Вывод аппарата на орбиту земли

[JackDaniels]

Это не задачка, скорее вопрос для знающих и тема для обсуждения для заинтересовавшихся…

Очень давно меня интересует такой вопрос:
Почему для вывода чего либо на орбиту используются ракеты и сжигаются тысячи тонн топлива если до Линии Кармана всего 100 км?
Не проще спокойно лететь со скоростью 300-400 км/ч. и через полчаса вы на орбите, без огромного количества топлива на борту ракеты?

Ведь даже Экзосфера начинается уже с ≈700 км от земли, при том, что обычные самолеты совершают перелеты в 5000 и более километров без посадки, а учитывая то, что сила притяжения и плотность воздуха будут уменьшаться, то скорости можно увеличивать пропорционально удалению от земли.

[makody]

Сначала определитесь с понятием "плотность воздуха в зависимости от высоты", "первая космическая скорость", "орбита"... после чего можно и дальше что-то говорить.

На высоте 10 Км воздуха так мало, что не возможно дышать. Да и мало самолетов, которые могут взлететь выше 20 км. А на 40 км можно считать воздуха уже и нет. На чем вы оставшиеся 60 км пролетите? Да же если возьмем гипотетический самолет, то для сжигания его топлива нужен кислород, которого "за бортом" уже нету. Так что придется его (кислород) тащить с собой, с самой земли (у нас нет заправочных станций по пути)...

[JackDaniels]

Сообщение от makody

Сначала определитесь с понятием "плотность воздуха в зависимости от высоты", "первая космическая скорость", "орбита"... после чего можно и дальше что-то говорить.

На высоте 10 Км воздуха так мало, что не возможно дышать. Да и мало самолетов, которые могут взлететь выше 20 км. А на 40 км можно считать воздуха уже и нет. На чем вы оставшиеся 60 км пролетите? Да же если возьмем гипотетический самолет, то для сжигания его топлива нужен кислород, которого "за бортом" уже нету. Так что придется его (кислород) тащить с собой, с самой земли (у нас нет заправочных станций по пути)...

Эти проблемы понятны, речь не о том, немного…
Есть проекты типа SpaceShipOne, Буран и тд тп, но все они основаны на том, что в какой-то момент, либо на старте, либо на вылете запускается обычный ракетный двигатель и экипаж подвергается нагрузкам 3-5g на гиперзвуковых скоростях, но что мешает пусть тот же объем топлива сжигать постепенно, и двигаться медленнее, тем самым не сжигая двигатели, корпус корабля и не нагружая всю конструкцию, ну и конечно экипаж.
Ну и посадка — зачем падать как кирпич, если при прилунении, например, применяются двигатели торможения, что мешает их использовать при снижении кораблей на землю?

[Anton Kovalenko]

Сообщение от makody

Сначала определитесь с понятием "плотность воздуха в зависимости от высоты", "первая космическая скорость", "орбита"... после чего можно и дальше что-то говорить.

Вообще говоря все намного проще, и философствований не требуется.
1. Для того, чтобы оставаться на орбите в течение продолжительного времени, необходима колоссальная скорость, которая на данный момент достижима только с помощью ракетных двигателей. Скорость МКС составляет почти 28000 км/ч. На меньшей скорости станция сойдет с орбиты и войдет в плотные слои атмосферы.
2. Для таких скоростей даже на высоте 100 км слишком много воздуха. Высота орбиты МКС 330-350 км. Шаттл "Колумбия" на скорости около 7-8 км/сек начал гореть на высоте более 70 км, и на 63 км полностью развалился и сгорел (от трения об воздух, естественно) на скорости около 6 км/сек.
3. И, конечно, для мягкого торможения на всем протяжении атмосферы, начиная со скоростей в почти 30 махов, потребуется фантастический объем топлива. Причина - плотная атмосфера и мощное тяготение Земли.

