Стратегия идеалов.Космос и СэСэСэР.(попытка осмыслить)

[zzcw]

Самой большой из решаемых проблем стала имитация качественной невесомости. В роликах от НАСА по миссиям шаттлов её демонстрация стала основным элементом. Американские женщины со стоящими дыбом волосами похожи на ведьмачек, их это нисколько не смущает. Шарики с водой пролетают мимо рта. Не только потому, что собачьего навыка в этом деле нет, но и шарики порой странным образом меняют свою траекторию. То ли дыхание виновато, то ли качество невесомости.

НА этом ролике от НАСА  http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=wJQf2-aJYgk



(совсем свежий, залит 14 июля 2013) два предмета со съедобным содержимым (отмечены линиями со сносками) в 09:10 внезапно ускоряются по направлению вниз, причем предмет №2 даже меняет направление движения - перед этим моментом поднимался вверх.

Ну очень был нужен американцам пилотируемый космос! Это ж надо - абсолютный гегемон на своей половине мира, а в космос человека послать не может. С 1975 по 1981 год СССР регулярно отправляет космонавтов, в США же упал "Скайлэб" из-за того, что несколько лет пилотируемый космос в загоне!

Шаттл как реванш за утрату статуса, позиций.
Вот она и объяснялочка, для чего всё это делалось.

Цель есть, задачи поставлены.
Остальное дело техники.

Эффектный, надо сказать, реванш получился. Утраченные было позиции отыграны. Ненадолго

[zzcw]

"Чтобы сойти с орбиты, челноку необходимо включить гравитационную систему"

06:48 ролика http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=fZ7wSH-p70c

Внутри Шаттла / Inside The Space Shuttle

На седьмой-восьмой минутах - общепопулярно о процедуре схода с орбиты и пути к Земле.

[zzcw]

В продолжение темы "Бурана".

Первый запуск "Энергии", как сообщалось, был тестовым. "Энергия" поднимала массовогабаритный макет "Полюс".

На деле "Полюс" представлял из себя конструктив орбитальной станции,  который при необходимости мог бы преобразовываться в боевую лазерную орбитальную платформу.
"Полюс", он же "изделие 17Ф19ДМ, Скиф-ДМ".  

Станция «Скиф-ДМ» имела длину 37 метров, максимальный диаметр 4,1 метра и массу около 80 тонн. Она состояла из двух основных отсеков: меньшего — функционально-служебного блока и большего — целевого модуля. Функционально-служебный блок представлял собой давно освоенный космический корабль снабжения орбитальной станции «Салют».
В отсеке двигательной установки размещались 4 маршевых двигателя, 20 двигателей ориентации и стабилизации и 16 двигателей точной стабилизации, а также баки, трубопроводы и клапаны пневмогидросистемы, обслуживающей двигатели.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Полюс_(космический_аппарат)

Запуск комплекса «Энергия-Скиф-ДМ» состоялся 15 мая 1987 года с задержкой на пять часов. Две ступени «Энергии» отработали успешно. Через 460 секунд после старта «Скиф-ДМ» отделился от ракеты-носителя на высоте 110 километров. В процессе выведения после отсоединения от ракеты-носителя процесс разворота космического аппарата из-за ошибки коммутации электрической схемы длился дольше расчётного, в результате чего он не вышел на орбиту и по баллистической траектории упал в Тихий океан.

"Буран" тяжелее "Полюса" на 20 тонн, маршевых двигателей не имеет. С той существенной разницей, что после отделения от "Энергии" "Буран" не по баллистической сваливается в океан, а на относительно невысокой (сверхзвуковой) скорости входит  в атмосферу и снижается, планируя, помогая себе и движками маневрирования, и рулями.  И возвращается к месту старта, на посадочную полосу по алгоритму, подобному американскому "алгоритму аварийной посадки" (а на деле что ни на есть самому популярному алгоритму запусков челноков, RTLS (Return To Launch Site, Возврат к месту старта) - http://ru.wikipedia.org/wiki/Режимы_аварийного_прекращения_полёта_МТКК_Спейс_шаттл).

