|
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
|
ЧАСТЬ 1. ТИПА СТАТИСТИЧЕСКАЯ
Если какому-нибудь чайнику вроде меня взять и посмотреть тяговооруженность больших самолетов (реактивных) по мере их развития, то примерно вот что увидим:
Б-52
Первый полёт 15 апреля 1952 года
Максимальная взлётная масса: 229 065 кг
Двигатели: 8× ТРДД Pratt & Whitney TF33-P/103 Тяга: 7710 кгс (75,6 кН)
Из чего посредством калькулятора легко получим взлетную тяговооруженность 26,9%
(Разницу между тонно-силами и килоньютонами опускаем — для нашего подсчета она не существенна)
Мясищев 3М
Первый полёт 27 марта 1956 года
Максимальная взлётная масса, кг 203 500
Силовая установка 4 × ТРД ВД-7 Тяга 4 × 11000 (107,9)
Взлетная тяговооруженность 21,6%
Локхид C-5M Super Galaxy
Первый полёт 30 июня 1968 года
Масса максимальная взлётная — 348 300 кг
Тип двигателя — 4×ТВРД General Electric GF6-80C2 Тяга — 4×222 кН
Взлетная тяговооруженность 25,5%
Boeing 747
Первый полёт 9 февраля 1969 года
Максимальная взлётная масса 340,2 т
Силовая установка 4 × Pratt & Whitney JT9D Тяга двигателей (4х) 222,4 кН (22,6 т)
То есть взлетная тяговооруженность 26,4%
Ил-76
Первый полёт 25 марта 1971 года
Максимальная взлётная масса: 210 т
Тип двигателя 4 ТРДД Д-30КП Тяга, кгс 4 х 12000
Взлетная тяговооруженность 22,85 %
Ан-124 Руслан
Первый полёт 24 декабря 1982 года
Максимальная взлётная масса: 392 000 кг
Силовая установка: 4 × ТРДД Д-18Т Тяга: 4 × 229,85 кН (23430 кгс)
Взлетная тяговооруженность 23,9 %
Ан-225 "Мрия"
Первый полёт 21 декабря 1988 года
Максимальная взлётная, кг: 640 000
Тип двигателя: Турбореактивный двухконтурный Модель: "Д-18Т"[6] Тяга, кгс: 6 × 23 430
Взлетная тяговооруженность: 21,9%
Airbus A380
Первый полёт 27 апреля 2005 года
Максимальная взлётная масса: 560,0 т
Силовая установка 4 x 311 кН
Взлетная тяговооруженность 22,2%
Boeing 777 (Triple Seven или T7 — "Три семёрки")
Первый полёт 12 июня 1994 года Максимальная взлётная масса 351 534 кг
Двигатели (× 2) GE90-115B Тяга 2 × 510 кН
Взлетная тяговооруженность 29,01%
СПРАВКА: на самом деле двигатели тягой 50 тонн появились на 777-м только в 2000 году, а в 2003-м появилась даже разновидность тягой 57700 (ну это просто для уточнения)
Блин, чуть не забыл:
Scaled Composites Stratolaunch Model 351 Пресловутая "Птица Рух"
(Первого полета еще не было, но в январе 2019 были достигнут уровень пробежек с отрывом от земли)
Максимальная взлетная масса: 589,670 кг
Двигатель 6 х Pratt & Whitney PW4056 тягой 252,4 кН каждый
(то есть общей взлетной тягой 151, 440 (чего-то ))
Что дает нам взлетную тяговооруженность 25%
Чисто для памяти: полезная нагрузка 250 тонн, назначение — "Воздушный старт", выводимая на орбиту полезная нагрузка 5-6 тонн
ЧАСТЬ 2. ВРОДЕ КАК АНАЛИТИЧЕСКАЯ
Информация типа для размышления:
Если на "Птицу Рух" вместо шести двигателей от 747-го поставить шесть двигателей от 777-го (которые 50+) то мы получим взлетную тягу в 300 (чего-то там) и соответственно взлетный вес в 1000 тонн.
