Одноразовые vs многоразовые

Naib> Могучая такая. До сих пор компьютеры спайсов догнать не могут. Что-то их расчёты не помогают поднять давление в КС до двигателя 50-летней давности. Видать, интуиции не хватает.
А на двигле открытой схемы выше 10 МПа не прыгнешь. Сильно потери удельного импульса с выхлопом ТНА растут. Давно уже посчитано и даже в учебниках по ЖРД изложено. Так что хотиш больше - только хард, замкнутый цикл, еще больше - полнопоточный, газ-газ. Кстати, если правильно вчитаться в полные данные Merlin 1D Vacuum то удельный импульс всей ДУ они вроде пишуть 340 с.

Monya> А ты когда-нибудь комплекс по заправке/заливки топлива в РДТТ видел? А я видел. В Павлограде, для РТ-23. Вот стоимость этого сооружения тоже необходимо приплюсовать. Да и процесс нетривиальный, весьма. Это не банку эпоксидки в 200г развести, однако. Вся эта хрень при отверждении весьма так нехило греется.

ЕМНИП, у тех бустеров (шаттла) связка полиуретановая. Они обычно блокированные и без предварительного прогрева вообще не сшиваются. Так что с этой позиции реакция там более управляемая и безопасная. Хотя реагент-блокатор потом остаётся в композите как лишнее топливо. Да и прогреть эту дуру та ещё задача.
Эпоксидка, да, греется изрядно. По хорошему - её просто надо брать меньше, чтобы теплоёмкость окислителя проглотила экзотермию.

Третья ступень делалась в Бийске? Или я что-то путаю?

Naib> Третья ступень делалась в Бийске? Или я что-то путаю?
Третья, ЕМНИП, да, на Алтае. А первые две точно в Павлограде, на филиале Южмаша. Ну связка там вроде бутилкаучук вроде как склероз подсказывает. Не помню, давно это было...

Naib> ЕМНИП, у тех бустеров (шаттла) связка полиуретановая. Они обычно блокированные и без предварительного прогрева вообще не сшиваются. Так что с этой позиции реакция там более управляемая и безопасная. Хотя реагент-блокатор потом остаётся в композите как лишнее топливо. Да и прогреть эту дуру та ещё задача.
Даже если и так, то остаются проблемы, как перемешать равномерно всю эту прорву топлива и аккуратно залить, без трещин и пузырей, сформировав при этом центральный канал потребной формы (скоко там лучей у шатлового бустера в центральном канале, не помню, но дофига) и с нормальными допусками.
Пусть движок и секционирован, но секции тоже немаленькие.
В таких масштабах даже помол окислителя и засыпка его в связку - уже достаточно опасное предприятие. Взрывоопасные зоны нехилой категорийности со всеми вытекающими: взрывозащита оборудования, пожбезопасность. Один, блин, электросветильник во взрывозащитном исполнении на порядок дороже аналогичного по мощности стоит. За остальное - молчу.

zaitcev> Ну ты брат хватил. Хотя, как я заметил, почему-то это многим не очевидно, но давление по тракту наиболее высокое на выходе ТНА. А потом оно только падает, вдоль всей рубашки, через форсунки, и даже в камере, где всё горит к чёртовой матери. Более того, в критическом сечении оно ешё меньше (хотя температура выше).
Ну это совсем неправда. Температура продуктов сгорания самая высокая в конце камеры сгорания. К критике она падает (газы то расширяются за счет чего-то). И продолжает падать температура вдоль всего сопла. Критическое сечение самое теплонапряженное - так как теплоотдача потока пропорциональна расходонапряженности (произведение плотности газа на скорость) - в критике самая высокая. Поэтому и критическое сечение более теплонапряженно. Стенки будут горячее, но не поток газа.

zaitcev>> Хотя, как я заметил, почему-то это многим не очевидно, но давление по тракту наиболее высокое на выходе ТНА. А потом оно только падает, вдоль всей рубашки, через форсунки, и даже в камере, где всё горит к чёртовой матери. Более того, в критическом сечении оно ешё меньше (хотя температура выше).