[YUU]

Сообщение от Ruslan Khudyakov

Это не задачка, скорее вопрос для знающих и тема для обсуждения для заинтересовавшихся… Очень давно меня интересует такой вопрос: Почему для вывода чего либо на орбиту используются ракеты и сжигаются тысячи тонн топлива если до Линии Кармана всего 100 км? Не проще спокойно лететь со скоростью 300-400 км/ч. и через полчаса вы на орбите, без огромного количества топлива на борту ракеты? Ведь даже Экзосфера начинается уже с ≈700 км от земли, при том, что обычные самолеты совершают перелеты в 5000 и более километров без посадки, а учитывая то, что сила притяжения и плотность воздуха будут уменьшаться, то скорости можно увеличивать пропорционально удалению от земли.

Про Циолковского и его труды в Энциклопедии почитайте

[Timur Salikhov]

Оффтоп:

Руслан вообщем не судьба ))).... так что как в старом анекдоте.... "Мы полетим ночью!!"

[JackDaniels]

Оффтоп:

Сообщение от Timur Salikhov

Оффтоп:

Руслан вообщем не судьба ))).... так что как в старом анекдоте.... "Мы полетим ночью!!"

Прийдется ждать Хана Соло и Чубакку, чтобы насладиться полетом

[Nadir Zaitov]

Сообщение от Anton Kovalenko

Вообще говоря все намного проще, и философствований не требуется.

Кстати от идеи взлета и посадки на пилотируемом "самолете" с прямоточным двигателем еще не отказались. Разработки такие ведутся, так как использовать плотность воздуха для взлета на крыльях предпочтительнее подъема на те же первые 30 км силой только ракетного двигателя преодолевая сопротивление воздуха и при этом тащить с собой окиститель (грубо говоря тот же воздух в балонах). Расход топлива при взлете аэробуса на высоту в 6-7 км несравним с расходом топлива при взлете ракеты сравнимой массы. Как Вы правильно заметили, при взлете ракеты энергии тратится несопоставимо больше при прохождении перавых 100 км при сравнительно низких скоростях. Соответственно и основная масса ракеты - ее первая ступень, отваливается как раз в диапазоне от 50 до 100 км. в зависимости от модификации. Так стоит ли мучаться, если можно поднять туда (на 30-40 км) вторую ступень.

Например, уже проект Scramjet показывал скорость в 7,6 махов, что уже близко к космическим и при этом это почти ракетный двигатель, но без окислителя на борту.

An advantage of a hypersonic airbreathing (typically scramjet) vehicle like the X-30 is avoiding or at least reducing the need for carrying oxidizer. For example the space shuttle external tank holds 616,432 kg of liquid oxygen (LOX) and 103,000 kg of liquid hydrogen (LH2) while of it self having an empty weight of 30,000 kg. The orbiter gross weight is 109,000 kg with a maximum payload of about 25,000 kg and to get the assembly of the launch pad the shuttle uses two very powerfull solid rocket boosters with a weight of 590,000 kg each. If the oxygen could be eliminated, the vehicle could be lighter at liftoff and maybe carry more payload. That would be an advantage, but the central motivation in pursuing hypersonic airbreathing vehicles would be expected to be to reduce cost.

Идея (упрощенный перевод) в том, чтобы вместо первой ступени поднимать космический аппарат на крыльях, разгонять его до разумной скорости в 7 махов "обычными" двигателями со сгорающим кислородом из воздуха, что должно существенно облегчить конструкцию космического аппарата (оказывается для 1 кг топлива в ракете 6 кг. окислителя, который тоже нужно поднимать в воздух).

[Pavel Vengrjenovskiy]

Сообщение от Ruslan Khudyakov

Буран и тд тп, но все они основаны на том, что в какой-то момент, либо на старте, либо на вылете запускается обычный ракетный двигатель

Немного поправлю. Проект буран должен был работать без ракеты -носителя. Был даже насколько помню совершен один пилотируемый полет в связке Мрия-Буран. Проект Ан-225 "Мрия" изначально под это и разрабатывался - чтобы "разгонять" Буран.

[Dolphin]

Оффтоп:

Сообщение от Ruslan Khudyakov

Прийдется ждать Хана Соло и Чубакку, чтобы насладиться полетом

Что ж ты раньше молчал, они месяц назад в гости заходили. Утерянный ковчег ищут. Улетели буквально на днях... Травой не поделюсь, ее Чуи всю скурил.