Посчитал я на досуге 3-х ступенчатую РН на вытеснительной подаче (ЖК + керосин). Вот что получилось:
Масса ПН: 10 тонн.
3 ступень:
Масса пустой: 2.6 тонны
Масса заправленной: 26 тонн
Итого: 36 тонн
УИ: 327 сек.
deltaV=3368 м/с
2 ступень:
Масса пустой: 9.4 тонн
Масса заправленной: 94 тонн
Итого: 130 тонн
УИ: 325 сек
deltaV=3347 м/с
1 ступень:
Масса пустой: 34 тонны
Масса заправленной: 340 тонн
Итого: 470 тонн
УИ (средний): 280 сек
deltaV=2892 м/с
Суммарное deltaV=9607 м/с.
Процент массы ПН от массы РН=2.13% (У РН Союз-ФГ 2.28%)
Массовое совершенство и УИ я брал, исходя из данных 2-й ступени РН Falcon-1 (она тоже на вытеснительной подаче и топливной паре RP-1/ЖК):
http://www.spacelaunchreport.com/falcon.html
Почему ещё не начали строить модульные РН на вытеснительной подаче? Избавляемся от сложных ЖРД с ТНА и регенеративным охлаждением.
Делаем ЖРД с абляционным охлаждением, давление в КС около 9 атмосфер.
Сколько там на двигателях сэкономим?
Оптимистичные у Вас циферки. На 1-й ступени УИ пониже будет
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
Оптимистичные у Вас циферки. На 1-й ступени УИ пониже будет
Посчитал в программе:
Давление в КС: 9 атмосфер, на срезе сопла 1 атм.
Соотношение кислород/керосин: 2.3/1 (программа выдаёт наибольший УИ при этом значении).
Как видно из картинки ниже, реальный УИ на 15 сек. меньше теоритического:
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/123434.jpg)
График изменения теоретического УИ в зависимости от высоты:
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/123433.jpg)
Если учесть, что большую часть своей deltaV 1-я ступень тратит на большой высоте, с "хорошим" УИ, то средний теоритический УИ будет равен где-то около 265 сек, реальный = 250 сек.
Соответственно deltaV 1-й ступени будет 2582 м/с, а всей РН=9297 м/с.
При хорошей тяговооружённости, думаю этого хватит для выхода на НОО.
Дмитрий В.,а если вытеснять гелием, то можно попутно повысить У.И. за счет снижения средней молекулярной массы выхлопа. толку особо не будет, но если уж приспичило использовать вытесниловку, почему не помочь?
http://engjournal.ru/articles/697/html/files/assets/basic-html/page7.html
14% от секундного расхода топлива = + 14 у.и. можно организовать, или совсем зря? допустим, подавать из навесного бака на старте, а дальше при подъеме сбрасывать.
можно сопло им охлаждать, перед подачей в бак для создания давления. глядишь меньше гелия понадобится.
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
Посчитал я на досуге 3-х ступенчатую РН на вытеснительной подаче (ЖК + керосин). Вот что получилось:
Некоторые вопросы и замечания. Коэффициент массового совершенства Кс= сухая масса/заправленная масса ступени везде 0,1 , так не бывает - на первой меньше, на третьей больше. Чем наддуваются баки, учтена ли масса газов наддува в расчете?Не ясно какое давление наддува, учтено ли утяжеление баков с ростом давления наддува? Сопло из УУКМ - нет проблем, чем охлаждается КС? Не ясно , что будет с УИ и для высотных ступеней, скорость химических реакций зависит от давления, возможно будет неполное сгорание или придется удлинять КС. Ничего не имею против схемы с наддувом,тем более появились КМ С ВЫСОКОЙ УДЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТЬЮ, но хотелось бы иметь обоснованные цифры или реализованный, испытанный пример какой-нибудь первой ступени с конкретными цифрами .
ЦитироватьСергей Капустин пишет:
Дмитрий В. ,а если вытеснять гелием, то можно попутно повысить У.И. за счет снижения средней молекулярной массы выхлопа. толку особо не будет, но если уж приспичило использовать вытесниловку, почему не помочь?
http://engjournal.ru/articles/697/html/files/assets/basic-html/page7.html
14% от секундного расхода топлива = + 14 у.и. можно организовать, или совсем зря? допустим, подавать из навесного бака на старте, а дальше при подъеме сбрасывать.
можно сопло им охлаждать, перед подачей в бак для создания давления. глядишь меньше гелия понадобится.
Да, это действительно работает!
УИ увеличивается на 14.79 сек при неизменном соотношении (2.3/1) кислород/смесь гелий + керосин;
Если изменить соотношение до оптимального для этой смеси (2.7/1), то УИ увеличится на 19.15 сек!
