Список форумов Форум космопорта Форум космопорта
Космос и все, что с ним связано...
 
 FAQFAQ   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   ГруппыГруппы   РегистрацияРегистрация 
 ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 

Самая маленькая космическая ракета.
На страницу 1, 2  След.
 
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум космопорта -> Техника
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 20 Апр 2010 [22:28]    Заголовок сообщения: Самая маленькая космическая ракета. Ответить с цитатой

Вот подумалось мне тут, а какова минимальная масса ракеты способной вывести на орбиту хотя бы минимальный груз, ну пусть 1 кг.

Есть идеи как могла бы быть скомпонована такая ракета? И каковы ее характеристики?

Имеется в виду именно честная ракета наземного старта, а не всякие воздушные старты и катапультные старты...
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Прогер
Старожил


Зарегистрирован: 29.07.2009
Сообщения: 136
Откуда: Солнечная система

СообщениеДобавлено: 21 Апр 2010 [08:33]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Laughing

Масса груза 1 кг.
Конечная скорость 8000 м/с
Скорость истечения газа - 2000 м/с
Конечная масса ракеты (без топлива но с грузом в 1 кг) - 100 кг.

Требуемая масса топлива - 5400 кг.
полная масса ракеты - 5500 кг.

Но вопрос, можно ли в ракету массой всего 100 кг поместить 5 тонн топлива?

Встречный вопрос:
Предположим что у нас имеется твердотопливаня ракета.
Сколько, при варке топлива, можно примешать песка, чтобы сэкономить на драгоценном топливе, практически не потерять в тяге? Laughing
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 21 Апр 2010 [09:26]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Прогер писал(а):

Масса груза 1 кг.
Конечная скорость 8000 м/с
Скорость истечения газа - 2000 м/с
Конечная масса ракеты (без топлива но с грузом в 1 кг) - 100 кг.

Требуемая масса топлива - 5400 кг.
полная масса ракеты - 5500 кг.

Хмм, сколько ступеней? Какие двигатели? Какие топлива?

Я тут карандашиком рисую трех ступенчатую ракетку на криогенном топливе со стартовой массой в 300 кг, пока не дорисовал, так что огласить характеристики еще сложно. Но замахивался на выведение одного кубиксата в 1 кг на ССО орбиту в 400 км высотой. Активное применение композитов и хайтека предусматривается... Rolling Eyes
Это не дешевая ракета, а легкая...
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
vasanov
Ветеран


Зарегистрирован: 05.05.2009
Сообщения: 1997

СообщениеДобавлено: 21 Апр 2010 [09:56]    Заголовок сообщения: Re: Самая маленькая космическая ракета. Ответить с цитатой

Oleg_P писал(а):
Вот подумалось мне тут, а какова минимальная масса ракеты способной вывести на орбиту хотя бы минимальный груз, ну пусть 1 кг.
Есть идеи как могла бы быть скомпонована такая ракета? И каковы ее характеристики?
Имеется в виду именно честная ракета наземного старта, а не всякие воздушные старты и катапультные старты...

А почему именно 1кг полезного груза? Делать модель так на 1 грамм
груза. Типа, отправить свою визитку в космос. Задача для пионеров ракетостроителей,в смысле летающие модели ракет. А, что пропорции уже готовых ракетоносителей не подойдут ? Вот, так каждый строит свою ракетку, а потом самолеты падают.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 21 Апр 2010 [10:40]    Заголовок сообщения: Re: Самая маленькая космическая ракета. Ответить с цитатой

vasanov писал(а):
А почему именно 1кг полезного груза? Делать модель так на 1 грамм
груза. Типа, отправить свою визитку в космос. Задача для пионеров ракетостроителей,в смысле летающие модели ракет. А, что пропорции уже готовых ракетоносителей не подойдут ?

