Difference between revisions of "Single-stage-to-orbit/hu"

From Kerbal Space Program Wiki
Jump to: navigation, search
m (*replace image with file namespace;)
m
Line 9: Line 9:
  
 
Alapvetően két fő fajtája van az SSTO-nak:
 
Alapvetően két fő fajtája van az SSTO-nak:
* Az első, a gyakrabban használt elgondolás az egyfokozatú '''[[spaceplane/hu|űrrepülőgép]]''', amely vízszintes nekifutással a kifutópályáról száll fel, és a légkörben a szárnyak felhajtóerejével emelkedik, és visszaúton leszállások is repülőgépként viselkedik.
+
* Az első, a gyakrabban használt elgondolás az egyfokozatú '''[[spaceplane/hu|űrrepülőgép]]''', amely vízszintes nekifutással a kifutópályáról száll fel, és a légkörben a szárnyak felhajtóerejével emelkedik, és visszaúton a leszálláskor is repülőgépként viselkedik.
 
:Ennek a kialakításnak előnye:
 
:Ennek a kialakításnak előnye:
 
:* Kisebb tolóerővel is képes elérni a keringési pályát (akár [[TWR/hu|TWR]]<1 (!) esetben is), ez súlymegtakarítást jelenthet.
 
:* Kisebb tolóerővel is képes elérni a keringési pályát (akár [[TWR/hu|TWR]]<1 (!) esetben is), ez súlymegtakarítást jelenthet.
 
:* A [[atmospheric entry/hu|légkörbe való belépéskor]] képes aerodinamikailag szabályozni a süllyedést és a fékezést.
 
:* A [[atmospheric entry/hu|légkörbe való belépéskor]] képes aerodinamikailag szabályozni a süllyedést és a fékezést.
:* A leszállás helyét pontosan meg tudja közelíteni.
+
:* A leszállás helyét pontosan meg tudja közelíteni, illetve hatékonyan lehet vele a megfelelő helyet megkeresni.
 +
:* Megfelelő légkörrel rendelkező égitesteken hatékony felderítőegység lehet.
 +
:hátránya:
 +
:* Roppant kényes a kellően sima le- és felszállási helyszín megfelelő kiválasztására.
 
* A másik megközelítés az egyfokozatú '''[[rocket/hu|rakéta]]''', amely függőelegesen száll fel és le.
 
* A másik megközelítés az egyfokozatú '''[[rocket/hu|rakéta]]''', amely függőelegesen száll fel és le.
 
:Ennek a kialakításnak előnye:
 
:Ennek a kialakításnak előnye:
Line 23: Line 26:
 
* A [[Solid rocket booster/hu|szilárd hajtóanyagú rakéták]] használata nem ésszerű, ugyanis amellett hogy nem szabályozható a teljesítményük és nem rendelkeznek [[gimbal/hu|tolóerővektor-eltérítéssel]], semmilyen utántöltésre nincs lehetőség. Legfeljebb csak a vészleválasztás kialakításakor kerülhetnek szóba.
 
* A [[Solid rocket booster/hu|szilárd hajtóanyagú rakéták]] használata nem ésszerű, ugyanis amellett hogy nem szabályozható a teljesítményük és nem rendelkeznek [[gimbal/hu|tolóerővektor-eltérítéssel]], semmilyen utántöltésre nincs lehetőség. Legfeljebb csak a vészleválasztás kialakításakor kerülhetnek szóba.
  
* A levegőt igénylő [[Jet engine/hu|sugárhajtóművek]], bár használhatatlanok a világűrben, roppant népszerűek a SSTO építők közt, mivel roppant üzemanyag-hatékonyak, amely megengedi, hogy nagy sebességet és magasságot érjenek el a hajtóanyagkészlet megőrzése mellett, amíg a ritka légkörben rakétákra kapcsolva hajtóanyag-hatékonyan lehet tovább haladni. A sugárhajtóművek viszont mellőzendők akkor, ha az SSTO leginkább csak [[oxygen/hu|oxigén]]-mentes légkörben fog üzemelni.
+
* A levegőt igénylő [[Jet engine/hu|sugárhajtóművek]], bár használhatatlanok a világűrben, roppant népszerűek a SSTO építők közt, mivel roppant üzemanyag-hatékonyak, amely megengedi, hogy nagy sebességet és magasságot érjenek el a hajtóanyagkészlet megőrzése mellett, amíg a ritka légkörben rakétákra kapcsolva hajtóanyag-hatékonyan lehet tovább haladni. A sugárhajtóművek viszont mellőzendők akkor, ha az SSTO leginkább csak [[oxygen/hu|oxigén]]-mentes légkörben, vagy légkörmentes környezetben fog üzemelni.
  
