Difference between revisions of "Asparagus staging/ru"
(→Недостатки) |
|||
(2 intermediate revisions by the same user not shown) | |||
Line 1: | Line 1: | ||
− | + | [[File:Asparagus-staging.svg|right|thumb|Все двигатели используют сперва топливо "S4", затем - топливо "S3" и так далее.]] | |
− | [[File:Asparagus-staging.svg|right|thumb| | + | '''Спаржеподобное (англ. "Asparagus") Отделение Ступеней''' - это метод конструирования более эффективных [[rocket/ru|ракет]]. [[stock/ru|Шаблонный]] летательный аппарат [[Kerbal X/ru|"Kerbal X"]] демонстрирует такой способ. |
+ | == Функционирование == | ||
+ | [[File:Asparagus staging sequence.png|thumb|left|upright|Последовательность работы ступеней в "Kerbal X".]] | ||
+ | Идея состоит в создании ракеты со множеством параллельных [[rocket engine/ru|ЖРД]] с топливными баками над ними. Все двигатели включаются одновременно. Прием, однако, состоит в том, что каждый ракетный двигатель не расходует топливо своего собственного бака, а все они получают свое топливо от наиболее удаленных от центра баков. После израсходования своего топлива, наиболее удаленные баки со своими двигателями отделяются, и следующий топливный бак, который все еще абсолютно полон, вступает в работу. Результат состоит в том, что ракета всегда летит с минимальным числом баков, требуемых для транспортировки топлива, которое у нее имеется, также постоянно использует все двигатели, которые имеются у нее на борту. | ||
+ | <br/> | ||
+ | Этот вариант может быть реализован с использованием [[fuel line/ru|топливных линий]], которые соединяют ступени в порядке их отделения. При этом используется факт, что двигатели всегда будут брать топливо от самого удаленного доступного топливного бака. | ||
+ | <br/> | ||
+ | Основное вариант использования пакетного отделения ступеней - для подъема тяжелых полезных нагрузок, главным образом в форме топлива, чтобы выйти на орбиту в целях миссий полета к [[Mün/ru|Муну]] и далее. Это также может эффективно использоваться в целях [[launch/ru|запуска]] [[Station/ru|Космической станции]]. | ||
− | + | == Недостатки == | |
+ | [[File:AsparagusStaging-6x3.png|right|300px|thumb|Вид аппарата, сильно использующего пакетное отделение ступеней, сверху.]] | ||
+ | Самый большой недостаток этого метода - сложность его реализации. Обычные режимы симметрии могут использоваться только частично. Один способ, состоящий в том, чтобы лишь зеркально отразить каждую отдельную ступень, и позволяющий использовать симметрию целиком для сборки. Единственный недостаток в том, что в этом случае двигатели располагаются не всегда на одной и той же высоте, что может вызвать вращающий момент. Другой способ, состоит в создании всего, кроме топливных линий, с использованием режима симметрии, но тогда каждая топливная линия должна быть размещена вручную. | ||
+ | <br/> | ||
+ | С более крупными полезными нагрузками может потребоваться больше слоев топливных стеков и распорки, создавая техническую сложность из-за высокого количества деталей. Несмотря на то, что в ракете без пакетного отделения ступеней присутствует большее количество деталей из-за ее неэффективности. Количество деталей можно уменьшить, установив [[mods/ru|модификации]] деталей ракет, которые включают в себя топливные баки и двигатели больших размеров, позволяя достигать такой же производительности при меньшем количестве деталей, большей устойчивости и лучшей формой. | ||
+ | <br/> | ||
+ | Другой недостаток состоит в том, что ракеты, использующие такую конструкцию, являются нереалистичными, потому что в настоящем мире непрактично или невозможно перемещать топливо настолько быстро, насколько необходимо. Также такая конструкция может выглядеть не эстетично, особенно при многократных слоях, потому что в этом случае - используется множество связанных вместе маленьких ракет. | ||
+ | <br/> | ||
+ | Ракета имеет тенденцию начинать вращаться по [[roll/ru|крену]] при использовании такого способа отделения ступеней, что может привести к потере управления аппаратом. Она также теряет тягу при каждом отделении ступени, но только меньшую массу, по сравнению с другими способами отделения ступеней. Это может вызвать серьезное уменьшение скорости, уменьшающее эффективность. | ||
