Про ПРО (технический аспект)

[Дохляк]

искал свое, но вот попалось в тему:

Наименование товара, работ, услуг:

Разработка технологии изготовления многоэлементных адаптивных оптических систем, стойких к силовому лазерному излучению, для достижения субсекундной расходимости лазерного пучка в условиях реальной атмосферы. (Шифр: ОКР "Доставка")

Дата заключения контракта: 05.12.2011
Срок исполнения контракта: декабрь 2013
Цена контракта: 218 500 000,00
Наименование заказчика: Федеральное космическое агентство
Информация о поставщиках: Открытое акционерное общество ОАО «НПК «СПП»

http://zakupki.gov.ru/pgz/public/act...InfoId=3278131

субсекундная расходимость, если я правильно понимаю, это полметра (или метр?) на 100км. что-то там с лазерами продолжается, однако.


и еще до кучи:

«Разработка промышленной технологии создания средств контроля геометрических размеров, формы, деформаций крупногабаритных космических конструкций, навигационных и связных космических аппаратов с использованием лазерных сканирующих систем». (Шифр: ОКР "КТКиСБ")

http://zakupki.gov.ru/pgz/public/act...InfoId=3689329

это уже ФГУП ЦНИИмаш, срок исполнения -- декабрь 2015.

на госзакупках наконец-то сделали поиск относительно человеческий, можно рыться нормально.

[Valtapan]

Конгресс: США не могут защититься от баллистических ракет КНДР и Ирана

ВАШИНГТОН, 18 февраля. /Корр. ТАСС Антон Чудаков/. Системы ПРО США не способны защитить территорию страны в случае удара баллистических ракет со стороны КНДР или Ирана. Об этом говорится в опубликованном 15-страничном докладе Главного контрольного управления страны (контрольно-ревизионный орган Конгресса США).
"Пентагон рассказывает о пользе постоянных усилий Агентства по ПРО министерства обороны США по повышению противоракетной обороны страны. Мы обнаружили, что это агентство сталкивается с рисками и проблемами, - говорится в отчете. - Так, минобороны заявляет о том, что США в настоящее время защищены от ограниченного удара баллистическими ракетами со стороны Северной Кореи и Ирана. Агентство по ПРО продемонстрировало часть этих возможностей, но еще несколько ключевых аспектов, необходимых для доказательства того, что оно может защитить страну от текущей угрозы атаки с применением баллистических ракет, показаны не были".
В докладе говорится, что агентство потратило десятки миллиардов долларов на разработку системы ПРО, включая ее модернизацию и "восемь испытаний по перехвату, четыре из которых оказались успешными". В работе также указывается, что результаты испытаний другого оборудования комплекса не могут подтвердить полную защищенность страны от баллистических ракет.
"Агентство по ПРО во время тестовых испытаний не смогло продемонстрировать, что оно может защитить США от текущей угрозы противоракетной обороне", продолжили авторы доклада, отметив что система ПРО продемонстрировала лишь "частичную способность защиты от небольшого количества обычных баллистических ракет". Агентство, отмечается в документе, не доказало, что система обороны может выполнить свои функции, когда дело доходит до перехвата баллистических ракет.
Так, в настоящее время нет никаких доказательств того, что система ПРО США может перехватить "макет межконтинентальной баллистической ракеты". При этом в работе подчеркивается, что полная оценка "эффективности системы в настоящее время невозможна". Пентагон не объяснил, какие улучшения будут ждать систему в ближайшие годы.
В связи с этим эксперты отметили, что "использование не прошедших всех испытаний комплексов повышает риск для военнослужащих США и заставляет их работать с системой, возможности и ограничения которой они в полной степени могут не понимать". Авторы доклада считают, что на доработку комплексов ПРО будет потрачено еще "несколько миллиардов долларов" из бюджета страны - систему необходимо серьезно обновлять.

Подробнее на ТАСС: http://tass.ru/mezhdunarodnaya-panorama/2677303

[Ky]

США не могут защититься от баллистических ракет КНДР и Ирана

А про расейские ничего не сказано. Значитъ, могут?

[zlin]

Значитъ, могут?

угу
после пятого пузыря без закуски

[Ky]

Значитъ, могут?

угу
после пятого пузыря без закуски

М-да... Пять пузырей - это, конечно, тяжко, но за полчаса ведь могут и успеть. Надо поработать над сокращением подлётного времени.

[Дохляк]

М-да... Пять пузырей - это, конечно, тяжко, но за полчаса ведь могут и успеть. Надо поработать над сокращением подлётного времени.

а что это даст? существенно сократить невозможно. я думаю, нужно включать в состав средств преодоления ПРО лазер засветки голов ИК-наведения противоракет. на блок разведения ("автобус") его поставить, например, он там все равно в общей куче летит.

[Ky]

нужно включать в состав средств преодоления ПРО лазер засветки голов ИК-наведения противоракет. на блок разведения ("автобус") его поставить, например, он там все равно в общей куче летит.