[zzcw]

"Шаттлы" и "Буран" почти близнецы-братья, с близкими проблемами и изъянами.

Американцы всегда тяготели к циклопообразности, проект Х-20 тихо зрел в недрах НАСА,



пока не дозрел до монстра "шаттла", неспособного на ожидаемое.

На примере "Бурана" проблемы "шаттлов" раскрываются как на ладони, и наоборот.

Направление тупиковое, эволюция концепции не поможет.

==================

Загадка: как плохая погода может помешать старту челнока? Почему даже при плохом прогнозе старт откладывается?

Разгадка очень проста: челноку через полчаса заходить на посадку, километрах в 20 от места старта, на посадочную полосу Центра Кеннеди. Плохая погода может создать проблемы для автопилота.

[zzcw]

Буран №2, он же  "Байкал", он же изделие 2.01, Буран 2.01, на котором в 1994 году должны были лететь И. Волк и А. Иванченков.



Изделие 2.01, Буран 2.01 (серийный номер 11Ф35 К3) — третий лётный экземпляр орбитального корабля, созданный в рамках советской космической программы «Буран». Для корабля предназначалось название «Байкал», но до нанесения его на борт дело не дошло. Строительство было не завершено по причине недостаточного финансирования и закрытия программы Многоразовой транспортно-космической системы в 1993 году, когда степень готовности изделия оценивалось в 30—50 %.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Буран_2.01

[zzcw]

https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=GU3t9Y5JzNU

Последний полет "Колумбии"

5:24 - об общих проблемах при входе в атмосферу.

Детективная история.

10:30 - "Жители этих мест как обычно вышли посмотреть на полет челнока...."
Делать им больше нечего.

По ходу фильма очень много странностей. Имитация под реальность.

[Lons]

Давайте проверим.... Разница 430 км в горизонтальном смещении при разных (оптимальном и баллистическом) режимах спуска.

Мне казалось, что разница в перегрузках управляемого и "баллистического" спусков гораздо больше чем в полтора...

По официальным данным они по массе одинаковы.
Очевидно, что и летали они одинаково...доМКСные шаттлы и "Буран" - забрасывались наверх и спускались оттуда на автопилоте. Это одна возможность обойти "проблему входжения в атмосферу".
Вторая возможность - одноразовый орбитальный грузовичок. Дотащить до МКС модуль какой-нибудь... одно облегчение корпуса за счет термоизоляции дает примерно 10 тонн. А там пусть сгорает в атмосфере. 

Donjon говорил про 50 тонн для шаттла, а вы для Бурана указали 100 тонн. Если соотношение масс вдвое, то доказывать липовость шаттла нет необходимости.
      Не понял, каков смысл в вашей версии запуска 50-тонных челноков с немедленным возвратом? Облегченный одноразовый НЕшаттл хоть людей и оборудование доставлял, а нахрена было тратить ресурсы на заведомые пустышки?

[zzcw]

Мне казалось, что разница в перегрузках управляемого и "баллистического" спусков гораздо больше чем в полтора...

Конечно больше. Для прикидочного расчета берутся средние значения. Для пиковых значений разница в два с лишним раза.

Donjon говорил про 50 тонн для шаттла, а вы для Бурана указали 100 тонн. Если соотношение масс вдвое, то доказывать липовость шаттла нет необходимости.
      Не понял, каков смысл в вашей версии запуска 50-тонных челноков с немедленным возвратом? Облегченный одноразовый НЕшаттл хоть людей и оборудование доставлял, а нахрена было тратить ресурсы на заведомые пустышки?

А зачем "Сатурны-5" раз за разом запускались?
И здесь точно так же....исследовались возможности двигательной установки, летные качества, отрабатывался алгоритм снижения/посадки. Раз двадцать запускали именно челноки за период с 1981 до 1999 года, начиная с полновесного варианта "Колумбия" и "Челленджера", потом облегченный типа "Индевор".  Именно челноки. ПРоверяли управляемость, систему ориентации; после возвращения оценивали состояние движков, термоизоляцию. В любом случае эта работа имеет смысл, в т.ч.  ради задела на будущее.