+ | === Аэродинамическое Сопротивление === | ||
+ | Поскольку ракеты с пакетным отделением ступеней будут шире, чем обычные подобные вертикальные в настоящем мире, то [[drag/ru|аэродинамическое сопротивление]] будет выше. Но поскольку [[drag/ru|аэродинамическое сопротивление]] зависит от массы, вместо площади поперечного сечения, то при использовании пакетного отделения ступеней недостатки отсутствуют, при сравнении с сопротивлением при других вариантах. | ||
+ | <br/> | ||
+ | Несмотря на то, что это могло бы измениться в будущем — [[Planned features/ru#Physics & Dynamics|разработчики уже объявили, что аэродинамическая модель в будущих версиях будет сделана более реалистичной]]<ref>{{cn}}<sup>[''не процитировано в ссылке'']</sup></ref> — это будет скорее всего небольшой проблемой, поскольку преимущества перевешивают недостатки. Но наиболее вероятно, что сделают ее намного более сложной для создания аэродинамических аппаратов, которые чрезмерно злоупотребляют этим способом. | ||
− | == | + | == Применение в Настоящем Мире == |
− | [[ | + | В настоящее время, этот вариант используется только в [[KSP/ru|Космической Программе Кербала]]. В настоящем мире будет один аппарат, [[w:ru:Falcon Heavy|"Falcon Heavy"]] в 2014/2015 г.г., который использует этот вариант отделения ступеней, несмотря на то, что в нем только один уровень. Проблема с пакетным отделением ступеней состоит в том, что передача топлива к двигателю уже сложнее. С дополнительными насосами, передающими топливо между баками, ракета становится более сложной, что может уменьшить надежность. Другая, очень важная причина - это падение давления, которое происходит из-за дополнительной передачи по топливопроводу и дополнительных клапанов. Это может привести к дополнительным топливным насосам, которые негативно влияют на эффективность пакетного отделения ступеней. |
− | |||
− | + | В 1947 г. [[w:ru:Тихонравов, Михаил Клавдиевич|Михаил Клавдиевич Тихонравов]] разработал такой вариант разделения ступеней с названием "ракетные пакеты". Это привело к разработке [[w:ru:Р-7|"Р-7" Семерка]]. Дальнейшим развитием этой ракеты стало [[w:ru:Р-7 (семейство ракет-носителей)|Семейство ракет-носителей "Р-7"]]. Но все эти ракеты никогда не использовали оригинальные "ракетные пакеты"/спаржеподобное отделение ступеней. | |
− | + | == Название == | |
− | + | Применение термина "спаржеподобное" (англ. "asparagus") к варианту отделения ступеней ракет введено [[KSP/ru|Космической Программой Кербала]] и не является инициативой игроков. "Asparagus-Stalk Booster" был описан аэрокосмическим инженером Эдом Кейт (англ. "Ed Keith") на странице 144 в книге Тома Логсдона (англ. "Tom Logsdon") ''"Орбитальная Механика: Теория и Применение" (англ. "Orbital Mechanics: Theory and Applications")'' в 1997 г.. | |
− | == | + | == Ссылки == |
− | + | <references/> | |
− | + | [[Category:Tutorials/ru|{{PAGENAME}}]] | |
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | [[Category:Tutorials|{{PAGENAME}}]] |
Latest revision as of 13:48, 24 October 2014
Спаржеподобное (англ. "Asparagus") Отделение Ступеней - это метод конструирования более эффективных ракет. Шаблонный летательный аппарат "Kerbal X" демонстрирует такой способ.
Contents
[hide]Функционирование
Идея состоит в создании ракеты со множеством параллельных ЖРД с топливными баками над ними. Все двигатели включаются одновременно. Прием, однако, состоит в том, что каждый ракетный двигатель не расходует топливо своего собственного бака, а все они получают свое топливо от наиболее удаленных от центра баков. После израсходования своего топлива, наиболее удаленные баки со своими двигателями отделяются, и следующий топливный бак, который все еще абсолютно полон, вступает в работу. Результат состоит в том, что ракета всегда летит с минимальным числом баков, требуемых для транспортировки топлива, которое у нее имеется, также постоянно использует все двигатели, которые имеются у нее на борту.
Этот вариант может быть реализован с использованием топливных линий, которые соединяют ступени в порядке их отделения. При этом используется факт, что двигатели всегда будут брать топливо от самого удаленного доступного топливного бака.