Пропорции готовых не подойдут. От того что вы делаете ракету в стораз меньше давление в кс у вас в 100 раз меньше не будет, а следовательно вы не сможете и арматуру делать в сто раз меньше. Грубо говоря, маштабная моделька формулы1 весов в сто грамм не разгонится до 300 км в час.

Думаю что ракета на 1 кг ПН от ракеты на 1 грамм пн не будет различаться сильно, то есть не на порядок.

1 кг потому что совсем абстракционизма не хочется, а Кубик Сат - реальная программа любительских и студенческих пикоспутников - кубик массой в 1 кг и стороной в 10 см. Если сделать специальный заточенный именно под такую нагрузку носитель, и его цена при серийном производстве окажется меньше или порядка 40 - 50 тысяч долларов, то клиентов будет достаточно. И так сказать будет популяризация космической техники в массы. Smile Если студентам будет просто свои маленькие спутники запускать. А если получится сделать цену в 20 -25 тысяч то вообще отлично.
Плюс маленьких ракет, в том, что их гораздо дешевле разрабатывать и испытывать их агрегаты, да и производство во многом проще...Я уже не говорю про транспортировку и стартовые расходы... Wink
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
vasanov
Ветеран


Зарегистрирован: 05.05.2009
Сообщения: 1997

СообщениеДобавлено: 21 Апр 2010 [11:58]    Заголовок сообщения: Re: Самая маленькая космическая ракета. Ответить с цитатой

Oleg_P писал(а):
[
1 кг потому что совсем абстракционизма не хочется, а Кубик Сат - реальная программа любительских и студенческих пикоспутников - кубик массой в 1 кг и стороной в 10 см. Если сделать специальный заточенный именно под такую нагрузку носитель, и его цена при серийном производстве окажется меньше или порядка 40 - 50 тысяч долларов, то клиентов будет достаточно. И так сказать будет популяризация космической техники в массы. :) Если студентам будет просто свои маленькие спутники запускать. А если получится сделать цену в 20 -25 тысяч то вообще отлично.
Плюс маленьких ракет, в том, что их гораздо дешевле разрабатывать и испытывать их агрегаты, да и производство во многом проще...Я уже не говорю про транспортировку и стартовые расходы... :wink:

Не проще ли за такие деньги приобрести приличный лазер и запускать грузики с его помощью. Такие модели уже строили и они
летали, по принципу испарения рабочего вещества сфокусированным лучем лазера. Хотя пожалуй 1 кг они бы не подняли, слишком еще слабые лазеры на электричестве. Лично я с ЖРД и ТРД. морочится и не стал бы. Жду массовое производство сверхдлинных нанотрубок для супермаховика и тогда в домашних условиях можно будет запускать спутники.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 21 Апр 2010 [12:53]    Заголовок сообщения: Re: Самая маленькая космическая ракета. Ответить с цитатой

vasanov писал(а):

Не проще ли за такие деньги приобрести приличный лазер и запускать грузики с его помощью.Жду массовое производство сверхдлинных нанотрубок для супермаховика и тогда в домашних условиях можно будет запускать спутники.


При чем тут эта фантастика? Тема про ракету, причем скорее всего на ЖРД в крайнем случае на ТРД. Всякие лазеры, гаусы, маховики и дирижабли это в другую тему пожалуйста... Exclamation
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Прогер
Старожил


Зарегистрирован: 29.07.2009
Сообщения: 136
Откуда: Солнечная система

СообщениеДобавлено: 21 Апр 2010 [14:03]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Я вас спрашиваю Very Happy
Что если повысить плотность топлива, негорючим материалом?
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 21 Апр 2010 [15:11]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Прогер писал(а):
Я вас спрашиваю Very Happy
Что если повысить плотность топлива, негорючим материалом?

Смысл? выгодно повышать удельную теплоту сгорания топлива, уменьшать его молярную массу.
Зачем повышать плотность топлива негорючим материалом? Лишний вес охота на борту иметь?


