Avaruuslentokoneet...

[PFL]

En kehtaa rönsytä enempää Martin hyvässä aerodynamiikkavitjassa  joten olkoon uusi aihe.

Odottelen SpaceShipThree:n julkistusta mielenkiinnolla. Josko se toimisi kuten Dr. Sängerin konekonsepti vuodelta 1929 (jos jonka kehittelyä olisi jatkettu rakettien sijaan, olisi saattanut mullistaa avaruusteknologian).

Mielenkiintoinen juttu Eugen Sängeristä: http://www.pp.htv.fi/jwestman/space/sang-fi.html
Ja tässä Sängerin englanniksi käännetty Raportti: http://www.astronautix.com/data/saenger.pdf (joka oli todellista "For your eyes only" agenttikamaa II-maailmansodan päätyttyä)

Jännä yhteensattuma.... käytin neljä päivää joululomasta päähänpistona syntyneen "SängCorde" -konseptin kanssa veivaamiseen   Ilmaa hengittävä vaihe alussa tosiaan parantaa hyötykuorma/lähtömassa -suhdetta huimasti pelkkään rakettin verraten.

Eli jos oletetaan että Concorden (tai A340:n tms.) selkään saa modifikaation avulla ripustettua 120 tonnin vekottimen, saisi sillä ainakin hermeksen tapaisen 10 tonnin sukkulan kiertoradalle ihan lentoyhtiötyyliin 8) A340 ottaisi ehkä jopa 200 tonnia, ja jos nestehappea saisi ilmatankattua, niin tuohon saisi vielä 80 tonnia lisää... samoilla lähtöarvoilla tuo tekee jo 20 tonnia@LEO (180 km)

Ramjetin käynnnistys on Concorden nopeusalueella pala kakkua, mutta A340 hitaampana kantokoneena voi vaatia raketin päräyttämistä heti kärkeen sen verran, että päästään pelialueelle >1,5M. On myös väitetty että ramjetin saa käynnistymään jo ~350 km/h, ja se toimisi normaalin raketin hyötysuhteella 0,5M nopeudessa. Varauksena tässä on lähinnä se, että hyvä muuttuvageometrinen ilmanottoaukko koko 0,5-10M alueelle olisi aika temppu. Toisaalta, tarviiko hyötysuhteesta kauheasti välittää kiihdytyksen alussa..

"Ilmakehä-ajon" loppunopeudella on ratkaiseva merkitys hyötykuormalle, sillä kun pelti laitetaan kiinni ja raketti päälle, tippuu ominaisimpulssi ~3000 -> 360 (LCH4) - eli pelkällä polttoaineeella ajaminen on massan suhteen "lähes ilmaista". ONERA:n jutuista päätellen 6,5M voisi irrota helposti, 9,5M on sanottu olevan täysin mahdollinen. Ero näyttää pieneltä, mutta noilla on yli 50% ero hyötykuorman suhteen, joten vipuvaikutusta tuolla on rutkasti..

Jotta ramjetin tai scramjetin saa toimimaan kunnolla yli 5,5 Machin nopeuksissa, ei kerosiini kuulemma enää käy. Jää vety ja metaani. Sohjovetyä (jää+neste) speksattiin NASP/X-30:iin ja testattiin X-33- projektissa, mutta kevyt komposiittisäiliö tuli silmille ja projekti hyytyi. Eli eipä kestä, joten siitäkin syystä nestemetaani on hyvä kun se on nesteenä melkein samassa lämmössä kuin käytännössä ongelmaton LOX. Tankkien tilavuuskin on näillä ajoaineilla lähes sama, joten välilaipiollinen komposiittisäiliö on kevyempi ja paljon kompaktimpi vety-happi -tankkiin verraten.

Näiden systeemien kriittisin kohta on suhde tyhjämassa/polttoaineen massa. Normaaleilla nestekäyttöisillä ilotulitteilla päästään johonkin 5% pintaan, mutta näiden lentävien laitteiden tyhjämassa on jotain 25% polttoaineesta. 30% huonompi arvo syö hyötykuorman kokonaan. Kevyttä siis pitää olla. Eli itsenäinen kiitoradalta lähtö ei oikeen käy, kun pitää raahata mukana pirunmoista laskutelinettä. Tyhjänä palatessa kelpaa sitten vaikka hornetin teline...

Se Sänger-II -projekti hyllytettiin kai sen takia, että ram-vaihe lentää kuulemma huitsin nevadaan, ja se pitää hakea jostain afrikasta tai tyyneltä mereltä takaisin kourouhun. Tässä toisessa konseptissa alavaiheen rakettiajon loppunopeus on 6,5 km/s -  sillä pitäisi päästä jo "leipäkivi" meiningillä pallon ympäri takaisin laukaisupaikkaan. Tai ainakin pienillä lisäpoltoilla, joten sou not -> ei ole este tässä tapauksessa. Ylävaihehan tässä systeemissä ajaa 1,6 km/s lisää vauhtia ja menee 350 km kiertoradalle asti.

Elieli - jos saadaan joskus rakennettua Concorden tai ison jetin selässä nostettava "3,5-vaiheinen" => kantokone/irrotus/ramjet/(scramjet)/1.rakettivaihe/irrotus/2.rakettivaihe_kiertoratasukkula -kone, jonka tyhjämassa on parempi kuin 25% ja ram-ajon loppunopeus 7,5-9,5M, niin ollaan todella lähellä oikeasti pienempiä laukaisuhintoja ja oikeaa avaruuskuljetusjärjestelmää. 

Tässä on jotain hyviä linkkejä ja asiaa, etenkin tuo ONERAn sivu on hyvä:
http://www.alt-accel.com/ramjet2.htm
http://www.onera.fr/conferences/ramjet-scramjet-pde

[Karoliina]

Ei sitä kannata A340:n selkään pistää, koska sen voi laittaa Rutanin WhiteKnightTwo:n pohjaan. WhiteKnightTwo:n hinta suorituskyvystä
huolimatta tulee olemaan murto-osa A340:n hinnasta.

[PFL]

Ei sitä kannata A340:n selkään pistää, koska sen voi laittaa Rutanin WhiteKnightTwo:n pohjaan. WhiteKnightTwo:n hinta suorituskyvystä huolimatta tulee olemaan murto-osa A340:n hinnasta.

Katsotaas:

http://en.wikipedia.org/wiki/Scaled_Composites_White_Knight_Two
General characteristics
    * Payload: 17,000 kg

http://en.wikipedia.org/wiki/Shuttle_Carrier_Aircraft
Enterprise: 68 500 kg

http://en.wikipedia.org/wiki/Concorde
EW: 78 700 kg, MTOW: 186 000 kg
dm= 107 300 kg

http://en.wikipedia.org/wiki/Airbus_340#A340-500
EW: 170 000 kg, MTOW: 380 000 kg
dm=210 000 kg

hyötykuorma/lähtömassa on 120t versiossa 17, joten 17 000 kg massalla saadaan 1000 kg kiertoradalle. Skaalavaikutus huomioiden hyötykuorma voi olla myös kymmeniä kiloja tai nolla.

Eipä taida olla WK2:n tilallinen konsepti oikein formuloitu koon optimoimiseksi   

yst.terv. Petri