Комодский Варан, конечно работает. помню видел где-то проекты двигателей, где водород нагревался химической реакцией, сам не сгорая. идеальный у.и. обещали под 450-480 вроде бы.. память подсказывает 500, но ОЧЕНЬ боюсь ошибиться.
вопрос в том, стоит ли овчинка выделки в вашем случае. тем более, гелий дорог.
ЦитироватьСергей пишет:
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
Посчитал я на досуге 3-х ступенчатую РН на вытеснительной подаче (ЖК + керосин). Вот что получилось:
Некоторые вопросы и замечания. Коэффициент массового совершенства Кс= сухая масса/заправленная масса ступени везде 0,1 , так не бывает - на первой меньше, на третьей больше. Чем наддуваются баки, учтена ли масса газов наддува в расчете?Не ясно какое давление наддува, учтено ли утяжеление баков с ростом давления наддува? Сопло из УУКМ - нет проблем, чем охлаждается КС? Не ясно , что будет с УИ и для высотных ступеней, скорость химических реакций зависит от давления, возможно будет неполное сгорание или придется удлинять КС. Ничего не имею против схемы с наддувом,тем более появились КМ С ВЫСОКОЙ УДЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТЬЮ, но хотелось бы иметь обоснованные цифры или реализованный, испытанный пример какой-нибудь первой ступени с конкретными цифрами .
Говорю же, примерные данные брал отсюда: http://www.spacelaunchreport.com/falcon.html
Если есть какие-то вопросы - это к мистеру Маску :D
ЦитироватьСергей Капустин пишет:
Комодский Варан , конечно работает. помню видел где-то проекты двигателей, где водород нагревался химической реакцией, сам не сгорая. идеальный у.и. обещали под 450-480 вроде бы.. память подсказывает 500, но ОЧЕНЬ боюсь ошибиться.
вопрос в том, стоит ли овчинка выделки в вашем случае. тем более, гелий дорог.
Боюсь, не стоит... У жидкого гелия плотность слишком низкая (130 кг/м3), примерно в 8 раз ниже, чем у пары керосин/кислород. Огромный объём баков с гелием (и, как следствие-низкое массовое совершенство) сведут на нет все плюсы увеличенного УИ. Да и инфраструктуру строить для жидкого гелия накладно будет...
Температура кипения - 4.2*K. Сложно его хранить будет...
Комодский Варан, ну как-то его хранят в вытеснительных схемах. хотя конечно, слишком много его тут надо...
а чем вы вытеснять собрались?
ЦитироватьСергей Капустин пишет:
Комодский Варан , ну как-то его хранят в вытеснительных схемах. хотя конечно, слишком много его тут надо...
а чем вы вытеснять собрались?
Как раз гелием ;)
При вытеснительной подаче на 1 кубометр топлива (примерно тонна по массе) требуется 1.6 кг гелия (для давления 9 атм.). Если бы гелий кроме наддува использовался бы ещё и как примесь к топливу (14% по массе), то его требовалось бы 140 кг! Даже в сложноподдерживаемом жидком агрегатном состоянии он бы занимал 1 кубометр места. Кроме того, у него большая теплопроводность, и маленькая теплоёмкость. Поэтому баки должны быть сосудами дьюара, что ухудшит массовое совершенство ступени в разы. Поэтому хранят его как газ, хоть и с меньшей плотностью, чем у жидкости.
Хранят его в вытесняловке в шар баллонах в газообразном виде и с давлением 100-150 атмосфер. Соответственно гелий, необходимый для вытеснения 1 кубометра топлива занимает 60-90 литров.
нет в жизни счастья!
Хотите вытесниловку - смотрите на метан, водород и автонаддув парами компонентов.
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
Оптимистичные у Вас циферки. На 1-й ступени УИ пониже будет
Посчитал в программе:
Давление в КС: 9 атмосфер, на срезе сопла 1 атм.
Соотношение кислород/керосин: 2.3/1 (программа выдаёт наибольший УИ при этом значении).
Как видно из картинки ниже, реальный УИ на 15 сек. меньше теоритического:
График изменения теоретического УИ в зависимости от высоты:
Если учесть, что большую часть своей deltaV 1-я ступень тратит на большой высоте, с "хорошим" УИ, то средний теоритический УИ будет равен где-то около 265 сек, реальный = 250 сек.
Соответственно deltaV 1-й ступени будет 2582 м/с, а всей РН=9297 м/с.
При хорошей тяговооружённости, думаю этого хватит для выхода на НОО.
Небольшое замечание: понятия "средний теоретический И", "среднетраекторный УИ" и т.п. в баллистике отсутствуют. Если Вы для оценок используете формулу Циолковского, то в неё надо подставлять исключительно пустотный УИ. Надеюсь, пояснять, почему, не требуется?