Monya> Ну это совсем неправда. Температура продуктов сгорания самая высокая в конце камеры сгорания. К критике она падает (газы то расширяются за счет чего-то). И продолжает падать температура вдоль всего сопла. [...]

Действительно, ето я погорячился. Но разговор шёл про давление.

Monya> А на двигле открытой схемы выше 10 МПа не прыгнешь. Сильно потери удельного импульса с выхлопом ТНА растут.
Так вопрос в том что и не надо оно особо.
А во-вторых, и выхлоп ТНА можно отдельно дожигать, не пихая его в общее сопло.
Ну а некоторые вообще насос электромотором крутят.

Ну хватит бы уже тему заоффтопливать, а? Кстати, и твёрдотого топлива касается
Ты, блин, посмотри и подумай - КТО крутит электромотором, и почему так больше никто не делает.

Электромотор конечно фигня, хотя сама идея что и так можно весьма интересна.
А смысл в общем в том, что необязательно делать закрытую схему, чтобы избежать серьёзных потерь в ТНА. Есть и другие методы.

Идея лежит на поверхности - ты подумай, почему подавляющее большинство так не делает, а делают вот именно те, кто делает.

обнаружил неотвеченное...

Fakir> Fakir>> с более широким применением композитов и прочей дорогой экзотике. В отличие от одноразовой, можно позволить себе и значительно более дорогой конструктив, если он экономит массу.
Bredonosec>> только с учетом достаточно маргинальной выгоды от многоразовости (на данный момент), большой вопрос, не окажется ли этот конструктив вообще невыгодным?
Fakir> Если делать многоразовую - уже однозначно выгоден.
Я специально выделил главное. При том, что многоразовость уже маргинально выгодна, использование значительно более дорогих конструкций - точно не станет выгодной.

Fakir> И у Маска движки работают вовсе не единицы секунд, и минимум в два приёма.
на посадке - единицы секунд. Мы про посадку говорим.

Fakir> Боковой - это боковой, посадка не под траекторией выведения.
в случае Восточного выгоднее передвинуть баржу в океане, а не играться в боковые маневры.

Fakir> Баки могут быть пустыми, в т.ч. в полёте. Баки могут быть полными, в т.ч. на земле. Соотв. рисуй эпюры.
Напомню, что гражданские нормы прочности - 2.5ж эксплуатационной и 3.75 - разрушающей.
Полные баки на земле - это менее трети массы самолёта, нагрузка 0,3 (допустим) от массы, когда разрушающая положительная 3.75 (отрицательная минус 1)
Пустые крыльевые в полете означают, что фюзеляжные и килевой - сухие. Более того, обычно АНЗ не израсходуемым остаётся. Так что, мимо.

Fakir> Далее - самолёты имеют очень развитую механизацию крыла, что утяжеляет. И т.д. и т.п.
ПОтому что без этой механизации посадочную скорость не получить. © ваш кэп.
И если пожелаешь лепить крыло на РН - придется или площадь, или тяжелую механизацию.

Fakir> Крылатых ступеней рисовали и считали много
рисовали и звезды смерти. "Жираф большой - ему видней" - несерьезно.

Fakir> Да мелочи это, там зависимость от массы сильно сублинейная.
всего постом ранее ты настаивал на спасении именно первой ступени, как самой дорогой. Договорись промеж собой.

Fakir> Высокая скорость - на больших высотах, плотность мала. Разделение ступеней на 20+ км.
Плотность мала, но скорость звука тоже меньше. Большое дозвуковое крыло для свзв непригодно. Долго обьяснять, почему.

Fakir> Всё это в том или ином виде существует там или сям. И точечные и т.п. Ну сам блин подумай - в пакете как нагрузка от боковушек передаётся? Как ракета висит на стартовом столе? И т.п.
Fakir> Ты выдумываешь проблемы, которые несущественны.
Нагрузки вертикальные. Конструкция, не предназначенная для выдерживания горизонтальных, их не выдержит.
И это как раз существенные проблемы.

