В многоразовом космическом корабле Шаттл два твердотопливных ускорителя обеспечивают на старте по 1500т тяги каждый, это составляет ~90% от полной тяги на старте за счет временного снижения тяги SSME.
http://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle#Technical_data
В ракетоносителе Ариан-5 два твердотопливных ускорителя обеспечивают на старте по 630т тяги каждый, это соответствует 92% от общей тяги.
http://www.esa.int/SPECIALS/Launchers_Access_to_Space/ASEDYQI4HNC_0.html
Почему не применять полностью твердотопливную первую ступень, при этом вторая - водородная сразу начнет работу в менее плотных слоях атмосферы с большим значением удельного импульса.
К тому же удельный импульс твердого топлива лишь не намного меньше, чем у пары кислород/керосин. При этом плотности твердого топлива больше и простота самого двигателя тоже имеет непоследнее значение.
Простота двигателя? :) Вы хорошо в этом разбираетесь?
Есть ещё один плюс. ;)
У твердотопливной ракеты центр масс всё время смещается вперёд. :)
ЦитироватьПростота двигателя? :) Вы хорошо в этом разбираетесь?
Я ни одного ЖРД не видел тягой 1500т, это наверное потому, что их так просто сделать, что никто досихпор не смог. :lol:
Твердое топливо все-таки проигрывает по энергетике. У него "нехорошие" продукты сгорания (в т.ч. наличие К-фазы). Но меньшая энергетика - главное.
ЦитироватьЦитироватьПростота двигателя? :) Вы хорошо в этом разбираетесь?
Я ни одного ЖРД не видел тягой 1500т, это наверное потому, что их так просто сделать, что никто досихпор не смог. :lol:
Не, ТТУ проще и он уже есть, что самое главное.
Идея ТТУ+водород вполне, вот NASA это и предлагает как вариант для пилотируемого корабля. :)
Так ТТУ и так дают 90% тяги на старте, почему не все 100%?
ЦитироватьТак ТТУ и так дают 90% тяги на старте, почему не все 100%?
Касательно Шаттла там скорее всего запуск водородника на земле сделан для повышения безопасности и надежности - сначала контролируется выход двигателей на режим, а потом запускаются ТТУ. На Ариане думаю для той же цели. Ну и интегральный УИ все же повышается в сравнении с чисто твердотопливной ступенью.
ЦитироватьЕсть ещё один плюс. :wink:
У твердотопливной ракеты центр масс всё время смещается вперёд. :)
Тут мне кажется многое зависит от профилирования заряда.
ЦитироватьТут мне кажется многое зависит от профилирования заряда.
Это верно. Но у бустеров Шаттла (и Арианы) ИМХО цилиндрический фронт горения, т.е. собственный ЦТ бустеров не смещается по мере выгорания заряда.
А вот на предложеном РН для CEV ЦТ будет-таки ощутимо смещаться вперед по мере выгорания РДТТ - за счет последовательной компоновки РН.
ЦитироватьЦитироватьЕсть ещё один плюс. :wink:
У твердотопливной ракеты центр масс всё время смещается вперёд. :)
Тут мне кажется многое зависит от профилирования заряда.
как заряд не профилируй, а ЦМ у ТТУ может смещатся только вперед ;)
ЦитироватьЭто верно. Но у бустеров Шаттла (и Арианы) ИМХО цилиндрический фронт горения, т.е. собственный ЦТ бустеров не смещается по мере выгорания заряда.
А вот на предложеном РН для CEV ЦТ будет-таки ощутимо смещаться вперед по мере выгорания РДТТ - за счет последовательной компоновки РН.
Да, точно, я не учел, что 1-я ступень - еще не вся ракета. А ЦТ бустера может даже вначале немного сместится назад, потому как первая секция у него - звезда. Но с другой стороны, горение в хвостовых секциях должно идти несколько интенсивнее, так что может он и не изменится.
Цитироватькак заряд не профилируй, а ЦМ у ТТУ может смещатся только вперед :wink:
А если в первых секциях звезды поставить, а в последних - просто цилиндрические каналы?