Что называется — "прямо сейчас".
То есть, понятно, что имеющаяся "Птица Рух" такой нагрузки не вынесет. Но абсолютно ничего не мешает в том же ангаре, где сделали ее по той же модельной технологии выклеить еще одну такую же нужной прочности.
Честно сказать — не знаю, станет ли этим кто-нибудь заниматься. Ибо слишком специфично.
Но главное не в этом.
ГЛАВНОЕ В ТОМ ЧТО ЭТО АБСОЛЮТНО ТЕХНИЧЕСКИ РЕАЛЬНО.
...................
Ну а теперь — дальше...
Что мы видим из вышеприведенного в части первой?
Ну, во-первых, можно сказать, что новые тяжелые самолеты появлялись примерно раз лет в 15 (Приблизительно. Но для нас тут это не очень существенно)
А вот тяга двигателей — это будет "во-вторых" — росла не так равномерно: в 1952 году — 75 килоньютонов, в 1969 — 230 и в 1986 — тоже 230. И только в конце 90-х дошла до 500... (Точнее говоря — практически в 2000-м — на одной из модификаций Боинга-777)
То есть с 1952 (Б-52) по 1969 (Боинг-747) тяга выросла почти в трое — с 75 до 223 (Ну чуть меньше чем втрое) За 17 лет
А с 1969 по 2000 (С Боинга 747 по Боинг-777-200) тяга поднялась чуть больше чем вдвое. И на это ушло чуть не вдвое больше времени — 31 год против 17-ти (Ну 15 где-то — если учитывать что двигатели такой тяги появились еще на Гэлакси. Не принципиально)
Сколько времени уйдет на следующее увеличение мощности? И до какого значения? Столько же (То есть тридцать)? Или вдвое больше? (То есть шестьдесят? (Про втрое у меня как-то самому не верится)) Пожалуй что вдвое слишком много... Или нет? В полтора? (Сорок пять?..) Ну, пожалуй что точно не скажешь, но где-то вот примерно так... 40-60-е. Середина века.
В третьих... Двигатели Боинга— 777-300ER в 2003 году развивали тягу 57700 килограмм. С тех пор что-то особо ничего не слышно. Но и 57700 тоже не фунт изюму — четыре таких двигателя это 230 тонн стартовой тяги. То есть 690 тонн взлетного веса (Или 1150, ага)
Так что серийный тяжелый транспортный самолет в таком диапазоне взлетного веса в 20-е годы, мягко выражаясь, вполне реален. (Специально оговорю: речь идет именно о серийном — типа тех же Боингов или Ан-124 — летательном аппарате. Не о Мрии и не о "Птице Рух" — это штучные изделия, о них речь отдельно) А в тридцатые годы — так просто "неизбежен". Ориентируясь, например, на разработку у нас в России двигателя тягой в 35 тонн (в серию обещают во второй половине 20-х) можно прогнозировать самолет взлетным весом 700 тонн (при четырех двигателях. При шести, понятное дело, может быть больше — если кому захочется — 1050)
Но интересно-то не это.
ЧАСТЬ 3. ДОПУЩЕНЧЕСКАЯ
А интересно то, что к этому времени — помним, мы же назначили 45-60 лет для следующего шага в двигателестроении — то есть в 40-е следует ожидать двигателя тягой под 100 тонн (ну или чего там еще) Может быть не ровно сто, может быть 90. Или больше ста... Я усреднено. И может быть совсем не в 40-е, а раньше — от 57700 до тех же 90 000 — сильно далеко ли? (Тем более двигателисты грозят вон детонационным движком... Ну это так — оговорка "на всякий случай")
Но в любом случае — среднестатистически середина века.
А 100 тонн — это как минимум 1200 тонн взлетного веса. А максимум... Ну с четырьмя — 2000. С шестью — от 1800 до 3000 (как показывает опыт "Птицы Рух" — не перевелись еще энтузиасты многомоторных конструкций...). С восемью.... Ладно, вряд ли кто за такое реально возьмется — нынче не 1952-й год. Но в принципе 2400-4000 тонн...