Несколько челноков разбились или сгорели в атмосфере. Людей в испытательных полётах челноков, может, и не было. Ролики с останками челноков мы видели.

Были ли запуски с людьми при проверенных режимах? Не знаю.  После отстрела топливного бака на высоте 100 км при скорости 1 км/с челнок поднимется вверх по инерции еще на 100 км. Путь "туда+обратно" займет время порядка 200 секунд. Чуть больше трех минут чистой невесомости. Только-только придти в себя после стартовой перегрузки, а тут уже посадка.
Не хватит времени даже переодеться, чтобы ролик снять

Хотя всё может быть....  американцы народ чудной, ради трех минут показухи они могут рискнуть людьми, а потом публично обыграть версию катастрофы.

Также запускали и совсем легкие "нечелноки" - одноразовые орбитеры, отправляли их на орбиту уже с полезным грузом. Со спутниками связи и разведки, с запасами топлива. Под видом опять же реальной миссии с людьми.  
Одноразовые орбитеры были легче раза в два полновесных челноков, потому позволяли иметь полезную нагрузку тонн 10-15 и запас топливных компонентов еще тонн 30-40. Этим топливом челнок довыводился на орбиту собственными маршевыми движками после отстрела балласта в виде топливного бака. Это намного эффективнее, чем разгонять до космической скорости всю систему с балластом.

С 1999 года американские орбитеры уже поднимали на орбиту модули для строительства МКС, стыковались в автоматическом режиме. Почему-то думаю, что орбитеры-грузовики реально работали, хотя те немногие кадры с МКС и пристыкованным к ней челноком запросто можно получить художественно-компьютерными средствами.  

Доставка грузов происходила на пределе возможностей орбитеров, потому орбита МКС до 2011 года оставалась предельно низкой. Начиная с 2011 высота орбиты МКС увеличилась примерно на 100 км.
 

[zzcw]

Мощные маршевые двигатели после отделения топливного бака нужны были грузовым орбитерам, но не требовались суборбитальным челнокам.

Для "Бурана" изначально планировалась маршевая четырехдвигательная силовая установка, но от неё с легким сердцем отказались, понимая, что челноку противопоказаны скорости выше 3М.

При больших скоростях челнок должен гасить избыток скорости поддержанием ориентации "пузом вперед". Погасить 22М до 3М трением за счет удержания ориентации требует для двигателей ориентации аэродинамически несбалансированного челнока существенной части от количества топлива, требуемого для разгона с 3М до 22М.  Это десятки тонн дополнительного веса челнока при сходе с орбиты. Взять их неоткуда.

[zzcw]

На своей теме "Большой космический обман США"
http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=106729.msg4602008#msg4602008

НеПрохожий подключился к делу разоблачения миссий "шаттлов".

Скоро от них камня на камне не останется

[zzcw]

Красным кружком обведен след работы нижних носовых двигателей ориентации.



Какими должны быть параметры этих двигателей для удержания ориентации носа челнока при торможении в атмосфере?

Имеем:
угол тангажа, ~ 30 град; аэродинамический разбаланс носа и кормы порядка 30%; тормозящее ускорение - порядка 1,5 g,  общая масса челнока ~ 100 тонн.  



Центр массы ЦМ - на пересечении красных линий. Плоскость хвостовой части значительно больше носовой, следовательно, на заднюю часть челнока интегрально действует значительно бОльшая подъемная сила. Хвост стремится подняться до уровня носа, чего допускать нельзя - исчезнет зона аэродинамической тени, плазма пойдет вдоль  всей поверхности и челнок сгорит.
 
Синим выделены аэродинамически нескомпенсированная зона, влияние которой должно быть скомпенсировано носовым реактивным "рулем" (компенсация недостающей подъемной силы с носовой стороны челнока).

Если ЦМ совпадает с продольным центром корпуса челнока, достаточно общей тяги носовых двигателей, направленной вверх,  порядка 10 тс (100 кН), при продолжительности работы около 500 с.  
Удельный расход топлива при такой тяге составляет примерно 50 кг/с. Потребуется  всего 25 тонн топлива для реактивной коррекции тангажа. И еще некоторое количество топлива для коррекции по крену.  

