Radian Aerospace míří na orbitu s jednostupňovým kosmoplánem  
Kosmoplán Radian One s delta křídlem a třemi raketovými motory vzlétne horizontálně s pomocí raketových saní, které ušetří spoustu paliva. Poletí až na orbitu, kde stráví až pět dní. Po návratu přistane jako letoun či raketoplán, na jakékoliv ranveji o délce minimálně 3 kilometry.
Start na raketových saních. Kredit: Radian Aerospace.
Start na raketových saních. Kredit: Radian Aerospace.

Do kosmického závodu komerčních letů vstoupil další účastník. Z ničeho nic se zjevil startup Radian Aerospace a oznámil, že sehnali 27,5 milionů dolarů na vývoj jednostupňového raketoplánu Radian One. Měl by vzlétat a přistávat horizontálně, téměř jako aerolinky do vesmíru.

 

V posledních letech se ve vesmíru konečně otevírá prostor pro komerční operace. Soukromé firmy vozí náklady a nově i astronauty na palubu ISS a vypouštějí konstelace satelitů. Pokud ale jde o samotné vynesení nákladu na oběžnou dráhu, prozatím jsou jejich lety omezené na dva základní postupy. Jde o tradiční vynášení nákladu vícestupňovou nosnou raketou a ve druhém případě o lety malých raket, které startují pod křídly nosných letounů.

 

Logo. Kredit: Radian Aerospace.
Logo. Kredit:
Radian Aerospace.

Radian Aerospace plánují vykročit do neznáma a vozit náklad na oběžnou dráhu pomocí kosmoplánu s delta křídlem, zhruba o velikosti malého tryskového dopravního letounu, s horizontálním startem i přistáním.

 

Radian One míří na orbitu. Kredit: Radian Aerospace.
Radian One míří na orbitu. Kredit: Radian Aerospace.

Start by se ale přesto měl podstatně lišit od klasického letadla. Kosmoplán Radian One by měl totiž vzlétat s pomocí raketových saní, aby ušetřil co nejvíce paliva. Jakmile se odlepí, postarají se tři raketové motory kosmoplánu o to, aby se dostal na oběžnou dráhu, jen s menším přetížením. Posádka se bude moci zdržet ve vesmíru až 5 dní. Kosmolet poté zakončí cestu do vesmíru přistáním na jakékoliv ranveji, která je delší než 3 000 metrů.

 

Startup počítá s tím, že Radian One bude po přistání opět připravený ke startu během 48 hodin. Detailnější informace zatím nejsou známé. Provoz kosmoletu by nicméně mohl připomínat například technologii, jaká je k vidění v pozoruhodném sci-fi thrilleru When Worlds Collide z roku 1951, kde se létá do vesmíru na podobném kosmoletu, co startuje z raketových saní.

 

Radian Aerospace se nehodlají věnovat turistickému ruchu. Mají v plánu se soustředit na výzkum, výrobu ve vesmíru, dálkový průzkum Země a rychlou globální přepravu zásilek. Počítají s lety pro americkou vládu i další země, stejně jako pro komerční kosmické projekty.

 

Literatura

New Atlas 23. 1. 2022.

Datum: 25.01.2022
Tisk článku

Související články:

Budeme létat do vesmíru s plazmovými tryskovými motory?     Autor: Stanislav Mihulka (21.05.2017)
Startup Hermeus vyvíjí dopravní letoun o rychlosti až Mach 5     Autor: Stanislav Mihulka (17.05.2019)
Převratný rotační detonační raketový pohon uspěl v prvních experimentech     Autor: Stanislav Mihulka (03.05.2020)
Hypersonický detonační test otevírá dveře ultrarychlému pohonu     Autor: Stanislav Mihulka (12.05.2021)



Diskuze:

Delta Velos Orbiter

Florian Stanislav,2022-01-27 09:32:51

Delta Velos Orbiter .
https://hypersonix.com.au/orbiter/
Třístupňový nosič návratem 1. stupně
(Mach 5) a 2. stupně ( Mach 12), palivo vodík. Zhruba ve 40 km vypouští raketu s užitečným malým zatížením.
Satelity nebo jiný až 50 kilogramů těžký náklad by dopravila na nízkou oběžnou dráhu Země (LEO) nebo heliosynchronní dráhu (SSO).
https://www.stoplusjednicka.cz/australske-hypersonicke-letadlo-ma-zlevnit-dopravu-satelitu-na-obeznou-drahu
https://www.stoplusjednicka.cz/sites/default/files/hypersonix_launch_systems.jpg

Odpovědět


Re: Delta Velos Orbiter

Josef Hrncirik,2022-01-27 19:42:42

Malé rakety pro malou zátěž relativně hůře pronikají atmosférou. Proto se hledá, zda by se nedaly vynést do cca 40-50 km opakovaně použitelným scramjetem. Hledání koncepce je teprve v začátcích. Nikde jsem nenašel palivo a data pro booster Boomerang. U Delta Velos předpokládají režim s max. dynamickým tlakem letu v atmosféře cca 100 kPa. Raketu pro satelit navrhovali i pro JP + O2, scramjet navrhovali i na etylen. Asi se jim nelíbí velký objem nádrží pro ev. H2. Všude se ale píše zelený H2!

