен. ЖРДшку ведь охлаждать надо. С какого-то момента на это станет не хватать расхода. Такшта... смотруть, в-общем, надо.

Отредактировано Roger Wilco (2006-06-18 18:14:07)

Да, всё верно.
У вас, случайно, нет предположений о параметрах дополнительных нагрузок (вибрации, колебания)?
Можно было бы посчитать поподробнее.

Н-да... этот момент я как-то упустил...
Похожн, всё благополучно идёт к разбивке большого бака на несколько небольших.

Отклонили без достойного обсуждения, так как никто о нём особо ничего не знает, кроме принципа работы. Ну и, конечно, про Space Ship One, все слышали.
Насчёт обычного топливного насоса - что-то я сильно сомневаюсь... Расход надо обеспечить порядка десятков КГ в секунду, и давление нужно больше чем в КС. По-любому нужен небольшой ТНА.
Если в принципе видется на горизонте возможность спроектировать и изготовить ТНА, то для ГРД это будет чуть проще - один насос всего. Только вот турбинку чем кормить? Отбором из КС не пойдёт - как запускать (особенно многократно)?
Можно сделать жидкий ГГ с вытеснительной подачей компонентов... И давление в ГГ может быть существенно ниже, чем в КС (придётся для этого габаритами ТНА пожертвовать - не смертельно).

Но всё равно, мне кажется, начать лучше с вытеснительной системы.
Кстати, а самолётостроителей среди нас, случайно, нет? (это я продолжаю бредить идеей создания суборбитального самолёта  :mrgreen:  )