Skylon

[pomruk]

Usłyszałem wczoraj w TV, że rząd brytyjski przeznaczył następne 60 mln funtów szterlingów na dalsze prace nad pojazdem Skylon (ściślej - na budowę jego niezwykłych silników). Czyżby miało się udać? Czy w Europie powstanie naprawdę niezwykły pojazd kosmiczny?
Skylon to rakietoplan (wahadłowiec) wielokrotnego użytku, który może operować bezzałogowo, lecz który może wynosić na orbitę i ładunki (do 15 ton) i załogę. Startować i lądować może jak zwykłe samoloty, używając pasa startowego. Jego unikalne silniki zasilane wodorem mogą pracować i w atmosferze, używając powietrza jako utleniacza, i w próżni - jak tradycyjne silniki rakietowe, z wyniesionym tlenem jako utleniaczem.
Słowem - ma to być pierwszy jednostopniowy pojazd kosmiczny. Przy nim amerykańskie wahadłowce mogą się wydawać przejściowym, dziwnym zlepkiem koncepcji, mającym rację bytu tylko na określonym etapie podboju przestrzeni. Ponoć, jak dobrze pójdzie, Skylon mógłby się wznieść już w 2019 roku. Niech będzie i później, byle determinacji i pieniędzy starczyło :)

[nikodem123]

Ciekawy projekt.

2019 - to bardzo krótki termin

60 mln Ł to jakoś bardzo mało.
Chyba za mało, aby za 360 mln Ł zbudować takie cudo.
Zastanawiająco mało. Taki samolot kosmiczny dla wojska to powinien być skarb. 15 ton wyporności to dużo. Do tego miałby możliwość przelotu na pułapie gdzieś tam na wysokości 30 - 40 km, więc poza zasięgiem tradycyjnych myśliwców.
Dlaczego nie łoży kasy armia?

Ja tam się na lotnictwie, ani na militariach nie znam.

Ale czegoś nie rozumiem.
1.
Amerykańskie promy miały przecież potężne zbiorniki na paliwo: jeden na wodór i dwie rakiety na paliwo stałe. Te trzy elementy odpadały, a od Brytyjczyka ma nic nie odpadać. O.K. Amerykańcy musieli zabierać utleniacz, co w pewnej części u Brytyjczyków będzie wyeliminowane. Ale przecież te odrzucane elementy objętościowo chyba były większe od samego promu.

2.
Promy startowały pionowo - był tego jakiś powód.
Potrafię sobie wyobrazić - Airbusy potrafią zwiększać swoją wysokość wykorzystując Bernouliego. Gdyby jednak postanowiły stanąć na ogonie, to ich silniki nawet nie zapobiegłyby runięciu w dół.
Może więc ma sens: dopóki możemy korzystać z atmosfery, to róbmy to? Będzie taniej, a więc lżej.

3.
Skoro projekt może być sfinalizowany już za 6 lat to, czy są już projekty silników?
To chyba jest najciekawsza część projektu.

[maksimum]

en.wikipedia.org/wiki/Skylon_(spacecraft)
" On July 16 2013, the UK government pledge £60m to the project this investment will provide support at a "crucial stage" to allow a full-scale prototype of the SABRE engine to be built.[7]
If all goes to plan, the first test flights could happen in 2019, and Skylon could be visiting the International Space Station by 2022. It will carry 15 tonnes of cargo on each trip. That's almost twice the amount of cargo that the European Space Agency's ATV vehicle can carry.[8]"

Te 60 mln funtow to tylko na prototyp silnika.

[pomruk]

Tak, jak już Maximum wspomniał, to 60 mln funtów to na prototyp silnika. Koszty całego projektu są naprawdę wysokie: około 8 mld funtów. W tej chwili zdobyto lub uzyskano obietnice na sumę ok. 290 mln funtów. Mało. Dlatego wątpię co najmniej w rok 2019. Ale: uzyskanie funduszy na budowę prototypu silnika wydaje się krokiem przełomowym. Gdyż to właśnie na unikalności silnika opiera się nowatorstwo projektu.
Co do "odrzucanych elementów" - rzeczywiście, przyjęto kompletnie inną koncepcję niż w Space Shuttle. Prawdę powiedziawszy, Shuttle był wypadkową wielu kompromisów i dążeń do minimalizacji kosztów - stąd np. te rakiety na paliwo stałe, których nie było w pierwotnych projektach. "Skylon jest inny" - elegancki, ale... po wejściu na orbitę wydawać się może ogromną wydmuszką - składa się niemal całkowicie z - w większości pustych - zbiorników, głównie wodoru - lekkiego, lecz objętościowego paliwa. Co widać na rysunku (za Wikipedią):


