Кому нужен SuperSonicBusinessJet?
Тема: Кому нужен SuperSonicBusinessJet?
Диме Жигалову.
Большое вам спасибо за подключение настоящего летчика и Героя России, пусть заочно. Его нежелание тратить драгоценное время на общение с любителями вызывает у меня уважение. Он просто не занимается теми нудными подробностями, которыми занимаюсь я и которые вызывают у Александра исключительное раздражение. Более вежливые, но от того не менее профессиональные коллеги, также пытаются объяснить нашему автору, что проект его от жизни далек. Но... Ведь в его воображении уже все давно летает! Интересно спросить главного провокатора дискуссии и публикатора проекта - Дмитрия Боева - не розыгрыш ли все это?
И еще -
Мое предложение, хоть и написано с большого бодуна, но, да простит меня автор, куда ближе к реальности. И я не держусь за свои идеи, поскольку они все равно никем реализовываться не будут. Я пишу сейчас только в применении к режимам горки в стратосферу и суборбитального полета.
А суть его такова.
Главная ошибка Александра в простом непонимании и незнании того, что происходит с мотором (турбиной) и самолетом с увеличением высоты. Он не понимает, что масса аппарата постоянно изменяется (выгорает топливо) и он никак не может рассматриваться, как свободно брошенное симметричное тело. Отсюда ошибки. В этом смысле Александр любитель, хотя упорный (что и вызывает ощущение, что кто-то нас разыгрывает, причем хорошо).
А с увеличением высоты тяга любых турбин резко падает, управляемость с помощью отклоняемых аэродинамических поверхностей тоже падает, двигатель захлебывается от недостатка кислорода и аппарат превращается в свободно летящее тело сильно неправильной формы с крайне для такого движения неправильно расположенными центрами приложения сил - центром масс (тяжести), аэродинамического давления и тяги. Ведь вся центровка самолета оптимизирована для полетов в газовой среде. Поэтому никакой Фанстрим в той форме, которая упрямо предлагается, летать не будет. Именно это объясняет вам, Дима, вежливый Квочур. Плюс все остальные минусы идеи прыжков на Фанстриме, связанных с моторами, теплозащитой и пр. пр. пр. Короче, полный Фанстрим.
Я говорю следующее - тяга РДТТ (ракетный двигатель твердого топлива) и ЖРД (жидкостный ракетный двигатель) с высотой только возрастает, хотя не в разы а на проценты и достигает своего максимума в вакууме. Кроме того, этим моторам кислород воздуха не нужен - горение происходит за счет собственного окислителя. Поэтому после 18, а лучше после 12 км нужно запускать ЖРД.
Но есть проблема - эти моторы работают всего лишь сотню-полторы сотни секунд, поскольку в секунду они сжигают при 30 тонной тяге до 100 и более кг топлива. За 100 секунд - 10 тонн. Это и есть цена отказа от воздуха в качестве рабочего тела двигателя. Но воздуха-то на высоте нет!
Поэтому нужно сперва (не расходуя топлива ЖРД) на сбрасываемых ускорителях выйти из плотных слоев атмосферы, в которых летают самолеты.