ЦитироватьСергей Капустин пишет:
Дмитрий В. ,а если вытеснять гелием, то можно попутно повысить У.И. за счет снижения средней молекулярной массы выхлопа. толку особо не будет, но если уж приспичило использовать вытесниловку, почему не помочь?
http://engjournal.ru/articles/697/html/files/assets/basic-html/page7.html
14% от секундного расхода топлива = + 14 у.и. можно организовать, или совсем зря? допустим, подавать из навесного бака на старте, а дальше при подъеме сбрасывать.
можно сопло им охлаждать, перед подачей в бак для создания давления. глядишь меньше гелия понадобится.
Толку не будет. Попадание газа наддува в КС недопустимо.
Если говорить про выведение на ГПО, привлекательно выглядит схема с двумя вытеснительными метановымм ступенями и третьей насосной водородной. Третья ступень хоть и сложнее технологически, но маленькая.
А мю ПН получается около 1,9-2%.
а как с этим?
(http://s00.yaplakal.com/pics/pics_preview/2/7/7/6502772.jpg)
ВА-2 который
(http://s00.yaplakal.com/pics/pics_original/7/8/7/6502787.jpg)
(http://s00.yaplakal.com/pics/pics_original/6/7/7/6502776.jpg)
Очень грубо прикинул(под рукой ни одного справочника) - тяговооруженность первой ступени ступени 1,3; 4 движка, тяга одного примерно 153 т, давление в КС 9 ата, диаметр критического сечения - 130 см, диаметр КС примерно от 2м. Сильно раздувается диаметр ступени, движков то 4.
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
Оптимистичные у Вас циферки. На 1-й ступени УИ пониже будет
Посчитал в программе:
Давление в КС: 9 атмосфер, на срезе сопла 1 атм.
Соотношение кислород/керосин: 2.3/1 (программа выдаёт наибольший УИ при этом значении).
Как видно из картинки ниже, реальный УИ на 15 сек. меньше теоритического:
График изменения теоретического УИ в зависимости от высоты:
Если учесть, что большую часть своей deltaV 1-я ступень тратит на большой высоте, с "хорошим" УИ, то средний теоритический УИ будет равен где-то около 265 сек, реальный = 250 сек.
Соответственно deltaV 1-й ступени будет 2582 м/с, а всей РН=9297 м/с.
При хорошей тяговооружённости, думаю этого хватит для выхода на НОО.
Небольшое замечание: понятия "средний теоретический И", "среднетраекторный УИ" и т.п. в баллистике отсутствуют. Если Вы для оценок используете формулу Циолковского, то в неё надо подставлять исключительно пустотный УИ. Надеюсь, пояснять, почему, не требуется?
Хорошо, для двигателя 1-й ступени с характеристиками, указанными выше (считаем УИ=255 сек) dV= 2634 м/с, тогда у всей ракеты = 9349 м/с.
ЦитироватьShestoper пишет:
Если говорить про выведение на ГПО, привлекательно выглядит схема с двумя вытеснительными метановымм ступенями и третьей насосной водородной. Третья ступень хоть и сложнее технологически, но маленькая.
А мю ПН получается около 1,9-2%.
У меня тоже такая идея была. При выведении на НОО 3-мя ступенями мы ничего не теряем по сравнению с "классическими" ракетами. А вот если дальше лететь на ГПО на вытесниловке, то тут проигрыш довольно большой получается.
ЦитироватьLeonar пишет:
а как с этим?
ВА-2 который
У движка этой ракеты тяга была 367 тонн. Он самый мощный ЖРД на вытесниловке.
Трёхступенчатая ракета, на которой он стоял была огромна: 72 метра в длину, 6.2 метра в диаметре. Масса - 970 тонн, ПН на НОО-17 тонн, мю ПН = 1.75%.
Но вот слетать ей ни разу не дали :cry:
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/114676.jpg)
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
Небольшое замечание: понятия "средний теоретический И", "среднетраекторный УИ" и т.п. в баллистике отсутствуют. Если Вы для оценок используете формулу Циолковского, то в неё надо подставлять исключительно пустотный УИ. Надеюсь, пояснять, почему, не требуется?
Можно пояснить, 1) почему этих понятий нет и 2) почему надо подставлять исключительно пустотный УИ?
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
ЦитироватьLeonar пишет:
а как с этим?
ВА-2 который
У движка этой ракеты тяга была 367 тонн. Он самый мощный ЖРД на вытесниловке.
Трёхступенчатая ракета, на которой он стоял была огромна: 72 метра в длину, 6.2 метра в диаметре. Масса - 970 тонн, ПН на НОО-17 тонн, мю ПН = 1.75%.
Но вот слетать ей ни разу не дали :cry:
Да, жаль. Интересная была ракета. :(
http://www.astronautix.com/lvs/bealba2.htm
Про неё и в НК писали:
http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/nk/1999/2/1999-2c.html
Цитироватьavmich пишет:
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
Небольшое замечание: понятия "средний теоретический И", "среднетраекторный УИ" и т.п. в баллистике отсутствуют. Если Вы для оценок используете формулу Циолковского, то в неё надо подставлять исключительно пустотный УИ. Надеюсь, пояснять, почему, не требуется?
Можно пояснить, 1) почему этих понятий нет и 2) почему надо подставлять исключительно пустотный УИ?
Это традиция. Традиционно принятая методика расчета. Вы можете конечно выдумать свою собственную(возможно даже более точную), дать свои персональные названия переменным и коифициентам, и объявить эту методику под своей фамилией. Но это считается мовитоном, неприличным и позорным. Есть упрощенная методика расчетов. в 50-60 годах калькуляторов не было и компьютеры были довольно труднодоступны. Использовали книжки с таблицами и логарифмические линейки. Для упрощенных расчетеов применяется пустотный импульс. А снижение ХС на этапе старта из-за атмосферного давления считается как потери, обычно суммарные потери принимаются как 2000-2400 м/с. И все. Причем получается быстро и довольно точно.
Разумеется с современными ПК можно сделать программу пошагового расчета. Но как оказалось, это не очень удобно.
Дмитрий В., как думаете, будет ли работать ЖРД на паре высококонцентрированная перекись водорода/керосин без разложения перекиси перед камерой сгорания? Т.е. просто подавать её, типа ЖК. Давление в КС, допустим 100 атмосфер. Или там тогда нестабильное горение будет?
Очень привлекательна идея однокомпонентного ТНА на перекиси, используемой ещё и в качестве окислителя.
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
Дмитрий В. , как думаете, будет ли работать ЖРД на паре высококонцентрированная перекись водорода/керосин без разложения перекиси перед камерой сгорания? Т.е. просто подавать её, типа ЖК. Давление в КС, допустим 100 атмосфер. Или там тогда нестабильное горение будет?
Очень привлекательна идея однокомпонентного ТНА на перекиси, используемой ещё и в качестве окислителя.
Это надо к химикам. Думаю, работать будет (поскольку термическое разложение в камере будет иметь место), но на мой взгляд, хуже.
ЦитироватьЮрий Морозов пишет:
Цитироватьavmich пишет:
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
Небольшое замечание: понятия "средний теоретический И", "среднетраекторный УИ" и т.п. в баллистике отсутствуют. Если Вы для оценок используете формулу Циолковского, то в неё надо подставлять исключительно пустотный УИ. Надеюсь, пояснять, почему, не требуется?
Можно пояснить, 1) почему этих понятий нет и 2) почему надо подставлять исключительно пустотный УИ?
Это традиция. Традиционно принятая методика расчета. Вы можете конечно выдумать свою собственную(возможно даже более точную), дать свои персональные названия переменным и коифициентам, и объявить эту методику под своей фамилией. Но это считается мовитоном, неприличным и позорным. Есть упрощенная методика расчетов. в 50-60 годах калькуляторов не было и компьютеры были довольно труднодоступны. Использовали книжки с таблицами и логарифмические линейки. Для упрощенных расчетеов применяется пустотный импульс. А снижение ХС на этапе старта из-за атмосферного давления считается как потери, обычно суммарные потери принимаются как 2000-2400 м/с. И все. Причем получается быстро и довольно точно.
Разумеется с современными ПК можно сделать программу пошагового расчета. Но как оказалось, это не очень удобно.
Это не традиция - это научная строгость.
1)Понятий "средний теоретический УИ", "среднетраекторный УИ" нет, потому что их не используют в расчетах за ненадобностью. При баллистических расчетах используют тягу и секундный расход. При проектировочных расчетах используются значения УИ у земли и в вакууме, все промежуточные значения тяги, УИ получаются по известным зависимостям этих величин от атмосферного давления.
2) В ФЦ используется значение пустотного УИ по определению, т.к. конечная скорость (располагаемая характеристическая скорость) в ФЦ рассчитывается для прямолинейного движения ракеты в ПУСТОТЕ под действием исключительно силы тяги. При упрощенных расчетах проектных параметров ракет ФЦ может быть использована с заменой в левой части ХС расп на ХС потр. В потребной ХС учитываются все виды потерь (в т.ч. и на статическое противодавление, которое является причиной снижения УИ). И если в ФЦ при этом использовать для 1-й ступени некий "среднетраекторный УИ", то получится методическая ошибка - ведь уменьшение УИ при движении в атмосфере УЖЕ УЧТЕНО В ЛЕВОЙ ЧАСТИ уравнения.