Jednostopniowość nie jest zadziwiająca, jeśli weźmiemy pod uwagę, że tlen - w krytycznej części lotu brany z powietrza! - jest aż 8 razy cięższy niż spalany w nim wodór. Oszczędności na masie utleniacza w zbiornikach są więc naprawdę ogromne.
Nawet jeśli program budowy opóźni się o np. 10 lat (możliwe!) a koszta wyniesienia kilograma ładunku okażą się ostatecznie sporo wyższe niz zakładano, projekt - jeśli będzie zrealizowany - będzie mym zdaniem przełomowym. Zresztą było wiele już koncepcji takiego pojazdu: brytyjski poprzednik HOTOL, amerykański National Aerospace Plane, koncepcje niemieckie i japońskie. Wszystkie utknęły albo na etapie planów, albo na wczesnym etapie rozwoju - głównie ze względu na trudności technologiczne przy konstrukcji silników. Dlatego tez wieść, ze ma być skonstruowany działający prototyp, brzmi podniecająco. Brytyjczycy mają nadzieję na sukces, kto by pomyślał... jeszcze uwierzę w Europę ;) Po tym, jak rozczarowali mnie swego czasu Japończycy ;)

[nikodem123]

Dzięki za link, który awansem rozwiał wiele moich wątpliwości.

8 mld Ł - si si senior - teraz jesteśmy w domu.

Mnie jednak intryguje problem lądowania.
Te skrzydła są jakieś takie bardzo wątłe w porównaniu do promów amerykańskich.

Start z poziomego pasa jestem sobie w stanie wyobrazić.
Pamiętam z dzieciństwa taką zabawę: należało na jednym palcu pionowo ustawić kij i balansując nim utrzymać w pionie, po czym przechylić i pchnąć na odległość. I kije leciały.
Palec może być modelem silnika rakietowego - "kij" bez skrzydeł będzie leciał w dowolnym kierunku. Tak samo Skylon poleci bez skrzydeł w dowolnym kierunku, bo będzie sterowany kierunkiem ciągu.

Natomiast jak będzie przebiegało lądowanie?
Amerykańskie promy zachowywały się do pewnego stopnia jak szybowce. Tu chyba będziemy mieli do czynienia ze spadającą cegłą?

Jeszcze jednej rzeczy nie rozumiem.
Dlaczego amerykańskie promy przestały latać? Dlaczego tamten cały program został zarzucony. Czy to był taki prestiżowy szpan, który nie był w niczym lepszy od konwencjonalnych rakiet jednorazowych? Co ma być lepszego w programie Brytyjczyków?
Rozumiecie. Powrotne statki już były i źle skończyło.

[pomruk]