Будем считать, что задуманный аппарат - суборбитальный самолет. Если стартовый вес аппарата принять равным 60 тоннам, то для быстрого набора высоты ему необходима тяга не менее 30, лучше 40 тонн на земле. Использовать для старта турбины, которые при такай тяге будут весить не менее 8 тонн, жечь много керосина, а главное - их придется из-за высокой цены возвращать на землю из космоса, глупость и недомыслие. Проще использовать имеющиеся и отработанные военными для тактических ракет РДТТ - лучше всего 2 штуки симметрично с тягой до 20-25 тонн. Весить они будут тонны 3 каждый, причем сам корпус двигателя из пластика будет совсем легким, и их можно сбросить не жалея после достижения высоты 12-14 км. Одновременно на старте работает ЖРД, с тягой дросселированной до 10 тонн, чтобы просто добрать тягу, но съэкономить топливо. Так наберутся потребные 35 тонн. Таким образом через 80-100 секунд (я не буду приводить расчетов, они несложные, хотя требуют применения дифференциального и интегрального исчисления в примитивном объеме) вес машины уменьшится на вес ускорителей на базе ракетных РДТТ и на вес использованного жидкого топлива - тонн на 15. В момент отделения ускорителей вес аппрата будет примерно 45 тонн, а ЖРД нужно разогнать до 25 тонн. Аппарат еще 6-8 км будет использовать крылья и идти вверх под углом тангажа градусов до 60. Это еще секунд 15-20. По достижении 22-23 км тяга ЖРД будет выведена на максимальную, управление аппаратом будет осуществляться отклонением камер (дальше аэродинамика не работает), а за счет еще более малой массы аппарат пойдет вверх с большим ускорением. И на высоте до 80-100 км топливо маршевых ЖРД выгорит, дальше начнется чистая баллистика. Не совсем, поскольку ЖРД двигатели управления и малой тяги необходимы.
Имея малые ЖРД управления, аппарат будет правильно сориентирован и войдет в атмосферу под правильным углом. Здесь обязательно теплозащитное покрытие, поскольку скорость его будет 2-3 км/сек. Покрытие будет не столь мощным, как у возвращаемых космических аппаратов, но все же будет. На высоте до 12 км скорость погасится до дозвуковой и здес-то и понадабятся легкие и дешевые одноразовые турбины от крылатых ракет. Аппарат будет весить до 10-12 тонн и тяги в 700-800 кг будет достаточно, чтобы дойти до полосы, сделать нужные маневры. Радиус самостоятельного полета такого аппарата от момента пуска малых турбин может достигать 1000-1500 км.
Так что это совсем не игрушка, а вполне безопасный аппарат, в котором используются только реальные и десятки лет надежно работающие технологии. И никакой инженерной авантюры.
Хотя с большого бодуна.
С уважением.
Владимир. Боюсь, что на счет работы ВРД ваши представления не совсем соответствуют действительности, просто в вашей концепции, а вы предлагаете ракету, место для ВРД почему то не нашлось! Конечно круглое удобнее таскать, а квадратное - катать!
Александр, а в чем несоответствие-то? Вы тут замахнулись на подробные комментарии... Ждем-с!
Александру -
Я извиняюсь, как говорят в сериале "Ликвидация" какой ВРД вы имеете ввиду. Прямоточный или с механическим компрессором. А может быть пульсирующий, как на Фау-1.
Попрошу непременно откомментируйте мои незнания в области теории и конструкции воздушно-реактивных двигателей.
Кстати вы забыли, что малюсенькое место в моем Ирони-стриме для ВРД, а точнее ТРДД от крылатой ракеты Х55 все-же нашлось. Для осуществления мягкой посадки без применения системы аварийного спасения на высотах ниже 12 км. Там же есть небольшой (на тонну) протектированный от метеоритов топливный бачок для авиакеросина.
Заодно подучите всех досточтимых коллег тому, как меняется тяга ВРД с высотой и до какой, собственно, высоты над уровнем Черного моря можно применять моторы этого типа. Неплохо бы еще прояснить на каких оборотах (или вовсе без них) будут работать моторы на высоте 50 км, которой вы планируете достичь в режиме "стратосферный прыжок", в испытательном просторечии именуемый "динамическая горка". Заодно проясните, как вам удастся на 45% превысить рекорд высоты для самолетов, установленный летчиком-испытателем, Героем Советского Союза Федотовым на самолете Е266 конструкции ОКБ тогда еще не имени Микояна в 1969, кажется, году.
И, ради Бога, не обижайтесь на мои комментарии. У меня давно возникло ощущение, что такой высокопрофессиональный человек, как Дмитрий Боев, решил над нами всеми подшутить. Начал он с публикации материала в подведомственном ему журнале, а далее, после встречи в Музее Авиации и Космонавтики дискуссия плавно перетекла на страницы нашего любимого сайта.