По ракете.
Пока считаю на топливной паре - жидкий кислород - жидкий этилен. На первой степени двигатель с кольцевым соплом и центральным телом регенеративного охлаждения с ТНА.
Конструкция ракеты максимально облегченная - несущие баки являются "надувными" из очень тонкого армированного алюминиево сплава. Наддув гелием. Управление первой степенью аэродинамическое, так как старт не вертикальный а под углом у горизонту порядка 55 градусов.
Поскольку ракета небольшая, то есть возможность держать даже заправленную ракету в "ванной" с жидким азотом, тогда топливо не будет испаряться до старта, из "ванны" ракета вынимается непосредственно перед стартом....

Это пока так черновые наброски... Rolling Eyes
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2160
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 22 Апр 2010 [08:41]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Вот хороший пост по теме:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=552367#552367
У многих после прочтения резко пропадает желание летать на "самопальных" ЖРД.

А вот простейшая из летавших РН:
http://www.astronaut.ru/bookcase/books/afanasiev3/text/18.htm
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 22 Апр 2010 [10:05]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Boo писал(а):
Вот хороший пост по теме:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=552367#552367
У многих после прочтения резко пропадает желание летать на "самопальных" ЖРД.


Про те что летали я более менее знаю. Wink
Тему на НК почитаю, но там похоже именно самодельные "гаражные" варианты обсуждают. Я немного не о том. Smile
Вопрос ставиться не так - нам нужен шланг - идем искать по магазинам или свалкам, а так - нам нужен шланг - рассчитываем (или нанимаем специалистов для расчета) оптимальный шланг, потом находим подрядчика и заказываем изготовление.(даже если он будет изготовляться из редкоземельных композитов под высоким давлением в нейтральной атмосфере.) Smile
Хотя естественно никакой ракеты я делать не собираюсь и именно как ее делать не особо интересует. Интересует так сказать структура, компоновка, расчеты и эскизные чертежи...

Пока я просто тупо листиках бумаги рисую эскизики и считаю кучу характеристик - надо будет строить кучу графиков разных зависимостей и искать в них оптимальные точки.

Счас вот рисовал графики зависимости УИ от давления в камере сгорания , и зависимость мощности ТНА от перепада давления и потребного напора.
Так же надо учесть теплопоток в стенки камеры и зависимость его от условий горения и следовательно потребные характеристики регенеративного охлаждения камеры. Это тоже влияет на требования на ТНА...

Короче получается очень много параметров и все друг от друга зависят... Работы оказалось на порядки больше чем я думал. Smile Но пока есть свободные минутки, почему бы и не посчитать... Smile
За основу у меня взято одно число - 300 кг стартовой массы, от него и играю... Smile
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
vasanov
Ветеран


Зарегистрирован: 05.05.2009
Сообщения: 1997

СообщениеДобавлено: 22 Апр 2010 [12:16]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Я слишком далек от ракетостроения. Почитав про сложность изготовления ЖРД. Поэтому вопрос. А возможно ли делать твердотопливные многоступенчатые ракеты для вывода небольших грузов на орбиту? Ведь хоть характеристики ТТРД гораздо хуже ЖРД, но они проще в изготовлении , в обслуживании и возможно запуски будут дешевле.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 24 Апр 2010 [06:45]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

vasanov писал(а):
Я слишком далек от ракетостроения. Почитав про сложность изготовления ЖРД. Поэтому вопрос. А возможно ли делать твердотопливные многоступенчатые ракеты для вывода небольших грузов на орбиту? Ведь хоть характеристики ТТРД гораздо хуже ЖРД, но они проще в изготовлении , в обслуживании и возможно запуски будут дешевле.

