Blue Origin

[Borys]

Ciężko mi powiedzieć na podstawie niewyraźniej ilustracji od BO, ale jeśli ta kapsuła ma spłaszczony brzuch i wchodzi nim do atmosfery podobnie do wahadłowca to jest to już zupełnie inna aerodynamika niż w wypadku symetrycznej, stożkowej kapsuły ustawionej dzióbkiem w kierunku ruchu i schodzącej w trybie balistycznym (tak mi się przynajmniej wydaje).

To wciąż ta sama rodzina kapsuł, tzw. "flattened biconic". Kapsuła nie koziołkuje i nie potrzebuje symetrycznej osłony termicznej. Przykładem wczesny projekt Klipera (zanim wyrosły mu skrzydła).

[Borys]

Biorąc pod uwagę, że samych kapsuł Corona poleciało niemal dwie setki, to można uznać, że jest to najbardziej typowy kształt kapsuły powrotnej

Szybko licząc kulistych kapsuł statków typu Vostok, Zenit poleciało ponad 700

Racja

[Trafiony]

Być może od początku chodziło o opracowanie trzeciej techniki lądowania dla potrzeb lotów orbitalnych, a zabawa z tym Shepardem miała uśpić konkurencję.

Mało prawdopodobne - za droga impreza a korzyści znikome.

Ja wymyśliłem czwartą technikę lądowania, przechwytywanie lecącego z kosmosu pojazdu przez specjalny samolot (samolot bierze go z dołu).

Przechwytywanie w powietrzu jest w użytku od lat 50-tych.

Ależ korzyści są jak najbardziej. Na małym pojeździe relatywnie małym kosztem przećwiczyli różne rozwiązania techniczne, też zapewne oprogramowanie. Teraz bez większego problemu (tak zakładam optymistycznie) zastosują to w dużym, w kapsule i w odzyskiwalnych stopniach rakiet wynoszących.
Co do przechwytywania, to chyba chodzi o to łapanie niewielkiej lądującej na spadochronie kapsuły za pomocą haka wystawianego ze śmigłowca (tak dokładnie łapanie tego spadochronu z kapsułą). Jak dobrze pamiętam, próbowano to kiedyś dawno temu, ze zmiennym szczęściem. To znaczy sporo było niepowodzeń i kapsuły wpadały do oceanu i zrezygnowano z tego. Natomiast to co ja proponuję jest zdecydowanie innym pomysłem. Przede wszystkim żadnych spadochronów. Pomykająca żwawo w dół kapsuła po dość stromej ścieżce schodzenia (bo ma słabą siłę nośną, bo to tylko lifting body) jest zbierana przez samolot. Cała operacja jest prowadzona w trybie automatycznym, sterowna przez komputery, bo gdyby miał tym kierować człowiek, to z powodu powolności reakcji niechybnie przy tej szybkości obydwa obiekty by się strzasnęły.

[MarekFloryda]

A mamy jakies samoloty potrafiace latać z takimi prędkościami?

[Trafiony]

A mamy jakies samoloty potrafiace latać z takimi prędkościami?

No, dobre pytanie. Założyłem że gdzieś około 8 kilometrów wysokości to "żelastwo" przejdzie w poddźwiękową (niestety nie mam możliwości, aby to dobrze policzyć). Jeżeli łapanie byłoby możliwe do 2 kilometrów wysokości, a prędkość opadania (składowa pionowa) 100 m/s, to mamy 60 sekund. Wystarczy na kilka prób podejścia i przechwycenia. Przy lądowaniu na lotnisku, tak jak Shuttle, mamy tylko jedną próbę. Raczej nie zakładałem, żeby kapsuły z ludźmi tak odzyskiwać, przynajmniej w pierwszym etapie. To, jak każdy nowy pomysł wymaga poćwiczenia i przebadania.
Zresztą przy locie z ludźmi powinien być przynajmniej jeden system awaryjny, jak się nie uda przechwycenie to wyrzucamy spadochrony i kapsuła jakoś na nich ląduje. Ludzie trochę potłuczeni i zestresowani, a kapsuła na złom. Jak w wypadku samochodowym, odpowiednia strefa zgniotu.

[jmvh]

To wciąż ta sama rodzina kapsuł, tzw. "flattened biconic". Kapsuła nie koziołkuje i nie potrzebuje symetrycznej osłony termicznej. Przykładem wczesny projekt Klipera (zanim wyrosły mu skrzydła).