Ну, засветить все головки наведения на планете, особенно не зная их местонахождения, -- никаких лазеров не напасёшься.
Гораздо более реально прыгать - "печь блинчики" - на границе между вакуумом и не-совсем-вакуумом с подкачкой потерь на сопротивление не-совсем-вакуума с помощью маленького, но гордого SCRAMJETа. Говорятъ, уже даже что-то получается, правда, в сугубо несерийных изделиях - пресловутый маневр по высоте и направлению на настильной траектории, и хрен кто в такую херню попадёт.

[Дохляк]

нужно включать в состав средств преодоления ПРО лазер засветки голов ИК-наведения противоракет. на блок разведения ("автобус") его поставить, например, он там все равно в общей куче летит.

Ну, засветить все головки наведения на планете, особенно не зная их местонахождения, -- никаких лазеров не напасёшься.

в смысле, на какой планете? непосредственно атакующие противоракеты ослепляются, их отлично видно по выхлопу. с учетом того, что противоракеты, пущенные залпом с одной позиции, заходить будут с одного угла в один момент времени, издаля будут кучей попадать в один луч, я думаю. а запущенные с разных позиций будут приходить в разное время.

Гораздо более реально прыгать - "печь блинчики" - на границе между вакуумом и не-совсем-вакуумом с подкачкой потерь на сопротивление не-совсем-вакуума с помощью маленького, но гордого SCRAMJETа. Говорятъ, уже даже что-то получается, правда, в сугубо несерийных изделиях - пресловутый маневр по высоте и направлению на настильной траектории, и хрен кто в такую херню попадёт.

это, конечно, интереснее, но несравнимо сложнее и дороже выйдет. и главное, насколько массивнее придется делать боевой блок при заряде той же мощности, если к нему двигатель с запасом топлива и системой навигации и управления пришпандорить. при равном количестве ракет потеряем в количестве голов в разы.

[Ky]

их отлично видно по выхлопу

Может, оно и так, только боюсь, что и враг - не дурак: например, когда выхлоп есть, ГСН закрыта шторкой, а когда ГСН включена - выхлопа нет, или он нерегулярный. И/или к моменту начала донаведения ракеты уже идут с разных ракурсов, да ещё и разбавленные маленькими, но блестючими имитаторами выхлопа. И будет ли там именно ИК ГСН, и будет ли она только ИК
Впрочем, не претендую на абсолютную истину, просто навскидку слишком много граблей прорисовывается.

насколько массивнее придется делать боевой блок

Да в общем-то ненамного. Прямоточник - в принципе штука минималистская (см.фото), а в предполагаемом режиме и керосина просит немного, т.к. разгон уже получен от маршевого движка и нужно только поддержать скорость и обеспечить маневр при рикошете от следовых количеств газа где-то не ниже мезопаузы. А окислитель вообще везти с собой не нужно, ибо, опять-таки, прямоточник - он и в Африке...
По недостоверным данным, на Куру летал массогабаритный муляж предположительно 150-250кТ с блоком маневрирования и запасом солярки вписанный по массе чуть ли не в 200 кило. И при этом следует учитывать, что смело можно минусовать массу ложных целей, т.к. от них все равно немного толку: маневрировать они не умеют и на фоне маневрирующей болиголовки никого обмануть не смогут, что с лихвой компенсируется самим фактом маневрирования.
Главная-то головная боль в движке: RAMJET на таких скоростях не годится, а SCRAMJET - извечная проблема "спички, которая должна гореть при урагане". Решения проблемы, конечно есть, причём отнюдь не одно, но все они в той или иной степени компромисс и паллиатив

SCRAMJET

[Дохляк]

Может, оно и так, только боюсь, что и враг - не дурак: например, когда выхлоп есть, ГСН закрыта шторкой, а когда ГСН включена - выхлопа нет, или он нерегулярный.

там РДТТ, у него мощность выхлопа постоянна. только вектор меняется, что не мешает на него наводиться -- мы же не точечный удар рассчитываем, а наводим ослепляюще световое пятно достаточно приличного размера. кроме того, шторкой закрываться означает прерывать процесс наведения перехватчика, а это плохо -- коррекция должна быть постоянна, иначе точность падает, промазать легко.

И/или к моменту начала донаведения ракеты уже идут с разных ракурсов

перехватчики, запущенные с одной площадки, не могут заходить на одну цель с разных ракурсов. скорость перехватчика раза в 2-3 меньше скорости боеголовки.

да ещё и разбавленные маленькими, но блестючими имитаторами выхлопа. И будет ли там именно ИК ГСН, и будет ли она только ИК

последняя ступень перехватчика на заатмосферном участке менее 50кг массой, вместе с головой. какие-то дополнительные примочки туда впихивать особо некуда.

Да в общем-то ненамного. Прямоточник - в принципе штука минималистская (см.фото), а в предполагаемом режиме и керосина просит немного, т.к. разгон уже получен от маршевого движка и нужно только поддержать скорость и обеспечить маневр при рикошете от следовых количеств газа где-то не ниже мезопаузы.