Интересно что "чугуниевая" ракета с вытесниловкой должна хорошо переживать прохождение атмосферы и посадку на воду (если не на сушу) с парашютом.
ЦитироватьKap пишет:
Интересно что "чугуниевая" ракета с вытесниловкой должна хорошо переживать прохождение атмосферы и посадку на воду (если не на сушу) с парашютом.
А РДТТ ещё лучше переживёт :D На скорости 23 м/с прямо в воду - и ему ничего.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/102077.jpg)
А так да, первую ступень можно без проблем на парашютах на землю сажать. Возможно, даже и вторую - если не сгорит.
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
ЦитироватьЮрий Морозов пишет:
Цитироватьavmich пишет:
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
Небольшое замечание: понятия "средний теоретический И", "среднетраекторный УИ" и т.п. в баллистике отсутствуют. Если Вы для оценок используете формулу Циолковского, то в неё надо подставлять исключительно пустотный УИ. Надеюсь, пояснять, почему, не требуется?
Можно пояснить, 1) почему этих понятий нет и 2) почему надо подставлять исключительно пустотный УИ?
Это традиция. Традиционно принятая методика расчета. Вы можете конечно выдумать свою собственную(возможно даже более точную), дать свои персональные названия переменным и коифициентам, и объявить эту методику под своей фамилией. Но это считается мовитоном, неприличным и позорным. Есть упрощенная методика расчетов. в 50-60 годах калькуляторов не было и компьютеры были довольно труднодоступны. Использовали книжки с таблицами и логарифмические линейки. Для упрощенных расчетеов применяется пустотный импульс. А снижение ХС на этапе старта из-за атмосферного давления считается как потери, обычно суммарные потери принимаются как 2000-2400 м/с. И все. Причем получается быстро и довольно точно.
Разумеется с современными ПК можно сделать программу пошагового расчета. Но как оказалось, это не очень удобно.
Это не традиция - это научная строгость.
1)Понятий "средний теоретический УИ", "среднетраекторный УИ" нет, потому что их не используют в расчетах за ненадобностью. При баллистических расчетах используют тягу и секундный расход. При проектировочных расчетах используются значения УИ у земли и в вакууме, все промежуточные значения тяги, УИ получаются по известным зависимостям этих величин от атмосферного давления.
2) В ФЦ используется значение пустотного УИ по определению, т.к. конечная скорость (располагаемая характеристическая скорость) в ФЦ рассчитывается для прямолинейного движения ракеты в ПУСТОТЕ под действием исключительно силы тяги. При упрощенных расчетах проектных параметров ракет ФЦ может быть использована с заменой в левой части ХС расп на ХС потр. В потребной ХС учитываются все виды потерь (в т.ч. и на статическое противодавление, которое является причиной снижения УИ). И если в ФЦ при этом использовать для 1-й ступени некий "среднетраекторный УИ", то получится методическая ошибка - ведь уменьшение УИ при движении в атмосфере УЖЕ УЧТЕНО В ЛЕВОЙ ЧАСТИ уравнения.
Как-то неубедительно. В расчётах - особенно прикидочных - вполне может быть удобно использовать вариации УИ. Аналогично, ФЦ используется не только для конечной скорости, но и для ХС, которую можно переводить в конечную, корректируя на потери.
Похоже, на этот счёт существуют различные школы, и что выглядит странным в одной, является обычным в другой.
Цитироватьavmich пишет:
Как-то неубедительно. В расчётах - особенно прикидочных - вполне может быть удобно использовать вариации УИ. Аналогично, ФЦ используется не только для конечной скорости, но и для ХС, которую можно переводить в конечную, корректируя на потери.
Похоже, на этот счёт существуют различные школы, и что выглядит странным в одной, является обычным в другой.
Более того, ФЦ используется
только для расчета располагаемой ХС (которая тождественно равна конечной скорости РН при прямолинейном движении в пустоте только под действием силы тяги). О методической ошибке использования неких "осредненных значений УИ" при проектных расчетах я развевал яснее некуда. Кстати, любопытно, откуда взялись эти "среднетраекторные и т.п. УИ"? Ни в одном нормальном учебнике не встречал.
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
Цитироватьpkl пишет:
ЦитироватьШтуцер пишет:
Так вы, спецы другого поколения.
Родите чего нибудь. Свое.
Рожаю: одноразовая РН с вытеснительной подачей; топливо: перекись+керосин; баки алюминиевые, армированные углепластиком; вытеснение сжатым азотом.
Во! Правильно мыслите! Я тоже давно к этой паре присматриваюсь. Сейчас даже ракетку посчитаю.