Skylon ma lądować tak jak amerykańskie wahadłowce systemu STS ("Shuttle"), lotem ślizgowym, Nie, nie będzie to cegła - przypominam że będą one po locie orbitalnym "wydmuszką", o średniej gęstości mniejszej niż Shuttle. Ba, mają być od niego bardziej manewrowne!
A co do zakończenia lotów amerykańskich wahadłowców... Po pierwsze i tak zakończyły loty później niż to pierwotnie planowano - o jakieś dziesięć lat później. Inna rzecz, ze przewidywano ich zastąpienie przez nowocześniejsze pojazdy, co nie nastąpiło. Najważniejszym jednak czynnikiem stały się kwestie operacyjne i finansowe. Pierwotnie przewidywano ich starty nawet raz na dwa tygodnie, zaś koszt wyniesienia kg na orbitę miał być bez porównania mniejszy niż w rzeczywistości. Nie osiągnięto tych celów, powstały maszyny drogie i skomplikowane i... niekonkurencyjne. Najlepszym dowodem stał się rozkwit ciężkich rakiet nośnych w czasie eksploatacji STS: francuska Ariane, amerykańskie nowe Atlasy i nowe Delty, włączenie się do rynku radzieckich/rosyjskich Protonów i chińskich Długich Marszów... Nawet amerykańskie wojsko, na które tak liczyli konstruktorzy wahadłowca, zawiodło pod tym względem, decydując się na korzystanie z klasycznych rakiet. Co do wojska, mamy tu do czynienia z ciekawą sytuacją. Otóż wojsko początkowo zamierzało użytkować STS, stawiając wymagania, które podrożyły konstrukcję. Co więcej, reaganowski program "gwiezdnych wojen" stawiał z pozoru wahadłowce w świetnej sytuacji: wydawały się wymarzone dla potrzeb tego programu. I Rosjanie w to uwierzyli: traktowali swego Burana i następców jako przeciwwagę w kosmicznym wyścigu zbrojeń. Podczas gdy wojsko amerykańskie... po pewnym czasie dało do zrozumienia że nie jest zainteresowane tymi pojazdami. Program "gwiezdnych wojen" okazał się w części blefem (do dziś nie wiemy, do jakiego właściwie stopnia jego orbitalna część była brana "na poważnie" na początku), co najmniej dwa wahadłowce dla wojska nie zostały nigdy zamówione, zaś ich zastosowanie skurczyło się w związku z komplikacją i kosztami niepomiernie. Ot i cała prawda - amerykańskie wahadłowce właściwie nigdy nie stały się tym, czym miały być.

[nikodem123]

Ciekawe rzeczy piszesz, o których bym się pewnie nigdy nie dowiedział, gdybym nie był leniem w zdobywaniu informacji o Skylon.

Promy jako do pewnego stopnia blef w wojnie psychologicznej z ZSRR...

Tak, pamiętam, jak mówiono, że będą to statki nieomalże rejsowe - co dwa tygodnie w kosmos. To Rosjan, w kontekście planów "gwiezdnych wojen", mogło rzeczywiście wprowadzić w panikę. Fajnie to wszystko wyglądało: statek - opakowanie zwrotne, dwie rakiety - opakowanie zwrotne. Na każdy lot trzeba było tylko wyprodukować zbiornik na wodór i tlen.

Ja, jako dziecko, byłem pod duuużym wrażeniem. Loty w kosmos - niczym loty do Nowego Jorku.

Trudno powiedzieć, że nabrałem zwątpienia, bo nigdy kosmonautyką specjalnie się nie interesowałem, ale coś dało mi do myślenia - ten sukces rakiet Ariane. O innych prawie nie słyszałem. Coś o Protonie.
Dlatego też, wciąż nie rozumiem - a może powinienem powiedzieć: "nie czuję" - idei powrotnego wehikułu.

O.K. Chłopcy wiedzą, co robią.

Dzięki za "Sensacie XX wieku" - informacje dotyczące promów w kontekście "gwiezdnych wojen". Gdybyś miał czas i ochotę coś więcej napisać, to czekam z niecierpliwością. Jak tam z tymi wojskowymi zamówieniami było. Dlaczego promy stały się cięższe...

[pomruk]

Aby być ścisłym - nie same promy mogły być blefem (w start co 2 tygodnie wierzono!) ile ich zastosowanie w budowie niektórych "orbitalnych" pomysłów - w szczególności orbitalnej broni promienistej. Wielu uważa, że - niezależnie od tego, czy Reagan wierzył w ten fragment gwiezdnych wojen - został on wykorzystany do wciągnięcia ZSRR w niezwykle kosztowny lecz ostatecznie nierealistyczny wyścig zbrojeń celem doprowadzenia go do ekonomicznej klęski.
Co do wymogów, które wojsko wymusiło na konstrukcji wahadłowca. Po pierwsze, zażądano, by mógł on startować z bazy Vandenberg na orbity polarne. Polarne, czyli o nachyleniu 90 a nawet 98 stopni w stosunku do płaszczyzny równika, podczas gdy do zastosowań "cywilnych" starczałyby nachylenia 30-60 stopni (orbity polarne stosowane są w przypadku wielu satelitów szpiegowskich). Rakieta startująca na orbitę polarną nie wykorzystuje przy starcie prędkości obrotowej Ziemi, a nawet (przy nachyleniu 98 stopni) musi startować do pewnego stopnia "pod prąd", co wymaga znacznie większej ilości paliwa. Po drugie, zażądano znacznego zwiększenia ładowni oraz udźwigu promu. W pierwszych planach projektanci uwzględniali ładunek dziewięć - kilkanaście ton, wojsko wymusiło zwiększenie do 24 ton (orbita o nachyleniu 50 stopni, dla polarnej 13 ton). Pojemność ładowni też uległa zwiększeniu, by pomieścić olbrzymie - i jak sądzono - rosnące gabarytowo - satelity szpiegowskie. Oba żądania powiększyły, skomplikowały i podrożyły konstrukcję. Można sobie wyobrazić jak czuli się konstruktorzy i decydenci, gdy wojsko oświadczyło, ze jednak będzie używać rakiet jednorazowego użytku (wtedy to były rakiety Titan i Atlas).

