Какие достоинства кроме малого веса и высокой удельной теплоты сгорания? :roll:
Какие недостатки кроме низкой плотности и высокого геммороя? :roll:
Ну насколько я, дилетант, понимаю --- очень трудно построить ступень с таким же массовым совершенством как керосиновую. Это частично результат нмзкой плотности, частично --- очень низкой температуры кипения. Теплоизоляция нужна нетривиальная. Это смазывает достоинства высокого У.И.
ЦитироватьКакие достоинства кроме малого веса и высокой удельной теплоты сгорания? :roll: :
Малый вес это недостаток.
Единственное большое достоинство - высокий удельный импульс.
Маленькие достоинства - хороший охладитель и лёгкий газ наддува.
ЦитироватьКакие недостатки кроме низкой плотности и высокого геммороя? :roll:
Главные недостатки:
-криогенность
-взрывоопасность паров в смеси с воздухом.
ЦитироватьЦитироватьКакие достоинства кроме малого веса и высокой удельной теплоты сгорания? :roll: :
Малый вес это недостаток.
Единственное большое достоинство - высокий удельный импульс.
Маленькие достоинства - хороший охладитель и лёгкий газ наддува.
ЦитироватьКакие недостатки кроме низкой плотности и высокого геммороя? :roll:
Главные недостатки:
-криогенность
-взрывоопасность паров в смеси с воздухом.
Малая плотность->большой объем это недостаток. В чем недостаток малого веса? Малый вес+ малый объем было бы совсем хорошо. :)
Мы когда с водородной шугой работали - совсем даже неплохо получалось, и вес малый и объем уже не такой большой. Если бы научиться толком размораживать из твердой фазы - была бы вообще вундервафля. 8)
Взрывообразность - это аргумент на уровне студенческого диплома.
Цитироватьэкологический вред от гептиловых ракет - вещь скорее воображаемая нежели реальная. (С) Старый
:lol:
Водород не должен контактировать с воздухом и все. Для этого есть дренажи, продувки и пр.
При нештатных утечках почти любое топливо/окислитель опасно.
А насколько меньше объём твёрдого водорода?
Цитировать
А насколько меньше объём твёрдого водорода?
The density of solid hydrogen and its isotopes are low (0.088, 0.20 and 0.31 g/cm3 for H 2, D2 and T2, respectively).
Вобще-то набрать в Гугле density of solid hydrogen любой может! :lol: Уа-ха-ха!
ЦитироватьМалая плотность->большой объем это недостаток. В чем недостаток малого веса? Малый вес+ малый объем было бы совсем хорошо. :) .
В формулу Циолковского вес входит в явном виде.
ЦитироватьМы когда с водородной шугой работали - совсем даже неплохо получалось, и вес малый и объем уже не такой большой. Если бы научиться толком размораживать из твердой фазы - была бы вообще вундервафля. 8) .
Насколько я понимаю использование шугообразного водорода предполагается не для увеличения плотности а для предотвращения кипения.
ЦитироватьВзрывообразность - это аргумент на уровне студенческого диплома.
Водород не должен контактировать с воздухом и все. Для этого есть дренажи, продувки и пр.
При нештатных утечках почти любое топливо/окислитель опасно.
Дык как же его заставить не контактировать, если он просачивается сквозь любое уплотнение и даже сквозь металл? А с воздухом взрывается практически в любых соотношениях? И энергия инициации (или как её там) очень мала, то есть от любой искры, хоть от трения об шерсть.
Диплом конечно написать легко, но на практике реализовать весьма трудно. Реализуют, естественно, но это сильно добавляет сложности.
ЦитироватьНасколько я понимаю использование шугообразного водорода предполагается не для увеличения плотности а для предотвращения кипения.
ЦитироватьВзрывообразность - это аргумент на уровне студенческого диплома.
Водород не должен контактировать с воздухом и все. Для этого есть дренажи, продувки и пр.
При нештатных утечках почти любое топливо/окислитель опасно.
Дык как же его заставить не контактировать, если он просачивается сквозь любое уплотнение и даже сквозь металл? А с воздухом взрывается практически в любых (??? а циферку в подтверждение МиГ-31)соотношениях? И энергия инициации (или как её там) очень мала, то есть от любой искры, хоть от трения об шерсть.
Диплом конечно написать легко, но на практике реализовать весьма трудно. Реализуют, естественно, но это сильно добавляет сложности.
Как раз для увеличения плотности. Уменьшение выкипания получали как дополнительный бонус.
Так уж и любые? Какие конкретно виды уплотнений криогенных трубопроводов вы знаете? Скажу вам по секрету, что течь по уплотнениям, и уж тем более диффузия сквозь материал не было нашей основной проблемой при работе с LH2.
Взорвать то, что просочится сквозь стенки бака -это надо постараться. Диапазон взрывоопасных концентраций Н2+ воздух конечно широк, но не бесконечен.
ЦитироватьВзорвать то, что просочится сквозь стенки бака -это надо постараться. Диапазон взрывоопасных концентраций Н2+ воздух конечно широк, но не бесконечен.
Ну, не гексоген, конечно, но взорваться может вполне. Оно ведь как получается: когда стараешься - оно нивкакую, а когда не хочешь - оно бымсь! Если даже один раз из ста жахнет, то мало не покажется.
А ваши работы были связаны с Ту-155?
ЦитироватьЦитироватьВзорвать то, что просочится сквозь стенки бака -это надо постараться. Диапазон взрывоопасных концентраций Н2+ воздух конечно широк, но не бесконечен.
Ну, не гексоген, конечно, но взорваться может вполне. Оно ведь как получается: когда стараешься - оно нивкакую, а когда не хочешь - оно бымсь! Если даже один раз из ста жахнет, то мало не покажется.
А ваши работы были связаны с Ту-155?
Да. Напрямую его и делал. Только у нас это не называлось Ту-155. Называлось: Тема "ХВ"
ЦитироватьЦитировать
А насколько меньше объём твёрдого водорода?
The density of solid hydrogen and its isotopes are low (0.088, 0.20 and 0.31 g/cm3 for H 2, D2 and T2, respectively).
Вобще-то набрать в Гугле density of solid hydrogen любой может! :lol: Уа-ха-ха!
Спасибо, я по-английски фигово искать умею. Значит плотность 0.088 г/куб. см? Это не намного больше жидкой фазы.
Чем плоха водородная ракета - она "толстая" и потому для неё хуже условия пролёта первых двух десятков километров атмосферы.
ЦитироватьЦитироватьЦитировать
А насколько меньше объём твёрдого водорода?
The density of solid hydrogen and its isotopes are low (0.088, 0.20 and 0.31 g/cm3 for H 2, D2 and T2, respectively).
Вобще-то набрать в Гугле density of solid hydrogen любой может! :lol: Уа-ха-ха!
Спасибо, я по-английски фигово искать умею. Значит плотность 0.088 г/куб. см? Это не намного больше жидкой фазы.
Чем плоха водородная ракета - она "толстая" и потому для неё хуже условия пролёта первых двух десятков километров атмосферы.
А можно ее сделать тонкой и длинной?
А пролетать эти первые двадесятка километров медленно?
Извините, если вопросы ламерские, мы академиев не заканчивали. :lol:
Цитировать1. А можно ее сделать тонкой и длинной?
2. А пролетать эти первые двадесятка километров медленно?
1. Можно. Но тогда мы теряем в поперечной прочности. И, вообще, удлинение бака - параметр достаточно стабильный... почему-то...
2. Тоже можно. Но тогда растут гравитационные потери.
ЦитироватьЦитироватьКакие достоинства кроме малого веса и высокой удельной теплоты сгорания? :roll: :
Малый вес это недостаток.
Единственное большое достоинство - высокий удельный импульс.
Маленькие достоинства - хороший охладитель и лёгкий газ наддува.
Это не маленькие достоинства. Причем охладитель он хороший и жидким и газообразным. Кроме того водород -- идеальное рабочее тело для турбины. Эти 2 достоинства хорошо иллюстрирует RL-10.
ЦитироватьЦитироватьКакие недостатки кроме низкой плотности и высокого геммороя? :roll:
Главные недостатки:
-криогенность
При чем очень глубокая, если так можно сказать -- захолаживание водородных баков весьма занятный процесс.
Но есть еще как минимум несколько неприятностей больших и поменьше :
-- высокое давление насыщенных паров, сл-но склонность насосов к кавитации.