вопрос, сколько ему delta-V надо выдать на весь маршрут в 8-10 тыс.км. на аэродинамические потери от этих отскоков. такие расчеты где-нибудь можно посмотреть?

И при этом следует учитывать, что смело можно минусовать массу ложных целей, т.к. от них все равно немного толку: маневрировать они не умеют и на фоне маневрирующей болиголовки никого обмануть не смогут, что с лихвой компенсируется самим фактом маневрирования.

я бы не приравнивал атмосферные рикошеты к противоракетному маневру. ощутимое ускорение там будет только в нижних участках, а остальные-то части траектории чисто баллистические. и там скрамджет будет поражаться перехватчиком так же, как обычная боеголовка.

[AlexDl]

я бы не приравнивал атмосферные рикошеты к противоракетному маневру. ощутимое ускорение там будет только в нижних участках, а остальные-то части траектории чисто баллистические. и там скрамджет будет поражаться перехватчиком так же, как обычная боеголовка.

Главный вопрос у того к кому летит на каком скачке ББ передумает, и начнет нести тепло и свет в каждый дом

[Дохляк]

Главный вопрос у того к кому летит на каком скачке ББ передумает, и начнет нести тепло и свет в каждый дом

насколько я помню эту схему, скачки должны быть достаточно длинные (что-то типа тысячи км), и достаточно регулярной конфигурации. то есть, особо не спрячешься.

[Ky]

вопрос, сколько ему delta-V надо выдать на весь маршрут в 8-10 тыс.км. на аэродинамические потери от этих отскоков

Дабы не ссылаться на непроверяемые источники, просто посчитаю.
Система СИ. Кирпич поперечного сечения 0 1 летит в среде плотностью 10^-5 со скоростью 10^4. Сила сопротивления составит порядка 0.1*(10^-5)*(10^4)^2, т.е. около 100 ньютонов
На самом деле форма несколько отличается от кирпичной, да и скорость пониже, а она в квадрате. С другой стороны, вся эта машинерия наверняка ныряет поглубже 80км, т.к. нужен не просто газ, а кислород, а его на 80км уже хрен да маленько. В общем, принимаем с запасом тягу 300Н
Удельный импульс движка -- ну, никак не хуже РЖД, иначе бы ставили привычный отработанный РЖД и не выёживались. Так что принимаем наихудший вариант 5000м/с.
Но движок включается только на "атмосферных" участках, и скважность его работы нам не известна. Возьмём с потолка цифру 5.
Подлетное время 2000с. Потребный запас солярки равен 300*2000/5000/5=24кг.
Разумеется, всё это плюсминус два лаптя; может быть, на самом деле требуется втрое больше, а может - и этого достаточно на круиз вокруг шарика, но основной результат в том, что никаких запредельных величин тут нет и ж/д цистерну тащить с собой не надо

[Дохляк]

Дабы не ссылаться на непроверяемые источники, просто посчитаю.
Система СИ. Кирпич поперечного сечения 0 1 летит в среде плотностью 10^-5 со скоростью 10^4. Сила сопротивления составит порядка 0.1*(10^-5)*(10^4)^2, т.е. около 100 ньютонов

а подъемная сила какая будет при таком сопротивлении?
нам же как бы выныривать надо, гасить минус-вертикальную и набирать плюс, задарма это не сделается.

[Ky]

ощутимое ускорение там будет только в нижних участках, а остальные-то части траектории чисто баллистические.

Тоже не факт. По сути, изделие не является баллистической целью на всей (или почти на всей) траектории полета, т.к. на орбитальные высоты вообще не выходит и может маневрировать за счет аэродинамики даже при выключенном движке. Ну, может, за исключением участков локального "апогея"

[Дохляк]

Тоже не факт. По сути, изделие не является баллистической целью на всей (или почти на всей) траектории полета, т.к. на орбитальные высоты вообще не выходит и может маневрировать за счет аэродинамики даже при выключенном движке. Ну, может, за исключением участков локального "апогея"

при аэродинамическом маневре располагаемое ускорение пропорционально силе сопротивления воздуха. если объект маневрирует -- значит, он теряет скорость. боевой блок, маневрирующий на финальном участке, теряет ее безвозвратно, но это никого не колышет, там с 7км/с до 3-5 потерять не страшно. а вот сливать на маршевом участке можно только восполняя чем-то. то есть, волоча за собой бак с топливом.

[Ky]

нам же как бы выныривать надо, гасить минус-вертикальную и набирать плюс, задарма это не сделается.

А это как раз давно уже умеют делать "задарма", даже без движка, на чистой аэродинамике. В частности, через процедуру ныряния проходят все возвращаемые аппараты лунных миссий, т.к. втыкаться сразу в плотные слои, не погасив 2ю космическую, пока без фатальных последствий не умеют.
Вот только без движка количество возможных циклов ныряния ограничено, но для снятия этого ограничения вполне достаточно подкачки продольной скорости, а поперечный манёвр атмосфера обеспечивает без участия движка.