Odpovědět

trochu fyziky

Miro Regovsky,2022-01-26 11:53:04

Na to aby sme sa dostali na nizku obeznu drahu, potrebujeme dosiahnut rychlost cca 8000m/s a vysku aspon 300km. Takze musime nasmu kozmickemu korabu dodat kineticku a potencialnu energiu. Zo vzorcov Ek = 1/2*mv^2 a Ep=m.g.h si lahko spocitate, ze potencialna energia je asi len jedna desatina kinetickej. Takze nie je problem vyska ale rychlost. Fajn, takze ak to urychlime katapultom, je uplne jedno ci to spravime na hladine mora alebo na Evereste, je takmer jedno, lebo ci sa odputam vo vyske 0 alebo 8 a potrebujem 300, je to zanedbatelne. Jedine co by trochu pomohlo na tom evereste, je redsi vzduch a mensi odpor vzduchu, ale to je tiez zanedbatelne, kedze tych par kilakov od povrchu prekoname za par sekund. No a teraz co nam pomoze ten katapult? Potrebujeme dosiahnut 8000m/s, myslim ze ak budu chlapci a dievcata v Radian Aerospace fakt ze borci a na konci katapultu budu dosahovat rychlost zvuku, tak su stale len na 300m/s. Vyjadrene v nejakych realnych cislach (orientacne, lebo na zaciatku mame hmotnost vyssiu ako na konci letu) ale povedzme ze mame 10 ton. Tak dostat to na orbit vyzaduje 350 GJ a na katapulte dokazeme udelit energiu cca 450MJ, co je trochu viac ako jedno promile. Takze jasat nad tym, mame katapult, hura letime do vesmiru, znamena len to ze namiesto jednej tony paliva mi staci len 999kg.

Odpovědět


Re: trochu fyziky

Florian Stanislav,2022-01-26 14:05:44

Dobrý příspěvek, vyšlo mi také zhruba 10x víc energie kinetické pro dráhu na 300km výšce.
Na jiném místě jsem psal, že delta křídlo bude těžké ubrzdit pro návrat zpět. Má malý odpor vzduchu. Takže problém je nejen tu první kosmickou rychlost získat, ale i snížit.

Odpovědět


Re: Re: trochu fyziky

Vít Výmola,2022-01-27 13:50:54

S tím bržděním úplně nesouhlasím. Stejně jako raketoplán by tohle brzdilo při vstupu do atmosféry celou spodní plochou,

Odpovědět


Re: trochu fyziky

Florian Stanislav,2022-01-26 14:27:32

Při rychlosti 7,9 km/s by mohlo těleso obíhat při povrchu Země s prakticky nulovou potenciální energii. 350 km je rozumný kompromis, odpor vzduchu je tam malý. Dráha mezinárodní ISS musí být periodicky udržována kolem 350 km, jinak by stanice během několika měsíců vstoupila do hustých vrstev atmosféry a shořela.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Internationale_Raumstation_Bahnh%C3%B6he_%28dumb_version%29.png

Odpovědět


Re: trochu fyziky

Jan Novák9,2022-01-26 16:11:04

20km elektromag katapult, zrychlení něco přes 10g a na konci asi 2000m/s. Nebo 2x delší pro 2x vyšší rychlost. Náklad bez lidí urychlovat na 40g.

Ovšem jestli se realizuje Green Deal tak na to nebude energie, průmysl ani kapacita. Na lety do vesmíru je potřebná volná energie, tj. energie která není nezbytně nutná k přežití civilizace. Té bylo hodně v 60 letech při světové populaci 3 miliardy ze které se polovina na civilizaci nepodílela.

Odpovědět


Re: Re: trochu fyziky

Miro Regovsky,2022-01-26 17:05:03

Mach 6 na konci katapultu, na to sa rad pridem pozriet... z bezpecnej vzdialenosti.