Ежели весь запас топлива при снижении концентрируется в хвостовой части челнока, разбаланс будет меньше, потребуются двигатели меньшей тяги и соответственно еще меньше топлива для удержания тангажа.

То есть цифры получаются не заоблачными. 25-30 тонн топлива для посадки челнока теоретически обеспечить можно.

Энергетически это много оптимальнее, чем гасить "избыточную" скорость перед входом в атмосферу до безопасной 3М (для чего нужны сотни тонн топлива).  

А что в реале имеем по двигателям?

Три носовых нижних движка ориентации обеспечивают максимальную тягу всего лишь 3х387 Н ~ 1150 Н.
То есть они с трудом покрывают около одного процента по необходимой тяге, при том в состоянии работать не более 150 секунд непрерывно и максимум 300 секунд в ходе одного полета.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Реактивная_система_управления

Выводы:
При помощи штатных движков ориентации удержать заданное  положение челнока при аэродинамическом торможении не получится.
Слабенькие движки ориентации годятся только для поворотов и переворотов положения челнока в космосе.

Принимая во внимание условия работы - против набегающего потока - режим работы движков затруднится еще более.

Аэродинамическая конструкция типа "шаттл" массой около 100 тонн требует наличия достаточно мощных реактивных "рулей" и запасов топлива в несколько десятков тонн для достижения эффективного аэродинамического торможения. Без выполнения этого условия благополучное возвращение с орбиты (с первой космической скоростью) НЕВОЗМОЖНО.
Следовательно, ни один челнок с орбиты на Землю не вернулся.

Для спуска с орбиты и для планирования в атмосфере требуется совершенно разная аэродинамическая конфигурация. Совмещение этих требований затруднительно. По меньшей мере в отношении "шаттлов" попытка не удалась.  Тем не менее решились на воплощение идеи в железе. Наверняка из соображения, что "хорошая мысля приходит опосля". На этот раз не пришла.

Возможно, "Колумбия-STS-107" стал экспериментом на предмет "посмотреть, что получится в реале".

Не только мне показалось, что STS-107 с момента запуска была обречена.  Подобная реплика есть и в ролике https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=GU3t9Y5JzNU

[zzcw]

Что-то стало проясняться.

Американцы содрали "самолетную-сверзвуховую" аэродинамику с нашей "Спирали", а наши затем слепили "Буран" по образу и подобию их "шаттлов".

МИГ-105.11



http://www.buran.ru/htm/epos.htm

Хотя, если б чуть больше творчества проявили, отдали бы приоритет гиперзвуку.

"Буран" тогда смог бы стать реальным челноком.

[Lons]

На своей теме "Большой космический обман США"
НеПрохожий подключился к делу разоблачения миссий "шаттлов".
Скоро от них камня на камне не останется :

1) Обратите внимание на выезжающую слева пожарку. Её тень одинакова во всех якобы разных роликах. И ещё, очень странно ведут себя облака в первом ролике. Их не было и вдруг все появляются.
    2) Что-то я никогда не видел снимков якобы возвращаемого бака. От него куски пенопласта отваливаются даже на старте, а что же было бы с этим теплоизолирующим покрытиеи, если бак садился на парашютах?

   

"Буран" тогда мог бы стать реальным челноком.

  Реальный челнок точно так же проигрывает в экономичности кабине с управляемым спуском. Недаром наши приняли на вооружение (перспективный корабль) именно такой вариант с многоразовым использованием кабины.

[zzcw]

1) Обратите внимание на выезжающую слева пожарку. Её тень одинакова во всех якобы разных роликах. И ещё, очень странно ведут себя облака в первом ролике. Их не было и вдруг все появляются.

Ролик со стартом почти каждого шаттла сделан из склеек коротких последовательностей событий, с перемежением. Благодаря этому "шахер-махеру" пять стартов (или пять посадок шаттла) превращаются в пятнадцать или даже в пятьдесят "разных" (визуально воспринимаемых как "разные" при первом просмотре). У большинства зрителей интерес уже после одного просмотра ослабевает  или пропадает вовсе, на что сделан основной расчет.  
Детали ведь интересуют далеко не всех. Главное - что был очевидцем "события".