Объяснения, увы, дать может только сам лично Дм. Боев.
С уважением
И наступит полная управляемость
Коллеги, я по процедурному вопросу:
мне представляется, что главный редактор журнала "Двигатель" потому запустил этот проект, чтобы получилось то, что происходит сейчас на этой странице - полноценная дискуссия с элементами проектирования. Пусть Владимиру это кажется игрой, но эта игра - на выживание российской авиации и космонавтики. У меня даже есть предложение для Дмитрия Александровича Боева - организуйте, пожалуйста, тематический выпуск - с публикацией статей Александра и Владимира по суборбитальному самолёту. Пусть начнётся деловая игра под названием "Суборбитальный самолёт" (СС). Считаю, что следующая январская встреча в Доме авиации и космонавтики должна снова пройти теперь уже по теме СС с участием Владимира и Александра. СПС пока считаю "сопутствующей" темой. По "ПАКФА" нужно будет проводить отдельную встречу.
Коллеги, как такое предложение!?
Александр, мне представляется, что в следующей статье "про систему спасения" будет полезно показать более подробно схему полёта с указанием скоростных режимов на разных участках траектории и демонстрацией ситуаций отстрела салона. Картинка должна быть насколько возможно больше и подробнее. Такая вот будет просьба. Не сочтите за наглость.
Проект Владимира Ломазова в обсуждении не нуждается! Проект замечательный, отличный проект. Срочно нужно внедрять. Чего ему и желаю в наступающем 2008 году!
А над Фанстримом придется еще поработать.
Что касается работы двигателей на высоте, то во-первых - не надо передергивать - на 50 км. никто лететь на ВРД (в том числе и ТРДДФ) не предлагает, в нашем случае (читайте внимательнее) двигатели выключаются на 35 км.
Во- вторых, работа двигателя и величина тяги зависит, не собственно от высоты, а от параметров воздуха на входе, которые в свою очередь зависят от скорости, от нее же зависит и управляемость самолета! (На скорости, например, 5 км/час самолет управлятся не будет и при Н=0). Двигатель при скорости V=0 на высоте 18 км. тоже работать на будет, скорее всего. Может быть плохо объясняю?
Ну по поводу полета Федотова на Е-266, то же самое, скорость другая! А скорость за счет тяговооруженности - в нашем случае она в 2 раза больше, как минимум на земле, на высоте и скорости тяга падает, но примерное соотношение сохраняется. Не забывайте о скорости! Так что никаких чудес, все в рамках физики и здравого смысла.
Дмитрий! Собраться можно по любому вопросу, назначайте дату и время (в конце января, например),
А по поводу спасаемой кабины - постараюсь это сделать подробно и с картинками.
Кстати, никто не планировал обсуждение проекта Фанстрим (и других проектов) ни здесь, ни где то еще в широкой аудитории. Так получилось. Мне то вообще не хотелось встревать в завязавшуюся дискуссию, но потом не утерпел. В чем и не раскаиваюсь!
Александр, а Вы не хотите более полно изложить свою концепцию в целом с учётом дискуссии? Или Вы это уже планируете в готовящейся статье?
Что касается варианта СС Владимира, то мне представляется, что этот проект, скорее всего, будет иметь другую ценовую нишу. Правда здесь надо уточнить порядок цен, чтобы можно было хотя б примерно оценить потенциальную ёмкость рынка. Цены Фанстрима создадут огромный рынок, который даже сложно оценить.
Всем участникам. Спасибо за оценку моего состояния с большого бодуна.