Давление в КС для обоих ступеней = 9 атмосфер (как у 2 ступени флакона-1, она тоже на вытесниловке)
Массовое совершенство 2-й ступени флакона = 10.4, но плотность у нашей топливной пары (перекись+керосин) на 30% выше, чем у ЖК/керосин. Кроме того, наша пара некриогенна, что позволяет делать межбаковые перегородки, да и всю ступень без теплоизоляции. Также, наша ступень намного больше по размерам, тут правило квадрата-куба действует.
Поэтому массовое совершенство этих ступеней будет = 12, это даже с запасом.
Считаем движки 98% перекись + керосин:
2-я ступень, степень расширения = 60, УИ в вакууме = 310 сек. (О/Г = 7.2/1)
А вот с первой ступенью не всё так просто. Тяга в вакууме будет составлять 180% от тяги на уровне моря. Это особенность низкого давления в КС. Поэтому придётся сильно дросселировать ЖРД.
1-я ступень, степень расширения = 9, УИ = 137-277 сек (ур. моря-вакуум). УИ у земли хоть и маленький, но он очень быстро растёт, и на высоте 5 км уже составляем 182 сек, 10 км - 228 сек (О/Г = 6.3/1)
Кстати, большая тяговооружённость позволит компенсировать часть грав. потерь во время работы 1-й ступени.
ПН на НОО пускай будет 25 тонн, чтоб точно уделать флакон. Считаем:
2-я ступень:
Масса пустой = 18 тонн, заправленной = 216 тонн + ПН (25 тонн) = 241 тонна.
dV 2 ступени = 5239 м/с.
1-я ступень:
Масса пустой = 117 тонн, заправленной = 1404 тонны + 2-я ступень с ПН = 1645 тонн.
dV 1 ступени = 3963 м/с.
Итого dV = 9202 м/с. Мю ПН = 1.52%.
А теперь ставим на эту РН 3-ю ступень на той-же топливной паре для отправки грузов на ГПО, схема с довыведением.
3-я ступень:
Масса пустой = 4.85 тонны, заправленной = 58.2 тонны.
Трёхступенчатая РН позволит отправлять на ГПО до 10 тонн груза (Флакон может лишь 8300 кг, причём в одноразовом варианте)
Если же использовать трёхступенчатый вариант для доставки грузов на НОО, то ПН на НОО увеличится с 25 тонн до 37 тонн!!! А мю ПН = 2.16%
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum13/topic15423/message1530674/#message1530674
Цитироватьpkl пишет:
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
Цитироватьpkl пишет:
ЦитироватьШтуцер пишет:
Так вы, спецы другого поколения.
Родите чего нибудь. Свое.
Рожаю: одноразовая РН с вытеснительной подачей; топливо: перекись+керосин; баки алюминиевые, армированные углепластиком; вытеснение сжатым азотом.
Во! Правильно мыслите! Я тоже давно к этой паре присматриваюсь. Сейчас даже ракетку посчитаю.
Давление в КС для обоих ступеней = 9 атмосфер (как у 2 ступени флакона-1, она тоже на вытесниловке)
Массовое совершенство 2-й ступени флакона = 10.4, но плотность у нашей топливной пары (перекись+керосин) на 30% выше, чем у ЖК/керосин. Кроме того, наша пара некриогенна, что позволяет делать межбаковые перегородки, да и всю ступень без теплоизоляции. Также, наша ступень намного больше по размерам, тут правило квадрата-куба действует.
Поэтому массовое совершенство этих ступеней будет = 12, это даже с запасом.
Считаем движки 98% перекись + керосин:
2-я ступень, степень расширения = 60, УИ в вакууме = 310 сек. (О/Г = 7.2/1)
А вот с первой ступенью не всё так просто. Тяга в вакууме будет составлять 180% от тяги на уровне моря. Это особенность низкого давления в КС. Поэтому придётся сильно дросселировать ЖРД.
1-я ступень, степень расширения = 9, УИ = 137-277 сек (ур. моря-вакуум). УИ у земли хоть и маленький, но он очень быстро растёт, и на высоте 5 км уже составляем 182 сек, 10 км - 228 сек (О/Г = 6.3/1)
Кстати, большая тяговооружённость позволит компенсировать часть грав. потерь во время работы 1-й ступени.
ПН на НОО пускай будет 25 тонн, чтоб точно уделать флакон. Считаем:
2-я ступень:
Масса пустой = 18 тонн, заправленной = 216 тонн + ПН (25 тонн) = 241 тонна.
dV 2 ступени = 5239 м/с.
1-я ступень:
Масса пустой = 117 тонн, заправленной = 1404 тонны + 2-я ступень с ПН = 1645 тонн.
dV 1 ступени = 3963 м/с.