Да можно, более того такие ракеты есть и были, та же Lambda. Проблема с надежностью твердотоптивников. Цена не дешевле. И изготовление не особо проще, особенно мощных ракет.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Samvlamix
Ветеран


Зарегистрирован: 25.02.2005
Сообщения: 558
Откуда: Млечный путь, Солнечная система, Планета Земля, Россия

СообщениеДобавлено: 24 Апр 2010 [08:47]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Если что нужно зделать, то в нашем городе есть замечательное предприятие: ОАО «КБХА» (Конструкторское бюро химавтоматики) г.Воронеж, ул.Ворошилова,20 www.kbkha.ru

Производственной базой ОАО КБХА является завод ракетных двигателей (ЗРД), занимающий 21 тыс. м2 производственных площадей и численностью работающих 880 человек. ЗРД располагает хорошо оснащенным производством, позволяющим изготавливать не только ЖРД различной модификации, но и конверсионную продукцию различного назначения.

На предприятии широко освоены и применяются для изготовления деталей нержавеющие и коррозионностойкие стали, высокопрочные никелевые и титановые сплавы, алюминиевые и медные сплавы.

-= А в лоб за рекламу на форуме? Воо =-
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail Посетить сайт автора
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 25 Апр 2010 [09:10]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Samvlamix писал(а):
Если что нужно зделать, то в нашем городе есть замечательное предприятие: ОАО «КБХА» (Конструкторское бюро химавтоматики) г.Воронеж, ул.Ворошилова,20 www.kbkha.ru


Спасибо улыбнуло... Very Happy
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 25 Апр 2010 [16:48]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Вот продолжаю понемногу вести расчеты и все больше и больше убеждаюсь что у маленькой ракеты есть куча проблем. Так относительно малая камера сгорания двигателя имеет худший коэффициент эффективности сгорания топлива, то есть топливо недостаточно долго находиться в камере для полного сгорания. Это проблема особенно заметна для движков менее 5 kNt тяги, то есть как раз мой случай. Так же у мелкого движка особенно на топливной паре имеющей повышенную температуру в КС встает проблема с охлаждением, я пока не досчитал но може оказать недостаточно расходы топлива для регенеративного охлаждения, но там есть методы борьбы.

Еще большая проблема - сопротивление воздуха. Круча задачу и так и эдак пришел к интересной идеи. Сделать ракету крылатой, это позволит снизить гравитационные потери, так как позволит использовать аэродинамическое качество. И еще - первую ступень сделать хитрой - в качестве двигателя используется жидкосный ракетный двигатель с кольцевым соплом и центральным телом, но в то же время вокруг находиться дополнительный корпус, образуя таким образом прямоточный воздушно реактивный двигатель. Но нагрев воздуха набегающего потока будет производиться струей ракетного двигателя.
Такой двигатель начет эффективно работать как раз на скоростях, когда сопротивление воздуха станет значительно мешающем.
Надеюсь дополнительная тяга этого прямоточника компенсирует аэродинамические потери.

То есть старт ракеты выглядит как старт крылатой ракеты с направляющей. Ракета движется под углом порядка 40-50 градусов к горизонту, и набирает высоту порядка 40-50 километров, достигая на этой высоте скорости в 2500-3000 км\с то есть порядка 7-8 махов, а может и больше. Если ракетный движок я могу посчитать, то с прямоточником большие проблемы... Sad Но есть мнение что такие движки могут работать до высот порядка 70 км и на скоростях до 17 махов. Если все хорошо продумать то может получиться очень эффективная двух ступенчатая ракета для вывода пикоспутников. Может даже частично многоразовая.

Как нарисую выложу эскизики...

А вообще прикинте - ракета массой в 300кг, длиной около 3 метров, с минимум обвеса в виде стартовой площадки. При отлаженой технологии, можно запускать спутники хоть каждый день. Создать программу среди студентов да школьников - пикоспутник на орбите. И пускать их на орбиту порядка 400 км, там они несколько месяцев летают постепенно падая и благополучно сгорают никому особо не мешая. И народу интересно и пропоганда космонавтики. Very Happy
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
vasanov
Ветеран