Опять забыли о деньгах! ТТУ (имхо) дешевле.
ЦитироватьЦТ бустера может даже вначале немного сместится назад, потому как первая секция у него - звезда. Но с другой стороны, горение в хвостовых секциях должно идти несколько интенсивнее, так что может он и не изменится.
Как я понимаю, звезда в первой секции служит для кратковременного усиления тяги в момент отрыва и первые секунды полета, а так же (возможно) и для ускореного розжига хвостовых секций. Так что ИМХО эта звездообразный профиль выгорает уже в первые десятки секунд до цилиндрического. Думается, конструкторы бустеров позаботились о том, чтобы бы бустер выгорал б/м равномерно по длине...
Шашка с цилиндрическим каналом разгарается. Т.е. плошадь канала, с увеличением его диаметра, увеличивается, сл-но увеличивается и тяга. Тяга увеличивается, масса топлива уменьшается, перегрузка растет непомерно.
Увеличивается, кстати, и давление. Чтобы оное не разорвало корпус двигателя приходится утяжелять конструкцию.
Звезду можно подобрать так, что процесс происходит с точностью до наоборот. В начальный момент площадь поверхности звезды большая, потом она уменьшается (горение с деградацией).
Т.е. два типа шашек компенсируют друг друга и тяговооруженность и давление поддерживаются в разумных пределах.
Насколько я понимаю, у японцев носителя Лямбда и Мю вообще полностью твердотопливные, от первой до последней ступени :) УИ, правда, фмговатые - не выше 302 с.
ЦитироватьКак я понимаю, звезда в первой секции служит для кратковременного усиления тяги в момент отрыва и первые секунды полета, а так же (возможно) и для ускореного розжига хвостовых секций. Так что ИМХО эта звездообразный профиль выгорает уже в первые десятки секунд до цилиндрического. Думается, конструкторы бустеров позаботились о том, чтобы бы бустер выгорал б/м равномерно по длине...
Ну вот в первые секунды ЦМ и может немного сместиться назад, а потом оставаться неизменным. А звезда может все же подольше выгорает, интересно, какой у ТТУ профиль изменения тяги: постоянный спад или имеется минимум где-нибудь в зоне максимального скоростного напора, имхо более вероятен 2-й вариант.
http://science.ksc.nasa.gov/shuttle/technology/sts-newsref/srb.html
"The propellant is an 11-point star- shaped perforation in the forward motor segment and a double- truncated- cone perforation in each of the aft segments and aft closure. This configuration provides high thrust at ignition and then reduces the thrust by approximately a third 50 seconds after lift-off to prevent overstressing the vehicle during maximum dynamic pressure".
ЦитироватьШашка с цилиндрическим каналом разгарается. Т.е. плошадь канала, с увеличением его диаметра, увеличивается, сл-но увеличивается и тяга. Тяга увеличивается, масса топлива уменьшается, перегрузка растет непомерно.
Увеличивается, кстати, и давление. Чтобы оное не разорвало корпус двигателя приходится утяжелять конструкцию.
Звезду можно подобрать так, что процесс происходит с точностью до наоборот. В начальный момент площадь поверхности звезды большая, потом она уменьшается (горение с деградацией).
Т.е. два типа шашек компенсируют друг друга и тяговооруженность и давление поддерживаются в разумных пределах.
Это-то как раз понятно. Вопрос в том, куда смещается ЦМ. Я думаю, что если звезда будет выгорать относительно быстрее, чем цилиндр, ЦМ сместится вниз, а если наоборот - то вверх. Соответственнно будет меняться и тяга, но тут конечно многое зависит от соотношения размеров звезды и цилиндра.
ЦитироватьЦитироватьЭто верно. Но у бустеров Шаттла (и Арианы) ИМХО цилиндрический фронт горения, т.е. собственный ЦТ бустеров не смещается по мере выгорания заряда.
А вот на предложеном РН для CEV ЦТ будет-таки ощутимо смещаться вперед по мере выгорания РДТТ - за счет последовательной компоновки РН.
Да, точно, я не учел, что 1-я ступень - еще не вся ракета. А ЦТ бустера может даже вначале немного сместится назад, потому как первая секция у него - звезда. Но с другой стороны, горение в хвостовых секциях должно идти несколько интенсивнее, так что может он и не изменится.
Да нет, это один канал по всей длине ТТУ, он выгорает и центр масс ТТУ смещается назад только в самом конце, потому что там двигатель, который тяжелее. Но, я не думаю, что сильно тяжелее.
А спереди другие ступени и ПН, масса которых не меняется - ТТУ облегчается, а они нет. Топливо в нём, как в ракете с ЖРД не смещается назад, потому с большой точностью можно сказать, что центр масс твердотопливной ракеты смещается вперёд.
Вопрос в другом, если у нас приляпана спереди водородная ступень большого диаметра - где будет центр давления для всей ракеты? :)
ЦитироватьДа нет, это один канал по всей длине ТТУ, он выгорает и центр масс ТТУ смещается назад только в самом конце, потому что там двигатель, который тяжелее.
Ну если "звезда" - тады дело одно. А если "зонтик" например - тады совсем иначе (имхо)
ЦитироватьДа нет, это один канал по всей длине ТТУ, он выгорает и центр масс ТТУ смещается назад только в самом конце, потому что там двигатель, который тяжелее. Но, я не думаю, что сильно тяжелее.
Что один канал это и так ясно, а иначе как бы двигатель работал. Я то говорю о том, что этот канал по длине имеет разную профилировку и если впереди сделать звезду, то она вначале будет выгорать относительно быстрее, чем цилиндрические секции, и поэтому ЦМ может сместиться назад. Про ракету в целом я уже понял свою ошибку.
ЦитироватьЦитироватьДа нет, это один канал по всей длине ТТУ, он выгорает и центр масс ТТУ смещается назад только в самом конце, потому что там двигатель, который тяжелее. Но, я не думаю, что сильно тяжелее.
Что один канал это и так ясно, а иначе как бы двигатель работал. Я то говорю о том, что этот канал по длине имеет разную профилировку и если впереди сделать звезду, то она вначале будет выгорать относительно быстрее, чем цилиндрические секции, и поэтому ЦМ может сместиться назад. Про ракету в целом я уже понял свою ошибку.
Мне кажется, что канал специально делается так, чтобы топливо выгорало максимально равномерно по длине ТТУ, хотя может и ошибаюсь.
Про шаттловские ТТУ написано, что канал - одиннацатилучевая звезда.
Канал делают таким чтобы тяга двирателя была постоянна
ЦитироватьМне кажется, что канал специально делается так, чтобы топливо выгорало максимально равномерно по длине ТТУ, хотя может и ошибаюсь.
Да нет, вы правы, но я больше теоретический случай рассматриваю, а не конкретный РДТТ, так сказать, может ли в принципе у РДТТ смещаться ЦМ вниз или нет.
ЦитироватьПро шаттловские ТТУ написано, что канал - одиннацатилучевая звезда
Это только в 1-й секции, а остальные - цилиндрические.
ЦитироватьКанал делают таким чтобы тяга двирателя была постоянна
Или чтобы менялась по нужному закону.
fagot, не может быть, чтобы был цилиндрический канал, по крайней мере мне так кажется. У вас есть ссылка на источник?
Зачем нужна звезда? - У неё, по мере выгорания топлива мало меняется площадь горения, соответственно расход топлива и тяга стабильны.
В цилиндрическом канале площадь горения должна расти, расход топлива тоже - тяга будет увеличиваться, а нам этого не надо, перегрузка растёт в любом случае, так она будет слишком возрастать.
Ага, уже сам обнаружил у Губанова - сверху звезда, снизу, у сопла - цилиндрический канал.
ЦитироватьЗачем нужна звезда? - У неё, по мере выгорания топлива мало меняется площадь горения, соответственно расход топлива и тяга стабильны.
В цилиндрическом канале площадь горения должна расти, расход топлива тоже - тяга будет увеличиваться, а нам этого не надо, перегрузка растёт в любом случае, так она будет слишком возрастать.
Нет, у звезды, особенно при соответствующей глубине прорезей между лучами, площадь будет уменьшаться по мере выгорания, что и компенсирует рост площади при выгорании цилиндра. Можно даже добиться того, что тяга сначала будет падать и только в конце, когда лучи обгорят, снова будет расти.
ЦитироватьЦитироватьЗачем нужна звезда? - У неё, по мере выгорания топлива мало меняется площадь горения, соответственно расход топлива и тяга стабильны.
В цилиндрическом канале площадь горения должна расти, расход топлива тоже - тяга будет увеличиваться, а нам этого не надо, перегрузка растёт в любом случае, так она будет слишком возрастать.
Нет, у звезды, особенно при соответствующей глубине прорезей между лучами, площадь будет уменьшаться по мере выгорания, что и компенсирует рост площади при выгорании цилиндра. Можно даже добиться того, что тяга сначала будет падать и только в конце, когда лучи обгорят, снова будет расти.
Да, у звезды площадь даже уменьшается. :)
Собственно, как я понимаю, это и сделано для того, чтобы тяга падала при прохождении зоны максимальных скоростных напоров до высоты километров 15.
ЦитироватьДа, у звезды площадь даже уменьшается. :)
Собственно, как я понимаю, это и сделано для того, чтобы тяга падала при прохождении зоны максимальных скоростных напоров до высоты километров 15.
Ага, так и есть.
Да, так вот с чего я начал, собственно.
У ракеты на жидком топливе есть неприятная особенность - центр масс в начале траектории весьма сильно смещается назад, и это совпадает с участком максимальных скоростных напоров, когда неустойчивость требует мощной системы управления.
У твердотопливной ракеты это не так, ЦМ в целом смещается вперёд, если не считать небольших "особенностей" горения топлива, про которые говорил fagot - в любом случае "полтоплива сзади" не будет.
:)
ЦитироватьДа, так вот с чего я начал, собственно.
У ракеты на жидком топливе есть неприятная особенность - центр масс в начале траектории весьма сильно смещается назад, и это совпадает с участком максимальных скоростных напоров, когда неустойчивость требует мощной системы управления.
У твердотопливной ракеты это не так, ЦМ в целом смещается вперёд, если не считать небольших "особенностей" горения топлива, про которые говорил fagot - в любом случае "полтоплива сзади" не будет.
:)
Угу, у Р-12 (8К63) для этого даже в баке окислителя было промежуточное днище, и расходовался сначала из нижнего полбака, а потом - из верхнего.
ЦитироватьЦитироватьДа, так вот с чего я начал, собственно.
У ракеты на жидком топливе есть неприятная особенность - центр масс в начале траектории весьма сильно смещается назад, и это совпадает с участком максимальных скоростных напоров, когда неустойчивость требует мощной системы управления.
У твердотопливной ракеты это не так, ЦМ в целом смещается вперёд, если не считать небольших "особенностей" горения топлива, про которые говорил fagot - в любом случае "полтоплива сзади" не будет.
:)
Угу, у Р-12 (8К63) для этого даже в баке окислителя было промежуточное днище, и расходовался сначала из нижнего полбака, а потом - из верхнего.
Да, и для последовательной схемы это, допустим, не так важно - вторая и третья ступень и ПН спереди, это более 1/3 ракеты в любом случае.
А вот для пакета - важно, там все ступени рядом.
ЦитироватьДа, и для последовательной схемы это, допустим, не так важно - вторая и третья ступень и ПН спереди, это более 1/3 ракеты в любом случае.
А вот для пакета - важно, там все ступени рядом.
И для "пакета" - тоже никаких проблем, и Р-7, и 11к25, и "Шаттл", и "Ариан-5" нормально летали и летают.
ЦитироватьЦитироватьДа, и для последовательной схемы это, допустим, не так важно - вторая и третья ступень и ПН спереди, это более 1/3 ракеты в любом случае.
А вот для пакета - важно, там все ступени рядом.
И для "пакета" - тоже никаких проблем, и Р-7, и 11к25, и "Шаттл", и "Ариан-5" нормально летали и летают.
Ага, только ХС не будет 9000 м/с. ;)