Но то, что написано - идеологически верно, но для реализации такого проекта (точнее для подготовки аванпроекта) необходимо в первую очередь собрать комплектацию. А это двигатели от тактических ракет с тягой 12-15 тонн (два стартовых ускорителя до высоты 8-12 км, зависит от их технических характеристик), далее ЖРД от второй ступени ракеты-носителя (кислородно-керосиновый, экологически чистый) тяга 30-40 тонн. На самом деле тяга точно может не задаваться, поскольку аппарат при большей тяге будет в разреженных слоях лететь с большим ускорением, но экипаж будет испытывать соответственно большие перегрузки. Кроме того, современные ЖРД дросселируются по тяге до 40% от номинала. Посадочные двигатели серийно делает Рыбинский Сатурн для крылатых ракет. Нужно также подобрать рулевые и тормозные ЖРД.
За счет отказа от больших турбин сухой вес такого аппарата будет не 20-21 тонна, а на 4-5 тонн меньше - ЖРД требуемой тяги весит в пределах 1000-1500 кг, а корпуса РДТТ весят суммарно не более тонны. На турбинах для получения тяги в 35-40 тонн понадобилось бы в форсажном варианте не менее 8 тонн. Кроме того, конструкция аппарата будет ближе к ракетной, он не должен будет воспринимать весь комплекс самолетных нагрузок, возникающих при интенсивном маневрировании, так что, с учетом теплоизоляции, тонн 15 удастся получить. А это 43-44 тонны топлива ЖРД-РДТТ и 1-2 тонны керосина для турбин. На 44 тоннах при усредненном импульсе 250 сек. и средней тяге 35 тонн в секунду будет расходоваться до 140 кг топлива, т.е. топлива хватит более чем на 300 секунд работы. Это гарантированно высокий активный участок и он в состоянии обеспечить дальность полетов аппарата такого класса до 5-7 тыс. км с учетом доведения на двигателях малой тяги. То есть вполне экзотический транспорт, возможно беспилотное применение, только сбить такой аппарат элементарно. Поэтому про все применения, кроме научного или атракционного, можно забыть. Разве что микроспутники выводить. Если проектировать такую машину с ресурсом на 20 полетов по планеру, 5 полетов по ЖРД и 2 полета по турбинам, то выйдет по железу (не считая топлива, обслуживания, аэродрома, хранения, подготовки экипажа и пассажиров) миллионов до 20-25 зелени по жизненному циклу. Нужно 20 РДТТ (~5 млн.), 4 ЖРД (~4 млн.), 20 турбин (~2-3 млн. навскидку) и сам аппарат (~10-12 млн.). Таким образом на полет в железе будет уходит немногим больше миллиона зелени. При полезной нагрузке 1000 кг (2 пилота+6 пассажиров-олигархически-авантюристичекого толка) и затратах с учетом аммортизации железа, всей цепочки и небольшой прибыли (чтобы на банкет для нас осталось - шутка), полет встанет в три миллиона зелени или по поллимона на олигарха. Если брать по лимону с персонажа, то хватит не только на банкет. Так что считайте - цифры в сегодняшних ценах близкие. НО разработка и постройка встанет миллионов в 100 (есть главное - моторы). Очень много денег уйдет не только на проектирование, но и на работу с грандами типа ЦАГИ и ЦНИИМАШ, которые только и в состоянии дать окончательный облик такого самолета и вести его аэродинамику и баллистику. Очень много уйдет на САУ оригинальной конструкции.
Вот вам вторая прикидка.
Так что считайте.
А реализовать технически эту игрушку несложно - все придумано, нужны только деньги. Как КБ для проектирования - мясищевцы. У них и загрузки нет большой, и опыт громадный (Буран, Астрофизика М55, дальние бомберы). Хорошее КБ. И заводишко имеется. И ЦАГИ в километре. И ЛИИ - в трех.
Такое мое небольшое рассуждение (бодун был недостаточный).
С уважением.
Всех с наступающим! Обязательно продолжим тему в Новом году.
Поздравляю уважаемых ораторов форума с Новым Годом!
Желаю Здоровья, Благополусия, Интересных дискуссий.
А "Фанстриму" - 70 тыс. футов под шасси.