 
* A [[Liquid fuel engine/hu|a folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművek]] ideálisak az SSTO számára mivel a tolóerő nagysága és legtöbbször iránya is szabályozható. Az SSTO-k esetén a [[Toroidal Aerospike Rocket/hu|aerospike hajtóművek]] is kedvezőek, mivel jó a tolóerő-súly arányuk, és a sűrűbb légkörben sem romlik drasztikusan a hatékonyságuk. Az, hogy nem lehet alájuk leválasztható fokozatot építeni, itt nem jelent hátrányt.  
 
* A [[Liquid fuel engine/hu|a folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművek]] ideálisak az SSTO számára mivel a tolóerő nagysága és legtöbbször iránya is szabályozható. Az SSTO-k esetén a [[Toroidal Aerospike Rocket/hu|aerospike hajtóművek]] is kedvezőek, mivel jó a tolóerő-súly arányuk, és a sűrűbb légkörben sem romlik drasztikusan a hatékonyságuk. Az, hogy nem lehet alájuk leválasztható fokozatot építeni, itt nem jelent hátrányt.  
Line 50: Line 53:
 
* Tisztán rakétahajtóművel alacsonyabb hatékonyságúak a többfokozatú kialakításnál.
 
* Tisztán rakétahajtóművel alacsonyabb hatékonyságúak a többfokozatú kialakításnál.
 
* A bolygóközi utazáshoz kevésbé alkalmasak, mivel jelentős üres-tömeget kell magukkal cipelniük.
 
* A bolygóközi utazáshoz kevésbé alkalmasak, mivel jelentős üres-tömeget kell magukkal cipelniük.
* A megfelelően hatékony kialakítás nehezebb megvalósítani.
+
* A megfelelően hatékony kialakítást nehezebb megvalósítani.
  
 
== Lásd még ==
 
== Lásd még ==

Revision as of 21:48, 30 November 2014

Egy indulásra kész Aeris 4A
Egy SSTO felszáll a kifutópályáról (v0.16)

Az egyetlen-fokozattal-a-pályára [single-stage-to-orbit] eszköz (ismert rövidítése: SSTO) egy olyan eszköz, amely lépes elérni a keringési pályát több fokozat használata vagy alkotóelemek leválasztása nélkül. Ezen túl rendszerint elvárás a leszállásra és az újra felhasználhatóságra való képesség is. Az SSTO jellemzően a kifutópályáról szállnak fel, vagy a kilövőállásról indulnak és a keringési pályát pusztán a járműben tárolt hajtóanyag felhasználásával érik el. Az SSTO-knak nem feltétlen kell a pályára jutás után, visszatérni a légkörbe és leszállni az újratöltéshez, mivel a pályán is teli-tölthetik a tartályaikat csatlakozva más eszközökhöz. Az SSTO építés általánosságban erőteljes megragadása és egyesítése az űrhajó és a repülőgép építésben szerzett ismereteknek, mivel egy olyan eszközt kell építeni, amely mind a világűrben otthonosan mozog, mind a légkörben képes megbízhatóan repülni az aerodinamikus kialakításával.

Az SSTO építés megközelítései

Az SSTO akárcsak a többfokozatú rakéták többfajta kialakításban, többfajta hajtóművel, többféle célra készülhetnek, és a több lehetőséget több szempontból is végig kell gondolni egy SSTO építésekor.

