Форум Новости Космонавтики

Тематические разделы => Средства выведения и другие технические вопросы => Тема начата: silentpom от 25.07.2015 19:33:38

Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: silentpom от 25.07.2015 19:33:38
Коллеги, играя в кербал столкнулся, с вопросом, который ставил меня в тупик с момента, когда я узнал про Ариан-5. 

И так есть ракета, ЖРД бустеры на нулевой ступени, ЖРД двигатель на первой ступени (с переливом топлива от бустеров), ну и какая-то полезная нагрузка. Как и у Ариан-5 ЖРД первой ступени имеет меньшую тягу, чем вес первой ступени и ПН(процентов на 15). Из-за большой длины полезной нагрузки, продольных колебаний и прочих гадостей довольно долго летел вертикально, не наклоняя ракету. 

На 15 километре откинул бустеры и летел вверх теряя скорость, после 30 км начал наклонять ракету и успешно вышел на орбиту. Внимание вопрос: если есть участок траектории, где тяга меньше силы тяжести и ракета теряет скорость, то значит ли это что мы взяли слишком много топлива и тех же результатов можно достичь,  уменьшив запас топлива?
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Владимир Шпирько от 26.07.2015 00:36:51
Цитироватьsilentpom пишет:

И так есть ракета, ЖРД бустеры на нулевой ступени, ЖРД двигатель на первой ступени (с переливом топлива от бустеров),
Из ТТУ (твердо-топливных ускорителей)? в водород-кислородный ЖРД? перелив?
 Так не бывает - стоит ли верить после этого всему остальному. Ну если по существу - то кол-во топлива выбрано не правильно.
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Старый от 26.07.2015 00:38:29
ЦитироватьВладимир Шпирько пишет:
Цитироватьsilentpom пишет:

И так есть ракета, ЖРД бустеры на нулевой ступени
Из ТТУ (твердо-топливных ускорителей)? 
Хммм...
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Владимир Шпирько от 26.07.2015 01:01:20
Начали с Ариан-5...
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Старый от 26.07.2015 01:17:04
ЦитироватьВладимир Шпирько пишет:
Начали с Ариан-5...
Это?
Цитироватьsilentpom пишет:
 Как и у Ариан-5 ЖРД первой ступени имеет меньшую тягу, чем вес первой ступени и ПН(процентов на 15). 
Это лишь про тяговооружённость. 
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: silentpom от 26.07.2015 07:17:49
ЦитироватьВладимир Шпирько пишет:
Цитироватьsilentpom пишет:

И так есть ракета, ЖРД бустеры на нулевой ступени, ЖРД двигатель на первой ступени (с переливом топлива от бустеров),
Из ТТУ (твердо-топливных ускорителей)? в водород-кислородный ЖРД? перелив?
 Так не бывает - стоит ли верить после этого всему остальному. Ну если по существу - то кол-во топлива выбрано не правильно.
я имел ввиду только то, что тяговооруженность 1й ступени меньше 1, как и у ариана. Про ответ по существу - спасибо.
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Apollo13 от 26.07.2015 12:29:26
Я как-то игрался в спредшите со 2-й ступенью Зенита и обнаружил что как ее не меняй больше пн не получится. При одинаковом уи и массовом совершенстве изменение рзт и тяги двигателей ничего не дает. Видимо для верхних ступеней всегда есть какое-то оптимальное значение рзт и тяги и отклонение от них в любую сторону пн только уменьшает.
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Дмитрий В. от 26.07.2015 13:38:16
А зачем надо было лететь вертикально 30 км? Программный разворот начинается обычно сразу после выхода за пределы высотных сооружений СК. Обычно, это 8-12 секунда полета.
И зачем сбрасывать ЖСУ на 15 км?
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Владимир Шпирько от 27.07.2015 00:03:07
ЦитироватьСтарый пишет:

ЦитироватьВладимир Шпирько   пишет:
Начали с Ариан-5...
Это?
Цитироватьsilentpom   пишет:
  Как и у Ариан-5  ЖРД первой ступени имеет меньшую тягу, чем вес первой ступени и ПН(процентов на 15).
Это лишь про тяговооружённость.
Согласен. Читал не внимательно...
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Leonar от 27.07.2015 09:42:14
Цитироватьsilentpom пишет:
тех же результатов можно достичь,уменьшив запас топлива?
можно, но и если увеличить тягу в центре, то можно большего результата добиться
(у вас на том участке "невтуда" топливо тратилось...)
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: silentpom от 27.07.2015 08:37:18
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
А зачем надо было лететь вертикально 30 км? Программный разворот начинается обычно сразу после выхода за пределы высотных сооружений СК. Обычно, это 8-12 секунда полета.
И зачем сбрасывать ЖСУ на 15 км?
Меня зовут не Э. Маск,  потому у меня пока своей ракеты нет и приходится в кербал играться. А там у меня мунная орбитальная  станция на атомной тяге с мунным посадочным и возвратным модулем, все очень длинное, тяжелое и непрочное. Попытка наклона ракеты в атмосфере вызывает такие колебания, что сам джебадайя не выдерживает. Потому я попытался формализовать условие:
Процесс вывода на орбиту имеем участок, где величина вектора скорости уменьшается. Значит ли это что ракета имеет избыточное топливо? (не имеет отношения реальность это или кербал)