Основное вариант использования пакетного отделения ступеней - для подъема тяжелых полезных нагрузок, главным образом в форме топлива, чтобы выйти на орбиту в целях миссий полета к Муну и далее. Это также может эффективно использоваться в целях запуска Космической станции.
Недостатки
Самый большой недостаток этого метода - сложность его реализации. Обычные режимы симметрии могут использоваться только частично. Один способ, состоящий в том, чтобы лишь зеркально отразить каждую отдельную ступень, и позволяющий использовать симметрию целиком для сборки. Единственный недостаток в том, что в этом случае двигатели располагаются не всегда на одной и той же высоте, что может вызвать вращающий момент. Другой способ, состоит в создании всего, кроме топливных линий, с использованием режима симметрии, но тогда каждая топливная линия должна быть размещена вручную.
С более крупными полезными нагрузками может потребоваться больше слоев топливных стеков и распорки, создавая техническую сложность из-за высокого количества деталей. Несмотря на то, что в ракете без пакетного отделения ступеней присутствует большее количество деталей из-за ее неэффективности. Количество деталей можно уменьшить, установив модификации деталей ракет, которые включают в себя топливные баки и двигатели больших размеров, позволяя достигать такой же производительности при меньшем количестве деталей, большей устойчивости и лучшей формой.
Другой недостаток состоит в том, что ракеты, использующие такую конструкцию, являются нереалистичными, потому что в настоящем мире непрактично или невозможно перемещать топливо настолько быстро, насколько необходимо. Также такая конструкция может выглядеть не эстетично, особенно при многократных слоях, потому что в этом случае - используется множество связанных вместе маленьких ракет.
Ракета имеет тенденцию начинать вращаться по крену при использовании такого способа отделения ступеней, что может привести к потере управления аппаратом. Она также теряет тягу при каждом отделении ступени, но только меньшую массу, по сравнению с другими способами отделения ступеней. Это может вызвать серьезное уменьшение скорости, уменьшающее эффективность.
Аэродинамическое Сопротивление
Поскольку ракеты с пакетным отделением ступеней будут шире, чем обычные подобные вертикальные в настоящем мире, то аэродинамическое сопротивление будет выше. Но поскольку аэродинамическое сопротивление зависит от массы, вместо площади поперечного сечения, то при использовании пакетного отделения ступеней недостатки отсутствуют, при сравнении с сопротивлением при других вариантах.
Несмотря на то, что это могло бы измениться в будущем — разработчики уже объявили, что аэродинамическая модель в будущих версиях будет сделана более реалистичной[1] — это будет скорее всего небольшой проблемой, поскольку преимущества перевешивают недостатки. Но наиболее вероятно, что сделают ее намного более сложной для создания аэродинамических аппаратов, которые чрезмерно злоупотребляют этим способом.
Применение в Настоящем Мире
В настоящее время, этот вариант используется только в Космической Программе Кербала. В настоящем мире будет один аппарат, "Falcon Heavy" в 2014/2015 г.г., который использует этот вариант отделения ступеней, несмотря на то, что в нем только один уровень. Проблема с пакетным отделением ступеней состоит в том, что передача топлива к двигателю уже сложнее. С дополнительными насосами, передающими топливо между баками, ракета становится более сложной, что может уменьшить надежность. Другая, очень важная причина - это падение давления, которое происходит из-за дополнительной передачи по топливопроводу и дополнительных клапанов. Это может привести к дополнительным топливным насосам, которые негативно влияют на эффективность пакетного отделения ступеней.
В 1947 г. Михаил Клавдиевич Тихонравов разработал такой вариант разделения ступеней с названием "ракетные пакеты". Это привело к разработке "Р-7" Семерка. Дальнейшим развитием этой ракеты стало Семейство ракет-носителей "Р-7". Но все эти ракеты никогда не использовали оригинальные "ракетные пакеты"/спаржеподобное отделение ступеней.
Название
Применение термина "спаржеподобное" (англ. "asparagus") к варианту отделения ступеней ракет введено Космической Программой Кербала и не является инициативой игроков. "Asparagus-Stalk Booster" был описан аэрокосмическим инженером Эдом Кейт (англ. "Ed Keith") на странице 144 в книге Тома Логсдона (англ. "Tom Logsdon") "Орбитальная Механика: Теория и Применение" (англ. "Orbital Mechanics: Theory and Applications") в 1997 г..
Ссылки
- Jump up ↑ [citation needed][не процитировано в ссылке]