Odpovědět


Re: Re: trochu fyziky

Florian Stanislav,2022-01-26 20:24:55

Na oběžnou dráhu a do vesmíru se už nějaký čas létá a s jinými parametry.
Saturn 5, První stupeň hořel 2,5 minuty, vynesl raketu do výšky 61 kilometrů a udělil jí rychlost 8 600 km/h (2 389 m/s). Ve výšce 12 km měl rychlost 500 m/s. Zrychlení nepřekročilo 4 G. Saturn brzy po startu nestoupal přímo, ale pod určitým azimutem (úhlem). Přitom spálil 2 000 000 kg paliva. Celková hmotnost Saturnu 5 byla 2 950 500 kg.
Palivo prvního stupně tedy představovalo 68% celkové hmotnosti.
Saturn 5, měl II. stupeň 97% hmotnosti palivo ( kapalný kyslík a vodík).
Kosmoplán nepočítá s velkým přetížením, má mít posádku a zdržet se ve na oběžné dráze 5 dní. Připusťme zrychlení 8 G ( srovnatelné jako při startu rakety s posádkou).
Za 10 sekund bude rychlost v=at = 80*10 = 800 m/s. Dráha s = 0,5*80*10*10 =40*100 = 4 000 m. Srovnání s prvním stupněm Saturnu 5 vychází chabě: rychlost asi 1/3, výška nulová. Delta křídlo tedy čeká podstatné zrychlení a ještě při tom je na zemi v husté atmosféře.
Na krátké dráze s raketovými saněmi nemůže získat vysokou rychlost kvůli přetížení posádky. Dlouhá dráha pro vysoké rychlosti je extrémně drahá.
Dráhu několika km na zemi nemá cenu dělit na víc stupňů.
Rakety Sojuz mají 3 stupně, všechny s dobou zážehu kolem 300 sekund.
Zkouška oddělení raketoplánu od nosiče během letu, k níž došlo 12. srpna ve výšce 7 346 metrů při rychlosti 499 km/h. Raketoplán vynášelo letadlo jako nosič, měl tedy výhodu výšky 7 km s řidší atmosférou. Tlak vzduchu klesá na polovinu asi každých 5,5 km.

Odpovědět


Re: trochu fyziky

Jozef Vyskocil,2022-01-27 07:35:03

No, keď si predstavím hmotnosľ Saturnu 5 pri štarte a jeho hmotnosť po dosiahnutí rýchlosti, ktorá je v možnostiach katapultu, tak raketový motor nie je najvhodnejší. Čím nižšia rýchlosť, tým to je pre raketový motor horšie. (Kolmé pristátie rakiet znižuje ich nosnosť asi o 50%).

Odpovědět

Problém je,

Pavel Slavík,2022-01-25 15:10:41

že u raketoplánu se ukázalo, že tohle není nejlepší koncept. Je tam příliš mnoho slabých míst (tepelný štít, přistání jako letadlo). Kromě toho, doprava hmotnosti tam a zpět je a zůstane drahá, protože je energeticky náročná. Tudíž vyhrává ten, kdo tuto hmotnost nedopravuje. SpaceX vyřeší kolmé přistání druhého stupně a Dragona a má to samé. Ovšem ne na papíře, ale v praxi a ve zjevně méně riskantní podobě. Bez složitého tepelného štítu, kluzákového přistání a bez hmotnosti navíc. Nemluvě o Starship, kde kromě všeho ještě přešli na zemní plyn z petroleje jako paliva.
Bylo by to hezké, ale moc šancí bych tomu nedával.

Odpovědět


Re: Problém je,

Varcel Mašinka,2022-01-26 18:30:49

To že se Space Shuttle ukázal jako nevýhodný systém, plný slabin, ještě neznamená je koncepce raketoplánu špatná. Tepelný štít sám o sobě problém nebyl, to samé platí pro manévrovatelné přistání á la letadlo, které bylo naopak velkou předností raketoplánů. Paradoxní, je že původní návrh Space Shuttle významnou část slabin později realizované verze neměl a mohl opravdu naplnit myšlenku levné a pružné dopravy na oběžnou dráhu.

Společnost SpaceX myšlenku znovupoužitelnosti druhého stupně u raket Falcon už dávno opustila, protože by to právě bez toho těžkého tepelného štítu nešlo. Ve výsledku by to spolu se zálohou paliva pro přistání znamenalo nosnost sotva několik stovek kilogramů na nízkou orbitu...