[nikodem123]

Czy coś z tego programu "Gwiezdnych wojen" zostało zrealizowane?

Ja pamiętam z dzieciństwa, że to miało być coś totalnego dosłownie i w przenośni.
Jakieś satelity z laserami do zestrzeliwania rakiet międzykontynentalnych.

Chyba GPS?
Ciekawe dlaczego technologia GPS została odwojskowiona?
Czy powstało coś bardziej zaawansowanego technologicznie?
Jak dla mnie to jest jakoś bez EKONOMICZNEGO sensu. Krążą satelity - więc ktoś musiał za to zapłacić. Tymczasem ja z ich usług mogę korzystać za darmo.
Przyznasz, przyznacie, że to jakiś paradoks.

[pomruk]

nikodem123 napisał:

> Czy coś z tego programu "Gwiezdnych wojen" zostało zrealizowane?

Z tych najbardziej podniecających orbitalnych pomysłów nie :) Na przykład proponowano umieszczenie w przestrzeni laserów na promienie X, pompowanych wybuchem jądrowym (!). Co więcej, jeden wybuch miał uruchomić szereg wiązek, wycelowanych w rozmaite głowice. Zrobiono taki próbny wybuch jądrowy pod ziemią, ponoć nie powiódł się jeśli chodzi o akcję laserową.
Innym pomysłem rodem z SF był akcelerator cząstek nienaładowanych - przetestowano na małą skalę wytworzenie w przestrzeni wokółziemskiej wiązki atomów wodoru, która przyspieszona, miała służyć jako broń (!). Dlaczego cząstek nienaładowanych? Aby wiązka biegła prosto w polu magnetycznym Ziemi. Na małej próbie się skończyło.
Mówiono też o "inteligentnych kamykach" - małych, niezależnie sterowanych satelitach które miały się zderzać z rakietami czy satelitami. Na podobnej zasadzie - broni kinetycznej* - działała amerykańska głowica ASAT wystrzeliwana z myśliwców, wyszła już z uzbrojenia. Nawiasem mówiąc, eksperymenty z tą bronią ("satelity-mordercy") dokonywali na szeroką skalę Rosjanie.
Natomiast rozwinięte zostały z powodzeniem:
- lasery na podczerwień, naziemne i umieszczane na samolotach
- oczywiście dalszemu udoskonaleniu uległy głowice kinetyczne, wystrzeliwane z Ziemi - na nich opierają się obecne systemy antyrakietowe
- rozwijane są działa elektromagnetyczne - wystrzeliwujące pociski (także kinetyczne, bez materiału wybuchowego) siłami elektromagnetycznymi
- podobno badania nad laserami X choć niedane militarnie (nie mamy pewności co do tego, prawda?) przyczyniły się do powstania wielu technologii "cywilnych".

> Chyba GPS?
> Ciekawe dlaczego technologia GPS została odwojskowiona?
> Czy powstało coś bardziej zaawansowanego technologicznie?