Fakir> Fakir>> Узлы жёсткости - те же самые которыми ракета крепится на мотовозе.
Bredonosec>> не выдержит.
Fakir> Кто тебе такое сказал и почему ты ему поверил?
я тебе это говорю. А если не веришь, набросай и посчитай силы.

Fakir> Не такая стоимость пуска, дороже, выгода минимальна, доля многоразовости ничтожна и т.п.
я и не говорю, что это выгодно. Я только говорю, что из всех самолетных первых ступеней эта - наиболее выгодная.

Fakir> Плавающую, пытаемся на неё посадить, начинаем быть ограниченными для запуска еще и уровнем волнения на море и всё такое, имеем головняк
уровень волнения - против всех тех геморроев в сумме, которые у нас обязательно и без вариантов будут при крылатой

Bredonosec> Я специально выделил главное. При том, что многоразовость уже маргинально выгодна, использование значительно более дорогих конструкций - точно не станет выгодной.

Такие вещи НИКОГДА не бывают точными, подобными примерами забиты учебники по проектированию самолётов и ракет. "Стоит ли брать болты из новой стали, если они в два раза легче и в десять раз дороже".

Fakir>> И у Маска движки работают вовсе не единицы секунд, и минимум в два приёма.
Bredonosec> на посадке - единицы секунд. Мы про посадку говорим.

А как бы ничего, что еще импульсы на торможение и возвращение выдаются?

Bredonosec> в случае Восточного выгоднее передвинуть баржу в океане, а не играться в боковые маневры.

Началось... Ну да. Баржа в тайгу.


Bredonosec> Напомню, что гражданские нормы прочности - 2.5ж эксплуатационной и 3.75 - разрушающей.

Какое это имеет отношение к ракетостроению? там другие нормы запасов. Совсем другие.


Fakir>> Крылатых ступеней рисовали и считали много
Bredonosec> рисовали и звезды смерти. "Жираф большой - ему видней" - несерьезно.


Минимум три профессиональных КБ (на самом деле скорее всего больше), делали эскизные проекты "до числа", но ты несомненно знаешь лучше.

Fakir>> Да мелочи это, там зависимость от массы сильно сублинейная.
Bredonosec> всего постом ранее ты настаивал на спасении именно первой ступени, как самой дорогой. Договорись промеж собой.

Что тебе непонятно?

Fakir>> Высокая скорость - на больших высотах, плотность мала. Разделение ступеней на 20+ км.
Bredonosec> Плотность мала, но скорость звука тоже меньше. Большое дозвуковое крыло для свзв непригодно.
Bredonosec> Нагрузки вертикальные. Конструкция, не предназначенная для выдерживания горизонтальных, их не выдержит.

Не ломись в открытые двери. Всё давно посчитано на кучу вариантов.

Fakir> Идея лежит на поверхности - ты подумай, почему подавляющее большинство так не делает, а делают вот именно те, кто делает.
Потому что у этого подавляющего большинства привод ТНА на разложении перекиси, да?

Ой блин... Ну ёлы ж палы. Как людЯм мЫшление простраивать, ну как?!!!

Ладно, варим манную кашу. Дети, повяжите салфетки.

В движке - высокое давление. 10-100 атм. В движке - он мощный - горит много топлива, очень много сгорает ежесекундно. Значит, туда его надо подать. Засунуть. Кубометры, десятки кубометров в секунду, преодолевая препятствующее давление - те самые десятки атмосфер. Подавать приходится насосом, мощность которого с учётом всего вышесказанного составляет порядка мегаватт. Это если движок большой, на десятки-сотню тонн тяги. И подавать так не менее минуты.

Ты себе представляешь электромотор на мегаватт? Более того - ты себе представляешь батарейки, которые смогут запитывать его хотя бы минуту?

Только хардкор, только турбина. На разложении, на сгорании, дополнительных компонент или основных же, да хоть на паре из рубашки охлаждения - технические детали, но такую механическую мощность при разумных массогабаритах может дать только турбина.

