kouzdra: Об многоступенчатые ракеты:

ppkk
2009-10-15 17:26 (ссылка)

Вроде бы главное — максимальная тяга, чтобы двигатели работали одновременно и т.п.

По идее такие "оптимальности" должны следовать из технических возможностей и формулы Циолковского. Если такой эффект (про ускорение) и наблюдается где-то, то это случайность, полагаю.

(Ответить) (Ветвь дискуссии)

kouzdra
2009-10-15 17:30 (ссылка)

Совершенно очевидно, что это не так: как раз в реале двигатели не работают одновременно - многоступенчатость на этом и держится. Да оно и оченвидно:

Допустим у нас остальось 1 т топлива и 10 достаточно мощных (cкажем способных выработать эту тонну за 10 секунд) двигателей по 1 тонне весом каждый. Вполне очевидно, что если сбросить все двигатели, кроме одного, то конечная скорость увеличится, а время разгона возрастет не существенно.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

	ppkk 2009-10-15 17:33 (ссылка)
	Продольное размещение ступеней придумано именно для одновременной работы двигателей. (Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

kouzdra
2009-10-15 17:37 (ссылка)

Конкретно в Р-7 по совсем другой причине - чтобы все двигатели запускались на земле и в силу простоты системы отстыковки боковых блоков - когда они вырабатывали горючее, ракета просто от них улетала.

Но суть в том, что их в любом случае надо сбрасывают до выработки всего топлива. По понятной причине - вопрос не в том, надо ли это делать, а как это надо делать.

PS: Что до формулы циолковского - обращу внимание, что она абсолютно инвариантна к тяге и ее вариациям - там важная только начальная и конечная массы и удельный импульс.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

ppkk
2009-10-15 18:08 (ссылка)

Да, это не из-за классической формулы Циолковского, я забыл, что в ней не учитывается это, а из-за издержек на гравитацию: там потери скорости зависят от времени разгона.

Поэтому важна максимальная тяга. Естественно, при этом желательно, чтобы все двигатели работали от одного бака. Получается как будто при прочих почти равных у первой ступени мощнее двигатели, так что издержки на гравитацию меньше.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

kouzdra
2009-10-15 18:11 (ссылка)

Не совсем - в сферическом вакууме с одной стороны для максимизации конечной скорости надо однозначно минимизировать вес двигательной установки, а на тягу плевать.

С другой стороны это все хорошо ровно до тех пор, пока время на разгонном участке существенно меньше общего времени полета. В противном случае начинает уже играть ускорение: чем быстрее разгонимся, тем быстрее долетим - даже с меньшей конечной скоростью (в принципе - на совсем малой тяге не так уж и сложно вообще не успеть выработать топливо к моменту прилета)

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

ppkk
2009-10-15 18:19 (ссылка)

Не понял.

(в принципе - на совсем малой тяге не так уж и сложно вообще не успеть выработать топливо к моменту прилета)
Без противодействия гравитации, если время не важно, то можно любую ракету просто ногой пнуть.

Зато с гравитацией можно всё топливо прожечь даже не взлетев.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

kouzdra
2009-10-15 18:42 (ссылка)

Ну там же главная задача за разумное время долететь, а не набрать максимально возможную скорость.

Просто выкинуть корабль за пределы солнечной системы и сейчас не проблема - их уже вон четыре штуки самое меньшее летит.

(Ответить) (Уровень выше)

	ppkk 2009-10-15 18:20 (ссылка)
	(В статье русскоязычного раздела Википедии про формулу Циолковского потери на гравитацию в примере рассчёта берут с потолка, кстати.) (Ответить) (Уровень выше)

	ppkk 2009-10-15 18:10 (ссылка)
	(Пишут, что в режиме с первой ступенью на гравитационные потери Аполлона ушла треть теоретически набранной скорости.) (Ответить) (Уровень выше)

	aspirantus 2009-10-15 17:58 (ссылка)
	отстреливание ступени в направлении противоположном полету даст доп импульс, мне так кажется. причем так как вес ступени большой, то имеет смысл стрельнуть ее побыстрее. (Ответить) (Ветвь дискуссии)

kouzdra
2009-10-15 18:04 (ссылка)

Там в принципе чем меньше тяга и вес двигателей, тем лучше (если не брать взлет с Земли, где еще ее притяжение играет). Конечная скорость только больше будет (за счет облегчения ракеты).

Другое дело, что при совсем низкой тяге время разгона может оказаться таким, что быстрее долететь с мешьшей скоростью, но большим ускорением.

На примере альфы центавры довольно очевидно, что при старте надо довольно много двигателей и энергии тратить и столь же очевидно, что под самый конец разгона часть этой машинерии надо дропнуть и доразгоняться меньшей тягой.

Вопрос - какая правильная политика: задача понятно, доставить за минимальное время фиксированную полезную нагрузку при фиксированной начальной массе - вопрос какой профиль полета оптимален.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

	prool 2009-10-15 23:05 (ссылка)
	Погоди, о Куздра! Ты говоришь о старте с Земли? По-моему, энергетически выгоднее собирать ракету по частям на околоземной орбите и стартовать оттуда (Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

kouzdra
2009-10-15 23:27 (ссылка)

Я как раз говорю не о нем (хотя в NERVA американцы делали как раз вторую ступень Сатурна - потому собственно и гнали проект и потому и прикрыли, что поняли, что получается выигрыш в забрасываемое на LEO массе процентов в 20% в лучшем случае)

(Ответить) (Уровень выше)

(Анонимно)
2009-10-16 03:15 (ссылка)

оптимальным является режим когда двигатели и баки сбрасываются таким образом, чтобы ускорение было по возможности постоянным?

Это, случаем, не из прочности конструкции вытекает ?
Если память не изменяет, то небольшие ускорения на старте у ракет, стартующих с земли именно оттуда.
PS У реальных машин, почти нет сброса двигателей. Только у какой-то американской ("атлас", кажется), и у советских лодочных на третьей ступени.

(Ответить) (Ветвь дискуссии)

kouzdra
2009-10-16 03:24 (ссылка)

Я это тут в контексте альфы центавра. Там ускорения никакие, зато есть дивный зоопарк из кучи реакторов, двигателей, и баков, которым в принципе можно распоряжаться по усмотрению.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

(Анонимно)
2009-10-16 04:10 (ссылка)

Там ускорения никакие, зато есть дивный зоопарк из кучи реакторов, двигателей, и баков

Да, похоже, что на такой задаче реактор становится аналогом бака. Выработали - сбросили.
Интересно, что у ЭРД с ресурсом ?

(Ответить) (Уровень выше)

	PS (Анонимно) 2009-10-16 04:12 (ссылка)
	Интересно, а можно ли заложиться на турбогенераторный блок, переключаемый с реактора на реактор ? Стремно, конечно, на таких сроках службы. (Ответить) (Уровень выше)