Форум Новости Космонавтики

Тематические разделы => Средства выведения и другие технические вопросы => Тема начата: Андрей от 09.06.2011 09:48:53

Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Андрей от 09.06.2011 09:48:53
Хотел бы услышать мнение на вопрос по поводу компоновки баков с водородом приведенной на рисунке:

(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/18491.gif) (http://fotki.yandex.ru/users/amihalov/view/387704/)
http://fotki.yandex.ru/users/amihalov/view/387704/ (http://fotki.yandex.ru/users/amihalov/view/387704/)

Вопрос:
Позволит ли такая компоновка баков увеличить время хранения водорода на орбите по сравнению с тандемным расположением баков?
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Дмитрий В. от 09.06.2011 09:06:40
ЦитироватьХотел бы услышать мнение на вопрос по поводу компоновки баков с водородом приведенной на рисунке:

(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/18491.gif) (http://fotki.yandex.ru/users/amihalov/view/387704/)
http://fotki.yandex.ru/users/amihalov/view/387704/ (http://fotki.yandex.ru/users/amihalov/view/387704/)

Вопрос:
Позволит ли такая компоновка баков увеличить время хранения водорода на орбите по сравнению с тандемным расположением баков?

Эффект будет невелик. Перепад температур между точками кипения ЖК и ЖВ - около 70 град. Т.е. все равно потребуется теплоизоляция, которую к тому же придется размещать в баке ЖВ. А бак ЖВ так и будет плавать в баке ЖК?
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Старый от 09.06.2011 10:21:27
Или даже круче: ЖК намёрзнет на бак ЖВ.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Дмитрий В. от 09.06.2011 09:26:44
ЦитироватьИли даже круче: ЖК намёрзнет на бак ЖВ.

Ну, толстый, толстый слой шокол... то есть ТИ позволит, наверное, избежать такой неприятности. Но весовые издержки, скорее всего, будут выше, чем при обычной компоновке.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Старый от 09.06.2011 10:30:20
С учётом объёмного соотношения кислорода и водорода боюсь как бы слой теплоизоляции не оказался толще слоя кислорода. Да, а толщина, точнее тоньшина слоя кислорода будет хорошо способствовать его промерзанию...
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: hecata от 09.06.2011 10:01:15
ЦитироватьС учётом объёмного соотношения кислорода и водорода боюсь как бы слой теплоизоляции не оказался толще слоя кислорода. Да, а толщина, точнее тоньшина слоя кислорода будет хорошо способствовать его промерзанию...

Не промерзнет! Площадь/объем бака кислорода наружу будет сильно больше, чем в обычной компоновке, а значит и теплопоток.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Дмитрий В. от 09.06.2011 10:01:50
Цитировать
ЦитироватьС учётом объёмного соотношения кислорода и водорода боюсь как бы слой теплоизоляции не оказался толще слоя кислорода. Да, а толщина, точнее тоньшина слоя кислорода будет хорошо способствовать его промерзанию...

Не промерзнет! Площадь/объем бака кислорода наружу будет сильно больше, чем в обычной компоновке, а значит и теплопоток.

Значит, выкипит! :D
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Старый от 09.06.2011 12:04:38
Цитировать
Цитировать
ЦитироватьДа, а толщина, точнее тоньшина слоя кислорода будет хорошо способствовать его промерзанию...

Не промерзнет! Площадь/объем бака кислорода наружу будет сильно больше, чем в обычной компоновке, а значит и теплопоток.

Значит, выкипит! :D
Да, блин, идея натянуть кислород тонким слоем на бак водорода супергениальна. Я б не додумался... :(
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: pragmatik от 09.06.2011 11:29:13
Цитировать
Цитировать
Цитировать
ЦитироватьДа, а толщина, точнее тоньшина слоя кислорода будет хорошо способствовать его промерзанию...

Не промерзнет! Площадь/объем бака кислорода наружу будет сильно больше, чем в обычной компоновке, а значит и теплопоток.

Значит, выкипит! :D
Да, блин, идея натянуть кислород тонким слоем на бак водорода супергениальна. Я б не додумался... :(
да вроде обсуждали уже, 3-4 года назад такую компоновку.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Дмитрий В. от 09.06.2011 11:33:11
Цитироватьда вроде обсуждали уже, 3-4 года назад такую компоновку.