GPS - a ściślej nawigacja satelitarna - to bardzo stara koncepcja, z końca lat 50-tych! Wtedy Amerykanie wystrzelili satelity Transit, a ok. 10 lat później Rosjanie zaczęli wystrzeliwać satelity Cykada. Początkowo były to satelity czysto wojskowe, ale korzyści dla nawigacji statków morskich i samolotów były olbrzymie i dlatego stopniowo udostępniano te systemy cywilom. Jednak początkowo cywilom ograniczono dokładność do 100 metrów - aż nadto wystarczającą do określenia pozycji statku na oceanie, niewystarczającą do kierowania pociskami manewrującymi itp. Obecny cywilny system z jego dokładnością kilku metrów istnieje (od kilkunastu lat, po ponad 40 latach wojskowego istnienia !) tylko dlatego, że zorientowano się, iż stworzenie podobnego systemu jest już możliwe przez przedsiębiorców prywatnych i rządy wielu krajów. Podobnie zresztą było z rozdzielczością zdjęć Ziemi - początkowo Amerykanie udostępniali do zastosowań cywilnych swe obrazy z rozdzielczością nie większą niż 30 metrów, póki nie wyprzedził ich francuski cywilny satelita z rozdzielczością 10 metrów - a potem już poszłooo...
------------------------------------
* Głowica kinetyczna nie ma żadnego ładunku wybuchowego - niszczy wyłącznie swą energią kinetyczną wynikającą z dużej różnicy wektorów prędkości swojej i celu.

Każde embargo do ominięcia

[nikodem123]

Super, fajnie - tyle wiadomości!

Czym ja się mogę zrewanżować, z technologii napowietrznych?

Może taką anegdotą?

maps.google wprowadził widok zdjęć satelitarnych.
Co było widać?
No, dachy budynków, w takim rzucie - pionowo w dół. I nie bardzo wyraźne przy zbliżeniu.

To chyba jest związane z tym, co napisałeś o nakazie niskiej rozdzielczości

Zumi.pl - z grupy onet.pl - zrobili, jako pierwsi w Polsce, zdjęcia samolotowe. Takie, że budynki widać pod kątem. Połączyli je ze zdjęciami satelitarnymi - z tymi pewnie o tej dozwolonej rozdzielczości. Otrzymali mapę, że można było Warszawę "zumować" - "od kosmosu, do piaskownicy"
Googlowe Mapsy musiały nadrobić stratę - i też to mają. :-)

Śmieję się, bo w tak banalny sposób (chyba) został ominięty ten zakaz dokładności zdjęć satelitarnych.

[jack79]

fantastyczne!
teraz to się wydaje oczywiste!
dzięki temu pomysłowi praktycznie eliminuje się pierwszy stopień rakiety nośnej, staje się on niepotrzebny, przecież właśnie pierwszy stopień jest największy, nawet dobrze rakiety nie umie rozpędzić a jedynie wynieść ją ponad atmosferę
przez to ze pierwszy stopień jest duży i ciężki rakieta musi być duża i ciężka a żeby unieść taką rakietę to pierwszy stopień musi być jeszcze większy i jeszcze cięższy i tak w "kółko macieju" :)
teraz od razu startujemy od "drugiego stopnia"
jak czytam co było podstawowym problemem który rozwiązano właśnie to podobno chodziło o schłodzenie powietrza wlatującego do silnika z 1000C do -150C w ciągu 0,01sekundy
nie wiem czy to bład z tak niską temperatura czy nie, bo niby po co aż do -150C?
ale jeśli faktycznie chodzi o tak duży mróz to nie wiem czy nie chodzi w rzeczywistości o skroplenie tlenu, czyli tankowanie tlenu z powietrza atmosferycznego w pierwszej fazie lotu?
to już by było niezłe S-F

[pomruk]

Prawda że ładne? :) Pomysł powstał już na początku lat 80-tych, ale wówczas nie potrafiono go realizować (m. in. brytyjski projekt HOTOL).
Tak, rzeczywiście, schładza się tam powietrze od +1000 do -150 st. C. Tak niska temperatura potrzebna jest by a) uniknąć zbyt wysokich temperatur potem w silniku b) ponoć polepsza to osiągi c) upraszcza to budowę silnika, bo takie chłodne powietrze podobne jest do równie chłodnego tlenu podawanego w drugiej fazie lotu. Nie, nie schładza się do etapu ciekłego powietrza, temperatura przed sprzężeniem wynosząca -150 st C to zbyt mało do skroplenia. Ale: skrapla się i zamarza oczywiście para wodna i to sprawiało ogromny kłopot. Firma pokonała go - ale nie zdradza jak, trzymając to w głębokiej tajemnicy i nie patentując rozwiązań.