Ровно поэтому на больших ракетах никто никогда ТНА электромотором не крутил, не крутит и крутить не будет.
Это давно иногда делают на микроЖРД спутников, и в принципе нынче с литиевыми батареями можно сделать для сверхлёгких РН (конструктивно проще, для самодельщиков дешевле и доступней). И - всё.

Fakir> Это давно иногда делают на микроЖРД спутников, и в принципе нынче с литиевыми батареями можно сделать для сверхлёгких РН (конструктивно проще, для самодельщиков дешевле и доступней). И - всё.
Только не в принципе, а в практике.
Легкая РН "Электрон", уже есть успешный коммерческий запуск.
Стартовый вес - 12,5 тонн, ПН на ЛЕО - 225 кг.

Fakir>> и в принципе нынче с литиевыми батареями можно сделать для сверхлёгких РН

Полл> Только не в принципе, а в практике.
Полл> Легкая РН "Электрон", уже есть успешный коммерческий запуск.
Полл> Стартовый вес - 12,5 тонн, ПН на ЛЕО - 225 кг.

На практике Электрон вывел значительно меньше заявленного, пока.

Кстати, может быть это поможет почувствовать аргумент ув. Fakir: каждый двигатель "Электрона" питается двумя моторами мощностью около 37 kW, размером примерно с бутылку 2 л. Мощность ТНА РД-107/-108, например, примерно в 100 раз больше, а размер далеко не 8 (корень кубический) раз. В 4 от силы. По массе у меня нет данных, но там та же проблема. Ну и плюс плотность энергии в килограме перекиси против плотности в килограме батареек.

zaitcev> На практике Электрон вывел значительно меньше заявленного, пока.

А сколько?

zaitcev>> На практике Электрон вывел значительно меньше заявленного, пока.
hyivijbk> А сколько?
Ах, да, верно. Я и забыл, что ступень была донагружена неизвестной массой. Масса РБ для Лемуров тоже неизвестна, но судя по фотографиям - порядка 10 кг. Лемуры заявлены на 4 кг каждый, Горлица на 5 кг.

zaitcev> 8 (корень кубический) раз.

8³ = 512

100^(1/3) ~= 4.64

Fakir> Ты себе представляешь электромотор на мегаватт? Более того - ты себе представляешь батарейки, которые смогут запитывать его хотя бы минуту?
Fakir> Только хардкор, только турбина.
Увы тебе, Аирбас хочет поставить электродвижок на самолёт. Мощностью ДВА мегаватта. Пока в тестовых целях.

Собственно, двух таких движков и Мерлину хватит.
Что касается батареек - МДж/кг у них конечно немного... но кпд сгорания в газогенераторе тоже не блещет, иначе бы не маялись с дожиганием.
Ну а завтра придумают как заменить батарейки на топливный элемент.

Fakir>> Ты себе представляешь электромотор на мегаватт? Более того - ты себе представляешь батарейки, которые смогут запитывать его хотя бы минуту?
Fakir>> Только хардкор, только турбина.
Дем> Увы тебе, Аирбас хочет поставить электродвижок на самолёт. Мощностью ДВА мегаватта. Пока в тестовых целях.

Некоторые люди безнадёжны. Ты разницу между самолётом и ракетой понимаешь? Массогабариты того мотора - представляешь?

Fakir> Ты разницу между самолётом и ракетой понимаешь?
и то и другое летает, значит всё лёгкое.
Fakir> Массогабариты того мотора - представляешь?
Масса должна быть низкой, а габариты пофиг.

Дем>> Аирбас хочет поставить электродвижок на самолёт. Мощностью ДВА мегаватта.
Fakir> Массогабариты того мотора - представляешь?

Ты знаешь, а он значительно меньше, чем я ожидал. Кроме того, на ракете можно охлаждать жидким топливом. Примерно в 2 раза побольше (размером), чем турбина Мерлина. Хотя есть такая проблемка, что это здоровенный такой шматок обмоток и редкоземельных магнитиков, и весит, вероятно, немало.

zaitcev> Ты знаешь, а он значительно меньше, чем я ожидал.
Бесколлекторные электродвигатели по удельной мощности уже близки к газовым турбинам.