Зарегистрирован: 05.05.2009
Сообщения: 1997

СообщениеДобавлено: 25 Апр 2010 [17:32]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Вы лучше сначала выясните дадут ли вам такие ракеты запускать.
Тут, чтоб на планере полетать нужно согласовать тысячи инстанций.
А вы хотите засорять космос, между прочим отработавшие части должны кудато падать. Вспомните недавнюю шумиху запуска северокорейцами спутника, или случайно сбитый пасажирский самолет при учениях украинских ПВО. А тут какието неучтенные ракеты.
И если хотите максимально экономить топливо ракеты, то делайте пушечный старт для придания какой-то начальной скорости. Я вот подумал, если ракету запускать всегда в сторону Луны, не сэкономим
ли еще граммы топлива за счет приливных сил и притяжения Луны?
Ведь если хотите достичь невесомости для тела находящемся на поверхности Земли, то поместите над этим телом массу равную массе Земли, а чтоб тело улетело с Земли, массу надо помещать больше земной (хотя это и не в тему).
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 25 Апр 2010 [17:52]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

vasanov писал(а):
Вы лучше сначала выясните дадут ли вам такие ракеты запускать..

Vasanov хватит уже! Я же просил всякие маховики и лунные притяжения да пушечные старты в другой теме пожалуйста...
И читайте внимательно, я писал, что просто теоретически считаю небольшую ракету. Ничего запускать я сам не собираюсь. А если бы собрался и были бы деньги, то запустить дадут. Естественно
после получения всех требуемых разрешений. И оставте свои измышления про подпольные неучтенные запуски ракет и спутников, вне данной темы.

И в рамкам приблизительной траектории выведения. для старна всего лишь надо пару сотен километров морского пространства на север от места старта. Падение отработанной первой ступени будет примерно в 60-100 километрах от старта на север, Вторая ступень скорее всего сгорит при падении. Третья сгорит 100 процентов. Если ракета будет 2-х ступенчатая (а продумываю и такую компоновку) то падает только первая ступень опять таки порядка 100 км на север от старта и то падение объемной легкой (порядка 25-30 кг) ступени вряд ли может привести в серьезному ущербу особенно если в конструкции предусмотреть простейший ленточный парашут.

Wink
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
vasanov
Ветеран


Зарегистрирован: 05.05.2009
Сообщения: 1997

СообщениеДобавлено: 25 Апр 2010 [18:03]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Oleg_P писал(а):

Vasanov хватит уже! Я же просил всякие маховики и лунные притяжения да пушечные старты в другой теме пожалуйста..
Молчу, молчу.

Цитата:
И в рамкам приблизительной траектории выведения. для старна всего лишь надо пару сотен километров морского пространства на север от места старта. Падение отработанной первой ступени будет примерно в 60-100 километрах от старта на север, Вторая ступень скорее всего сгорит при падении. Третья сгорит 100 процентов. Если ракета будет 2-х ступенчатая (а продумываю и такую компоновку) то падает только первая ступень опять таки порядка 100 км на север от старта и то падение объемной легкой (порядка 25-30 кг) ступени вряд ли может привести в серьезному ущербу особенно если в конструкции предусмотреть простейший ленточный парашут.

А почему на север ? Я всегда считал, что лучше запускать на восток,
понадобится скорость меньше на скорость вращения Земли .
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 25 Апр 2010 [18:24]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

vasanov писал(а):

А почему на север ? Я всегда считал, что лучше запускать на восток,
понадобится скорость меньше на скорость вращения Земли .

Потому что запускать пикоспутники на экваториальные орбиты никому не надо. Почти все такие спутники запускают на полярные орбиты, и приличной частью на солнечно синхронные орбиты.
Тогда спутник пролетает над всей планетой и с любой точки планеты с ним можно связываться. Что удобно. А в случае солнечно синхронной орбиты, спутник постоянно находиться на солнце и не попадает в тень земли следовательно ему проще получать питание от солнечных батарей, которые на пикоспутниках небольшие и ограничены в мощности.



Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум космопорта -> Техника Часовой пояс: GMT + 2
На страницу 1, 2  След.
Страница 1 из 2

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах