低成本入轨:把第一级放在地面

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/25 09:07:17


用飞机辅助发射的方案有绕不开的毛病,能背负火箭飞行的飞机必须是大翼展的,大翼展飞机速度上限低,这使得节省的入轨成本打了折扣.
其实可以在地面飞行,根本就不用机翼.

第一级:用磁悬浮轨道车背负火箭,前进的动力用安装在轨道车上的航空发动机,在轨道上加速,直到3马赫.

第二级:火箭的第二级用冲压发动机,3马赫的速度可以使冲压发动机点火工作.点火后火箭与轨道车分离升空.

第三级:常规.

这样看来,第一级重复使用,第二级不用携带氧化剂,成本和重量都降下来了.

注一:在地面以3马赫的速度飞驰有很大的技术难度,可以把轨道建在高原降低气动阻力.
注二:第一级必须用航空发动机,用电力驱动,现有的电机功率密度不够.想象一个航空发动机阵列,同时工作驱动.


用飞机辅助发射的方案有绕不开的毛病,能背负火箭飞行的飞机必须是大翼展的,大翼展飞机速度上限低,这使得节省的入轨成本打了折扣.
其实可以在地面飞行,根本就不用机翼.

第一级:用磁悬浮轨道车背负火箭,前进的动力用安装在轨道车上的航空发动机,在轨道上加速,直到3马赫.

第二级:火箭的第二级用冲压发动机,3马赫的速度可以使冲压发动机点火工作.点火后火箭与轨道车分离升空.

第三级:常规.

这样看来,第一级重复使用,第二级不用携带氧化剂,成本和重量都降下来了.

注一:在地面以3马赫的速度飞驰有很大的技术难度,可以把轨道建在高原降低气动阻力.
注二:第一级必须用航空发动机,用电力驱动,现有的电机功率密度不够.想象一个航空发动机阵列,同时工作驱动.
有两个问题:
1,第二级冲压发动机启动后能提供多少速度增量?亚燃的话最高不会超过M3,超燃的话可以很高~
2,入轨总共需要多少速度增量?

有了上面两个问题的答案后楼主可以试试把这些数据放到火箭方程算一下这个方案能省多少重量,这样才会有说服力。
enroger 发表于 2015-8-30 02:50
有两个问题:
1,第二级冲压发动机启动后能提供多少速度增量?亚燃的话最高不会超过M3,超燃的话可以很高 ...
我的帖子只追求能从逻辑上说得通,能达到令人信服的科幻设定的水平.
计算就超出我的水平了.

冲压发动机当然是超燃,它要取代二级火箭.
平行异面 发表于 2015-8-30 03:02
我的帖子只追求能从逻辑上说得通,能达到令人信服的科幻设定的水平.
计算就超出我的水平了.
计算很简单的套公式就行:
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E ... D%E6%96%B9%E7%A8%8B

其实我是想你严谨一点的分析你自己的方案,不过如果你的目的只是给个科幻点子的话就没所谓了~

通过计算才能发现火箭方程的暴虐,你会体会到冲压发动机关机速度的重要。M3的话就没有必要考虑~M5(云霄塔)的话勉强~M10是肯定能单级入轨的地步。。。
电磁加速只是省了起飞动能,意义不大。

省钱关键在于一级火箭可重复使用,spaceX的垂直降落方案相当难控制,还不如改成无人机式的滑翔降落,在海南发射的话,还可以考虑海上降落。


理论上我觉得是可行
不过实际上上这个轨道可能会要求很高
可惜我们都不太会计算
没有数学计算就无法确定实际可行性

理论上我觉得是可行
不过实际上上这个轨道可能会要求很高
可惜我们都不太会计算
没有数学计算就无法确定实际可行性
另外我也设想过,民用客机在地面上,配合高速牵引车或者低加速度辅助弹射装置,来降低使用成本。
如果不是像民航机场一样频繁发射运作,这个设计建造成本不知道高到哪里去了。。。。
冲压发动机再多少高度还能提供足够推力
计算很简单的套公式就行:
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%81%AB%E7%AE%AD%E6%96%B9%E7%A8%8B


他明确说了他在自说自话的
enroger 发表于 2015-8-30 03:52
计算很简单的套公式就行:
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%81%AB%E7%AE%AD%E6%96%B9%E7%A8%8B
链接打不开.
仍然表示感谢.
etisme 发表于 2015-8-30 10:52
如果不是像民航机场一样频繁发射运作,这个设计建造成本不知道高到哪里去了。。。。
那就看国家在航天上有多大的野心了.野心够大,重复使用的设施就划算.
没有野心,就跟着用纯化学火箭好了.
我觉得用电磁弹射发射货运飞船不错,至少飞到高空了再点火,一个环形轨道加速,像例子加速器一样。到可以接受速度,变轨,滑越起飞,按一定角度射出去,然后高空发动机点火,继续冲进太空。
滑跃起飞,去黄土高坡那建一个超长轨道,海拔5000m。末段垂直,嘿嘿。
火箭燃料其实价格不高,燃料费占发射成本的比例很低的,花大力气节省这一点东西没有太多意义。