Итого dV = 9202 м/с. Мю ПН = 1.52%.
А теперь ставим на эту РН 3-ю ступень на той-же топливной паре для отправки грузов на ГПО, схема с довыведением.
3-я ступень:
Масса пустой = 4.85 тонны, заправленной = 58.2 тонны.
Трёхступенчатая РН позволит отправлять на ГПО до 10 тонн груза (Флакон может лишь 8300 кг, причём в одноразовом варианте)
Если же использовать трёхступенчатый вариант для доставки грузов на НОО, то ПН на НОО увеличится с 25 тонн до 37 тонн!!! А мю ПН = 2.16%
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum13/topic15423/message1530674/#message1530674
Я в композитах не очень "шарю", поэтому посоветовать ничего не могу. А поднять давление в 1-й ступени вполне возможно. Ступень непредельная, небольшое падение массового совершенства из-за более толстых баков.
Если поднять давление в КС до 15 атм., и степень расширения увеличить до 15, то УИ на уровне моря увеличится на 16 сек., а в вакууме на 12 сек.
Лин вообще в одной из своих ракет затевал какой-то пневмонасосный агрегат. Интересно, что это за зверь, и чем он лучше ТНА...
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/191514.jpg)
Идея вытеснительной подачи в том и заключается, чтобы отказаться от насоса в любом виде. За счёт этого - заметно удешевить двигатель.
Мне композиты чем нравятся? С их помощью можно поднять давление до десятков атм. при приемлемой массе баков. Хотя ракета, видимо, всё равно будет 3-ступенчатой.
Цитироватьpkl пишет:
Идея вытеснительной подачи в том и заключается, чтобы отказаться от насоса в любом виде. За счёт этого - заметно удешевить двигатель.
Мне композиты чем нравятся? С их помощью можно поднять давление до десятков атм. при приемлемой массе баков. Хотя ракета, видимо, всё равно будет 3-ступенчатой.
Да вот и хренушки. Масса баков все равно будет в разы выше, чем в "алюминиевых" ракетах с наносной подачей. Выигрыша в стоимости не предвидится.
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
Цитироватьpkl пишет:
Идея вытеснительной подачи в том и заключается, чтобы отказаться от насоса в любом виде. За счёт этого - заметно удешевить двигатель.
Мне композиты чем нравятся? С их помощью можно поднять давление до десятков атм. при приемлемой массе баков. Хотя ракета, видимо, всё равно будет 3-ступенчатой.
Да вот и хренушки. Масса баков все равно будет в разы выше, чем в "алюминиевых" ракетах с наносной подачей. Выигрыша в стоимости не предвидится.
Выигрыша в стоимости баков, или РН в целом? РН на вытесниловке будет дешевле в любом случае...
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
Выигрыша в стоимости баков, или РН в целом? РН на вытесниловке будет дешевле в любом случае...
В общем случае, нет. Вытеснительная система подачи оправдывается в частных случаях: верхняя ступень малых размеров, ДУ КА, либо совсем небольшие "нанолончеры".
Да можно повыеживаться. Но смысл когда есть готовые решения.
Третий, и на мой взгляд, наиболее эффективный вариант РН на вытесниловке.
ПН: 10 тонн
3 ступень: Вытесниловка, ЖК+РГ-1
Масса пустой: 3.6 тонны
Масса заправленной: 36 тонн
Итого: 46 тонн
УИ: 317 сек.
deltaV=3800 м/с
2 ступень: Вытесниловка, ЖК+РГ-1
Масса пустой: 16.56 тонны
Масса заправленной: 165.6 тонны
Итого: 211.6 тонны
УИ: 317 сек
deltaV=3800 м/с
1 ступень: РДТТ, Аммиачная селитра + Сорбит + Алюминий.
Масса пустой: 31.74 тонны
Масса заправленной: 269.79 тонны
Итого: 481.39 тонны
УИ: 270 сек
deltaV=1800 м/с
2-я ступень запускается в вакууме, после сбрасывания 1-й ступени.
УИ на верхних ступенях будет 317 сек, а не 327 сек. 327 сек должно было быть у РН Falcon-1e, но он так и не полетел. А у обычного Falcon'a УИ = 317 сек, давление в КС = 9.17 атм., степень расширения = около 19. В нашем случае ступени на вытесниловке - не предельные т.е. deltaV для ступени с ПН не близка к delt'eV для ступени без ПН. Поэтому смысла увеличивать степень расширения сопла, добиваясь большего УИ нет, масса двигателя будет расти быстрее. Не вижу смысла использовать перхлорат аммония в 1-й ступени т.к. он в несколько раз дороже аммиачной селитры, хоть и выигрывает 10-15 сек УИ.
