English Новый сайт

Расширенный поиск

[ Новые сообщения · Пользователи · Правила ]
Страница 11 из 15«129101112131415»
Форум » SpaceEngine » Геймплей » Концепт челнока космос-поверхность
Концепт челнока космос-поверхность
kimitsu42Дата: Понедельник, 11.03.2013, 16:03 | Сообщение # 151
Космический пилот
Группа: Команда SE
Российская Федерация
Сообщений: 132
Награды: 0
Статус: Offline
Slambeatz, красивые шаттлы.

Цитата (Slambeatz)
Делаю модель шаттла с ГПВРД
Пока нет ракетных двигателй

Для выбора двигателей надо знать условия полета. Если это шаттл (нечто аэродинамичне, с крылышками) с людьми, значит он будет летать на планетах с атмосферой и приземляться на относительно холодные и твердые поверхности. Если планета без атмосферы (или очень разреженная), то нужна ракетная конструкция с полетом за счет запасов топлива.

Раз у нас шаттл летает в атмосфере, логично будет использовать ГПВРД для экономии рабочего тела и повышения полезной нагрузки.
Земные прототипы - химические ГПВРД можно сразу отбросить. Они проектируются с расчетом на земную атмосферу. К тому же химический источник энергии малоэффективен.

Альтернативные источники энергии: ЯРД и ТЯРД. Первые - компактны, вторые - экономичны.
Проблема ЯРД - обеспечить разделение ядерного топлива (в идеале - ионизированная урановая плазма) и рабочего тела (в данном случае атмосферный воздух неизвестного состава).
Проблема ТЯРД - минимальная длинна в 100 метров. На выходе из этой трубы будет высокоскоростной поток высокоэнергетических частиц. Перед этим потоком и надо разместить рабочее тело, которое, получив энергию из потока, создаст тягу. В ГПВРД это означает необходимость смещения сверхзвукового воздушного потока, что создаст трение и нагрев.

В устройстве ГПВРД любого типа важны два следующих момента:
1) Надо максимально снизить потери на трении на гиперзвуковых скоростях. Это и лишний нагрев, и расход тяги.
2) Набегающий поток воздуха надо сжать. Для минимизации потерь сжатие происходит ступенчато, как правило в 2-3 шага.
В идеале это должна быть труба, в которой стоит источник энергии, нагревающий воздух.

Цитата (SpaceEngineer)
Сделай их совмещёнными с основными, с плоским клиновидным соплом


ГПВРД вполне реально совместить с ЯРД/ТЯРД. Но вот клиновидное сопло.... Хоть оно и в_среднем эффективней чем простое сопло, ему не догнать сопло с изменяемой геометрией. А на скоростях выше 3М вообще не эффективны (может найдены решения?). Хотя выглядит лучше - свежей.

Цитата (Mibus)
шаттл должен быть пригоден для посадки на любую поверхность - твердую, сыпучую, болотистую, жидкую. Холодную и горячую.

Про болотистую и жидкую перебор, как по мне (хотя о приводнении можно и подумать).
Шаттлу обязательно нужна система вертикального взлета/посадки и опоры с изменяемой геометрией.
Я бы встроил в крылья ВРД (воздушно-реактивные двигатели, пока точно не скажу какого именно типа) с электроприводом. Это позволит зависать над поверхностью и свободно летать на дозвуковых скоростях.

Мои варианты:
1) Ракета обыкновенная на ТЯРД + много водорода.

Сотни две метров длинной, диаметр, на вскидку, метров 20-40. Входит в атмосферу хвостом вниз с рабочим двигателем. Чем ниже будет спускаться, тем плотнее атмосфера, выше тяга, сильнее торможение. После снижения скорости - для повышения тяги пускаем рабочее тело в сопло. Надо проверить работоспособность такой концепции.
2) Гиперзвуковой шаттл.
Больше всего понравилась эта модель Пауля (только перенести воздухозаборники к хвосту и сделать их поменьше, в хвосте оставить одно сопло регулируемой формы, подумать о рулях и спрятать 4/6 взлетных ВРД).

Сотни две метров длинной, диаметр возможен сильно меньший, за счет снижения запасов водорода.
Маршевый двигатель - гибрид ТЯРД и ГПВРД, вспомогательные двигатели - воздушно-реактивные для вертикального взлета/посадки/зависания.
ГПВРД используется на скоростях 3-40(?)М, остальное время работает ТЯРД - начальный разгон до 3М и орбитальный полет.
ВРД с электроприводом используется для маневров у земли. При включении ТЯРД убираются в крылья/фюзеляж. Таким образом крылья фактически используются только на гиперзвуковых скоростях - не нужно делать им изменяемую геометрию.