Odpovědět


Re: Re: Problém je,

Pavel Slavík,2022-01-27 15:13:45

Pokud SpaceX zavrhla znovupoužitelnost 2. stupně, pak se obávám, že raketoplán je z tohoto pohledu mnohem horší. Ten tam veze i první stupeň. Je snazší udělat tepelný štít na válec, než na složitý tvar s křídlem a právě tepelný štít nejspíš jeden raketoplán zrušil.
Manévrování při přistání je zbytečné, tedy ve smyslu letadla, protože místo pro přistání si vyberete z oběžné dráhy a pak jen sestupujete a provádíte korekce. Kolmé přistání volným pádem je rozhodně bezpečnější než dosednutí jako letadlo nebo spíš kluzák, který ani nemůže opakovat pokus o přistání a ještě musí brzdit padákem, protože nemá reverz. Kolmým přistáním samozřejmě myslím přistání bez padáku. Bez motoru se na pevnou zem zabijete stejně a padák znamená riziko a zátěž.

Odpovědět

Utopie

Martin Prokš,2022-01-25 12:37:30

Dobrý den,

Podle mě tento koncept nikdy nemůže vycházet. Prostě spotřeba raketového paliva a okysličovadla na vzlet a urychlení bude taková, že bez veliké nádrže (ideálně odhazovací) to prostě nevyjde. A tahat velkou těžkou nádrž na orbitu a pak s ní zase přistávat je blbost energeticky a vůbec. Koncept vícestupňového prostředku prostě podle mě je nejlepší při těch energetických nárocích co jsou něco dostat na orbitu Země. A při tom, že máme k dispozici jen chemické pohony na principu reakce od změny hybnosti hmoty.

Jiná věc je jak ten vícestupňový prostředek má vypadat aby byl co nejlevnější a energeticky co nejefektivnější.
Jestli jako "klasická" vícestupňová raketa s obětovanými "levnými a jednoduchými" stupni.
Nebo vysoce modulární OTRAG systém.
Nebo jako raketoplán, návratový poslední stupeň s odhazovatelnou nádrží a pomocným startovacím raketovým stupněm.
Nebo jako SpaceX vertikální návratové stupně raketového typu.
Nebo Pegasus koncept (dnes White knight/space ship) koncept - letadlo s podvěšeným raketovým stupněm.

Ještě jsem neviděl (a nevím jestli by vycházel) koncept ala spaceX, ale s proudovými motory. Nemuset na prvním stupni tahat okysličovadlo, objem a hmotnost, ale postavit to na obřích proudových motorech sajících vzduch z atmosféry. Samozřejmě vertikálně fungujících a vracejících se zpět jako to dělá první stupeň SpaceX.

Odpovědět


Re: Utopie

Vojtěch Kocián,2022-01-25 17:08:50

Taky si nemyslím, že jim to vyjde. Rozjezd sice nějakou energii ušetří, ale pořád na orbitu zbývá moc.

Jestli mohu prodiskutovat Vaše možnosti:
- Od klasických vícestupňových raket s obětovanými stupni se pomalu upouští. Smysl mohou mít asi jen ty nejmenší nebo něco pro armádu.
- OTRAG má zásadní problém v množství obalů jednotlivých segmentů a jejich spojů. Jedna tlustá nádrž prostě vychází lépe.
- Americký Raketoplán měl nepříjemné konstrukční vady, na které dolétal a nebylo pro něj snadné najít plné využití. Jako taxík na ISS byl zbytečně velký a drahý, jako laboratoř po zprovoznění ISS ztratil význam, pro vynášení družic se lépe hodí rakety bez posádky a servisování družic nebo jejich stahování takto drahým strojem se nevyplatí.
- Ruský raketoplán Buran byl v něčem lepší a v něčem horší, ale problém s plným využitím by ho nejspíš čekal taky.
- Vertikální přistávání zatím vypadá slibně, experimentuje se se zachytáváním prvních stupňů menších raket na padáku.
- Vynášení letadlem se hodí jen pro malé rakety a zatím moc nepřesvědčilo.
- Pak je tu samozřejmě Starship, kde je kombinace kosmické lodi s horním stupněm. Na to jsem docela zvědavý. Hlavně na to, jak to dokážou ekonomicky využít (i když i z technického hlediska je to velmi zajímavé).
- Koncept orbitálního letounu s proudovými motory už tu taky byl. Skylon. Motory měly být hybridní - v atmosféře by nasávaly vzduch a pak by se přivedl kyslík z nádrží, aby mohly pracovat i mimo ni. Pokud vím, jde to pomalu a snad i rezignovali na to, že by se to mělo dostat na orbitu a zůstalo to zatím jako koncept hypersonického letounu (mělo to být SSTO). Jestli to zprovozní a napadne je k tomu přidat horní orbitální stupeň, může to být taky zajímavé.

Odpovědět


Re: Utopie

Pavel Nedbal,2022-01-30 21:20:04

Ano, máte pravdu. Překvapuje mne, že v celé diskuzi nepadla rovnice pana Ciolkovského, která snadno dokazuje nesmyslnost jednostupně na orbitu. Ne, že by to nešlo, ale pak by obrovská obluda dopravila jen malý náklad (kterým by vlastně byla celá hmotnost té plechovky).
Divím se, že někdo neoprášil projekt (tuším, že německý - Sagner? Sanger?), který docela rozumně navrhoval dvouletounový princip, kdy velké raketové letadlo nese na hřbetě menší raketoplán, obě části pilotované, první stupeň se po odpoutání raketoplánu vrací na letiště, druhý pokračuje dál.
Takže oboje znovupoužitelné.

Odpovědět

Polohová energie

Mintaka Earthian,2022-01-25 11:52:09

Mě přijde škoda, že se při startech nepožívá právě ta síla, se kterou zápasíme, Zemská gravitace.

Vyvézt raketu/oplán na úbočí hory, tedy jí dodat polohovou energii, pak ji na magnetických kolejích poslat dolů a přes údolí na další kopec kde už by se odpojila a letěla sama.
I přes odpor vzduchu by to mělo být ekonomické (i ekologické). Nebo se pletu?

A což takový start z lana ve výšce 30 Km, zavěšeného mezi dvěma vodíkovými balóny? První stupeň by se mohl navézt zpět na startovací lano a hladce přistát.

Odpovědět


Re: Polohová energie

Vojtěch Kocián,2022-01-25 12:21:30

Využít polohovou energii je zbytečné. Stačila by rovná trať se zakončením na kopci. Výsledek by byl stejný, jen by bylo jednodušší postavení a provoz startovací stanice (nemusela by být na kopci). Zásadní problémy takového katapultu jsou hmotnost nákladu (pořád je potřeba hodně paliva pro dosažení orbity) a neměnný směr odpalu. Klasické kosmodromy mají výseče přes 90 stupňů, což jim dává slušnou flexibilitu. Katapultem je možné střílet jen jedním směrem a o další změnu dráhy se musí postarat kosmická loď/satelit, což stojí spoustu paliva. Ten druhý problém by částečně řešil podmořský katapult (spíš obří dělo), který by šlo libovolně natáčet. Problém je v malém užitečném nákladu a extrémním zrychlení, protože hlaveň nemůže být z konstrukčních důvodů moc dlouhá (kilometr už je docela dost).

Balóny by musely být obrovské, aby v takové výšce unesly tak těžký stroj. Letadlo je jednodušší. I když nevyletí tak vysoko, může to částečně nahradit rychlostí.

Odpovědět


Re: Polohová energie

Pavel Slavík,2022-01-25 16:43:23

Obávám se, že polohová energie kopce je zanedbatelná ve srovnání s nutnou polohovou a kinetickou energií, kterou má loď na nízké orbitě.
Odpor vzduchu u rakety je docela problém i přes to, že raketa jde nejkratší možnou cestou směrem k řidšímu prostředí. Pokud vím, tak nejvyšší mechanické namáhání rakety je při překonání rychlosti zvuku, což je z hlediska rychlosti cílové, ještě celkem malá rychlost.
Koncept s balóny tu byl už mnohokrát a neujal se. Podobně jako kombinace letadlo/raketoplán.

Odpovědět


Re: Polohová energie

Vít Výmola,2022-01-25 18:31:26

Ale no tak. Přece i s fyzikou ze střední školy se dá spočítat, že raketoplán by měl na tom druhém kopci nulovou rychlost a dostal by se do maximálně stejné výšky jako byla ta počáteční. A to ještě při zanedbání všech ztrát po cestě. Potenciální energie na startu se totiž nutně musí rovnat potenciální energii na druhém konci trasy.

Odpovědět


Re: Re: Polohová energie

Florian Stanislav,2022-01-25 20:25:14

Ano, jistě.
Zákon zachování energie (potenciální + kinetické energie = konst) a ztráty energie chápe dítě, které sjede na kole skopec a nevyjede to samo stejný dokopec.
Start pomocí raketových saní snad má nahradit první stupeň raket, návrat je snadný, saně zůstávají na zemi.
I kdyby saně byly šikmo vzhůru a let atmosférou kratší a nějak vyřešen, tak potíže budou s tvarem delta letadlo-rakety. Je to hrozná placka, vnitřní užitečný objem tedy bude relativně malý. Raketoplán měl tvar bramboroidní. A měl velké potíže s destičkami tepelné ochrany. Těleso na oběžné dráze se musí kvůli návratu zbrzdit, a to hodně. Rozumně se nenabízí nic kromě odporu vzduchu. A delta křídlo má odpor malý.

Odpovědět


Re: Re: Polohová energie

Mintaka Earthian,2022-01-26 02:51:29

Já na střední škole fyziku neměl :(

Ale pokud bych se zaměřil na hmotnost a rychlost rakety/raketoplánu po odpoutání ze od země, tak v případě, že startuje sám si všechno nese s sebou a pálí raketové palivo.

V případě, že se mu "pomůže" tak může být lehčí a nebude opouštět zemi z nulové rychlosti, ale z něčeho, co je ještě při dané hustotě atmosféry rozumně zvládnutelné.
Samozřejmě nepředpokládám, že by z toho kopce jel pouze vlastní vahou. Proto tam také píši o maglevu.

Takže někdo kdo tu středoškolskou matematiku měl, by mohl spočítat, jaká hmotnost by se ušetřila, kdyby se ten kosmolet s hmotností x o užitečném nákladu 10 t, mířící na LEO, odlepil od země rychlostí třeba 222 m/s (800 km/h).
Z toho by se dalo odvodit, zda by to stálo za to, nebo zda by to byla je zbytečná komplikace.

Lehčí předměty v řádech desítek kg tam mohou střílet dělem, nebo frkat centrifugou, pokud jim to neshoří v atmosféře.
Těžší věci v řádech desítek tun je asi výhodnější zvedat opatrně ze země.
Ale právě u těch kosmoletů s lidskou posádkou, které potřebují zrychlovat přežitelným způsobem by to možná mohlo najít uplatnění.

Třeba je to bylo zbytečně komplikované a k počátečnímu urychlení by stačil nějaký vylepšený parní katapult, ala letadlová loď a start z trubky v podzemí.


Re: Vojtěch Kocián,2022-01-25 12:21:30
Využít polohovou energii je zbytečné. Stačila by rovná trať se zakončením na kopci.

S tou rovnou dráhou máte asi pravdu. Škoda, použít gravitaci proti gravitaci je pěkná myšlenka.

Re: Vojtěch Kocián,2022-01-25 12:21:30
Balóny by musely být obrovské, aby v takové výšce unesly tak těžký stroj.

Mě přijde složitější to letadlo. "Obrovitost" balónů, by snad nemusela být nepřekonatelná. Moderní vzducholodě mají nosnost např. 60 tun (ale pravda, nelétají do 30..40 km.). A třeba raketa Elektron váží 13 tun při užitečném nákladu 230 kg na LEO.

Pavel Slavík,2022-01-25 16:43:23
Díky za reakci. K těm předchozím konceptům s balóny, byste měl nějaký pěkný zdroj s výpočty?
Našel jsem LeoAerospace: https://www.universetoday.com/144178/using-balloons-to-launch-rockets/ ale ti asi zkrachovali.
Studentský projekt: https://www.youtube.com/watch?v=H-AcSucRBbw
Diplomovou práci: https://www.hindawi.com/journals/ijae/2012/830536/


Florian Stanislav,2022-01-25 20:25:14
Delta křídlo má odpor malý.

I delta křídlo může vytáhnout brzdové klapky, nebo brzdící padák.


===

A což kombinace balónů a urychlovače, takový malý, skoro-kosmický výtah:
Startovací platforma sestavená z několika balónů ve tvaru toroidu, nesoucí vertikální dráhu pro magnetický urychlovač. Směr letu rakety by byl nastavitelný na posledním stupni soustavy.
Tvar těch spodních balónů by asi měl mít zploštělé okraje, aby lépe odolával větru.


===
PS: A neříkejte, že je zbytečné o takových hračkách snít.

Odpovědět


Re: Re: Polohová energie

Florian Stanislav,2022-01-26 10:11:33

Pro Mintaka Earthian.
Ve výšce 30 km je tlak vzduchu 1 152 [Pa], tedy kousek výš bude 100x menší jak při povrchu. A nosnost balonu je dána Archimedovým zákonem, tíhou plynu tělesem zaujatým (vytlačeným). Takže ne obdoba vzducholodi, ale skorobezvzduchulodi.
Meteorologický balón má při vypuštění velikost přibližně 1,5 metru . Ve 35 kilometrech může balon dosahovat velikosti i kolem 10 metrů - to je způsobeno velmi nízkým okolním tlakem. Letící balón se s výškou neustále zvětšuje, až dojde k jeho prasknutí.
Tryskové proudění ve výšce kolem 10 km bývá nad 100 km/h.

Odpovědět


Re: Re: Re: Polohová energie

Mintaka Earthian,2022-01-26 17:12:44

Tryskové proudění může dosahovat i > 700 km/h, většinou však bývá v určitém koridoru.
V 10 km je třetinová hustota atmosféry, tak bych čekal, že i ty síly, kterými takový vítr na balón působí budou menší.

Je to samozřejmě překážka, ale snad ne nepřekonatelná.

Zajímavé tabulky jsou zde:
https://www.iastatedigitalpress.com/ahac/article/8327/galley/7923/view/

Odpovědět


Re: Polohová energie

Oldřich Vašíček st.,2022-01-26 12:48:17

S polohovou energií se při každém startu počítá. Dokonce i s odstředivou silou způsobenou rotací Země. Stavba kosmodromů je optimalizována právě s požadavkem na co nejvyšší místo (řídká atmosféra - rychle do nebe :)) a co nejvíce k rovníku (velká odstředivá síla). Ne vždy se to dá splnit a ne pro každý start je to výhodné (pokud chci poslat raketu jiným směrem, než se otáčí Země).
Takový kosmodrom na Mt. Everestu by nebyl k zahození. Jen to zásobování je trochu otrava. A navíc je poněkud z ruky. Ani horolezcům by se to nelíbilo. :)
Na druhou stranu by si Tibet mohl docela dobře ekonomicky polepšit.

Odpovědět


Re: Re: Polohová energie

Tomáš Krátký,2022-01-27 08:03:50

Trocha nostalgie - z Mt. Everestu startovali do vesmíru v Troskově Zápasu s nebem.
https://www.legie.info/serie/159-zapas-s-nebem

Odpovědět


Re: Re: Polohová energie

Vít Výmola,2022-01-27 14:00:25

Startovat kvůli řidšímu vzduchu z vyšších poloh by sice mohlo mít své výhody, ale většina kosmodromů se z různých praktických důvodů naopak nachází u moře nebo v nížinách.

Odpovědět


Re: Polohová energie

Martin Zeithaml,2022-01-26 13:19:07

Gravitace se při startech běžně využívá. Třeba raketoplány startovali po elipse, při dosažení cca 250 Km klesaly na 140 - 160 Km z plným tahem motorů a elegantně tak získali rychlost.

Odpovědět


Re: Re: Polohová energie

Mintaka Earthian,2022-01-26 17:15:53

To je zajímavá informace, děkuji. Nevěděl jsem o tom.

Odpovědět


Re: Re: Polohová energie

Florian Stanislav,2022-01-27 13:33:52

Pro Martin Z.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle#Vzlet
"V T +50 s se snižuje tah motorů SSME na 67 %, aby se snížilo aerodynamické namáhání během změny režimu letu raketoplánu z podzvukového na nadzvukový. Maximální aerodynamické namáhání nastává při T +54 s. Přibližně v T +65 s se opět tah motorů SSME zvyšuje na 100 až 104 % nominálního tahu."

Vzletová fáze jak píšete po elipse, těžko může být po dráze blízké kruhové dráze, když je na ni teprve naváděn.
Motor je raketový, takže

poklesem dráhy energii nezíská, energii leda ztratí, ve 140 km stejně nemůže brát kyslík z atmosféry.

Navádění na orbit je složité a mění se tah motorů i proto, že se hledí, aby odhazované stupně nepadaly na pevninu, ale do Atlantiku.
"V T +120 až 130 s dohoří motory SRB a startovní stupně SRB se odhazují. Pokračují v letu po balistické dráze a posléze na padácích přibližně v T +410 s dopadají do Atlantiku.
Družicový stupeň poháněn motory SSME pokračuje v letu. Přibližně v T +450 až 460 s, když přetížení dosáhne hodnoty 3G, začnou palubní počítače snižovat tah motorů SSME tak, aby přetížení dále nevzrůstalo. Těsně před dosažením plánované rychlosti se skokem sníží tah motorů SSME na 64 %. K vypojení motorů dochází mezi T +500 až 510 s. O 20 s později je odhozena nádrž ET, která pokračuje po balistické dráze, shoří v atmosféře a její zbytky přibližně v T +86,5 min po startu dopadají do Indického oceánu."

Odpovědět

Jak originální

František Ryzý,2022-01-25 09:55:07

Teda ale že to ještě nikoho nenapadlo, taková jednoduchá myšlenka :-))) Anebo že by v tom byly nějaké fyzikální háčky??? No opět se potvrzuje, že se najdou investoři na cokoliv.

Odpovědět

Saně místo podvozku

Michal Lenc,2022-01-25 09:46:23

Myslím si, že ty saně používají kvůli tomu, aby nemuseli dimenzovat podvozek na těžké natankované letadlo. Plus asi zvládnou lépe zabrzdit v případě poruchy a ušetří něco málo paliva, které by spotřebovali na urychlení na tu startovací rychlost.

Otázka je, jestli je to natolik významné ušetření paliva aby jim to umožnilo zprovoznit SSTO letadlo až na orbitu.