[Ky]

сливать на маршевом участке можно только восполняя чем-то. то есть, волоча за собой бак с топливом

А разве кто-то утверждал, что можно обойтись вообще без бака?

при аэродинамическом маневре располагаемое ускорение пропорционально силе сопротивления воздуха

Категорически не согласен. Как раз классическая аэродинамика утверждает, что крыло в набегающем потоке создает подъёмную силу (поперёк потока), но вообще не испытывает лобового сопротивления (вдоль потока). Т.е. поперечный манёвр -- следствие несимметричного обтекания ("чистая" ламинарная аэродинамика), а лобовое сопротивление - следствие вязкости и других не сохраняющих энтропию процессов. Иначе не было бы столь разительной разницы в эффективности самолёта и ракеты.

[Дохляк]

при аэродинамическом маневре располагаемое ускорение пропорционально силе сопротивления воздуха

Категорически не согласен. Как раз классическая аэродинамика утверждает, что крыло в набегающем потоке создает подъёмную силу (поперёк потока), но вообще не испытывает лобового сопротивления (вдоль потока). Т.е. поперечный манёвр -- следствие несимметричного обтекания ("чистая" ламинарная аэродинамика), а лобовое сопротивление - следствие вязкости и других не сохраняющих энтропию процессов. Иначе не было бы столь разительной разницы в эффективности самолёта и ракеты.

ну офигеть. а аэродинамическое качество чему равно?

[Дохляк]

А это как раз давно уже умеют делать "задарма", даже без движка, на чистой аэродинамике. В частности, через процедуру ныряния проходят все возвращаемые аппараты лунных миссий, т.к. втыкаться сразу в плотные слои, не погасив 2ю космическую, пока без фатальных последствий не умеют.

а вот это "задарма" к аэродинамике не имеет абсолютно никакого отношения. о чем легко догадаться, если задуматься о том, как будет вести себя траектория спускаемого аппарата лунной миссии (в части вертикальной скорости), если на Земле вообще не окажется никакой атмосферы.

[Ky]

ну офигеть. а аэродинамическое качество чему равно?

Аэродинамическое качество - это как раз показатель неидеальности процесса. Точнее, наоборот: близости к идеалу: чем больше - тем идеальнее
Нулевое лобовое сопротивление в идеальном стационарном потоке - штука весьма фундаментальная и даже имеет собственное название -- парадокс Даламбера (а также Эйлера -- дело вкуса). А аэродинамическое качество - в значительной мере эмпирический (хотя и поддающийся расчёту) коэффициент, работающий для конкретного профиля крыла в конкретном диапазоне скоростей и при конкретных режимах полёта.
И в любом случае даже для разворота самолёта на 180 градусов вовсе не требуется, яростно сжигая керосин, погасить скорость до нуля, а потом набрать такую же, но в противоположном направлении. Этим он и отличается от бескрылой ракеты. Это тебе любой планерист скажет, они вообще без мотора летают и даже разворачиваются.

а вот это "задарма" к аэродинамике не имеет абсолютно никакого отношения. о чем легко догадаться, если задуматься о том, как будет вести себя траектория спускаемого аппарата лунной миссии (в части вертикальной скорости), если на Земле вообще не окажется никакой атмосферы.

Э-ге, чтой-то ты зарапортовался. Это как раз при отсутствии атмосферы траектория не имеет никакого отношения к аэродинамике, равно как и кратер в финале этой траектории.
А рикошет бездвигательного спускаемого аппарата от атмосферы -- сугубо аэродинамическое явление.

[Valtapan]

И шо характерно... В отличие о д'Артаньяна, попавшего на дискуссию Арамиса с иезуитскими кюре, я почти не теряю суть разговора и не чувствую, что тупею...

[Дохляк]

Аэродинамическое качество - это как раз показатель неидеальности процесса. Точнее, наоборот: близости к идеалу: чем больше - тем идеальнее

ну так мы о реальности или о сферических конях? какое у нас аэродинамическое качество боевого блока на гиперзвуке, плюс-минус? и какой из этого следует вывод в отношении реального аэродинамического маневрирования?

А рикошет бездвигательного спускаемого аппарата от атмосферы -- сугубо аэродинамическое явление.

просто сравни траекторию (аппарата, возвращающегося с Луны) с рикошетом с траекторией без рикошета. например, с нулевым аэродинамическим качеством. сильно отличаются?

[Дохляк]

Разумеется, всё это плюсминус два лаптя; может быть, на самом деле требуется втрое больше, а может - и этого достаточно на круиз вокруг шарика, но основной результат в том, что никаких запредельных величин тут нет и ж/д цистерну тащить с собой не надо

кстати, мы тут смешали два разных сценария. зенгеровский -- это тихоходный, но экономичный, на скорости типа 6км/с с длинными высокими прыжками. и настильный, на 7км/с, который получится фактически не с прыжками, со скольжением постоянно сквозь атмосферу, и серьезно жрущий керосин.