Alapvetően két fő fajtája van az SSTO-nak:

  • Az első, a gyakrabban használt elgondolás az egyfokozatú űrrepülőgép, amely vízszintes nekifutással a kifutópályáról száll fel, és a légkörben a szárnyak felhajtóerejével emelkedik, és visszaúton a leszálláskor is repülőgépként viselkedik.
Ennek a kialakításnak előnye:
  • Kisebb tolóerővel is képes elérni a keringési pályát (akár TWR<1 (!) esetben is), ez súlymegtakarítást jelenthet.
  • A légkörbe való belépéskor képes aerodinamikailag szabályozni a süllyedést és a fékezést.
  • A leszállás helyét pontosan meg tudja közelíteni, illetve hatékonyan lehet vele a megfelelő helyet megkeresni.
  • Megfelelő légkörrel rendelkező égitesteken hatékony felderítőegység lehet.
hátránya:
  • Roppant kényes a kellően sima le- és felszállási helyszín megfelelő kiválasztására.
  • A másik megközelítés az egyfokozatú rakéta, amely függőelegesen száll fel és le.
Ennek a kialakításnak előnye:
  • A megfelelő hajtóművel légkörmentes égitesten módosítások, segédhajtóművek beépítése nélkül is használható.
  • Kevésbé kényes a leszállási helyszín simaságára.

Az SSTO hajtóműveinek kiválasztásakor két dolgot kell szem előtt tartani, a tolóerő-súly arányt és a hatékonyságot.

  • A levegőt igénylő sugárhajtóművek, bár használhatatlanok a világűrben, roppant népszerűek a SSTO építők közt, mivel roppant üzemanyag-hatékonyak, amely megengedi, hogy nagy sebességet és magasságot érjenek el a hajtóanyagkészlet megőrzése mellett, amíg a ritka légkörben rakétákra kapcsolva hajtóanyag-hatékonyan lehet tovább haladni. A sugárhajtóművek viszont mellőzendők akkor, ha az SSTO leginkább csak oxigén-mentes légkörben, vagy légkörmentes környezetben fog üzemelni.
  • A a folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművek ideálisak az SSTO számára mivel a tolóerő nagysága és legtöbbször iránya is szabályozható. Az SSTO-k esetén a aerospike hajtóművek is kedvezőek, mivel jó a tolóerő-súly arányuk, és a sűrűbb légkörben sem romlik drasztikusan a hatékonyságuk. Az, hogy nem lehet alájuk leválasztható fokozatot építeni, itt nem jelent hátrányt.
  • Az ionhajtóművek tolóereje túl kevés, energiaigénye túl nagy, hogy akárcsak számításba is jöhessenek.

Mindegyik kialakítás és hajtómű kombinációnál a szerkezetnek kellően szilárnak kell lennie hogy túlélhesse a többszöri felemelkedés és leszállás következményeit, és ezt mind a tömeg és a karbantartásigény megnövekedése nélkül. Ráadásul az újrahasználható járműnek képesnek kell lennie megbízhatóan és stabilan leszállni.

Például a raktári járművek közt az Aeris 4A nevezhető SSTO-nak.

Az építés alatt megfontolandó kérdések

Az űrrepülőgép építése messze összetettebb, mint a rakétáké. A rakéták tervezésekor csak a szerkezei stabilitásra, tömegközéppontra és a tolóerő súlypontjára kell ügyelni, addig az űrrepülőknél az emelés súlypontjára, a támadásszögre, a légellenállásra, a megfelelő levegő-ellátásra, stb. is ügyelni kell.

Az építés alatt megfontolandó kérdések [Features and benefits]

  • A sugárhajtóművek használata esetén hatékonyabb lehet a többfokozatú rakétáknál. Ez a sugárhajtóművek hatékonyabb működésének köszönhető.
  • Nem mennek kárba a drága hajtóművek, tartályok és az egyéb szerkezeti elemek.
  • Nem kell a leválasztott elemeket begyűjteni.
  • Az űrrepülőgép kialakítás esetén mint repülőgép is működhet a légkörön belül.

Hátrányok [Disadvantages]

  • Az SSTO-k nem lehetnek olyan nehezek mint a rakéták a szerkezeti megfontolások miatt.
  • Az űrrepülőgép SSTO-k megkövetelik az aerodinamikailag helyes kialakítást.
  • Tisztán rakétahajtóművel alacsonyabb hatékonyságúak a többfokozatú kialakításnál.
  • A bolygóközi utazáshoz kevésbé alkalmasak, mivel jelentős üres-tömeget kell magukkal cipelniük.
  • A megfelelően hatékony kialakítást nehezebb megvalósítani.

Lásd még