В итоге должна получиться примерно такая РН:
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/195683.jpg)
ЦитироватьДмитрий В. пишет:
Цитироватьpkl пишет:
Идея вытеснительной подачи в том и заключается, чтобы отказаться от насоса в любом виде. За счёт этого - заметно удешевить двигатель.
Мне композиты чем нравятся? С их помощью можно поднять давление до десятков атм. при приемлемой массе баков. Хотя ракета, видимо, всё равно будет 3-ступенчатой.
Да вот и хренушки. Масса баков все равно будет в разы выше, чем в "алюминиевых" ракетах с наносной подачей.
А вот и нифига. Наоборот, ступени РН на вытесниловке с композитными баками и некриогенными компонентами топлива имеют бОльшее массовое совершенство, чем ступени РН с алюминиевыми баками, причём даже на вонючке.
У первой ступени РН BA-2 (ВПВ+керосин) массовое совершенство 1-й ступени = 1/16.46. У первой ступени Протона массовое совершенство равно 1/15.
Если бы на первой ступени BA-2 применили регенеративное охлаждение вместо абляционного, то массовое совершенство ступени было бы лучше, чем у Фалькона-9ФТ (1/18.45).
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
У первой ступени РН BA-2 (ВПВ+керосин) массовое совершенство 1-й ступени = 1/16.46.
Навязла в зубах уже эта BA-2. Нет ни ее ни массового соверщенства. Нет 1 ступени. Смешно пытаться сравнивать с Протоном цифирьки на бумажках.
Извините,может несколько не в тему.Водород должен растворяться в жидком метане,тем более в, как нынче принято переохлажденном.Вот вам и газ-вытеснитель.Криофизику знаю плохо,но нарушения законов физики вроде нет.Ну а по поводу удешевления ЖРД .ТРД АЛ-31Ф имеет тягу 12,5 т,То есть вполне может поднять запас топлива и керосина на несколько минут работы.Он же будет выполнять роль турбины в ТНА,он же посадитступень на землю
ЦитироватьШтуцер пишет:
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
У первой ступени РН BA-2 (ВПВ+керосин) массовое совершенство 1-й ступени = 1/16.46.
Навязла в зубах уже эта BA-2. Нет ни ее ни массового соверщенства. Нет 1 ступени. Смешно пытаться сравнивать с Протоном цифирьки на бумажках.
А что это тогда по-твоему на заднем плане стоит?
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/323952.jpg)
Двигатель, установленный для прожига:
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/323953.jpg)
Ещё один двигатель:
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/323955.jpg)
А что-же это справа по-вашему?
(http://polariton.ad-l.ink/7KrPksP2P/image.png)
Ещё одна композитная ракетная ступень на вытесниловке, на которую стоит обратить внимание - OTRAG. Пустая ступень весила 150 кг, заправленная - 1500 кг. Массовое совершенство = 1/10. Эта ступень реально летала. При увеличении размеров ступени массовое совершенство становится лучше. Поэтому у первой ступени BA-2 оно было 1/16.46.
ЦитироватьЮрий Темников пишет:
.Водород должен растворяться в жидком метане,тем более в, как нынче принято переохлажденном.Вот вам и газ-вытеснитель.Криофизику знаю плохо,но нарушения законов физики вроде нет
Нарушения законов физики вроде нет. Но и кавитационного запаса такой наддув не создает. Потому что растворенный водород так же легко будет выделяться на лопатках ТНА.
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
А что это тогда по-твоему на заднем плане стоит?
Пусть хоть на переднем плане стоит. Ракета отлетала? Нет? засуньте план в .... и молитесь на Протон.
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
Ещё одна композитная ракетная ступень на вытесниловке, на которую стоит обратить внимание - OTRAG. Пустая ступень весила 150 кг, заправленная - 1500 кг. Массовое совершенство = 1/10. Эта ступень реально летала.
Найдите ракету на 1 грамм ПН и восторгайтесь массовым совершенством на вытесниловке. Мысленно я - с Вами.
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
А что-же это справа по-вашему?
По моему - х...ня какая-то. Канализационный коллектор где то на Верхних полях. Угадал?
ЦитироватьШтуцер пишет:
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
А что это тогда по-твоему на заднем плане стоит?
молитесь на Протон.
Молись на кого хочешь, идолопоклонник.
ЦитироватьШтуцер пишет:
ЦитироватьКомодский Варан пишет:
А что-же это справа по-вашему?
По моему - х...ня какая-то. Канализационный коллектор где то на Верхних полях. Угадал?
Канализационный коллектор слева на фотографии ниже.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/230318.jpg)
Вторая ступень Фалькона-1 уделывает РБ Фрегат по массовому совершенству почти в 2 раза. Вот тебе и вытесниловка.