[Ky]

какое у нас аэродинамическое качество боевого блока на гиперзвуке, плюс-минус?

А на самом деле без разницы, в любом случае лобовое сопротивление ББ не выше, чем у кирпича аналогичных размеров, а для кирпича я оценку дал выше. Поскольку на самом деле лобовое сопротивление не знает, что его включили в расчет этого самого качества и по величине практически не зависит от того, создается при этом подъёмная сила или нет. Так, например, если имеется два одинаковых аппарата, но у одного профиль крыла симметричный, а у другого - несимметричный, рассчитаный по Жуковскому, то лобовуха у них будет примерно одинаковая, а подъёмная сила у первого будет ващще отсутствовать, а у второго -- будет какая-то ненулевая и, соответственно, будет ненулевое аэродинамическое качество. То есть, величина подъёмной силы и даже её наличие либо отсутствие практически не влияет на величину лобового сопротивления, и а.качество - коэффициент, посчитаный "по факту", а вовсе не метод вычислить подъёмную силу через лобовуху (или наоборот). Точно так же можно весьма точно вычислить аэроэкономический коэффициент как отношение стоимости самолёта к зарплате пилота, но наличие такого коэффициента вовсе не означает, что зарплата пилота "пропорциональна" стоимости самолёта - возможно, даже эти величины действительно пропорциональны друг другу, но напрямую друг друга не определяют.


Тем не менее, если есть цифры, то их всегда можно посчитать
Скорость, развиваемая Тополем в финале разгона, не менее - 7.1
Первая космическая, менее - 7.9
Массу ББ принимаем за 200кг
Дополнительная подъёмная сила, компенсирующая недостачу до орбитальной скорости: 200*(1-(7.1/7.9)^2)=38кГ, т.е. при постулированной нами тяге 30кГ требуемое аэродинамическое качество составляет не более 1.3, что на суборбитальных скоростях реализовывалось даже летающим утюгом типа "Буран". При этом, с одной стороны, в известных мне, заведомо устаревших, случаях гиперзвуковых систем, придуманных для полёта, а не для посадки, реализовывалось а.качество до 3.0, причем конструкторы упирались вовсе не в аэродинамику, а в прочность и и термостойкость, так что, возможно, ныне где-то и кто-то уже достиг бОльшего. С другой стороны, мы также постулировали скважность работы движка равную 5. Возможно, и ещё что-то не учли, но в любом случае каких-то запредельных и недостижимых циферок мы опять не получили.

просто сравни траекторию (аппарата, возвращающегося с Луны) с рикошетом с траекторией без рикошета. например, с нулевым аэродинамическим качеством. сильно отличаются?

Сравнил. И что? Какие выводы я должен сделать?
У Гагарина было нулевое аэродинамическое качество. Сделано сознательно, дабы иметь предсказуемую траекторию, чтобы не улетел к черту на кулички и не размазался по стенкам, т.к. считать гиперзвуковую аэродинамику тогда не умели даже приблизительо.
У Армстронга - наоборот, было а.к. чуть меньше 0.5 - и тоже сознательно, т.к. других вариантов не сгореть в атмосфере и не улететь на сверхдлинный эллипс не просматривалось.
Что требовалось исходя из условий и задач полёта - то конструкторы и воротили. Но я всё равно не понимаю, как всё это связано с обсуждаемой темой.

кстати, мы тут смешали два разных сценария. зенгеровский -- это тихоходный, но экономичный, на скорости типа 6км/с с длинными высокими прыжками. и настильный, на 7км/с, который получится фактически не с прыжками, со скольжением постоянно сквозь атмосферу, и серьезно жрущий керосин.

Подозреваю, что некая комбинация: настильный но с прыжками. В принципе, не столь уж высокими и не так уж сильно жрущими керосин. Кстати, для локхидовского BlackBird прыжковый режим на высоты, где движки не работают, но и лобовое сопротивление пониже, рассматривался именно как вариант крейсерского режима. Конечно, этой птичке до орбитальных скоростей как до Китая раком, но всё же аналогия просматривается.

[Дохляк]

На самом деле форма несколько отличается от кирпичной, да и скорость пониже, а она в квадрате. С другой стороны, вся эта машинерия наверняка ныряет поглубже 80км, т.к. нужен не просто газ, а кислород, а его на 80км уже хрен да маленько. В общем, принимаем с запасом тягу 300Н

давай придадим нашим расчетам немного больше реалистичности.

The X-51A was carried aboard a B-52, accelerated to Mach 4.5 via a solid rocket booster, and then ignited the Pratt & Whitney Rocketdyne scramjet engine to reach Mach 5 at 70,000 feet

4.5М * 330м/с = 1485 м/с
70000ft * 0.3048m/ft = 21336м

оценим высоту/скорость, неоьходимые для зажигания скрамджета, по скоростному напору.