   2) Что-то я никогда не видел снимков якобы возвращаемого бака. От него куски пенопласта отваливаются даже на старте, а что же было бы с этим теплоизолирующим покрытиеи, если бак садился на парашютах?

По легенде бак падает в Индийский океан. Предположительно он отстреливается над Атлантическим. 15-20 или даже 30 баков - сущая ерунда для океана. Особенно, если останки бака быстро тонут.

    Реальный челнок точно так же проигрывает в экономичности кабине с управляемым спуском. Недаром наши приняли на вооружение (перспективный корабль) именно такой вариант с многоразовым использованием кабины.

Проект челнока, взявшись за него,  можно было бы довести до ума. Честно говоря, за "бурановцев" обидно. Ладно, Глушко, уже старенький и больной был.... тем более двигателист.
Некому было концепт довести? Требовалось-то не особо много.

Главное - сбалансировать корпус по моменту сил относительно поперечной оси а, проходящей через центр масс челнока.


Фиг.1

Интегральный момент подъемной силы для задней и передней частей, очевидно, разный (фиг.1).
Для задней части орбитера он избыточен, для передней - недостаточен.

Перемещаем крылья орбитера вперед, меняем их профиль до достижения их баланса и повышения устойчивости системы уже за счет того, что наибольшая сила приложена к зоне, максимально приближенной к поперечной оси ЦМ :


Фиг.2

Аэродинамически сбалансированный аппарат нуждается в топливе при спуске только для поддержания балансировки.

Для двигателей балансировки по тангажу (поз. 2 и 3) достаточно тяги по ~ 1 тс в максимуме дросселирования, для балансировки по крену (поз. 1 и 4) и рысканию (не выделены) и того меньше.  При среднем расходе топлива 5  кг/с на 600 секунд управляемого снижения потребуется около трёх тонн компонентов.  
Скромная величина, учитывая массу махины, которую требуется довести до посадочной полосы.

Бурановцы не пошли на изменение геометрии орбитера....видимо, таков был приказ сверху: максимально скопировать челнок. Спорить и доказывать неправоту начальства никто не посмел. Королева в живых не было, а остальные постепенно превращались, превращались.... и превратились в приспособленцев.
Отказом от маршевых движков совсем разбалансировали аппарат. Масса его задницы снизилась, а центр тяжести соответственно ушел вперед. Это значит, увеличившаяся подъемная сила задней части оказалась приложенной к мЕньшей массе.  

Не могу себе представить, куда на втором "Буране"  собирался лететь  Игорь Волк. Слава богу, этого не произошло.

[zzcw]

"В начале шестидесятых британские инженеры проектировали оригинальный космический корабль с нелепым названием MUSTARD (в переводе — «горчица»). Аббревиатура MUSTARD еще расшифровывается как Multi-Unit Space Transport And Recovery Device, то есть многокорпусное устройство космической доставки и возврата. Внешне аппарат напоминал гигантский самолёт. Или, точнее, стопку из трёх самолётов:



Каждый «самолёт», из которого состоит эта конструкция, снабжён собственным реактивным двигателем. На высоте 45-60 тысяч метров над землёй первые два самолета, израсходовавшие свой запас топлива, отделяются и планируют на Землю. Третий с полными баками продолжает полет. 

Проект был готов уже в 1964 году, то есть почти за пять лет до того, как NASA всерьёз занялась разработкой Space Shuttle. Если бы затею довели до конца, то MUSTARD оказался бы первым многоразовым космическим аппаратом. Однако для строительства шаттла требовались миллиарды фунтов стерлингов. Найти деньги не удалось."

http://www.computerra.ru/53946/mustard-space-shuttle/

[Lons]

Ролик со стартом почти каждого шаттла сделан из склеек коротких последовательностей событий, с перемежением. Благодаря этому "шахер-махеру" пять стартов (или пять посадок шаттла) превращаются в пятнадцать или даже в пятьдесят "разных"

Cоветую вам выставить на "непрохожем" топике ролик садящегося шаттла с блинкующей надписью "США".
 