Цитата (SpaceEngineer)
Воздухозаборники и сопла на крыльях? Это была моя идея Не знаю правда, насколько она реалистична...

А почему бы и нет? Симпатичненько. Главное что бы прочности хватило.

Цитата (mindstalker)
Меня немного смущают воздухозаборники.
У всех прототипов гиперзвуковых ЛА которые я видел, несмотря на разнообразие, они имеют весьма характерную рубленую, коробчатую форму. Видимо, это неспроста

Это действительно не спроста. Коробчатость/круглость зависит от дизайна. А вот рубленность - практическое требование. На участках подъема происходит сжатие и замедление набегающего потока воздуха, это дает меньшие потери чем одно длинное сужение. За счет сверхзвуковой скорости, становится не обязательным делать сужение внутри сопла, оно может начинаться еще на корпусе.

Тут все днище является внешней частью воздухозаборника. Как по мне, не удачный ракурс. Синяя (носовая) и желтая часть должны идти параллельно с минимальным сужением, зеленая область - участок повышения давления. Еще один должен быть в закрытой части. Как правило делают 2-3 уровня сжатия. А дальше идет система впрыска топлива, смешение, сжигание и выходное сопло.


Вместо впрыска топлива и сжигания топлива я предлагаю сжимать воздух до околозвуковых скоростей и подавать его сразу за магнитное сопло ТЯРД.


AMD Athlon II X3 3GHz + 4GB DDR3 + ATI Radeon HD 5770 1024 MB + Win7 64bit

Сообщение отредактировал kimitsu42 - Понедельник, 11.03.2013, 16:10
SHWДата: Понедельник, 11.03.2013, 16:29 | Сообщение # 152
Строитель Миров
Группа: Команда SE
Пират
Сообщений: 618
Награды: 10
Статус: Offline
Почему шаттл обязательно должен иметь гиперзвуковой двигатель?
Для атмосферных полётов достаточно дозвуковых двигателей, для выхода в космос из верхних слоёв атмосферы можно использовать уже не воздушно-реактивные, а закрытые двигатели.
Для торможения с гиперзвуковых скоростей двигатель вообще не сильно нужен.
То есть гиперзвуковой двигатель нам лишь позволит сократить затраты топлива на разгон в верхних слоях атмосферы. Но без него, вроде, вполне можно обойтись.


Win7 Pro x64
Intel Core2Quad 2.5GHz 4GiB RAM
NVidia GForce 9800 1 GiB
SpaceEngineerДата: Понедельник, 11.03.2013, 18:39 | Сообщение # 153
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5544
Награды: 54
Статус: Offline
Думаю, чтобы избавиться от проблем с гиперзвуком, надо просто выпрыгивать из атмосферы на относительно небольших скоростях, и включать ракетный двигатель (ЯРД/ТЯРД) уже почти в вакууме. Зависать над поверхностью, взлетать и набирать высоту/скорость до 3-5М - на обычных ВРД. На конечном участке разгона разворачивать аапарат вертикально и подниматься просто по инерции. Посчитаем, на какую высоту по инерции взлетит корабль на Земле, с начальной скоростью v0 = 3М = 1 км/с. Трением о воздух пренебрегаем. g = 10 м/с2. Начальная высота h0 = 20 км - взято с потолка. До какой высоты работают обычные ВРД? Там вроде проблема с нехваткой кислорода для горения топлива, но т.к. у нас электричество, это не проблема.

vкон = v0 - g*t = 0 отсюда t = v0/g = 1000 / 10 = 100 сек
h = h0 + v0*t - g*t2/2 = 20000 + 1000*100 - 10*1002/2 = 70 км

Не так уж и плохо. На такой высоте уже можно запускать ЯРД/ТЯРД, направив струю горизонтально, и набирать первую космическую. С ускорением 3g = 30 м/с2 первая космическая 8.2 км/с будет набрана за 270 секунд. Но за это время корабль успеет упасть обратно на поверхность. Так что надо направлять струю не горизонтально, а под углом вниз, чтобы часть тяги компенсировала притяжение планеты. При тяге 3g, надо наклонить корабль на угол arcsin(1/3) = 19° к горизонту, тогда вертикальная составляющая тяги будет 1g, горизонтальная - sqrt(32 - 12) = 2.83g. С таким ускорением первая космическая будет достигнута за 290 сек - почти 5 минут. На самом деле вертикальную составляющую тяги надо ещё немного увеличить, чтобы корабль продолжал набирать высоту, достигнув 200-300 км (НЗО).