1.225 / exp(21336/7110) * sqr(1485)=134381 Н/м^2
1.225 / exp(44000/7110) * sqr(7200)=130371 Н/м^2

-- то есть, при скорости 7200м/с зажигание скрамджета возможно на 44км.

Fd = k * S * p0 / exp(H / h2) * sqr(V)
k = 1.0 (допустим, "кирпич" -- из-за воздухозаборника)
S = 0.1 (мидель в полметра диаметром, pi*sqr(0.25)/2, м^2)
p0 = 1.225 (плотность воздуха на уровне моря, кг/м^3)
h2 = 7110 (масштабная высота, в метрах)
H -- высота
V -- скорость

сила лобового сопротивления воздуха, в ньютонах:
0.1 * 1.225 / exp(44000/7110) * sqr(7200) = 13037 (1.3 тонн-силы)
0.1 * 1.225 / exp(50000/7110) * sqr(7200) = 5606.4
0.1 * 1.225 / exp(60000/7110) * sqr(7200) = 1373.6
0.1 * 1.225 / exp(70000/7110) * sqr(7200) = 336.54
0.1 * 1.225 / exp(80000/7110) * sqr(7200) = 82.456

при этом нижняя точка нырка будет, естественно, ниже 44км. и того, чтобы ускоряться в нижней части траектории, восполняя потери скорости, нужна тяга от полутора тонн и выше.

[Дохляк]

Сравнил. И что? Какие выводы я должен сделать?
У Гагарина было нулевое аэродинамическое качество. Сделано сознательно, дабы иметь предсказуемую траекторию, чтобы не улетел к черту на кулички и не размазался по стенкам, т.к. считать гиперзвуковую аэродинамику тогда не умели даже приблизительо.
У Армстронга - наоборот, было а.к. чуть меньше 0.5 - и тоже сознательно, т.к. других вариантов не сгореть в атмосфере и не улететь на сверхдлинный эллипс не просматривалось.

я имею в виду, что аэродинамика "Аполлона" используется для того, чтобы удерживать высоту и скорость в заданном коридоре, обеспечивающем максимально разрешенную перегрузку, а не для того, чтобы выпрыгнуть из атмосферы. если ты о том же, то вопросов нет.

[Ky]

-- то есть, при скорости 7200м/с зажигание скрамджета возможно на 44км.

При этом я не нашёл никаких указаний на то, что на бОльшей высоте оно автоматически становится невозможным.
Вот, например, я недавно летал на турбореактивном самолете, и двигатель работал на высоте 10 километров. Но это отнюдь не значит, что на бОльшей высоте турбореактивный двигатель работать не может

оценим высоту/скорость

Пересказываю суть приведенной оценки своими словами:
1. Прикинули скоростной напор для одного из полётов одного из гиперзвуковых аппаратов
2. Непонятно из каких соображений постулировали, что у "нашего" аппарата этот напор должен быть таким же
3. Прикинули, на какой высоте реализуется такое давление для "нашего" аппарата.
4. Постулировали, что он обязан нырять до этой высоты.
Не проще ли было оценку п.1 умножить на сечение нашего аппарата и заявить, что требуемая тяга обязана быть именно такой?

Меж тем....

...scramjets have a much higher operational ceiling than their lower-tech jet cousins. Advanced turbojets have an extreme operational ceiling of about 40 km, while ramjets have a ceiling of about 55 km. Scramjets can operate up to 75 km high without fear of stalling.

...да и ващще испытываемые ныне американцами гиперзвуковые аппараты - не более чем летающие лаборатории, работающие на большую программу, имеющую заявленной целью создание практических аппаратов, летающих в диапазоне высот 20-80км.

я имею в виду, что аэродинамика "Аполлона" используется для того, чтобы удерживать высоту и скорость в заданном коридоре, обеспечивающем максимально разрешенную перегрузку, а не для того, чтобы выпрыгнуть из атмосферы. если ты о том же, то вопросов нет.

Вынужден тебя огорчить, но вопросы есть, поскольку в реальной жизни высота и скорость не "удерживаются в заданном коридоре". В НАСА даже существует субклассификация "skip entry" и "non-skip entry", обозначающая наличие либо отсутствие повторного выхода в космос, однако, восходящий участок (участки) атмосферной траектории имеется и в том, и в другом случае.



На практике используются и тот, и другой вариант
Аполлон-8


Аполлон-13


Зонд-6
(5 = баллистическая траектория, 6 = граница атмосферы)

The problem of making a direct reentry to earth is that the CM has a very high velocity when approaching the earth.
If it does not kill this velocity before penetrating into the atmosphere, it has a high chance of overheating.
It is body ashes and not living astronauts which would be recovered when the CM would plunge into the ocean.
This is why it is preferable to make a skip reentry instead of a direct reentry, in order to sufficiently kill the CM's velocity before penetrating into the atmosphere, so that the heating of the CM will remain in acceptable limits.
© Chris Kraft, Apollo flight director

Осваивают эту технологию и китаяцы пока что для орбитальных аппаратов, но с прицелом использования в собственной лунной программе

[Дохляк]

Вынужден тебя огорчить, но вопросы есть, поскольку в реальной жизни высота и скорость не "удерживаются в заданном коридоре".

