Single-stage-to-orbit/hu

From Kerbal Space Program Wiki
Jump to navigation Jump to search
The printable version is no longer supported and may have rendering errors. Please update your browser bookmarks and please use the default browser print function instead.
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.

Tágabban értelmezve egy többször felhasználható egyfokozatú leszállóegység amelyik képes önerőből elérni a keringési pályát - alapértelmezésben a Kerbin körülményei közt működtetve. Az ilyen SSTO-k többnyire jól működnek a Laythe körülményei közt is, és más égitestek esetén is lehetséges célírányú SSTO-król beszélni.

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 megfelelően kiválasztott kellően sima le- és felszállási helyszínre.
  • 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 egyedül 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 ez az oxidálószer felhasználása nélkül működő sugárhajtóművek hatékonyabb működésének köszönhető, másrészt a kevesebb oxidálószer miatti kisebb indulási tömegnek.
  • 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