Про увеличение тяги центральной ступени - увы, есть один клевый двигатель, для среднего участка, но его чуток не хватает, переделывать все и все мне не хочется. есть еще варианты поставить на бак два двигателя и отстрелить их когда их тяга станет излишней - но такого решения в космонавтике я не помню. В любом случае, это уже вопрос не для этой схемы
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Leonar от 27.07.2015 12:08:17
Цитироватьsilentpom пишет:
есть еще варианты поставить на бак два двигателя и отстрелить их когда их тяга станет излишней
есть еще такое как дросселирование... то бишь тягу уменьшить когда надобно  :)
Ангарой зовется в реале такой девайс
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: TaGUNil от 27.07.2015 12:32:20
Цитироватьsilentpom пишет:
есть еще варианты поставить на бак два двигателя и отстрелить их когда их тяга станет излишней - но такого решения в космонавтике я не помню.
https://ru.wikipedia.org/wiki/SM-65_Atlas
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: silentpom от 27.07.2015 10:51:06
ЦитироватьLeonar пишет:
Цитироватьsilentpom пишет:
есть еще варианты поставить на бак два двигателя и отстрелить их когда их тяга станет излишней
есть еще такое как дросселирование... то бишь тягу уменьшить когда надобно  :)  
Ангарой зовется в реале такой девайс
можно конечно, эти мелкие двигатели дросселировать, но все равно мертвый вес
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: silentpom от 27.07.2015 10:55:37
ЦитироватьTaGUNil пишет:
Цитироватьsilentpom пишет:
есть еще варианты поставить на бак два двигателя и отстрелить их когда их тяга станет излишней - но такого решения в космонавтике я не помню.
https://ru.wikipedia.org/wiki/SM-65_Atlas
спасибо, не знал
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Дмитрий В. от 27.07.2015 13:10:16
Надо понимать, что есть так называемые основные проектные параметры (ОПП) РН:
- количество ступеней
- относительные конечные массы ступеней
- начальные тяговооруженности ступеней
- нагрузка на мидель
Они, как правило, оптимизируются для достижения экстремума целевой функции (нагрузку на мидель на начальной стадии проектирования можно исключить из оптимизируемых ОПП и задавать по статистике).
- весовые коэффициенты (показатели конструктивного совершенства агрегатов и систем ракетных блоков) - изначально (если нет формул для их расчета) задаются на основании статистики
- удельные импульсы ДУ ступеней - задаются, исходя из типа двигателей, достигнутого технического уровня и типа топлива.
- программа угла тангажа - оптимизируется.
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Старый от 27.07.2015 14:47:33
Если увеличивать только массу топлива и баков то масса ПН будет расти вплоть до тяговооружённости 1.00. Прекратить увеличивать массу ракеты надо тогда когда стоимость ракеты начнёт расти быстрее чем масса ПН.
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Дмитрий В. от 27.07.2015 14:20:19
ЦитироватьСтарый пишет:

Если увеличивать только массу топлива и баков то масса ПН будет расти вплоть до тяговооружённости 1.00. Прекратить увеличивать массу ракеты надо тогда когда стоимость ракеты начнёт расти быстрее чем масса ПН.
Не до 1.00, а примерно до 1.05...1.2 в зависимости много от чего.
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Старый от 27.07.2015 15:23:57
ЦитироватьДмитрий В. пишет: 
Не до 1.00, а примерно до 1.05...1.2 в зависимости много от чего.
Ну разве что чтоб ракета не подпалила сама себя пока будет выжигать первые сотые. :)
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: m-s Gelezniak от 27.07.2015 14:25:45
ЦитироватьСтарый пишет:
ЦитироватьДмитрий В.

пишет:
Не до 1.00, а примерно до 1.05...1.2 в зависимости много от чего.
Ну разве что чтоб ракета не подпалила сама себя пока будет выжигать первые сотые.
Дельту Хеви посмотри.
 :)
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Старый от 27.07.2015 15:26:48
Цитироватьm-s Gelezniak пишет: 
Дельту Хеви посмотри.
  :)
Всё нормально. Её уже покрасили негорючей краской. :)
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: m-s Gelezniak от 27.07.2015 14:28:33
ЦитироватьСтарый пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak

пишет:
Дельту Хеви посмотри.
 :)  
Всё нормально. Её уже покрасили негорючей краской. (http://novosti-kosmonavtiki.ru/bitrix/images/forum/smile/icon_smile.gif)

И Сколько тонн?
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Дмитрий В. от 27.07.2015 14:30:07
ЦитироватьСтарый пишет:

ЦитироватьДмитрий В.   пишет:
Не до 1.00, а примерно до 1.05...1.2 в зависимости много от чего.
Ну разве что чтоб ракета не подпалила сама себя пока будет выжигать первые сотые.
Нет. Потому что оптимальная тяговооруженность для максимума массы ПГ больше 1.00.
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: m-s Gelezniak от 27.07.2015 14:45:15
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
ЦитироватьСтарый

пишет:
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
Не до 1.00, а примерно до 1.05...1.2 в зависимости много от чего.
Ну разве что чтоб ракета не подпалила сама себя пока будет выжигать первые сотые.
Нет. Потому что оптимальная тяговооруженность для максимума массы ПГ больше 1.00.
Не, так не интересно.
Название: Оптимальное количество топлива
Отправлено: Дем от 30.07.2015 22:04:41
ЦитироватьСтарый пишет:
Ну разве что чтоб ракета не подпалила сама себя пока будет выжигать первые сотые.  :)
Не - потому что ракета выжигает топливо, но не бак. и его до сброса ступени тащить.
ну и рулить как? Чуть струю отклонил - и тяги не хватает чтобы удержать...