Nic nie napisałem o rzekomej niestabilności pojazdu. Mówię tutaj o innej charakterystyce podczas przelotu przez atmosferę, nie byłby to już kształt symetryczny, mamy wiec chociażby trudniejsze modelowanie zachowania plazmy, mamy już pewną siłę nośną, inna ścieżkę schodzenia czy spory crossrange, trochę takie lifting body co zostało tu chyba tutaj już zauważone. Pomimo, iż wciąż jest to podobne, różnice w stosunku do typowej stożkowej kapsuły z ICBM-ów i programu Corona sprawiły, że argument o ich niezawodności wydał mi się dość niefortunny (ponadto mówimy tu o konstrukcjach bezzałogowych, a tych kilku maruderów ma swoje wymagania). Do samej konstrukcji BO się nie przyczepiam oczywiście.

Ps. Chyba bardzo podobne były niektóre projekty MaRV-ów?

[MarekFloryda]

Ciekawy dokument na temat badań nad tym kształtem:
http://www.dtic.mil/dticasd/sbir/sbir041/srch/af031a.doc

[Borys]

To wciąż ta sama rodzina kapsuł, tzw. "flattened biconic". Kapsuła nie koziołkuje i nie potrzebuje symetrycznej osłony termicznej. Przykładem wczesny projekt Klipera (zanim wyrosły mu skrzydła).

Nic nie napisałem o rzekomej niestabilności pojazdu.

Ja też nie piszę o koziołkowaniu w kontekście niestabilności (np. kapsuły Corona celowo wprowadzano w ruch wirowy przed wejściem w atmosferę). Chodzi o komfort ładunku i oszczędność na masie.

Mówię tutaj o innej charakterystyce podczas przelotu przez atmosferę, nie byłby to już kształt symetryczny, mamy wiec chociażby trudniejsze modelowanie zachowania plazmy, mamy już pewną siłę nośną, inna ścieżkę schodzenia czy spory crossrange, trochę takie lifting body co zostało tu chyba tutaj już zauważone.

Charakterystyka jest podobna. Symetryczne stożki również wytwarzają siłę nośną, oś kapsuły nie pokrywa się z kierunkiem lotu, a kąt natarcia zmienia się wraz z prędkością. Co kadłuba nośnego, to oczywiście masz rację. Nie ma ostrego podziału między kapsułami balistycznymi, kadłubami nośnymi i płatowcami - jeden typ przechodzi płynnie w kolejny.

Pomimo, iż wciąż jest to podobne, różnice w stosunku do typowej stożkowej kapsuły z ICBM-ów i programu Corona sprawiły, że argument o ich niezawodności wydał mi się dość niefortunny (ponadto mówimy tu o konstrukcjach bezzałogowych, a tych kilku maruderów ma swoje wymagania).

Nie pisałem o niezawodności, ale faktycznie, kapsuły stożkowe mają istotną zaletę w stosunku do kapsuł wchodzących w atmosferę spodem - automatyczne ustawienie właściwego kąta natarcia (ich aerodynamika sprawia, że same się ustawiają w odpowiedni sposób).

[jmvh]

Charakterystyka jest podobna. Symetryczne stożki również wytwarzają siłę nośną, oś kapsuły nie pokrywa się z kierunkiem lotu, a kąt natarcia zmienia się wraz z prędkością.

Zgadzam się z tym, jak sam napisałeś to wciąż ta sama rodzina konstrukcji. Po prostu bardziej przypominać zaczyna mi to jakiś rachityczny kadłub nośny. Mam natomiast pytanie - w jakim zakresie można by takim statkiem sterować przez zmianę środka ciężkość (np. wywołaną przez przesunięcie jakiegoś elementu wewnątrz)?

[Borys]

Co do przechwytywania, to chyba chodzi o to łapanie niewielkiej lądującej na spadochronie kapsuły za pomocą haka wystawianego ze śmigłowca (tak dokładnie łapanie tego spadochronu z kapsułą). Jak dobrze pamiętam, próbowano to kiedyś dawno temu, ze zmiennym szczęściem. To znaczy sporo było niepowodzeń i kapsuły wpadały do oceanu i zrezygnowano z tego.

Stosuje się od czasu do czasu (niesławna kapsuła Genesis np.).

Natomiast to co ja proponuję jest zdecydowanie innym pomysłem. Przede wszystkim żadnych spadochronów. Pomykająca żwawo w dół kapsuła po dość stromej ścieżce schodzenia (bo ma słabą siłę nośną, bo to tylko lifting body) jest zbierana przez samolot. Cała operacja jest prowadzona w trybie automatycznym, sterowna przez komputery, bo gdyby miał tym kierować człowiek, to z powodu powolności reakcji niechybnie przy tej szybkości obydwa obiekty by się strzasnęły.