Как вам такая схема вывода на орбиту? Надо будет попробовать её в "Орбитере". Не факт что это даст ощутимый выигрыш в экономии топлива - всё-таки за счёт ВРД корабль просто набирает высоту. Зато потом можно относительно безопасно использовать ТФЯРД / ГЯФРД, выхлоп на большой высоте рассеится и не загрязнит локально поверхность Земли.


kimitsu42Дата: Суббота, 16.03.2013, 10:04 | Сообщение # 154
Космический пилот
Группа: Команда SE
Российская Федерация
Сообщений: 132
Награды: 0
Статус: Offline
Цитата (SHW)
Почему шаттл обязательно должен иметь гиперзвуковой двигатель?


Потому что иначе это шаттл-калека. Можно ведь обойтись деревянными колесами на машинах, телеги так веками ездили и нормально, так зачем придумывать шины?

Шаттл может обойтись без ГПВРД. Он может обойтись вообще без ВРД. Но тогда это не шаттл, а ракета. Для планет с сильно разреженной атмосферой придется пользоваться ракетами. Если нет желания держать в ангаре и шаттл и ракету, придется или предусматривать в шаттле посадку на хвост, или обходиться ракетой, или отказаться от посадок на безатмосферные тела.

Цитата (SHW)
То есть гиперзвуковой двигатель нам лишь позволит сократить затраты топлива на разгон в верхних слоях атмосферы.

ГПВРД ограничен не высотой, а диапазоном скоростей. Он работоспособен от самой поверхности, до верхних слоев атмосферы. Чем выше, тем ниже плотность воздуха и растет скорость звука. На определенной высоте шаттлу не будет хватать скорости что бы поддерживать необходимую тягу нагнетаемым воздухом и только тогда придется добавить водорода из баков. Так что это очень сильно экономит рабочее тело, а значит можно взять больше полезной нагрузки.

Цитата (SpaceEngineer)
Думаю, чтобы избавиться от проблем с гиперзвуком

А какие с ним проблемы? Я вижу сплошь удобства. Это простой как кирпич двигатель, при использовании его с ТЯРД. Есть только одно неудобство - посадка. Можно обойтись вообще без ВРД и садиться на хвост, тогда нужно будет только место подобрать покрепче. До 3М разгоняемся ТЯРДом, потом переходим на забортный воздух, разгоняемся до 40М, набирая высоту, и когда не хватит тяги - снова на ТЯРД. Фактически это не ГПВРД, а ТЯРД с гиперзвуковой подачей рабочего тела из окружающего воздуха.

Цитата (SpaceEngineer)
надо просто выпрыгивать из атмосферы на относительно небольших скоростях, и включать ракетный двигатель (ЯРД/ТЯРД) уже почти в вакууме. Зависать над поверхностью, взлетать и набирать высоту/скорость до 3-5М - на обычных ВРД

Зачем обходиться 3-5М, когда можно разгоняться до 30-50М? Ограничение существующих образцов - химическое топливо не успевает сгорать на скоростях больше 15-20М, что для нас не актуально. Нам важнее становится охлаждение корпуса.

Цитата (SpaceEngineer)
До какой высоты работают обычные ВРД? Там вроде проблема с нехваткой кислорода для горения топлива, но т.к. у нас электричество, это не проблема.

В 1977 году летчик-испытатель А. Федотов установил на МиГ-25 абсолютный мировой рекорд высоты полета 37650 м. Рабочие условия МиГ-25: скорость 2,5М (на 3М трескается кабина), высота 25км.

38км - это предел для ВРД. А ГПВРД может еще лететь и лететь, как по высоте, так и по скорости.

Цитата (SpaceEngineer)
На такой высоте уже можно запускать ЯРД/ТЯРД, направив струю горизонтально, и набирать первую космическую.

Цитата (SpaceEngineer)
выхлоп на большой высоте рассеится и не загрязнит локально поверхность Земли.

ЯРД на Земле никогда не разрешат. Даже одной аварии достаточно для хорошего загрязнения. ТЯРД в этом плане безопасен.

Цитата (SpaceEngineer)
С ускорением 3g = 30 м/с2 первая космическая 8.2 км/с будет набрана за 270 секунд.