надо же, а на твоей картинке этот коридор прекрасно видно.
на высоте около 50км, на дальности от 2000км до 300км примерно.

Аполлон-8

В НАСА даже существует субклассификация "skip entry" и "non-skip entry", обозначающая наличие либо отсутствие повторного выхода в космос, однако, восходящий участок (участки) атмосферной траектории имеется и в том, и в другом случае.

и что характерно, восходящий участок будет у зонда с любым аэродинамическим качеством, входящего в атмосферу на гиперболической скорости с не слишком низким перигеем. потому что восходящий участок образуется не из-за аэродинамики, а из-за банальной инерции движения.

Аполлон-13

ты не понимаешь, что эта картинка радикально искажает форму траектории? участок II-III выглядит прогнутым вниз только в полярных координатах (дальность-высота), а в координатах этой картинки в честном масштабе он должен быть прогнут в противоположную сторону -- но нарисовали наоборот ради пущей наглядности? не смущает, что вход в атмосферу нарисовали примерно на высоте 5000км?


траектория торможения тела без аэродинамического качества начинается как гипербола, дальше ее вид зависит от того, на какую высоту приходится перигей. есть некая критическая высота, выше которой остается гипербола (только менее скоростная), а ниже начинаются эллипсы с выходом за атмосферу, а еще ниже -- эллипсы без выхода в атмосферу.

добавление подъемной силы приводит к тому, что перигей повышается, а нижний участок траектории становится более линейным (менее круто прогнутым). что позволяет удлинить тормозной участок, одновременно снизив максимум перегрузки. тормозное ускорение меньше, но действует дольше.

в этом-то и есть смысл применения аэродинамики, а не в выпрыгивании из атмосферы. выпрыгивание-то как раз есть зло (неизбежное, как правило), потому что сокращает эффективный тормозной участок. в идеале по мере приближения подъемную силу нужно сокращать, в перигее она джолжна быть нулевая, а за перигеем вообще отрицательная, чтобы дольше удерживать аппарат в оптимальном тормозном коридоре.

[Дохляк]

Не проще ли было оценку п.1 умножить на сечение нашего аппарата и заявить, что требуемая тяга обязана быть именно такой?

не, ну зачем так-то... если бы я не ошибался в том, что нужно ориентироваться на скоростной напор, прикидка была бы верной. но похоже, это не так. вопрос, однако, а как правильно оценивать? вот я вижу на вики формулу для прямоточника:


Прямоточный_воздушно-реактивный_двигатель

так тут вообще первый компонент тяги положителен только при скорости струи выше скорости аппарата. то есть, непонятно, можно ли брать 5км/с, которое мы взяли в начале, если скорость самой машинки 7км/с.

[Ky]

а на твоей картинке этот коридор прекрасно видно.

Ну, если ты именно это называешь коридором - пусть будет коридором.

траектория торможения тела без аэродинамического качества начинается как гипербола

Осталось выяснить, как это применимо к чисто орбитальным аппаратам, которые не только у китайцев по хитрой траектории приземляются. Можно, конечно, предположить, что религиозные соображения запрещают использовать аэродинамику исключительно для гиперболических объектов -- так ведь и достаточно детально прорисованная траектория Аполлона-8 тоже ни в какую баллистику не укладывается, даже если обозвать её "коридором".

выпрыгивание-то как раз есть зло (неизбежное, как правило), потому что сокращает эффективный тормозной участок

...зато даёт спускаемому аппарату передышку на остывание после купания в облаке плазмы -- см. также вышецитированного Крафта. Опять же, если бы близкая к горизонтальной (точнее, круговой равновысотной) траектория была более предпочтительной, то непонятно, почему поздейшие Аполлоны начали через повторный выход в космос прогонять. -- На самом деле, конечно, понятно: из-за более мягкого режима нагрева и перегрузок, в т.ч., кстати, и для орбитальных объектов. Просто поначалу боялись из-за недостаточной управляемости выкинуть аппарат на суборбиту, гарантирующую последующее фатальное приземление, а потом вроде как приноровились.

так тут вообще первый компонент тяги положителен только при скорости струи выше скорости аппарата

Да это, в общем-то, понятно, особенно если представить, что расход керосина отсутствует и попадающий в воздухозаборник воздух просто чисто магически ускоряется. Если V<Ve, то это будет означать, что воздух после взаимодействия с двигателем не ускорился а наоборот, замедлился, а следовательно, аппарат затормозится. Ну, а керосин входит в формулу чисто по-ракетному, т.к. до истечения из сопла летел внутри аппарата и, следовательно, даст положительный вклад в тягу при любой ненулевой скорости истечения.
Потому-то и приходится возиться с капризным SCRAMJET: в обычном прямоточнике (и, тем более, в турбине) воздух сначала тормозится до дозвуковой скорости, а потом его нужно опять разгонять до скорости не ниже, чем была изначально, что при околоорбитальных скоростях нереально. а в SCRAMJET набегающий поток теряет лишь относительно небольшую часть своей скорости, и его нужно лишь доразогнать, что теоретически возможно при любых скоростях.