И вот тут начинается уже то самое "интересное"
2000 тонн взлетного веса при таких же весовой и конструкционной отдаче как у Мрии (по 40%, хотя с увеличением веса эти проценты должны возрастать, но не станем жадничать — пусть будет как у реально достигнутого (При том — специально подчеркнем тоже — двигателей тут четыре штуки, не шесть!)) мы получим вес конструкции и полезной нагрузки одинаковые — по 800 тонн. И еще 400 тонн останется на, типа, керосин. (Или еще на что-нибудь, если мы топлива не дольем. Я, честно сказать, не знаю, сколько на 400 тоннах такой самолет может пролететь. Руслан в свое время, имея емкость баков в 212 350 кг, пролетел вокруг границ Советского Союза 22 с лишним тысячи километров. А тот же Боинг-777 на сотне тонн пролетает чуть не пятнадцать тысяч. Уж наверное тот гипотетический будущий самолет сможет пролететь не меньше...)
Так вот — про интересное.
Например надежная биологическая защита на первой атомной подводной лодке "Наутилус" весила 750 тонн (740 если верить Википедии, но не станем крохоборничать) ну возьмем вообще 800 — чтобы уж полностью занять всю "полезную нагрузку".
Что получим?
А получим атомный самолет с неограниченным радиусом действия. И полезной нагрузкой в сотню-другую тонн (примерно как у Мрии). Не четыреста — поскольку сколько-то керосина все же потребуется. Но и двести ведь неплохо? (Для военных, пожалуй, так и вовсе подарок. Правда не всякая страна захочет пускать к себе такой летающий реактор — плавали, знаем... Но над своей территорией кто мешает его применять? И над нейтральными водами?)
Тут еще надо отметить вот что: этот самолет может быть вовсе не самолетом. А неким "летательным аппаратом" (Не надо про дирижабль) Причем связано это не с атомной тягой, а именно с возрастанием взлетного веса. И — опять же! — не в плане конструкторских сложностей, а в плане сложностей эксплуатации — для машин такой массы потребуется инфраструктура, которая может оказаться дороже самих самолетов. Эксплуатационный предел для аэродромов.
Поэтому что именно это будет — самолет, гидросамолет (Бе-2500 например), экраноплан ("Каспийский монстр" не зря ведь был на самом деле всего лишь "Корабль-макет". Реально-то предполагалось строить тысячетонные транспорты...) или экранолет Щукина (ЭКИП который — наиболее вероятный вариант выхода из того самого кризиса эксплуатационного предела аэродромов — ему как минимум взлетная полоса не нужна) Да хоть судно на воздушной подушке.
Главное — появится техническая возможность воткнуть на летающую технику безопасный атомный реактор.
НАПРИМЕР: трансполярный экраноплан класса "Нордмакс" весом тыщ в десять, способный принять груз где-нибудь у берегов Японии (Не в самой Японии!) и с самолетной скоростью доставить его, скажем, в Мурманск по Северному Морскому пути (А из Мурманска в экологически чистую Европу — ну порто-франко, например ) Это чистая фантазия. Просто для наглядности. Можно и гидросамолет.
В общем, главное — в середине века технически возможно станет (не "надо" не "хочется" а именно просто можно станет) поставить на самолет (чем бы он реально ни был) атомный двигатель.
И вот тут мы подходим к финалу нашего рассуждения.
ЧАСТЬ 4. ПРОЖЕКТЕРСКАЯ
Атомолет (Он же по слухам "гурколет") КБ Мясищева должен был иметь следующие расчетные характеристики:
Стартовый вес — 500 тонн
Вес выводимой нагрузки — 40 тонн
Вес конструкции — 125 тонн
Вес топлива (жидкий водород) — 220 тонн
Двигатели:
10 ВРДУ тягой по 25 тонн
1 ЯРД тягой 320 тонн
Взлетать он должен был как обычный самолет, разгоняться как самолет, использующий нагрев воздуха теплоносителем от реактора, затем переходить на прямоточные гиперзвуковые двигатели на водороде, а на высоте 50 километров и скорости 16 М включать ЯРД и выходить на орбиту высотой в 185 километров...