Только сейчас осознал что 8,2 км/с это всего 25М
А вторая космическая 11,2 км/с = 34М
То есть принципиально возможно разогнаться на ГПВРД до скоростей, позволяющих улететь с Земли. А это значит ТЯРД потребует минимального запаса водорода для орбитальных маневров.

Добавлено (16.03.2013, 00:08)
---------------------------------------------
Межпланетная Сессна - как поведет себя земной самолет в новых условиях.

За всем обсуждением челнока, мы забыли о главном: гравитация и подъемная сила.
Раз в шаттле находятся люди, можно предположить что приземляться мы будем на планеты с максимум 2g. При большей гравитации не помогут и экзоскелеты.
Остается ограничение по плотности атмосферы - чем ниже плотность, тем выше нужна скорость.

Добавлено (16.03.2013, 10:04)
---------------------------------------------
З.Ы.: соотношения показателей Земля/Титан:
Радиус = 6400/2600 км
Масса = 6Е24/1,3Е23 кг
g = 9,8/1,352 м/с²
Давление = 101,3/146 кПа

Плотность атмосферы в свою очередь зависит от состава и гравитации. Состав опять же ограничен человеком (никто не полетит на венеру), что дает возможность рассчитывать на определенную плотность воздуха для полета шаттла.

SpaceEngineer, как у тебя задана генерация атмосферы? Интересуют только человеко-безопасные (азотистые?) атмосферы, где человеку захочется погулять.


AMD Athlon II X3 3GHz + 4GB DDR3 + ATI Radeon HD 5770 1024 MB + Win7 64bit

Сообщение отредактировал kimitsu42 - Понедельник, 11.03.2013, 22:12
КосмокротДата: Суббота, 16.03.2013, 16:36 | Сообщение # 155
Исследователь
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 150
Награды: 2
Статус: Offline
Цитата (kimitsu42)
Плотность атмосферы в свою очередь зависит от состава и гравитации. Состав опять же ограничен человеком (никто не полетит на венеру), что дает возможность рассчитывать на определенную плотность воздуха для полета шаттла.

SpaceEngineer, как у тебя задана генерация атмосферы? Интересуют только человеко-безопасные (азотистые?) атмосферы, где человеку захочется погулять.

Гулять, конечно, это хорошо. Но вместо "обезьянки" и систем жизнеобеспечения для неё выгоднее взять пару удалённо управляемых роботов.
Полагаю, что аппарат должен быть универсальным для планет с атмосферой и без (а иначе надо таскать с собой 1 корабля, что опять же масса). Для посадки "по-ракетному" можно цеплять дополнительный бак для водорода и сбрасывать его при взлёте.


http://spaceengine.org/forum/11-87-5483-16-1328898829
"На этой луне жили эльфы, но прилетела звезда смерти и съела их планету, в результате луна осталась на вытянутой орбите вокруг солнца, а эльфы превратились в снежных людей"
kimitsu42Дата: Воскресенье, 17.03.2013, 00:03 | Сообщение # 156
Космический пилот
Группа: Команда SE
Российская Федерация
Сообщений: 132
Награды: 0
Статус: Offline
Цитата (Космокрот)
Гулять, конечно, это хорошо. Но вместо "обезьянки" и систем жизнеобеспечения для неё выгоднее взять пару удалённо управляемых роботов.

Роботы будут выполнять всю тяжелую работу. Но всегда найдутся места, где захочется побывать лично. Другое дело что движок пока не может предоставить таких мест.

Цитата (Космокрот)
Полагаю, что аппарат должен быть универсальным для планет с атмосферой и без (а иначе надо таскать с собой 1 корабля, что опять же масса).

Полагаю должен быть выбор сколько и каких аппаратов возить с собой. Не стоит пугаться лишнего груза, он - полезная нагрузка.


AMD Athlon II X3 3GHz + 4GB DDR3 + ATI Radeon HD 5770 1024 MB + Win7 64bit
mikeZ83Дата: Четверг, 21.03.2013, 11:37 | Сообщение # 157
Наблюдатель
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 18
Награды: 0
Статус: Offline
Как вам такой наземный транспорт http://info.sibnet.ru/?id=347817#nc
SHWДата: Четверг, 21.03.2013, 13:30 | Сообщение # 158
Строитель Миров
Группа: Команда SE
Пират
Сообщений: 618
Награды: 10
Статус: Offline
Прикольно, судя по подвеске, его реально превратить в шагающего квадропода, если надо будет.