можно ли брать 5км/с, которое мы взяли в начале

Ну, не знаю, не знаю, я ничего не брал, ни в начала, ни в конце. Вот чесслово!

[Дохляк]

Осталось выяснить, как это применимо к чисто орбитальным аппаратам, которые не только у китайцев по хитрой траектории приземляются. Можно, конечно, предположить, что религиозные соображения запрещают использовать аэродинамику исключительно для гиперболических объектов -- так ведь и достаточно детально прорисованная траектория Аполлона-8 тоже ни в какую баллистику не укладывается, даже если обозвать её "коридором".

никто не запрещает, я говорю лишь о том, что не аэродинамика заставляет спускаемый аппарат выпрыгивать из атмосферы. Аполлон-8 ведет себя так же, как любой спускаемый аппарат с небольшим аэродинамическим качеством -- имеет в целом более пологую траекторию торможения. а горбики с нарастающей амплитудой на траектории, которые ты кстати мог заметить, получаются по причине того, что спуск неуправляемый. сначала он забирается немного выше траектории нулевого АК, там постепенно теряет скорость, подъемной силы начинает не хватать, и он сваливается ниже, где атмосфера плотнее. там снова начинает набирать, и т.д.

выпрыгивание-то как раз есть зло (неизбежное, как правило), потому что сокращает эффективный тормозной участок

...зато даёт спускаемому аппарату передышку на остывание после купания в облаке плазмы -- см. также вышецитированного Крафта.

вообще-то, в цитате ничего нет про передышки и остывания. там абляционная теплозащита, вообще-то, охлаждает она себя сама за счет испарения материала в процессе торможения.

Опять же, если бы близкая к горизонтальной (точнее, круговой равновысотной) траектория была более предпочтительной, то непонятно, почему поздейшие Аполлоны начали через повторный выход в космос прогонять.

оптимальна не горизонтальная траектория, а траектория с примерно постоянным скоростным напором. то есть, плавно нисходящая. коридорчик наклонный. при чисто баллистическом спуске траектория загибается вниз, и перегрузки все время возрастают, а при оптимальном остаются постоянными, близкими к максимально разрешенным.

-- На самом деле, конечно, понятно: из-за более мягкого режима нагрева и перегрузок, в т.ч., кстати, и для орбитальных объектов.

правильно! а более мягкий режим и получается при более равномерном торможении.

[Ky]

сначала он забирается немного выше траектории нулевого АК, там постепенно теряет скорость, подъемной силы начинает не хватать, и он сваливается ниже, где атмосфера плотнее. там снова начинает набирать, и т.д.

То есть, "печет блинчики", отражаясь от плотных слоёв атмосфеы, используя аэродинамическую подъёмную силу. По сути, моделирует мечту об аэрокосмическом бомбере, хоть и на низком уровне реализации. Хотелось бы, конечно, "...дальность по курсу 16600 км и боковой маневр с дальностью 5500 км", но пока не получается.

не аэродинамика заставляет спускаемый аппарат выпрыгивать из атмосферы.

Ну, скажем так, он может выпрыгивать из атмосферы и без аэродинамики, но согласно расчетам на выходе бы тогда получились жареные тушки с переломанными костями, а в репортажах CNN мы таковых не наблюдаем. О чём тогда вообще спор? В конце-то концов, про Аэробус тоже можно сказать, что его орбита почти совпадает с орбитой спутника, но это не значит, что он летает без помощи аэродинамики.
Я уж не говорю об орбитальных объектах, для которых без аэродинамики вход в атмосферу - заведомый one way ticket, но они ж, сцуки, тоже выпрыгивают...

в цитате ничего нет про передышки и остывания.

Ну... тоже вопрос трактовки:".." to make a skip reentry instead of a direct reentry, in order to sufficiently kill the CM's velocity before penetrating into the atmosphere, so that the heating of the CM will remain in acceptable limits."

там абляционная теплозащита, вообще-то, охлаждает она себя сама за счет испарения материала в процессе торможения.

Вот только если уж обшивка раскалилась, то охлаждающие компоненты не перестают испаряться (и охлаждать) даже при временном прекращении процесса торможения

а при оптимальном остаются постоянными, близкими к максимально разрешенным.

И в итоге всё зависит от того, какие значения мы сочли "максимально разрешенными". При определенных значениях диктуемая этими требованиями траектория уверенно уводит на повторный выход в космос, и постоянных перегрузок не получается чисто технически.

ЗЫЖ Возвращаясь к изначальной теме маневрирующей боеголовки:
Вот, попались данные буржуинских шпиёнов наблюдений. Длина прыжков около 500 км, максимальное время включения движка (не более) 20 сек. Разумеется всё плюс-минус лапоть и без указания методов получения инфы.