¿Es posible despegar horizontalmente usando motores a reacción y luego cambiar a vertical usando motores de cohete?

Hay un diseño mucho más cercano en las obras, a lo que estás preguntando. Se llama Skylon, y está en desarrollo por un grupo británico llamado Reaction Engines Limited.

http://www.reactionengines.co.uk …

En contraste con el sistema lanzado por aire que trajo Nghia, el Skylon tiene un motor diseñado para funcionar en los modos de respiración de aire y cohete. Este es realmente un diseño de “Etapa única a órbita”, en lugar de un diseño de varias etapas con una nave nodriza y un cohete como cuerpos separados. El Skylon es un diseño tan revolucionario porque su motor SABRE es capaz de transformarse de aire comprimido a cohete, y esto nunca antes se había hecho.

Single Stage to Orbit es muy difícil para los cohetes convencionales, debido a los requisitos de combustible / restricciones de masa. Para poner una carga útil en órbita, se necesita una gran cantidad de combustible y estructura para transportar ese combustible. A su vez, a medida que se agrega más masa, los requisitos de combustible aumentan, creando la necesidad de más combustible, y así sucesivamente. Para evitar este problema, los cohetes están diseñados para escalonar, arrojando masa, de modo que los requisitos de combustible son menores.

Skylon se diferencia de los cohetes convencionales en que, mientras está en la atmósfera, puede usar el aire atmosférico como oxidante para sus motores de cohetes (mientras que los cohetes tienen que transportar ese oxidante a bordo). Cuando Skylon abandona la atmósfera, cambia al uso de oxidante a bordo.

Este cambio se realiza simplemente cerrando las entradas de aire y abriendo una válvula de oxígeno líquido (bueno, probablemente no sea tan simple).

Una idea genial, y espero que continúe en desarrollo hasta la producción.

El sistema de lanzamiento en el intento de Virgin Galactic / Scaled Composites es similar en concepto. La mayoría de los sistemas que intentan este enfoque son como cohete + carga útil desplegada desde la nave madre, que es un tipo de avión normal después de alcanzar una cierta velocidad y altitud.

Aquí hay un video que muestra el desbloqueo de la nave espacial de la nave nodriza y el siguiente vuelo “emplumado” sin motor donde la nave espacial solo prueba sus superficies de control y aterriza solo en su velocidad de inercia.

Aquí hay un video de uno de los primeros vuelos con motor de la nave espacial

No lo han probado por completo y, como todos los programas de pruebas de vuelo, es un largo camino a la cima. Tienen que hacer pruebas de mayor altitud para el despliegue, vuelos de mayor duración, etc. antes de que puedan comenzar los servicios comerciales, pero ya están en conversaciones para desarrollar esto como un sistema de entrega para la Estación Espacial.

Sí, pero hay un beneficio limitado al hacerlo. Los motores a reacción solo serán útiles para una parte limitada del vuelo, la parte donde estás a baja velocidad en la atmósfera, y luego querrás deshacerte de ellos para que no necesites cargar su peso muerto a través del resto del vuelo Si va a agregar una primera etapa masiva para respirar aire, también podría ponerle alas y despegar horizontalmente, hacer un despegue vertical puro con motores a reacción requiere enormes motores y mucho combustible.

Sí. Esto ha sido probado por el X-15 / NB-52 y el Spaceship One y SpaceShip Two.

El aumento de aire de cohetes y aviones puede aumentar la fracción de carga útil a la órbita.

https://ia801307.us.archive.org/…

Obviamente, sí. Ese fue un concepto de ASAT en la década de 1980, y cómo el X-15 llegó a los límites del espacio exterior, aunque su trayectoria no era vertical.

El uso de un globo en lugar de motores a reacción para la primera etapa se ha hecho muchas veces.