У фирмы Мясищева есть свой проект двухступенчатого суборбитального аппарата, он похож на СпейсШип1 Б.Рутана.
В качестве 1 ступени выступает М-55 (носитель), а вторая ступень с ЖРД. Макет давно сделан, то есть проект проработан.
Преимущество в том, что 1 ступень уже имеется, и не очень загружена работой. Однако сегодняшнее состояние неизвестно.
Вполне жизнеспособный проект.
Я читал об этом проекте. Но М55 в качестве носителя слабоват, на 1-2 человек для орбитального самолета. Главное достоинство - старт с высоты 22 км. Но такой старт весьма опасен, поскольку М55 на этих высотах весьма неустойчивый аппарат. Но сама идея крылатого носителя для суборбитального аппарата (и орбитального) не нова и очень эффективна. В моем случае можно спокойно отказаться от ракетного старта на ускорителях в пользу крылатой платформы, но это будет недешевым удовольствием. В случае такого носителя и 1 тонны полезной нагрузки оптимальным носителем будет Ил76. У мясищевцев есть также подходящий носитель - М50 (кажется), который был переделан под доставку Буранов на Байконур.
В случае использования Илов старты можно производить с любого военного и даже гражданского аэродрома - никаких ракет. Преимущество - аппарат стартует со скорости 700-750 км/час и высоты 12 км. При этом достигается экономия в массе носимого на старте топлива или получаем двукратное увеличение полезной нагрузки. Что выгоднее - решать экономистам.
Но какая возникла мысль - при использовании крылатой платформы суборбитальный самолет может стать уникальным транспортным средством, работающим с обычных аэродромов. Только при условии, что в сети аэродромов, которые он использует, базируются носители, которые запускают в обратном направлении вновь прилетевший аппарат. Посадка ведь производится по самолетному.
Такон транспортное средство может идти по маршрутам со средней скоростью 4-5 тысяч км/сек если не больше. Можно сделать версии с дальностью до 12-14 тыс. км. Правда, как и где его можно применить - неясно. Разве для перелетов Абрамовича из Лондона на Чукотку за два часа. Улетел с утра в Анадырь, порулил чукчами, а вечером - на футбол.
Для этого Роману Аркадьвичу нужно будет продать свой Б737, купить два Ил76 с моторами ПС90, оборудованные под предлагаемый фантастический аппарат. Один Ил базируется на Лондон, второй - летит туда, куда хочет слетать Абрамович. База где нибудь посреди России. Вылетает, к примеру, Аркадьич на своем суборбитале из Лондона, а техники гонят второй Ил туда, куда Аркадьичу лететь, на аэродром прилета. Суборбитал долетает до Анадыря за пару часов или быстрее (через полюс), а второй базовый Ил подлетает попозже и готовится к обратному старту. Принимает топливо, принимает на крышу аппарат. После взлетает, сразу после взлета запускает аппарат и дальше летит к месту базирования. Ведь взлет с нагрузкой составит 10 минут, а дальше лети, куда хочешь в пределах диаграммы дальности.
Короче - полный простор фантазии всем коллегам.
Владимир, недостаточность бодуна, как Вы обозначили уровень своего вдохновения, позволил проскочить в Ваш очень интересный проект одной неувязке: погрузочного (на крышу Ил-76) устройства. Его должен будет иметь каждый (!) аэропорт, куда соизволит залететь олигарх, либо этот уникальный подъемник надо возить с собой на Ил-76 вместе с бригадой крановщиков и стропальщиков, допущенных к такой работе. Может проще научиться подхватывать олигарха на подлете сразу на спину Ила, да так и сажать вместе.
Понимаю, что моя идея тоже от перенедопития, но... С наступающим Новым годом!
Творческих всем нам успехов, единомышленники и оппоненты!!!
andrey_che: а разве шасси у него убираться не будут? Этот момент я пропустил... :0)
Или к этой высоте от него только шасси и останется?
![[image]](../../../pics.aviaport.ru/cache/news/170x/722981.jpg)