По легенде бак падает в Индийский океан. Предположительно он отстреливается над Атлантическим. 15-20 или даже 30 баков - сущая ерунда для океана. Особенно, если останки бака быстро тонут.

Бак -- это единственный элемент системы, который совершенно не подвергается "износу", и именно его просто бросают в океан. Какая же это к хрену многоразовость?

Проект челнока, взявшись за него,  можно было бы довести до ума. Честно говоря, за "бурановцев" обидно. Ладно, Глушко, уже старенький и больной был.... тем более двигателист. Некому было концепт довести? Требовалось-то не особо много.

Можно, конечно, посочувствовать коллективу, вложившему столько интеллектуальных и физицких усилий в создание машины, НО... Следует порадоваться тому, что наши не пошли на серийное производство и запуски. Столько денег сбережено по сравнению с НАСА-й. И челноки и тот МУСТАРД разрабатывались в то время, когда никому не было известно оптимальное решение проблемы возобновляемого использования элементов системы. На примере создания "Энергией" проекта Перспективного космического комплекса это теперь стало очевидностью. 

[zzcw]

Cоветую вам выставить на "непрохожем" топике ролик садящегося шаттла с блинкующей надписью "США".
  Бак -- это единственный элемент системы, который совершенно не подвергается "износу", и именно его просто бросают в океан. Какая же это к хрену многоразовость?
 Можно, конечно, посочувствовать коллективу, вложившему столько интеллектуальных и физицких усилий в создание машины, НО... Следует порадоваться тому, что наши не пошли на серийное производство и запуски. Столько денег сбережено по сравнению с НАСА-й. И челноки и тот МУСТАРД разрабатывались в то время, когда никому не было известно оптимальное решение проблемы возобновляемого использования элементов системы. На примере создания "Энергией" проекта Перспективного космического комплекса это теперь стало очевидностью. 

НеПрохожий решил без подсказчиков обходиться - повесил на теме замок.

Наверное, поиск и транспортировка бака дороже, чем сделать новый. Деталь хоть и большая, но не особенно сложная.

На проработку, испытания и подготовку производства было много средств потрачено. На разных этапах брошено строительство трех челноков. Все усилия в песок.
Порадовал процесс, да и отчет для мировых СМИ произвел впечатление. Прям таки американский триллер - сплошь счастливые моменты, когда казалось бы, конец близок.
http://www.buran.ru/htm/flight.htm

[Lons]

НеПрохожий решил без подсказчиков обходиться - повесил на теме замок.

Тогда посмотрите его сообщение 6 апреля 10:07, где длинная серия фотографий посадки шаттла. Обратите внимание на самое последнее изображение, вид сзади с дымком, попыхивающим вблизи киля. Там хорошо видны внутренности сопел с пресловутыми тёмными кружочками посредине каждого. Вспомните наши рассуждения о невидимости струй. Теперь ясно, что эти круги -- суть входы в ТЁМНЫЕ камеры сгорания, то есть двигатели в тех ваших роликах, в самом деле не работают. Чистейшей воды ЛИПА!

На проработку, испытания и подготовку производства было много средств потрачено. На разных этапах брошено строительство трех челноков. Все усилия в песок. 

Почему же в песок? Освоены новые технологии и математическое обеспечение, а главное наступил момент прозрения относительно всей этой затеи с "многоразовостью". Притом без колоссальных затрат на серийное производство и запуски.

[zzcw]

Возвращаясь к кадрам:



Сопла горячие, хотя при посадке находились в зоне аэродинамической тени. Непосредственно при посадке маршевые движки не работают.
Но они работали НЕЗАДОЛГО до посадки.

Старт челнока отделен промежутком времени, при котором маршевые сопла не успевают толком остыть, где-то  около двух-трех десятков минут.

[zzcw]

Худший из всех предложенных вариантов



На гиперзвуке:
а) аэродинамически разбалансированный
б) аэродинамически неустойчивый