Win7 Pro x64
Intel Core2Quad 2.5GHz 4GiB RAM
NVidia GForce 9800 1 GiB
AleksRossДата: Вторник, 03.09.2013, 18:09 | Сообщение # 159
Нет аватара
Наблюдатель
Группа: Новички
Беларусь
Сообщений: 8
Награды: 0
Статус: Offline
я считаю, что челноку (как и вообще любому управляемому средству в игре) необходим автопилот. сколько я не пытался полетать на шаттлах над поверхностью планет, все полеты вскоре заканчивались неконтролируемым падением с кувырканием. пускай ручное управление пока останется для симуляторов полетов вроде Орбитера, хотя даже в том же Орбитере такой сложный маневр как переход к ретроградному движению не доверили пользователю.
Концепцию автопилота я представляю себе как совокупность hotkeys, позволяющие кораблю автономно выравнивать крен, тангаж, удерживать высоту и/или скорость. Не знаю правда насколько это реализуемо на движке SE.
Lunet2Дата: Воскресенье, 15.09.2013, 16:53 | Сообщение # 160
Нет аватара
Наблюдатель
Группа: Новички
Российская Федерация
Сообщений: 5
Награды: 0
Статус: Offline
Цитата (kimitsu42)


Раз у нас шаттл летает в атмосфере, логично будет использовать ГПВРД для экономии рабочего тела и повышения полезной нагрузки.


ГПРВД по названию - воздушный двигатель.
Нет ни какой гарантии что на планетах будет атмосфера и уж тем более что в ней будет кислород.
Плюс зачем на борту атомная силовая установка? При распаде кристаллической решётки металлического водорода и так энергии прорва выделяется.
Вот, кстати, проект воздушно космического корабля с ЯСУ:

http://www.testpilot.ru/russia/myasishchev/m/19/
М-19
воздушно-космический самолет


Сообщение отредактировал Lunet2 - Воскресенье, 15.09.2013, 17:07
SpaceEngineerДата: Воскресенье, 15.09.2013, 23:40 | Сообщение # 161
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5544
Награды: 54
Статус: Offline
Эх, ядерные двигатели... Несбыточные мечты sad

SpaceEngineerДата: Воскресенье, 15.09.2013, 23:41 | Сообщение # 162
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5544
Награды: 54
Статус: Offline
Цитата (Lunet2)
Нет ни какой гарантии что на планетах будет атмосфера и уж тем более что в ней будет кислород.

Так кислород и не нужен, силовая установка же не химическая. Атмосферный газ используется просто как рабочее тело.


Lunet2Дата: Понедельник, 16.09.2013, 07:22 | Сообщение # 163
Нет аватара
Наблюдатель
Группа: Новички
Российская Федерация
Сообщений: 5
Награды: 0
Статус: Offline
Цитата (SpaceEngineer)
Так кислород и не нужен, силовая установка же не химическая. Атмосферный газ используется просто как рабочее тело.

Пусть только как рабочее тело, но тогда существенно усложняется конструкция двигателя, растёт его масса падает надёжность.
Плюс турбина, зараза, крутится - создаёт гироскопический эффект усложняя управление кораблём.
Боюсь, что при наличии на борту АСУ, или даже ТЯРД, игра с использованием атмосферы как рабочего тела не стоит даже свеч.
Выигрываем в энергетике, проигрываем в УИ, надёжности челнока.

Добавлено (16.09.2013, 07:22)
---------------------------------------------

Цитата (SpaceEngineer)
Эх, ядерные двигатели... Несбыточные мечты sad

Ну почему же несбыточные?
Тему "Холод" просто зарубили.
SpaceEngineerДата: Понедельник, 16.09.2013, 14:00 | Сообщение # 164
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5544
Награды: 54
Статус: Offline
Цитата (Lunet2)
Выигрываем в энергетике, проигрываем в УИ, надёжности челнока.

Выигрываем в массе, а значит в полезной нагрузке или характеристической скорости.


SpaceEngineerДата: Понедельник, 16.09.2013, 14:03 | Сообщение # 165
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5544
Награды: 54
Статус: Offline
Где-то читал про такой способ создания подъёмной силы - нижняя поверхность крыла раскалена, а верхняя холодная. Думаю объясняется это так: молекулы водуха, сталкиваясь с горячей нижней поверхностью, отскакивают от неё с большей скоростью, чем от верхней холодной поверхности, передавая больший импульс. Не могу вспомнить, где читал про это, и как называется технология. Гуглинг по слову "термоплан" даёт ссылки на дирижибли.

Форум » SpaceEngine » Геймплей » Концепт челнока космос-поверхность
Страница 11 из 15«129101112131415»
Поиск:

>