ЕМНИП, тогда обсуждали "цилиндр в цилиндре".
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: khach от 09.06.2011 15:42:38
Выгоду дает только тепловой экран вокруг бака ЖВ, котороый находится при температуре ЖК с ваккумной прослойкой между экарном и стенкой бака. Но это реализуемо только для длительного хранения ЖВ в вакууме. Ну и вес такого экрана (а он обычно из меди) неприемлим для больших баков, уж проще криокулер поставить.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Дем от 09.06.2011 21:14:08
Собственно, от ЖК нужна только температура.
Окружаем бак ЖВ лёгким экраном и направляем дренаж бака ЖК туда.
При старте экран отваливается.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Сторонний от 09.06.2011 21:41:02
Предлагаю ещё обсудить небольшие трудности, которые возникнут в случае трещины во внутреннем баке. :wink:
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Старый от 09.06.2011 21:47:02
ЦитироватьПредлагаю ещё обсудить небольшие трудности, которые возникнут в случае трещины во внутреннем баке. :wink:
Ну тут нужна искра. Хотя конечно кислород замёрзнет а водород вскипит и без искры.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Штуцер от 09.06.2011 21:49:16
Естественно, при таком раскладе д.б. двойные стенки, как в совмещенных днищах баков или тоннельных трубопроводах.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Сторонний от 09.06.2011 21:49:54
Цитировать
ЦитироватьПредлагаю ещё обсудить небольшие трудности, которые возникнут в случае трещины во внутреннем баке. :wink:
Ну тут нужна искра. Хотя конечно кислород замёрзнет а водород вскипит и без искры.
Нет, в самом баке ничего "вызывающе криминального" не будет, - скорее всего не будет.

 Но, допустим, кислород попадает в водородный бак, там замерзает насыщенный водородом и "это дело" движется дальше по топливной системе.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Сторонний от 09.06.2011 21:51:43
ЦитироватьЕстественно, при таком раскладе д.б. двойные стенки, как в совмещенных днищах баков или тоннельных трубопроводах.
Двойные стенки с газообразным наполнителем?

 А в чём тогда вообще смысл такого бака?
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Старый от 09.06.2011 21:52:18
ЦитироватьНо, допустим, кислород попадает в водородный бак, там замерзает насыщенный водородом и "это дело" движется дальше по топливной системе.
Тю... :( Банальный взрыв двигателя не так эффектен как взрыв бака с кислород-водородной смесью...
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Сторонний от 09.06.2011 21:54:04
Цитировать
ЦитироватьНо, допустим, кислород попадает в водородный бак, там замерзает насыщенный водородом и "это дело" движется дальше по топливной системе.
Тю... :( Банальный взрыв двигателя не так эффектен как взрыв бака с кислород-водородной смесью...
"Вам некрасиво будет" или вы сожалеете что, например, СК не разнесёт на кусочки? :wink: :lol:
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Штуцер от 09.06.2011 21:55:31
ЦитироватьА в чём тогда вообще смысл такого бака?
Это другой вопрос.
Кстати, кто нибудь знает, в паре ЖК ЖВ, в каком баке выше рабочее давление? Если выше давление в баке ЖК, весовое совершенство этой конструкции будет откровенно хреновым.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Старый от 09.06.2011 21:58:56
Цитировать"Вам некрасиво будет" или вы сожалеете что, например, СК не разнесёт на кусочки? :wink: :lol:
Я думаю в случае взрыва двигателя на старте стартовому комплексу будет всё равно.
 А вот эффектный взрыв "изнутри" на лету я видел только в исполнении РДТТ и то американских.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Сторонний от 09.06.2011 22:01:26
Цитировать
ЦитироватьА в чём тогда вообще смысл такого бака?
Это другой вопрос.
Кстати, кто нибудь знает, в паре ЖК ЖВ, в каком баке выше рабочее давление? Если выше давление в баке ЖК, весовое совершенство этой конструкции будет откровенно хреновым.
У Энергии давление наддува ЖВ было больше.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Андрей от 09.06.2011 22:30:43
а если хранить кислород в замороженном виде и водород в шугообразном состоянии, т.е чтобы температуры хранения были одинаковыми?
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Штуцер от 09.06.2011 22:52:32
Шугообразном? :shock: Для сближения температур, водород должен быть близок к  кипению.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Lev от 09.06.2011 22:59:29
Цитировать
ЦитироватьИли даже круче: ЖК намёрзнет на бак ЖВ.

Ну, толстый, толстый слой шокол... то есть ТИ позволит, наверное, избежать такой неприятности. Но весовые издержки, скорее всего, будут выше, чем при обычной компоновке.
ИМХО тут ключевой момент - время необходимое для функционирования в космосе. Насколько я понимаю - РБ на ЖК/ЖВ короткоживущие. Вот эта "короткоживучесть" и имеет значение.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Андрей от 09.06.2011 23:08:59
ЦитироватьШугообразном? :shock: Для сближения температур, водород должен быть близок к  кипению.