Jedna dziura powietrzna i najlepsze komputery nie pomogą.

[Borys]

Mam natomiast pytanie - w jakim zakresie można by takim statkiem sterować przez zmianę środka ciężkość (np. wywołaną przez przesunięcie jakiegoś elementu wewnątrz)?

Pewnie jest to wykonalne, ale umieszczenie sporej, ruchomej masy w pojeździe wydaje mi się kłopotliwe.

[MarekFloryda]

Zgadzam się z tym, jak sam napisałeś to wciąż ta sama rodzina konstrukcji. Po prostu bardziej przypominać zaczyna mi to jakiś rachityczny kadłub nośny.

To cały czas jest tradeoff między możliwosciami manewrowania takim pojazdem (wbrew pozorom taki kształt wytwarza bardzo przyzwoitą siłę nosną przy prędkosciach hipersonicznych) a wytrzymałoscią materiałów na ciepło (taka kapsuła potrzebuje dużo bardziej egzotycznych materiałów niż tradycyjna czy też prom kosmiczny + nie możesz użyć ablacyjnych na powierzchniach nosnych). Ciekawostką jest to że taki kształt ma znacznie lepsze własciwisci "nosne" od promu kosmicznego z jego skrzydłami - przy predkosciach hipersonicznych fale uderzeniowe wytwarzają całą siłę nosną i wbrew pozorom cos bez skrzydeł może lecieć lepiej niż cos ze skrzydłami (prom ma 1:1, takie kapsuły potrafią i 5:1).

[jmvh]

(wbrew pozorom taki kształt wytwarza bardzo przyzwoitą siłę nosną przy prędkosciach hipersonicznych)

Bodaj kapsuły typu Corona miały dość szybko hamować w górnych warstwach atmosfery, więc na za wiele by im sie to nie zdało (chyba na tym albo na poprzednim forum to wyczytałem, choć tutaj userzy niezłe banialuki potrafią wpisywać po nocach ). Co do siły nośnej to mam wrażenie, że tak naprawdę trzeba by porównywać tu konkretne modele w konkretnych warunkach (a tu różnice mogą być przecież spore nawet w przypadku pozornie podobnych konstrukcji), przynajmniej ja "bardzo przyzwoitej siły" porównywać nie umiem.

Ciekawostką jest to że taki kształt ma znacznie lepsze własciwisci "nosne" od promu kosmicznego z jego skrzydłami

Które w zasadzie mogłyby być jeszcze gorsze, a i skrzydełka mniejsze. Generalnie nie biorę tu pod uwagę różnych hiperpomysłów z racji ich skomplikowania, chociażby pod względem materiałowym, co jeszcze bardziej odbija się na obawach ewentualnych człowieków w środku.

[MarekFloryda]

Które w zasadzie mogłyby być jeszcze gorsze, a i skrzydełka mniejsze.

Z tego co wiem (a wiem nie za wiele), to skrzydełka w przypadku prędkosci hipersonicznych dają zupełnie przeciwny efekt niż by się nam wydawało z naszych doswiadczeń z latawcami.

[Trafiony]

Mam natomiast pytanie - w jakim zakresie można by takim statkiem sterować przez zmianę środka ciężkość (np. wywołaną przez przesunięcie jakiegoś elementu wewnątrz)?

Pewnie jest to wykonalne, ale umieszczenie sporej, ruchomej masy w pojeździe wydaje mi się kłopotliwe.

W pierwszej fazie zejścia z orbity wchodzą w grę tylko małe silniki sterujące.
A później może coś takiego, jak  na tym filmie od 1.38 do 1.46.

Takimi powierzchniami sterowymi, jak na filmiku powyżej,  można bez problemu kierować pochyleniem (obrotem wokół osi poprzecznej) oraz odchyleniem (obrotem wokół osi pionowej), gorzej z przechyleniem (obrotem wokół osi wzdłużnej). Tylko czy on w ogóle będzie miał sterowanie aerodynamiczne? Bo właściwie po co mu to potrzebne? Zdeorbitują go w takim miejscu, aby przyziemił gdzieś na pustyni (Arizona dla przykładu  ). A 10 kilometrów w tą czy w tamtą, jaka to różnica? A konstrukcja się upraszcza.
No i nie jest do końca jasne jak będzie wyglądała ostatnia faza lądowania? Może tak. Na małej wysokości, kilka kilometrów nad ziemią, uruchamiane są spadochrony, które są zamocowane w takim miejscu, aby leciał dziobem bardziej do góry. Tuż nad ziemią uruchamiany jest ten rakietowy system ratunkowy, który wyhamowuje jego prędkość praktycznie do zera na poziomie gruntu.