Понятное дело — масштабировать мы тут ничего не будем — ибо не так все просто. Но некоторые характеристики запомним. Например — скорость 16 М. У гиперзвукового "Циркона" нынче — 10 М. Не шестнадцать — но тоже неплохо. А главное — уже сейчас есть
10 Махов — это 12250 км/час, если верить онлайн-конвертатору
А 16 Махов, соответственно — 19600 кмчас. Что существенно приятней.
Поскольку первая космическая скорость 7,9 кмс — это 28440 кмчас (Если верить калькулятору)
Но и 10 Махов тоже неплохо. Поскольку в этом случае нам потребуется добрать только 16190 км час (Или 4,49 километра в секунду) что потребует у нас при конечном весе на орбите в те самые 1800 тонн (ну помним же, что двести у нас полезная нагрузка, а еще двести — запас керосина? Вот керосин и вычитаем — расходуем при взлете) и скорости истечения ЯРД равном 9000 мс (возьмем, опять же, реальное значение с нашего РД-0410) 4490 разделить на 9000 будет 0,4988, возведем число "е" в эту степень — 1,644, отнимем 1, получим 0,644, умножим на 1800 и получим 1159,2 тонны.
Т.е. — плюсуя полученный вес потребного для выхода на орбиту топлива (1159,2) к весу корабля на орбите (после израсходования топлива) получим стартовый вес 2959, 2 тонны. То есть — 3000 тонн.
Вспомним приводившиеся в предыдущей части прикидочные цифры — получается совсем немного. Нам надо будет иметь самолетные двигатели, взлётной тягой от 1000 до 600 тонн. (Да, не четыре по сто, а десять (Ну можно и шесть, как мы раньше выяснили — если не изображать из себя истребитель) Тоже вполне реально (А просто до кучи вспомним что летательные аппараты весом в три тысячи тонн на Земле уже успешно строились. Сатурн-5, Н-1, Энергия. Так что ничего запредельного вообще не имеется).
А САМОЕ ГЛАВНОЕ: это будет самолет. Со всеми самолетными характеристиками, включая эксплуатационную норму и расценки за провоз. Двести тонн хоть каждый день по цене в 5 баксов за килограмм на современные деньги. И это, как понимаете, минимум.
В случае если на гиперзвуковых движках мы разгоняемся не до 10 а до 16 махов, нам потребуется доразогнаться только на 8840 в час или 2,45 кмс (О.27 — 1,3 отнять 1=0,3 умножить на 1800=540 тонн. Плюсуем к выводимой массе — 1800+540 получаем 2340. Существенно меньше. Так что можно и полезную нагрузку увеличить. А можно и вес реактора интегрировать в вес конструкции. Тогда у нас масса и вовсе меньше двух усохнет (Примерно полтыщи тонн экономии — не хухры-мухры) — но это в данном случае (наших рассуждениях) уже лишние рассусоливания.
Резюмируем общий вывод: середина -вторая половина века — вывод в космос сотен тонн за раз САМОЛЕТАМИ и, соответственно, поднятие годового трафика по сравнению с современным как минимум на порядок. До десятка тысяч тонн в год (Ну прикинем... Если только один такой "самолетик" каждый день будет выводить на орбиту 200 тонн — сколько это будет в год? В году дней — ... А? Ну или возьмем скромней (и совершенно от балды) — два таких корабля по разу в неделю — скромно же? — ну и в год тогда 400х48=19200. Так что рост на порядок — до десяти тысяч, вполне гарантируется). По самолетной, напомним, цене.
Чего человечество с этим станет делать — лично я без понятия.
Но вот такая вот экстраполяция просматривается...
В общем — с 12-м апреля всех!
|
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
|