а разве не возможен такой вариант заполения  баков:
1. заполняем бак ЖК
2. заполняем бак ЖВ
3. циркулируем ЖВ(постепенно уменьшая температуру до шугообразного состояния)через свой бак, чтобы ЖК замерз.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Штуцер от 09.06.2011 23:09:06
Если стенка одинарная, то возможен парадоксальный результат: тепловой поток от ЖК к ЖВ через стенку будет намного больше, чем для отдельного бака ЖВ в вакууме. Кислород сохранится, а водород выкипит быстрее, чем в отдельном баке.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Андрей от 09.06.2011 23:19:03
Цитировать
Цитировать
ЦитироватьИли даже круче: ЖК намёрзнет на бак ЖВ.

Ну, толстый, толстый слой шокол... то есть ТИ позволит, наверное, избежать такой неприятности. Но весовые издержки, скорее всего, будут выше, чем при обычной компоновке.
ИМХО тут ключевой момент - время необходимое для функционирования в космосе. Насколько я понимаю - РБ на ЖК/ЖВ короткоживущие. Вот эта "короткоживучесть" и имеет значение.

чтобы хватило времени хранения топлива для осуществления посадки на Луну
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Saul от 09.06.2011 23:39:29
Минимальная площадь (вес) бака к обьёму - шар, при наличии ускорения - капля. А считали ли "каплю" волорода в цилиндре кислорода, межбаковое - гелий наддува (и пена).
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: SpaceR от 09.06.2011 23:52:08
ЦитироватьЕсли стенка одинарная, то возможен парадоксальный результат: тепловой поток от ЖК к ЖВ через стенку будет намного больше, чем для отдельного бака ЖВ в вакууме. Кислород сохранится, а водород выкипит быстрее, чем в отдельном баке.
Кстати, да. Плюсую.
Думаю, так и будет. Конечно, если на баке ЖВ в вакууме будет хотя бы лёгенькая изоляция.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Старый от 10.06.2011 00:13:16
Цитироватьчтобы хватило времени хранения топлива для осуществления посадки на Луну
На твёрдом кислороде! Надо патентовать.
 Продайте идею ВалериJу, он тут чтото обсуждает с многоразовым лунным лэндером на лунном кислороде и какомто там водороде. Может ему понравится? И кроме него всё равно больше никто не купит.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Сторонний от 10.06.2011 13:53:00
ЦитироватьЕсли стенка одинарная, то возможен парадоксальный результат: тепловой поток от ЖК к ЖВ через стенку будет намного больше, чем для отдельного бака ЖВ в вакууме. Кислород сохранится, а водород выкипит быстрее, чем в отдельном баке.
Он не "возможен", а точно будет, причём даже не в сравнении с вакуумом, а в сравнении с воздухом без конвекции.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: vekazak от 10.06.2011 19:42:35
Рисовать надо в масштабе. Тогда меньше будет вопросов.
Для массы топлива 5 т -  диаметр бака водорода 2,75, толщина слоя  "О" - 120 мм.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Сторонний от 10.06.2011 20:45:19
ЦитироватьРисовать надо в масштабе. Тогда меньше будет вопросов.
Для массы топлива 5 т -  диаметр бака водорода 2,75, толщина слоя  "О" - 120 мм.
Да, совершенно верно, я думал, что автор это и подразумевает.
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Theoristos от 10.06.2011 22:43:16
ЦитироватьНа твёрдом кислороде! Надо патентовать.

Гибридник на ТК и ЖВ...  :roll:
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Сторонний от 10.06.2011 23:07:31
Цитировать
ЦитироватьНа твёрдом кислороде! Надо патентовать.
Гибридник на ТК и ЖВ...  :roll:
Тут было предложение покруче, - РДТТ на смеси твёрдого водорода, озона и фтора. :wink:
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: m-s Gelezniak от 10.06.2011 22:12:50
Цитировать
Цитировать
ЦитироватьНа твёрдом кислороде! Надо патентовать.
Гибридник на ТК и ЖВ...  :roll:
Тут было предложение покруче, - РДТТ на смеси твёрдого водорода, озона и фтора. :wink:
И без корпуса одна ТИ.
 :shock:  :lol:
Название: Компоновка баков с водородом
Отправлено: Сторонний от 10.06.2011 23:23:29
Цитировать
Цитировать
Цитировать
ЦитироватьНа твёрдом кислороде! Надо патентовать.
Гибридник на ТК и ЖВ...  :roll:
Тут было предложение покруче, - РДТТ на смеси твёрдого водорода, озона и фтора. :wink:
И без корпуса одна ТИ.
 :shock:  :lol:
Разумеется без корпуса, - топливный заряд будет выполнен в виде сложного поликристалла, который сам и будет силовой конструкцией. :wink:

 Теплоизоляция не составит проблемы, - её же можно сбросить после прохождения атмосферного участка, да, скорее всего, и прямо после старта можно будет сбросить, - какой там теплопоток снаружи в сравнении с тем, что внутри происходит. 8)