-- сжимаемость жидкого волдорода, т.е. эта жидкость на самом деле ведет себя как газ и делает проектирование ТНА и тракта еще труднее.
-- наводораживание КМ приводит к необходимости применять дорогостящие покрытия.
-- высокая приницающая способность -- уплотнения тоже весьма нетривиальны.
Цитировать-взрывоопасность паров в смеси с воздухом.
ну это недостаток на уровне достоинства водорода "экологичность" :). Собственно все горючие и пожаро- и взрывоопастны, это приостекает из самой их природы.
Цитироватьнаводораживание КМ приводит к необходимости применять дорогостящие покрытия.
Для ракетчиков это действительно актуально?
Ладно для нас расчетное время нахождения элементов топливной системы в заправленом состоянии мерялось тысячами часов и то 12Х18Н.... вполне прилично себя вела. А вам-то что? Заправил, постоял максимум часов 50, скорее много меньше, взлетел, выбросил всё. За сотню часов ничего не наводородится настолько, чтобы появились признаки охрупчивания, локальных эффектов и т.д.
Или я неправ?
Цитироватьвысокая приницающая способность -- уплотнения тоже весьма нетривиальны.
Да уж. Нам и в голову раньше не приходило, что уплотнения соединений с горизонтальным током жидкости надо делать не так, как с вертикальным. :? Наелся я с этими уплотнениями. А с учетом штатной многоразовости захолаживания-нагрева уплотнений всех соединений, так и вообще вилы. Вы, ракетчики, счастливые люди, у вас этих проблем нету.
ЦитироватьЭто не маленькие достоинства. Причем охладитель он хороший и жидким и газообразным. Кроме того водород -- идеальное рабочее тело для турбины. Эти 2 достоинства хорошо иллюстрирует RL-10.
В принципе да. Достоинства не такие уж маленькие. Маленькими они выглядят по сравнению с главным достоинством - высоким УИ. Так сказать если б не УИ, то никто не стал бы применять водород ради других его достоинств.
ЦитироватьЦитировать-взрывоопасность паров в смеси с воздухом.
ну это недостаток на уровне достоинства водорода "экологичность" :). Собственно все горючие и пожаро- и взрывоопастны, это приостекает из самой их природы.
"Все люди равны, не некоторые гораздо равнее других". :) Конечно запалить можно любое горючее, но всётаки смеси водорода ну слишком уж взрывоопасны. К тому же просачивание сквозь всё подряд может вызвать их образование где угодно.
ЦитироватьК тому же просачивание сквозь всё подряд может вызвать их образование где угодно.
Да откуда все этому набрались???
Водород - не гелий и материал баков - не папиросная бумага.
Вот ведь, кто-то сказал эту красивую фразу, и все подхватили. Сейчас еще кто-нибудь их представителей второй древнейшей профессии прочтет эту ветку и завтра увидим заголовки типа:"
Просачивающийся сквозь всё водород неминуемо взрывается! Спасения нет!!![/size] "
Много навзрывалось уже носителей по причине просачивания водорода сквозь все подряд?
ЦитироватьМного навзрывалось уже носителей по причине просачивания водорода сквозь все подряд?
Дык об этом гнусном свойстве все знают, потому и не взорвалось! Насколько я понимаю во всех случаях делается так, что контакт водородсодержащей арматуры с воздухом ИСКЛЮЧЁН. Двойные стенки, между которыми поддерживается вакуум или прокачивается гелий, заполнение всех замкнутых помещений нейтральным газом и т.д. То есть проблема решаема, но её решение требует дополнительных расходов, что и служит одним из недостатков водорода.
Изолировать водородсодержащие трубы от воздуха нужно ещё и потому, что воздух не прото сжижается, а и замерзает на этих трубах. Но это уже по графе "криогенность".
ЦитироватьЦитироватьМного навзрывалось уже носителей по причине просачивания водорода сквозь все подряд?
Дык об этом гнусном свойстве все знают, потому и не взорвалось! Насколько я понимаю во всех случаях делается так, что контакт водородсодержащей арматуры с воздухом ИСКЛЮЧЁН. Двойные стенки, между которыми поддерживается вакуум или прокачивается гелий, заполнение всех замкнутых помещений нейтральным газом и т.д. То есть проблема решаема, но её решение требует дополнительных расходов, что и служит одним из недостатков водорода.
Изолировать водородсодержащие трубы от воздуха нужно ещё и потому, что воздух не прото сжижается, а и замерзает на этих трубах. Но это уже по графе "криогенность".
ВСЕ приведенные вами меры проходят по статье криогенность, а не безопасность.
Точно такие же и даже более изощренные меры предпринимаются в системах АБСОЛЮТНО пожаробезопасного гелия.
Кстати.
Насчет прокачивания гелия сквозь межоболочечные пространства - это вы погорячились ИМХО. Бо неприятный тепловой мост получается. Вы представляете какой наростет снег на дюаре в LH2 у которого вместо жидкого вакуума в межстеночном пространстве находится гелий с температурой жидкого водорода?
Только кратковременно при захолаживании.
ЦитироватьЦитироватьМного навзрывалось уже носителей по причине просачивания водорода сквозь все подряд?
Дык об этом гнусном свойстве все знают, потому и не взорвалось! Насколько я понимаю во всех случаях делается так, что контакт водородсодержащей арматуры с воздухом ИСКЛЮЧЁН. Двойные стенки, между которыми поддерживается вакуум или прокачивается гелий, заполнение всех замкнутых помещений нейтральным газом и т.д. То есть проблема решаема, но её решение требует дополнительных расходов, что и служит одним из недостатков водорода.
Изолировать водородсодержащие трубы от воздуха нужно ещё и потому, что воздух не прото сжижается, а и замерзает на этих трубах. Но это уже по графе "криогенность".
Старый, Вы как обычно несколько сгущаете краски ;). Высокая приноцающая способность (вследствие малой молекулярной массы) прежде всего мешает при разработке ТНА. Да, при заправке той же Энергии принимались строгие меры безопастности, но если бы заправляли вонючки в том же количесвте я думаю, что зона отчуждения была бы не меньшей ;).
Хм. Объясните мне, кто знает, почему отношение УИ пустотного к атмосферному для водородников ЗНАЧИТЕЛЬНО больше, чем для других типов ЖРД? Причиной этому особенности проектирования (т.е. расчет в основном на работу в вакууме) или особенности самой топливной пары?
ЦитироватьА можно ее сделать тонкой и длинной?
А пролетать эти первые двадесятка километров медленно?
Извините, если вопросы ламерские, мы академиев не заканчивали. :lol:
Тонкой и длинной...
Допустим делаем. Кислородный бак у вас сверху будет или снизу? ;)
Что до Экономических преимуществ водорода или его недостатков - СОВЕРШЕННО БЕЗРАЗЛИЧНО будет ракета на керосине, водороде или на дровах.
Вопрос в том, сколько будет стоить содержание комплекса предприятий предоставляющих услуги доставки в космос этой ракетой.
И только.
ЦитироватьКстати.
Насчет прокачивания гелия сквозь межоболочечные пространства - это вы погорячились ИМХО. Бо неприятный тепловой мост получается. Вы представляете какой наростет снег на дюаре в LH2 у которого вместо жидкого вакуума в межстеночном пространстве находится гелий с температурой жидкого водорода?
Только кратковременно при захолаживании.
Я имел в виду трубопроводы. Хранилище естественно с газифицированным вакуумом.
А про трубопроводы я читал что специально прокачивают холодный гелий какраз чтоб не было теплового моста. Ато если вдруг заправка приостановится, водород в трубопроводе может закипеть. Чтоб такого не было между стенками трубопровода специально и прокачивают холодный гелий.
Насчёт снега както странновато, злые языки говорят, что гелий вобще не замерзает. Вобще говорят, что температура кипения гелия на 16 градусов ниже водорода, поэтому на трубе с жидким водородом он даже не сжижится (если так можно выразиться). Поэтому прокачивая холодный гелий фактически обеспечивают низкую температуру водорода и исключают его вскипание в трубе. Так я слышал.
А снаружи всё естественно пенопластом покрыто толстым слоем, ато воздух намёрзнет уже на трубе с гелием.
Энергия вроде шугой заправлялась, там тоже гелий прокачивали?
ЦитироватьЭнергия вроде шугой заправлялась, там тоже гелий прокачивали?
Да нет, обычным водородом, жидким.
ЦитироватьЦитироватьА можно ее сделать тонкой и длинной?
А пролетать эти первые двадесятка километров медленно?
Извините, если вопросы ламерские, мы академиев не заканчивали. :lol:
Тонкой и длинной...
Допустим делаем. Кислородный бак у вас сверху будет или снизу? ;)
А сейчас он справа или слева? :D
ЦитироватьЦитироватьКстати.
Насчет прокачивания гелия сквозь межоболочечные пространства - это вы погорячились ИМХО. Бо неприятный тепловой мост получается. Вы представляете какой наростет снег на дюаре в LH2 у которого вместо жидкого вакуума в межстеночном пространстве находится гелий с температурой жидкого водорода?
Только кратковременно при захолаживании.
Я имел в виду трубопроводы. Хранилище естественно с газифицированным вакуумом.
А про трубопроводы я читал что специально прокачивают холодный гелий какраз чтоб не было теплового моста. Ато если вдруг заправка приостановится, водород в трубопроводе может закипеть. Чтоб такого не было между стенками трубопровода специально и прокачивают холодный гелий.
Насчёт снега както странновато, злые языки говорят, что гелий вобще не замерзает. Вобще говорят, что температура кипения гелия на 16 градусов ниже водорода, поэтому на трубе с жидким водородом он даже не сжижится (если так можно выразиться). Поэтому прокачивая холодный гелий фактически обеспечивают низкую температуру водорода и исключают его вскипание в трубе. Так я слышал.
А снаружи всё естественно пенопластом покрыто толстым слоем, ато воздух намёрзнет уже на трубе с гелием.
Разрешите мне не вдаваться в технические подробности. 8)
Только намекну. Труба - это то же хранилище, только очень длинное и узкое. Физически никакой розницы нету.
Вовсю автомобили и заправки к ним на водороде делают, а вы тут ужастики всякие рассказываете :)
ЦитироватьРазрешите мне не вдаваться в технические подробности. 8)
Только намекну. Труба - это то же хранилище, только очень длинное и узкое. Физически никакой розницы нету.
Есть разница. В хранилище можно держать водород без давления и обеспечивать дренаж, а в трубопроводе - нет. Хотя я восвсе не настаиваю. Про двухстеночный трубопровод между стенками которого циркулирует гелий я читал в начале 80-х применительно к шаттлу. Может в других местах и не так делают, может обеспечивают циркуляцию через обратный трубопровод или ещё как...
ЦитироватьЦитироватьРазрешите мне не вдаваться в технические подробности. 8)
Только намекну. Труба - это то же хранилище, только очень длинное и узкое. Физически никакой розницы нету.
Есть разница. В хранилище можно держать водород без давления и обеспечивать дренаж, а в трубопроводе - нет. Хотя я восвсе не настаиваю. Про двухстеночный трубопровод между стенками которого циркулирует гелий я читал в начале 80-х применительно к шаттлу. Может в других местах и не так делают, может обеспечивают циркуляцию через обратный трубопровод или ещё как...
Таак. Знания матчасти не очень :) Ввиду отсутствия возможности доступа к матчасти.
Значит о том что температура наружной стенки трубопровода будет достаточно холодна для осаживания и наморажиания конденсата мы договорились? Следственно напыление ППУ-4 на наружнюю поверхность каждой гелиевопродуваемой трубы вы не отрицаете?(собственно вы это и предложили). Теперь прикиньте количество труб Dу от 6мм до ...мм в изделии и мысленно увеличьте диаметр каждой трубы милиметров на 30-50 теперь попродуйте это все закомпоновать. Чтобы представить количество тех труб, загляните в мотогандолу своего любимого самолета и умножте кол-во труб и трубок, увиденых там, скажем, на восемь. Это для наглядности. Да! еще не забудьте, что для продува КАЖДОЙ вашей трубы понадобятся ДВЕ трубки(подвод/отвод) продува гелием, которые, в свою очередь надо тоже напылять пенопластом...
Короче возить изделие будет много пенопласту ...и всё. :o Хотя на толщину пенопласта можно и наплевать... Вот с Шатлом попробывали. Кончилось плохо, не такой этот"снежок" на наружной поверхности оказался безобидный. :(
Но это я все больше про "авиационный" LH2. У ракетчиков все может быть по другому, ввиду разовости (ракетчиков :twisted: ). Вот именно для того, чтобы прояснить для себя разницу в подходах авиаторов и ракетчиков я эту ветку и открыл. Учу, типа, матчасть.
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьА можно ее сделать тонкой и длинной?
А пролетать эти первые двадесятка километров медленно?
Извините, если вопросы ламерские, мы академиев не заканчивали. :lol:
Тонкой и длинной...
Допустим делаем. Кислородный бак у вас сверху будет или снизу? ;)
А сейчас он справа или слева? :D
Да нет, просто если ракета длинная и тонкая и кислородный бак сверху, а он эдак в 6 раз тяжелее водородного, то водородный бак, который его держит, будет тяжеленным.
А если бак будет снизу, сами понимаете что получится.
ЦитироватьДа нет, просто если ракета длинная и тонкая и кислородный бак сверху, а он эдак в 6 раз тяжелее водородного, то водородный бак, который его держит, будет тяжеленным.
А если бак будет снизу, сами понимаете что получится.
А наддувом нижнего бака это не решается? Кстати, с точки зрения местной устойчивости длинный цилиндр малого радиуса, нагруженный сжатием работает лучше короткого, но толстого. Хотя там есть и общая потеря устойчивости... Это надо считать конкретно вля каждого случая. Наверняка с точки зрения строймеха есть оптимум для высоты_диаметра_давления наддува.
А что случится если бак с кислородом будет внизу? :?: :roll:
По крайненй мере водород в трубах, проходящих сквозь кислородный бак точно замерзать не будет. 8)
Мне кажется пойдёт уже речь о прочности на сжатие, если удлиннить бак раза в 2-4.
А если кислород будет внизу... Спросите у Старого. ;)
Цитировать
А если кислород будет внизу... Спросите у Старого. ;)
Опять не понял! не могли бы сами пояснить?
А Старый у нас теперь эксперт еще и по криогенике? :roll: Или там не криогенная проблема? Если это намек на то, что просачивающийся водород будет смешиваться с просачивающимся кислородом и подвзрываться в несусветных концентрациях? Так не будет, улетит себе вверх... :P
ЦитироватьТак уж и любые? Какие конкретно виды уплотнений криогенных трубопроводов вы знаете? Скажу вам по секрету, что течь по уплотнениям, и уж тем более диффузия сквозь материал не было нашей основной проблемой при работе с LH2.
Взорвать то, что просочится сквозь стенки бака -это надо постараться. Диапазон взрывоопасных концентраций Н2+ воздух конечно широк, но не бесконечен.
Уплотнения в трубопроводах - относительно легко решаемая проблема.
Намного сложнее изолировать [LOX и LH2], [LOX и GH2] или [GOX и LH2] (в зависимости от схемы) в ТНА, при давлениях в 300-600 атм. У Вас ведь в ТУ-155 намного ниже были, не так ли? И вообще агрегатов, работающих одновременно с кислородом и водородом, тоже не было (?). А если бы были, то проблема утечек и взрывоопасности была бы Вам более понятна.
Эта проблема, конечно, решаема (как Вы сказали, "Водород не должен контактировать с воздухом" - с кислородом, в случае ЖРД), но "дорого".
ЦитироватьЦитироватьнаводораживание КМ приводит к необходимости применять дорогостящие покрытия
Для ракетчиков это действительно актуально?
Учитывая требуемый напор LH2 и его сжимаемость - да, актуально. Насосы работают на оборотах более 30000 rpm (сегодня до 90000-120000 rpm доходит), с окружными скоростями крыльчаток 600-700 м/с.
ЦитироватьЦитировать
А если кислород будет внизу... Спросите у Старого. ;)
Опять не понял! не могли бы сами пояснить?
А Старый у нас теперь эксперт еще и по криогенике? :roll: Или там не криогенная проблема? Если это намек на то, что просачивающийся водород будет смешиваться с просачивающимся кислородом и подвзрываться в несусветных концентрациях? Так не будет, улетит себе вверх... :P
Всё просто - кислородный бак ставится на бак с топливом для того, чтобы максимально отодвинуть центр масс от двигателя и обеспечить управляемость наименьшим смещением двигателя или меньшим импульсом рулевых двигателей.
Кроме того, ракета с огромным и "почти пустым" водородным баком наверху будет очень неустойчива аэродинамически.
http://www.buran.ru/htm/11-3.htm
http://www.buran.ru/htm/12-3.htm
http://www.buran.ru/htm/13-3.htm
http://www.buran.ru/htm/14-3.htm
ЦитироватьУплотнения в трубопроводах - относительно легко решаемая проблема.
У нас с этим была
большая проблема.
Я думаю разница в подходах здесь вот отчего:
Ракетчики( в дальнейшем Р): минимум уплотнений и стыков ввиду стационарности (относительной) температурного режима. Единожды продули, захолодили, заправили, продреннировали, выстрелили, забыли.(в аварийном варианте: слили, повторили цикл.)
Самолетчики(С): Повторение ракетного аварийного варианта(только вместо слива - расходование топлива) каждый день в качестве штатной работы. Ну дальше я начну говорить о температурных переменных нагрузках, деформациях, сильфонах, геометрических компенсаторах и т.д. Ввиду неопределенности со всеми этими вопросами(все таки до нас, да и после, этим никто не занимался) практически ВСЕ соединения пришлось сделать разъемными(и быстроразъемными), с обеспечением герметичности, что есть геммор немеряный. О, как бы я был счастлив если бы мне разрешили мои трубы сделать целиковыми(без единого разъема), так ведь фиг, стыки делали каждые 1.5-2 метра. :evil: И как оказалось правильно, ибо заменить кусок трубы в полтора метра всеже много проще, чем всю трубу в 50-60 метров.
ЦитироватьНамного сложнее изолировать [LOX и LH2], [LOX и GH2] или [GOX и LH2] (в зависимости от схемы) в ТНА, при давлениях в 300-600 атм. У Вас ведь в ТУ-155 намного ниже были, не так ли? И вообще агрегатов, работающих одновременно с кислородом и водородом, тоже не было (?). А если бы были, то проблема утечек и взрывоопасности была бы Вам более понятна.
Чего не было, того не было. Так ведь выше по ветке пафос старого был в том, что Н2 взрывается в любой концентрации с О2, то есть, если придерживаться этой логики, нам абсолютно все равно с чем, и при каком давлении соприкоснется
"просочившийся" Н2, с кислородом воздуха или с чистым О2. Результат, по Старому, будет один и тот-же.
ЦитироватьЭта проблема, конечно, решаема (как Вы сказали, "Водород не должен контактировать с воздухом" - с кислородом, в случае ЖРД), но "дорого".
Согласен. Вот и хотелось бы разобраться стоит ли девчинка вые*ки? :lol:
ЦитироватьЦитироватьнаводораживание КМ приводит к необходимости применять дорогостящие покрытия
Для ракетчиков это действительно актуально?
ЦитироватьУчитывая требуемый напор LH2 и его сжимаемость - да, актуально. Насосы работают на оборотах более 30000 rpm (сегодня до 90000-120000 rpm доходит), с окружными скоростями крыльчаток 600-700 м/с.
Не понял. Какое время работы этих насосов и какова связь наводораживания с количеством оборотов ТНА? За несколько минут работы ТНА он успевает наводородиться и разрушиться?
Цитироватьhttp://www.buran.ru/htm/11-3.htm
http://www.buran.ru/htm/12-3.htm
http://www.buran.ru/htm/13-3.htm
http://www.buran.ru/htm/14-3.htm
Спасибо!
До боли знакомые проблемы!
Ео в конце очень правильная фраза:
ЦитироватьВ ракетной технике было достаточно много случаев, когда компоненты топлива подбирались на борту и токсичные, и взрывоопасные, и легко воспламеняющиеся, но всегда в процессе разработки и эксплуатации вырабатывались меры и системы, которые приводили эти компоненты в разряд деловых. Так будет с водородом. Водород не может быть в технике драконом - это очень перспективное горючее для всех видов транспорта.
:wink:
Будет, будет, но с ним "сложно". :)
ЦитироватьЦитироватьЦитировать
А если кислород будет внизу... Спросите у Старого. ;)
Опять не понял! не могли бы сами пояснить?
А Старый у нас теперь эксперт еще и по криогенике? :roll: Или там не криогенная проблема? Если это намек на то, что просачивающийся водород будет смешиваться с просачивающимся кислородом и подвзрываться в несусветных концентрациях? Так не будет, улетит себе вверх... :P
Всё просто - кислородный бак ставится на бак с топливом для того, чтобы максимально отодвинуть центр масс от двигателя и обеспечить управляемость наименьшим смещением двигателя или меньшим импульсом рулевых двигателей.
Кроме того, ракета с огромным и "почти пустым" водородным баком наверху будет очень неустойчива аэродинамически.
Старый у вас эксперт по всём! :P Быстренько проанализировали и догадались, почему на верхних ступенях бак с кислородом внизу (с водородом вверху), а на первых ступенях - кислород вверху а водород внизу? ;) :) :D
ЦитироватьЧего не было, того не было. Так ведь выше по ветке пафос старого был в том, что Н2 взрывается в любой концентрации с О2, то есть, если придерживаться этой логики, нам абсолютно все равно с чем, и при каком давлении соприкоснется
"просочившийся" Н2, с кислородом воздуха или с чистым О2. Результат, по Старому, будет один и тот-же.
Не. С чистым О2 жахнет гораздо сильнее! :) Что касается проблем просачивания водорода в ТНА, то насколько я понял она не самая существенная. Кислород то не просачивается, и если двигательный отсек заполнен нейтральным газом, то водороду не с чем будет образовывать взрывоопасную смесь.
Насосы водорода и кислорода в водородных ЖРД обычно пространственно разнесены, поэтому тоже прямое смешение получается редко. Разве что в кислородном ТНА, где турбина на водороде а насос кислородный. Насколько я помню при испытании SSME по этой причине был взрыв на стенде - в кислородном ТНА водород с турбины просочился сквозь уплотнение подшипнтка к кислороду.
Ну, Старый, раз так, то отчего вы проигнорировали: "Объясните мне, кто знает, почему отношение УИ пустотного к атмосферному для водородников ЗНАЧИТЕЛЬНО больше, чем для других типов ЖРД? Причиной этому особенности проектирования (т.е. расчет в основном на работу в вакууме) или особенности самой топливной пары?"
ЦитироватьНу, Старый, раз так, то отчего вы проигнорировали: "Объясните мне, кто знает, почему отношение УИ пустотного к атмосферному для водородников ЗНАЧИТЕЛЬНО больше, чем для других типов ЖРД? Причиной этому особенности проектирования (т.е. расчет в основном на работу в вакууме) или особенности самой топливной пары?"
Ну у меня же нет времени отвечать на всё, надо ж однако и работать и по дому...
Причина тут в чисто конструктивных решениях. Как правило водородная первая ступень работает длительное время, часто "почти до орбиты", то есть основное время работы приходится на большую высоту и вакуум. Поэтому целесообразно сделать сопло с большим расширением, чтобы реализовать максимальный удельный импульс бОльшую часть времени полёта. Поэтому делают высотные сопла, которые у земли из-за большого перерасширения теряют удельный импульс. Видели как у Дельты-4 струю обжимает?
В одном из НК была подборка ТТД всех водородных двигателей 1-х ступеней. Там было видно, что бывают и с большой разницей в УИ, а бывают и нет.
ЦитироватьНу у меня же нет времени отвечать на всё, надо ж однако и работать и по дому...
Ну, мне-то можно буквально на "пальцах" объяснить. :) А Вы вдаетесь в подробности... Я просто проверял свою догадку, что, в общем-то и видно из вопроса.
ЦитироватьПричина тут в чисто конструктивных решениях.
Понял. Спасибо. Я так и думал.
ЦитироватьВ одном из НК была подборка ТТД всех водородных двигателей 1-х ступеней. Там было видно, что бывают и с большой разницей в УИ, а бывают и нет.
Вот с маленьким разбросом я не видел, кстати.
ЦитироватьТеперь прикиньте количество труб Dу от 6мм до ...мм в изделии и мысленно увеличьте диаметр каждой трубы милиметров на 30-50 теперь попродуйте это все закомпоновать. Чтобы представить количество тех труб, загляните в мотогандолу своего любимого самолета и умножте кол-во труб и трубок, увиденых там, скажем, на восемь. Это для наглядности. Да! еще не забудьте, что для продува КАЖДОЙ вашей трубы понадобятся ДВЕ трубки(подвод/отвод) продува гелием, которые, в свою очередь надо тоже напылять пенопластом...
Паааагадите! При чём тут мотогондола? Я ж про наземное заправочное оборудование. Мотогондола не! В двигателе никаких двойных трубок. Слава богу виды и разрезы и ССМЕ и РД-0120 уже достаточно хорошо известнф чтобы не допускать дурных мыслей. :) Впрочем RL-10 и КВД-1 - тоже :) .
Тут заполнение двигательного отсека инертным газом или вакуумом и никаких проблем.
Кстати. На одном из МАКСов (который был с участием павильона на Красной Пресне) выставлялся РД-0120 снятый прямо со стенда. У него вся арматура была залита в пеноапласт. То бишь все эти водородные трубы, трубки и трубочки в единый блок пенопласта. Во так. ;)
ЦитироватьЦитироватьТеперь прикиньте количество труб Dу от 6мм до ...мм в изделии и мысленно увеличьте диаметр каждой трубы милиметров на 30-50 теперь попродуйте это все закомпоновать. Чтобы представить количество тех труб, загляните в мотогандолу своего любимого самолета и умножте кол-во труб и трубок, увиденых там, скажем, на восемь. Это для наглядности. Да! еще не забудьте, что для продува КАЖДОЙ вашей трубы понадобятся ДВЕ трубки(подвод/отвод) продува гелием, которые, в свою очередь надо тоже напылять пенопластом...
Паааагадите! При чём тут мотогондола? Я ж про наземное заправочное оборудование. Мотогондола не! В двигателе никаких двойных трубок. Слава богу виды и разрезы и ССМЕ и РД-0120 уже достаточно хорошо известнф чтобы не допускать дурных мыслей. :) Впрочем RL-10 и КВД-1 - тоже :) .
Тут заполнение двигательного отсека инертным газом или вакуумом и никаких проблем.
Кстати. На одном из МАКСов (который был с участием павильона на Красной Пресне) выставлялся РД-0120 снятый прямо со стенда. У него вся арматура была залита в пеноапласт. То бишь все эти водородные трубы, трубки и трубочки в единый блок пенопласта. Во так. ;)
Вот отож!!!
В этом вся разница между авиационным и ракетным подходом. Ракету, типа, можно всю пенопластом залить и азором заполнить.
А вот как вам, старому, в водородном Ан-30 перед каждым регламентом и чтобы просто под капот заглянуть - пару дней выкавыривать оттуда пенопласт? Причем пенопласт не кусками туда напиханый, а накрепко без зазоров ко всем трубам прилепленый, чтобы между ним и трубой не намораживалось...
ЦитироватьЧто касается проблем просачивания водорода в ТНА, то насколько я понял она не самая существенная. Кислород то не просачивается, и если двигательный отсек заполнен нейтральным газом, то водороду не с чем будет образовывать взрывоопасную смесь.
Насосы водорода и кислорода в водородных ЖРД обычно пространственно разнесены, поэтому тоже прямое смешение получается редко. Разве что в кислородном ТНА, где турбина на водороде а насос кислородный. Насколько я помню при испытании SSME по этой причине был взрыв на стенде - в кислородном ТНА водород с турбины просочился сквозь уплотнение подшипнтка к кислороду.
Просачивается все - и водород, и кислород, и керосин, etc. Ведь в ТНА все уплотнения []на валу[/i] - неконтактные (плавающие кольца, лабиринты, импеллеры, etc.) Поэтому абсолютно непроницаемых уплотнений нет. И приходится делать массу вещей для предотвращения смешения компонентов: по нескольку поясов дренажа, продувку межнасосных (или между насосом и турбиной) уплотнений гелием, причем все время работы двигателя.
По этой причине пространственное разнесение насосов уменьшает проблему, но не устраняет. Разве что делать ТНА для LOX - на кислом газе, а для LH2 - на восстановительном.
ЦитироватьВ этом вся разница между авиационным и ракетным подходом. Ракету, типа, можно всю пенопластом залить и азором заполнить.
А вот как вам, старому, в водородном Ан-30 перед каждым регламентом и чтобы просто под капот заглянуть - пару дней выкавыривать оттуда пенопласт? Причем пенопласт не кусками туда напиханый, а накрепко без зазоров ко всем трубам прилепленый, чтобы между ним и трубой не намораживалось...
В водородном Шаттле перед каждым "регламентом" на SSME "глядели", а иногда и ремонтировали. Он ведь тоже весь разъемный-разборной-многоразовый.
РД-0120 тоже, кстати, многоразовый (конструктивно). Заливку верхней части двигателя пенопластом применяли (IMHO) только в одноразовых задачах (других задач, правда, этому двигателю выполнять не довелось).
ЦитироватьЦитироватьНу, Старый, раз так, то отчего вы проигнорировали: "Объясните мне, кто знает, почему отношение УИ пустотного к атмосферному для водородников ЗНАЧИТЕЛЬНО больше, чем для других типов ЖРД? Причиной этому особенности проектирования (т.е. расчет в основном на работу в вакууме) или особенности самой топливной пары?"
Причина тут в чисто конструктивных решениях. Как правило водородная первая ступень работает длительное время, часто "почти до орбиты", то есть основное время работы приходится на большую высоту и вакуум.
Хм, я то на этот вопрос промолчал попросту потому что так однозначно ответить уже не могу :(. С одной стороны Старый прав -- водородники на 1-ю ступень не ставят -- смысла нет. А для высотных сопел заметны потери на перерасширение при работе на земле. Но с другой стороны Iуд. зависит и от молекулярной массы газа и от соотношения 1-Ра/Рк. Т.к. точную зависимость я не помню, то вот так вот безапелляционно утверждать, что дело только в потерях на перерасширение, я бы не стал.
Что касается наводораживания. Дело ведь не только в насосах. Главная проблема это газогенератор, турбина и газовод. Там идет горячий "сладкий" газ с очень большим содержанием водорода (в идеале -- чистый водород ;)). А нагрузки на эти узлы (а там максимальное давление горячего газа в двигателе -- где то Рк+ 10..15 МПаб а темперарура в районе 1000-800К). Соотв. даже за то небольшое время, что работает ЖРД проблема охрупчения материала мешает жить.
Да, и еще, о компоновке ТНА. Насосы кислорода и водорода в классической одновальной схеме стоят все таки близко. Не рядом -- все таки разносят их (на 11Д122 между ними рессора и узел, продуваемый инертным газом), но совсем уж их в разные концы РН не разнесешь :). BTW, американцы себе конечно кислородным ТНА добавили поставив кислородный насос к водородной турбине. Грубая ошибка проектирования ТНА ставить насос окислителя к "сладкой" турбине ;), мой одногрупник готовый чертеж ТНА к диплому переделывал из-за этого. Бумажный ;).
ЦитироватьНе понял. Какое время работы этих насосов и какова связь наводораживания с количеством оборотов ТНА? За несколько минут работы ТНА он успевает наводородиться и разрушиться?
Часто водородные насосы работают от земли до орбиты. При некоторых условиях наводораживание является необратимым, т.е. оно не изчезает. Во втором полете (при многоразовом ЖРД) ТНА будет работать с "ослабленными" деталями. В следующий раз - еще сильнее, и т.д.
Наводораживание не зависит от количества оборотов ТНА. Просто в ТНА из-за больших оборотов реализуются очень большие нагрузки на детали, в том числе и вибронагрузки. Наводораживание охрупчивает делали и постепенно "съедает" их запас прочности. Это не проблема для одноразовых ЖРД, но для многоразовых могут все выгоды многоразовости исчезнуть.
ЦитироватьЦитироватьВ этом вся разница между авиационным и ракетным подходом. Ракету, типа, можно всю пенопластом залить и азором заполнить.
А вот как вам, старому, в водородном Ан-30 перед каждым регламентом и чтобы просто под капот заглянуть - пару дней выкавыривать оттуда пенопласт? Причем пенопласт не кусками туда напиханый, а накрепко без зазоров ко всем трубам прилепленый, чтобы между ним и трубой не намораживалось...
В водородном Шаттле перед каждым "регламентом" на SSME "глядели", а иногда и ремонтировали. Он ведь тоже весь разъемный-разборной-многоразовый.
РД-0120 тоже, кстати, многоразовый (конструктивно). Заливку верхней части двигателя пенопластом применяли (IMHO) только в одноразовых задачах (других задач, правда, этому двигателю выполнять не довелось).
Дык это и есть "самолетный", в отличии от "ракетного" подход. Поэтому все сложнее и дороже.
Вот я потихоньку для себя в этой ветке и выясняю, насколько у ракетчиков "проще и дешевле" :lol:
МиГ-31.
Чтобы на авиационном двигателе избавиться от проблем с криогенностью нужно сделать какой-нибудь газификатор, чтоб арматура двигателя работала уже с газообразным водородом при нормальной температуре.
Хотя тогда наверно будут проблемы со сжатием газа для подачи в форсунки...
ЦитироватьЦитироватьЦитировать...почему отношение УИ пустотного к атмосферному для водородников ЗНАЧИТЕЛЬНО больше, чем для других типов ЖРД?
Причина тут в чисто конструктивных решениях.
Хм, я то на этот вопрос промолчал попросту потому что так однозначно ответить уже не могу :(. С одной стороны Старый прав.... Но с другой стороны Iуд. зависит и от молекулярной массы газа и от соотношения 1-Ра/Рк.
Угу. Как всегда - проще самому разобраться. :)
Из уравнения Бернулли для адиабатического процесса следует, что удельный импульс зависит от температуры в критике, показателя адиабаты и отношения давлений. К сожалению, писать формулу - лениво, выкладывать захваченный рисунок на свой сайт - лениво, а приаттачить к посту в форуме - не возможно. :)
Поэтому, Fakas, по всей видимости, прав.
ЦитироватьУгу. Как всегда - проще самому разобраться. :)
Из уравнения Бернулли для адиабатического процесса следует, что удельный импульс зависит от температуры в критике, показателя адиабаты и отношения давлений. К сожалению, писать формулу - лениво, выкладывать захваченный рисунок на свой сайт - лениво, а приаттачить к посту в форуме - не возможно. :)
Поэтому, Fakas, по всей видимости, прав.
Секундочка! В чём же Факас прав? Насколько я понимаю показатель адиабаты одинаков и для высотного и для земного сопла? То есть всё сводится к соотношению давлений то есть высотности сопла?
То есть если из чисто конструктивных соображений ставят высотное сопло, то не будет вам высокого УИ у земли, адиабата то при чём?
Если кто нибудь подскажет, в каком номере НК табличка водородников с первой ступени, то можно предметно рассмотреть.
Жаль Вэйд не открывается, можно было и оттуда глянуть.
ЦитироватьМиГ-31.
Чтобы на авиационном двигателе избавиться от проблем с криогенностью нужно сделать какой-нибудь газификатор, чтоб арматура двигателя работала уже с газообразным водородом при нормальной температуре.
А чтобы избавиться от проблем с криогенностью топливной системы - вообще перейти на газообразный водород при нормальной температуре :lol: . Возить за собой "Цеппелинов" на веревочке. Заодно и на крыльях можно будет сэкономить.
Уа-ха-ха!
ЦитироватьА чтобы избавиться от проблем с криогенностью топливной системы - вообще перейти на газообразный водород при нормальной температуре :lol: . Возить за собой "Цеппелинов" на веревочке. Заодно и на крыльях можно будет сэкономить.
Уа-ха-ха!
То есть опять пришли к керосину? ;)
ЦитироватьСекундочка! В чём же Факас прав? Насколько я понимаю показатель адиабаты одинаков и для высотного и для земного сопла? То есть всё сводится к соотношению давлений то есть высотности сопла?
Ну, конечно! Удельный импульс двигателя ПРИ ЗАДАННЫХ КОМПОНЕНТАХ зависит ТОЛЬКО от степени расширения газа в сопле.
Но вопрос-то мой был "...почему отношение УИ пустотного к атмосферному для водородников больше, чем для других типов ЖРД?"
А показатели адиабаты "водородника" и "других типов ЖРД" все же различаются.
Для желающих подробнее разобраться, вот теория, весящая 800К: http://www.geocities.com/igor_suslov/ftd-redir.pdf ( стр.10-18 )
Какой нах керосин? Кто произнес керосин? Никакого керосину в этой ветке! :evil:
ЦитироватьКакой нах керосин? Кто произнес керосин? Никакого керосину в этой ветке! :evil:
Ну почему "Никакого керосину " ;) ? Как ветка называется ? "Водород pro и contra". Так вот на нижних ступенях керосин это как раз contra, и хорошая такая ;).
ЦитироватьКакой нах керосин? Кто произнес керосин? Никакого керосину в этой ветке! :evil:
Виноват!
ЦитироватьНо вопрос-то мой был "...почему отношение УИ пустотного к атмосферному для водородников больше, чем для других типов ЖРД?"
А показатели адиабаты "водородника" и "других типов ЖРД" все же различаются.
Насколько я понимаю, от параметров рабочего тела зависят только АБСОЛЮТНЫЕ значения УИ, а их ОТНОШЕНИЕ у земли и в вакууме зависит только от степени расширения сопла.
Кстати, если не ошибаюсь, максимальное отношение пустотного УИ к земному у двигателя LR-105 - маршевого двигателя Атласа. Соотношение 3025/2153 м/с, практически 3:2. Просто двигатель оптимизирован под работу в вакууме. Однако ж керосин.
ЦитироватьЦитировать1. А можно ее сделать тонкой и длинной?
1. Можно. Но тогда мы теряем в поперечной прочности. И, вообще, удлинение бака - параметр достаточно стабильный... почему-то...
Не почему-то. Идеальный бак по массовому совершенству - сфера. С учетом нарастания давления от гидростолба сфера превращается в яйцо, тупым концом вниз - т.н. оживальная форма. Цилиндр, скажем, в два раза хуже - стенки толще. При длинном цилиндре нарастает давление гидростолба, хотя уменьшается радиус - где-то баш на баш получается, но зато, как правильно было подмечено, возникает проблема общей устойчивости. Про местную устойчивость, которая хуже у толстых цилиндров, когда цилиндр несет нагрузку от всего, что сверху, тоже правильно сказано - но это решается введением вафли либо другим подкрепляющим набором. Итогом всегда является компромисс - некий оптимум, где главные проблемы решены капитально, а прочие - естественно, - локально.
А вот что такое поперечная прочность в данном случае - что-то я не въехал.
ЦитироватьА вот что такое поперечная прочность в данном случае - что-то я не въехал.
Я думаю общая потеря устойчивости и имелась в виду.
ЦитироватьСтарый у вас эксперт по всём! :P Быстренько проанализировали и догадались, почему на верхних ступенях бак с кислородом внизу (с водородом вверху), а на первых ступенях - кислород вверху а водород внизу? ;) :) :D
Не знаю, тупой видать.
Там перегрузка чтоль больше?
Да, диффузия водорода в металлы - а она не зависит от температуры?
Там как-никак довольно холодно.
ЦитироватьНе знаю, тупой видать.
Там перегрузка чтоль больше?
Распределение нагрузок. На центральных блоках первых ступеней основные нагрузки от боковых ускорителей. Поэтому тяжёлый бак с кислородом располагают так, чтобы он "опирался" на ускорители. Или если хотите наоборот: чтоб тяга от ускорителей передавалась непосредственно на самый тяжёлый элемент - бак с кислородом.
ЦитироватьЦитироватьНе знаю, тупой видать.
Там перегрузка чтоль больше?
Распределение нагрузок. На центральных блоках первых ступеней основные нагрузки от боковых ускорителей. Поэтому тяжёлый бак с кислородом располагают так, чтобы он "опирался" на ускорители. Или если хотите наоборот: чтоб тяга от ускорителей передавалась непосредственно на самый тяжёлый элемент - бак с кислородом.
Логично, для третьих ступеней.
Однако, я не думаю, что для первых ступеней это основная причина - на Зените, например, нет никаких ускорителей, но кислородный бак там сверху. То же самое и у боковушек Союза.
ЦитироватьА вот что такое поперечная прочность в данном случае - что-то я не въехал.
Это я про перерезывающую силу, конечно :) При горизонтальной транспортировке :)
ЦитироватьЛогично, для третьих ступеней.
Однако, я не думаю, что для первых ступеней это основная причина - на Зените, например, нет никаких ускорителей, но кислородный бак там сверху. То же самое и у боковушек Союза.
Не, не, я про кислород-водородные блоки. У первых ступеней на кислород/водороде кислородный бак "опирается" на боковые ускорители, тем самым разгружается от продольных нагрузок большой водородный бак.
ЦитироватьНасколько я понимаю, от параметров рабочего тела зависят только АБСОЛЮТНЫЕ значения УИ, а их ОТНОШЕНИЕ у земли и в вакууме зависит только от степени расширения сопла.
А вот и НЕТ :)
Результаты расчетов (а не гадания) показывают следующую фигню:
Исходные данные:
1. ЖК + Керосин Т-1, Рк=80 атм;
2. ЖК + ЖВ (Кио=0,6), Рк=80 атм;
При РАВНОМ расширении сопла (Рк/Ра=80 - расчетный режим), мы имеем отношение УИ (вакуум/Земля):
1. = 1,087
2. = 1,076
При РАВНОМ расширении сопла (Рк/Ра=10 - недорасширение), мы имеем отношение УИ (вакуум/Земля):
1. = 0,980
2. = 0,981
При РАВНОМ расширении сопла (Рк/Ра=500-перерасширение), мы имеем отношение УИ (вакуум/Земля):
1. = 1,475
2. = 1,364
Если хотите, результаты расчетов могу выложить (в Excel'е)
ЦитироватьЦитироватьЛогично, для третьих ступеней.
Однако, я не думаю, что для первых ступеней это основная причина - на Зените, например, нет никаких ускорителей, но кислородный бак там сверху. То же самое и у боковушек Союза.
Не, не, я про кислород-водородные блоки. У первых ступеней на кислород/водороде кислородный бак "опирается" на боковые ускорители, тем самым разгружается от продольных нагрузок большой водородный бак.
Да, очень логично, а как у Дельты-4 сделано?
ЦитироватьДа, очень логично, а как у Дельты-4 сделано?
Кажись кислород сверху. Сделано в расчёте на хэви вариант, когда он должен "подцепляться" к двум боковым блокам. Хотя в принципе наверно можно было и снизу...
ЦитироватьЦитироватьДа, очень логично, а как у Дельты-4 сделано?
Кажись кислород сверху. Сделано в расчёте на хэви вариант, когда он должен "подцепляться" к двум боковым блокам. Хотя в принципе наверно можно было и снизу...
И ракета будет "неуправляемой", вы всё время забываете про атмосферу, и возможности системы управления, Старый.
ЦитироватьИ ракета будет "неуправляемой", вы всё время забываете про атмосферу, и возможности системы управления, Старый.
Управляемы же верхние ступени, хотя конечно там нет возмущений со стороны атмосферы. Опять же верхняя ступень и ПН не дадут цетру масс слишком уж сместится назад. Но в принципе смещение цетра масс назад, ближе к двигателю, действително уменьшит управляющие моменты. Возможно и этот фактор учитывается.
ЦитироватьЦитироватьИ ракета будет "неуправляемой", вы всё время забываете про атмосферу, и возможности системы управления, Старый.
Управляемы же верхние ступени, хотя конечно там нет возмущений со стороны атмосферы. Опять же верхняя ступень и ПН не дадут цетру масс слишком уж сместится назад. Но в принципе смещение цетра масс назад, ближе к двигателю, действително уменьшит управляющие моменты. Возможно и этот фактор учитывается.
Нифига себе "возможно" - кривизну траектории на начальном участке и определяют эти факторы.
Почему вы думаете, Старый, ракету не делают с начальной тяговооруженностью эдак 2? - Это гораздо выгоднее, даже если учесть, что она будет тяжелее за счёт увеличения прочности.
Для верхней ступени ПН "большая", например для Союза эдак 25% массы, она действительно смещает центр масс вперёд.
А для первых ступеней... - "Ясен перец". :)
ЦитироватьНифига себе "возможно" - кривизну траектории на начальном участке и определяют эти факторы.
Управляющий момент необходимый для обеспечения кривизны траектории ничтожен по сравнению с потребным управляющим моментом. Основные затраты управляющего момента первой ступени расходуются на компенсацию "быстрых" возмущений, типа ветрового сдвига и т.п.
ЦитироватьПочему вы думаете, Старый, ракету не делают с начальной тяговооруженностью эдак 2? - Это гораздо выгоднее, даже если учесть, что она будет тяжелее за счёт увеличения прочности.
Я то знаю почему не делают. Вы сначала скажите, вы как думаете?
ЦитироватьДля верхней ступени ПН "большая", например для Союза эдак 25% массы, она действительно смещает центр масс вперёд.
А для первых ступеней... - "Ясен перец". :)
Вы не забывайте, что вторая ступень вместе с ПН служит полезной нагрузкой для первой.
Да, но если "загнуть траекторию" сразу - увеличится ПН, однако это невозможно сделать по причине тех самых возмущений.
А вы прикиньте, Старый, скоростной напор у такой ракеты на высоте 10-15 км.
У Союза только третья. В любом случае, если вы ставите кислородный бак внизу, получается "стрела летящая оперением вперёд" - она будет жутко неустойчива.
А третья ступень летить там, где атмосферы нету, разумеется она хоть сферическая может быть.
ЦитироватьДа, но если "загнуть траекторию" сразу - увеличится ПН, однако это невозможно сделать по причине тех самых возмущений.
А вы прикиньте, Старый, скоростной напор у такой ракеты на высоте 10-15 км.
О чём это вы? Ктото гдето предожил загибать траекторию сразу?
ЦитироватьУ Союза только третья.
У Союза после отделения боковушек центральный блок весит около 60 тонн, а 3-я ступень вместе с ПН - более 30 тонн. Это сильно смещает ЦТ вперёд.
ЦитироватьВ любом случае, если вы ставите кислородный бак внизу, получается "стрела летящая оперением вперёд" - она будет жутко неустойчива.
У такого корыта как Энергия или Шаттл - может быть. Но у нормальной РН - нет. Верхние ступени с ПН хорошо смещают ЦТ вперёд.
В то же время для современных систем управления аэродинамическая устойчивость не обязательна. Методы искуственного обеспечения устойчивости достаточно давно и хорошо развиты. Если бы это приводило к уменьшению веса конструкции, то на аэродинамическую устойчивость плюнули бы и делали как нужно для экономии веса.
ЦитироватьА третья ступень летить там, где атмосферы нету, разумеется она хоть сферическая может быть.
Я ж и говорю: на первых ступенях управляющие моменты служат главным образом для компенсации аэродинамиченских возмущений.
Да, когда делали Союз это был один из способов увеличения ПН, но я не стану вам эту историю рассказывать, Старый.
Вы ведь всё знаете лучше всех, не имеет смысла.
Старый, а где будет центр масс этих 60 тонн если кислородный бак будет внизу?
И вообще, где Хоть Одна ракета с "кислородом внизу" на первых ступенях? Где эта "нормальная РН", на которой используются те "искусственные методы"?
Ага, и схема расположения баков выбрана именно по этой причине, а не из-за соображений прочности.
Старый, "на аэродинамическую устойчивость плюнули бы и делали как нужно для экономии веса"?
Помню кадры испытания ракеты Трайдент-2 - ракета выходит из воды и начинает "крутить спираль", потом её подрывают.
Плюнули бы на устойчивость?
У Тополя даже Решетчатые Крылья внизу есть. :)
ЦитироватьИ вообще, где Хоть Одна ракета с "кислородом внизу" на первых ступенях? Где эта "нормальная РН", на которой используются те "искусственные методы"?
Ага, и схема расположения баков выбрана именно по этой причине, а не из-за соображений прочности.
Нет, стоп. На неводородных ракетах, где массы и объёмы компонентов примерно сравнимы, вступают в действие факторы "второго порядка". В том числе и аэродинамическая устойчивость для ракет разработки 50-х гг с системами управления времён каменного века. Для этого в те времена не жмотились и хвостовое оперение приделывать, не то что кислород вперёд. И другие факторы не менее важны: длина(и вес) расходного туннельного трубопровода через более короткий бак, гидростатическое давление столба жидкого кислорода, позволяющее "нахаляву" улучшить кавитационные свойства насоса и т.п. На всех верхних ступенях кислород тоже впереди, надеюсь в них вы не заподозрите аэродинамическую устойчивость?
Но с водородом то всё по другому. На всех верхних ступенях кислород сзади. Это явно указывает что требования уменьшения нагрузок преобладают над другими. Если один бак значительно легче и больше чем другой, то это серъёзный фактор. И надо полагать что при проектировании первых ступеней фактор распределения нагрузок важен. А фактор аэродинамической устойчивости для современных ракет - нет.
ЦитироватьПомню кадры испытания ракеты Трайдент-2 - ракета выходит из воды и начинает "крутить спираль", потом её подрывают.
Плюнули бы на устойчивость?
Какже. Видел. Там произошёл отказ системы управления, сопло отклонило в крайнее положение.
ЦитироватьУ Тополя даже Решетчатые Крылья внизу есть. :)
Насколько я понял они служат для управления а не для стабилизации. То бишь это аэродинамические рули такие.
Старый, вот Союз - на третьей ступени кислород снизу.
Что касается аэродинамической устойчивости, мол этот фактор не важен - для какой ракеты именно не важен?
И чем эдак система управления Союза отличается от систем управления Современных ракет?
Что касается нагрузок, насколько я понимаю, ракета проектируется "чтобы не лопнула" - прочности на сжатие для существующих ракет достаточно вполне.
А что вы думаете по такому поводу:
РН на водороде МОЖЕТ быть 1-ступенчатой, а на других топливах - НЕТ.
Иначе говоря, водородный носитель может позволить себе нарушать сложную и относительно ненадежную схему многоступенчатой ракеты Циолковского.
Представьте себе Х-33 на керосине :wink:
РН может быть одноступенчатой не только на водороде.
http://yarchive.net/space/rocket/fuels/hydrogen_deltav.html
"So the dense-fuel SSTO has lower dry mass, smaller vehicle size, cheaper
and easier-to-handle propellants, and now suffers no GLOM penalty... Just
what was the advantage of LOX/LH2 supposed to be again?"
Это почему это Только На Водороде?
Я предлагал на Авиабазе. - Кислородный бак от Энергии 2% от массы топлива, начальная тяговооруженность 1.3 - примерно тоже 1.3% масасса двигателей, 0.7% - всякие запасы.
Вся стартовая сухая масса с ПН - 5%, имеем ту же ХС 10 км/с, ПН - 1%.
Одноступенчатая Керосиновая Ракета.
Причём бак будет таким здоровенным, что её можно и посадить обратно с минимальной теплозащитой. Сейчас теплозащита 10% от посадочной массы, значит 0.4% от массы пустой ракеты. Так как площадь здоровенная - тепловые потоки будут ещё меньше, бак затормозится скорее всего вообще в верхних слоях атмосферы.
ПН 1%? :twisted:
- Доктор, я буду жить?
- Будете... Но хреново...
Так можно и на дровах делать
Я так понимаю идеологию водородной РН:
1 ступень - бустеры для подъема все махины (обеспечение приемлемой тяговооруженности на старте)
2 ступень - керосин с высоким атмосферным УИ для выхода из плотных слоев атмосферы
3 ступень - собственно водород. Основной разгон ПН
Короче, см. Атлас :wink:
Ну и что, что 1%, у того же Союза 2.4% - всего менее чем в 2.5 раза больше.
Зато Ступеней тоже в 2.5 раза больше. :D
Мы Хотим Одноступенчатую Ракету или Нет?
Учтите ещё, что "движки лишние" можно "бросить в дороге".
;)
ЦитироватьСтарый, вот Союз - на третьей ступени кислород снизу.
Вот я ж и говорю: факторы второго порядка. У Союза на 3-й ст бак керосина сферический, ненесущий, вставленый внутрь несущего цилиндрического отсека. Если керосин сделать сзади, то этот отсек прийдётся делать вдвое-втрое прочнее а стало быть тяжелее, а он занимает чуть ли не половину длины ступени.
ЦитироватьЧто касается аэродинамической устойчивости, мол этот фактор не важен - для какой ракеты именно не важен?
И чем эдак система управления Союза отличается от систем управления Современных ракет?
Да хрен его знает чем. Быстродействием, алгоритмами, может наличием БЦВМ. Счас вон даже самолёты делают неустойчивыми...
Ну как вы сделаете аэродинамически устойчивой современную ракету с огромным надкалиберным пустым обтекателем спереди? Такую как Атлас-5, да даже 2А, или Дельта-3, да хоть даже Ариан-5?
ЦитироватьЧто касается нагрузок, насколько я понимаю, ракета проектируется "чтобы не лопнула" - прочности на сжатие для существующих ракет достаточно вполне.
В основном так, давление наддува участвует в восприятии продольных нагрузок, но как только возникает несущий небаковый отсек, так сразу всё по другому. В той же 3-й ступени Союза к примеру, или в Н-1. Нахрена в Н-1 кислород снизу? ;)
А Н-1-то при чём? Массы ЖК и керосина относятся как 2 к 1 примерно, по объёму ЖК больше - что, надо большую сферу вверх ставить? Представляю, какой бы формы тогда Н-1 была :) эдакая пилообразная морковка...
ЦитироватьА Н-1-то при чём? Массы ЖК и керосина относятся как 2 к 1 примерно, по объёму ЖК больше - что, надо большую сферу вверх ставить? Представляю, какой бы формы тогда Н-1 была :) эдакая пилообразная морковка...
Дык я ж и говорю: размещение баков в данном случае определяется иными соображениями нежели стремление сдвинуть вперёд центр тяжести.
Не всё так "однако" - центр давления должен быть сзади центра тяжести и всё.
Для цилиндрической ракеты это достигается сдвигом баков вперёд, а у Н-1 первая ступень была эдакий конус.
И вообще, что было задумано в Н-1 и как - очень интересно и малоизвестно.
Кстати, Старый - у Всех Ракет, в том числе и у гептиловых, окислитель спереди. Я имею в виду отечественные ракеты.
Что касается систем управления - какие бы умные "мозги" вы не поставили, есть ещё управляющий орган - или смещаемый двигатель или рулевые двигатели. Они и являются главным ограничителем "мощности" системы управления.
Кстати, Старый - у Всех Ракет, в том числе и у гептиловых, окислитель спереди. Я имею в виду отечественные ракеты.
Нууу! Никогда не говори никогда...
Простой пример Р-11 и Р-17. Внимательно поглядите, и увидите, что единственное отличие этих ракет, это перемена мест баков. Причем бак окислителя внизу оказался на более поздней машине.
Кстати, перемещение объясняется не желанием сделать ракету более маневренной, чай не зенитная ... Просто Р-11 и Р-11ФМ в основном нагружались в вертикальном положении, а Р-17 возили горизонтально в заправленном состоянии. Вот и пришлось тяжелый бак убрать поближе к середине, дабы концы не хлопали при передвижении по ухабам.
Прошу прощения, я имел в виду отечественные космические носители функционирующие сейчас. :)
Не успел в своё время ответить.
ЦитироватьРезультаты расчетов (а не гадания) показывают следующую фигню:
Исходные данные:
1. ЖК + Керосин Т-1, Рк=80 атм;
2. ЖК + ЖВ (Кио=0,6), Рк=80 атм;
При РАВНОМ расширении сопла (Рк/Ра=80 - расчетный режим), мы имеем отношение УИ (вакуум/Земля):
1. = 1,087
2. = 1,076
При РАВНОМ расширении сопла (Рк/Ра=500-перерасширение), мы имеем отношение УИ (вакуум/Земля):
1. = 1,475
2. = 1,364
Если хотите, результаты расчетов могу выложить (в Excel'е)
Опаньки! Так это что же получается? Получается что водород даже выгоднее использовать "от земли", чем керосин? Относительное падение УИ меньше чем у керосина? Не, я не против и охотно верю, но результат всётаки какойто непривычный.
Не, экселя не надо, нельзя ли просто выложить конкретные значения УИ полученые при расчёте?
ЦитироватьПолучается что водород даже выгоднее использовать "от земли", чем керосин? Относительное падение УИ меньше чем у керосина?
Ну, получается, что так. Не так уж и сильно, но получается. Почему не используют? Может водородник потяжелей будет для атмосферы?
Цитироватьнельзя ли просто выложить конкретные значения УИ полученые при расчёте?
Запросто:
______________________________LOX+T-1_______________________________________LOX+LH2
____________________1 k 80_________1 k 500________1 k 1000________1 k 80________1 k 500_______1 k 1000
Расчетный Js_p=____2949,257135___3344,913583___3463,759776_____3797,239117___4225,977121___4347,320093
В пустоте Js_00=____3205,660368___3526,710741___3625,425853_____4085,955508___4414,490058___4509,723961
На Земле Js_H=0=___2949,257135___2390,478501___1604,599896____3797,239117____3236,284201___2479,675605
___________J0/Jh=__1,086938243___1,475315817____2,259395542____1,076033239____1,364061307___1,818674972
Думаю, разберетесь :) Tab'ы идиотские в Excel'е :)
ВСЕМ ПРИВЕТ
НЕ СКАЖИТЕ ЧТО МОЖНО НАЗВАТЬ ТЕМ ЖЕ САМЫМ ХОЛОДНЫМ ГЕЛИЕМ( ТО ЖЕ САМОЕ ЧТО И ICEHELIUM)