Odpovědět

Utopie

Martin Zeithaml,2022-01-25 09:21:15

Na jakou rychlost asi tak dokážou zrychlit ty saně? I kdyby to bylo M2, tak je to necelých 10% potřebné rychlosti při maximálním odporu vzduchu a ještě k tomu horizontálně. většina energie ze saní se tedy ztratí odporem při přechodu do vertikálního letu který bude muset být poměrně pozvolný vzhledem k extrémnímu dynamickému namáhání. Letoun si bude tedy muset sebou vzít téměř stejně paliva jako kdyby startoval vertikálně a vyhnul se vysoké rychlosti v nízkých vrstvách atmosféry. Kam to všechno palivo dají? Je to utopie nebo tunel na investory???

Odpovědět


Re: Utopie

Jozef Vyskocil,2022-01-25 09:30:24

Pozeral som ich stránku. Sane majú podzvukovú rýchlosť. Odhadujem, že taký Sturn 5 spotrebuje najviac paliva pri podzvukovej rýchlosti.

Odpovědět

Jozef Vyskocil,2022-01-25 09:13:30

Logickejší je parný, alebo elektromagnetický katapult napájaný z jadrovej elektrárne. Podobný ako na lietadlovej lodi.

Odpovědět


Re:

Jozef Vyskocil,2022-01-25 09:40:21

Raketový motor, napríklad znovupoužiteľný booster z raketoplánu by mohol byť odhadzovací. Požiadavky na nádrže paliva by sa tak mohli zmenšiť a odpadol by kľúčový problém raketoplánu, ktorým bola externá nádrž.

Odpovědět


Re: Re:

Michal Lenc,2022-01-25 09:52:47

Myslíte, že externí nádrž byla klíčový problém raketoplánu? Podle mě je to naopak hezká myšlenka. Protože zahazujete "pouze levnou" nádrž. Nezahazujete motory (drahé a těžké).

Jasně, u raketoplánu to způsobilo jednu z nehod a nikdy nevyřešili odpadání pěny. Na druhou stranu, možná kdyby použili jiné palivo než vodík, tak by nádrž nemusela být kryogenická.

Mě to přijde škoda, že se tato myšlenka víc neuchytila.

Odpovědět


Re: Re: Re:

Jozef Vyskocil,2022-01-25 10:01:01

Presnejšie - keby nemali raketoplán uchytený naspodu externej nádrže, tak lietajú doteraz. Komisia usúdila, že je to neodstrániteľná koncepčná závada.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re:

Vojtěch Kocián,2022-01-25 12:02:31

No jo, ale kde jinde měl být orbiter upevněn, když na něm byly motory, které bylo v plánu zachraňovat? Druhá možnost by bylo udělat obří orbiter s integrovanou nádrží a tu vůbec neodhazovat. Taková konstrukce by mohla zabránit nárazům případné odpadávající izolace do citlivých částí stroje. Při použití jiného paliva než vodíku by byla menší, ale na kosmickou loď pořád obrovská (asi jako Starship od SpaceX).

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re:

Jozef Vyskocil,2022-01-25 16:45:50

Každá koncepcia má svoje muchy. Čo povieš na nápad štartovať katapultom, pokračovať opakovane použiteľnými odhadzovateľnými boostrami bez externej nádrže. Všetko by bolo znovapoužiteľné, lacný štart by zaistila jadrová elektráreň s poriadne zväčšeným katapultom (na dĺžku niekoľkých kilometrov) odskúšaným na lietadlových lodiach.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Vojtěch Kocián,2022-01-25 17:28:04

Podle mě ten katapult neušetří dost na to, aby se vyplatilo tím komplikovat sestavu. Má problém se změnou směru startu a nosič se potřebuje co nejrychleji dostat mimo vliv atmosféry aby jí nebyl brzděný (tedy ideálně kolmý start nebo vynesení letadlem). Tomu poslednímu by mohlo pomoct zakončení katapultu na vysoké hoře a provoz ve vakuovaném tunelu, ale ten směr a konstrukční komplikace... Jak už psal A. C. Clarke, katapult se hodí spíš na start z Měsíce. Je tam vakuum, menší gravitace a většina provozu bude směřovat z Zemi nebo na orbitu ve stejné rovině.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Jan Novák9,2022-01-26 10:09:59

Pokud máte přestupní stanici na pevném orbitu kterou stejně potřebujete k letům k dalším planetám, tak je katapult dobrá volba. Jednorázovou raketou doletíme nevýš na Měsíc, ale i pro pravidelné lety na měsíční základnu by bylo dobré přepřahat na oběžné dráze, použít levné nosiče na vyzvednutí a nukleární pohon na další cestu. Horší varianta výtahu.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace