SpaceX Super Heavy Orbital Stage

[Quetzalcoatl]

Вся картинка Раптора смущает, в смысле ее достоверности.

В принципе эта картинка повторяется уже минимум три года (2/12/2019). 

[strapel]

Может "Вы просто не умеете их готовить"(с), этих законов термодинамики?

Не надо, это не я предложил нагревать газ наддува до +200C. 

Посмотрите на схему, на ней показано чем наддуваются баки.

Ну и что вы там на этой схеме видите? Чем наддуваются баки? 

Бак кислорода - "теплым" газообразным кислородом, бак метана - "теплым" газообразным метаном.
Да, пожалуй +200°C это перебор. Криоупрочнение-же.
Может -50°C , может 0°C а может и +20°C

[tdz]

"теплым" газом
Да, пожалуй +200°C это перебор. Криоупрочнение-же.
Может -50°C , может 0°C а может и +20°C

при автогенном наддуве ввиду того что обе фазы - и подушка, и жидкость - представлены одним компонентом, и при условии что между подушкой и жидкостью происходит интенсивный теплообмен, наддув можно рассматривать не в терминах массопереноса (сколько газа вдуть в подушку), а в терминах теплопереноса (сколько тепла нужно, чтобы превратить в газ такое количество жидкости, которое воизмещает ее расход при давлении наддува и температуре кипения жидкости при этом давлении). тогда газ наддува можно рассматривать как теплоноситель - и для минимизации его расхода выгоднее, чтобы он был горячим; а вот насколько - будет определяться условием устойчивости подушки.
выгодно, чтобы система была далека от равновесия,  - т.е. жидкость была как можно холоднее (для снижения возможности кавитации в насосах), а подушка - как можно горячее (для минимизации количества компонента в ней), но придется это оптимизировать по критерию стабильности подушки

[Dulevo]

Во вторых УИ водорода больше ,как и энергия горения на кг веса.То есть масса топлива и общая масса РН будет меньше.

Вот калькулятор  - Delta-V Calculator (strout.net)

Разгоняем 200 тонн до 6.5 км/секунду

Для водорода получаем - 672 тонны топлива+окислитель -  из которых водорода - 96 тонн. (1 грамм водорода на 6 грамм кислорода)

Для метана получаем 944 тонны - из которых метана 210 тонн.  (1:3.5)

Для получения 210 тонн метанна вам нужно 53 тонны водорода.

Т.е для метана вам нужно добыть электролизом 53 тонны водорода
Для водорода - 96 тонн или в грубо в два раза больше.

Для получения  1 тонны водорода вам нужно притащить в 10 раз больше льда к заводу по производству топлива
Т.е 530 тонн и 960 тонн.

P.S.  Да. Ошибся. Для метана действительно надо 100 тонн а не 50. На электролиз потратится слегка больше чем при водородном. Экономия получается только на количестве добываемго льда, поскольку можно повторно использовать воду получаемую в ходе реакции.

[Quetzalcoatl]

Бак кислорода - "теплым" газообразным кислородом, бак метана - "теплым" газообразным метаном.
Да, пожалуй +200°C это перебор. Криоупрочнение-же.
Может -50°C , может 0°C а может и +20°C

Тут вопрос заключается в том, какие теплообменники у Раптора? Судя по схеме, метан из рубашки охлаждения вытекает жидким и температура газа невелика (может -150...-100C). Наверное что-то похожее и с кислородом. Чтобы раскочегарить их до 0C и выше нужны, ИМХО, более изощренные теплообменники. А где они на Рапторах? 

[Верный Союзник с Окинавы]

Интересное кино получается. Получается, что в баке с ЖМ будет газообразный метан с температурой за +200С и жидкий метан с температурой ниже -162С? Аналогичная картина будет и в баке с ЖК? Там будет газообразный кислород с температурой за +200С и жидкий кислород с температурой ниже -182С? Мне почему-то кажется, что это против законов термодинамики и так работать не будет. 

Горячего газа там относительно немного, в отличии от жидкости. Ему банально не хватит теплоты для нагрева этой самой жидкости, ИМХО.

Ну и переохлаждённой этой жидкости достаточно быть только на старте.

[strapel]

выгодно, чтобы система была далека от равновесия,  - т.е. жидкость была как можно холоднее (для снижения возможности кавитации в насосах), а подушка - как можно горячее (для минимизации количества компонента в ней), но придется это оптимизировать по критерию стабильности подушки

Как быть с прочностью баков (давление наддува ~6 бар), вряд ли она увеличится при нагреве до сотни(тен) °C.

[Quetzalcoatl]

Горячего газа там относительно немного, в отличии от жидкости. Ему банально не хватит теплоты для нагрева этой самой жидкости, ИМХО.

Ну и переохлаждённой этой жидкости достаточно быть только на старте.

Это все понятно. Горячим газ можно сделать только нагревая сжиженный газ и потом уже нагревая газ ГГ'ми (пребернерами). Но такие штуки как-то снаружи на Рапторах не просматриваются. 

[Юрий Темников]

Т.е для метана вам нужно добыть электролизом 53 тонны водорода
Для водорода - 96 тонн или в грубо в два раза больше.

Сударь. Вы похоже химию прочно подзабыли!Всё как раз совсем не так..Вот если бы метан получали из угля или графита,вы были бы правы:С+2Н2=СН4.Но за неимением оного,используется СО2,тогда всё гораздо хуже:СО2 +4Н2= СН4+2 Н2О

[tdz]

Как быть с прочностью баков (давление наддува ~6 бар), вряд ли она увеличится при нагреве до сотни(тен)

да, это придется учитывать; но все может увязаться и даже с запасом за счет того, что в области газовой подушки стенка должна держать только давление наддува, а внизу, там где жидкость и криоупрочнение - еще и гидростатическое давление столба

[Верный Союзник с Окинавы]

Горячего газа там относительно немного, в отличии от жидкости. Ему банально не хватит теплоты для нагрева этой самой жидкости, ИМХО.

Ну и переохлаждённой этой жидкости достаточно быть только на старте.

Это все понятно. Горячим газ можно сделать только нагревая сжиженный газ и потом уже нагревая газ ГГ'ми (пребернерами). Но такие штуки как-то снаружи на Рапторах не просматриваются. 

А как они должны выглядеть?

На том же ССМЕ не видно каких-то специальных систем наддува.

[Quetzalcoatl]

А как они должны выглядеть?

На том же ССМЕ не видно каких-то специальных систем наддува.

Ну, типа трубочек охватывающих пребернеры спиралью. Ну, чтобы как следует прогреть газ.

[Верный Союзник с Окинавы]

А как они должны выглядеть?

На том же ССМЕ не видно каких-то специальных систем наддува.

Ну, типа трубочек охватывающих пребернеры спиралью. Ну, чтобы как следует прогреть газ.

1) 20+ движков легко прогреют газ, ИМХО.

2) Метан и кислород весьма плотные, и им не нужно иметь очень объёмную систему трубопроводов.

3) Раптор обладает диким давлением, и большим теплопотоком в КС.

ИМХО, много труб не понадобится.

[AlexandrU]

То есть вы сотни тонн кислорода заливаете в бак только для того, чтобы потом его за борт? Альтернативная мудрость, мне не понять.
Тем не менее такое впечатление, что вы с этим законом не в ладах...
То есть активный холодильник такой мощности может обеспечить хранение жидкого водорода в любых условиях без ограничения времени? Мудро...

Конкретизируйте ваши претензии в цифрах

...
Да, пожалуй +200°C это перебор. Криоупрочнение-же.
Может -50°C , может 0°C а может и +20°C

Ограничителем является баланс между массой наддувного газа и массо-прочностью баков, а разница температур жидкости и газа может и 1000гр быть, это не проблема.

Тут вопрос заключается в том, какие теплообменники у Раптора? Судя по схеме, метан из рубашки охлаждения вытекает жидким и температура газа невелика (может -150...-100C). Наверное что-то похожее и с кислородом. Чтобы раскочегарить их до 0C и выше нужны, ИМХО, более изощренные теплообменники. А где они на Рапторах? 

Кислородный ТО лучше за турбину тулить, метановый - или доп.контур в КС или тоже за турбину. Но проще дуть отбором прямо из рабочих трактов... пусть нержавейка поработает

[Zhilinsky Valerij]

Если вы учились в школе, то должны бы знать и о существовании закона сохранения энергии. Из него есть забавное следствие - количество энергии, выделяемой при сгорании, в общем случае равно количеству энергии, необходимому для того, чтобы из продуктов сгорания получить компоненты топлива, естественно, с учётом КПД.

Тяжёлый случай.Не буду про цифры,возможно там немного напутано.Но с законом сохранения энергии нужно поаккуратнее.Совать его во все щели не есть гут.Во первых образование метана идёт с выделением энергии запасённой в водороде.

Ну, а я именно про цифры - ведь человек именно эти цифры использует в качестве довода. Но при этом энергию образования метана в расчете энергетического баланса не учитывает. Зато, почему-то, учитывает топливо по стехиометрии, и собирается "лишние" 200+ тонн кислорода за борт, в космосе, не понимая, что рассчитанная им ракета до орбиты не доберётся. Вот и не сходится у него с законом сохранения энергии...
   

Во вторых УИ водорода больше ,как и энергия горения на кг веса.То есть масса топлива и общая масса РН будет меньше.Вывод:энергии для водородной РН потребуется меньше.

Да-да-да, постоянно идут попытки считать экономику в секундах УИ, килограммах стартовой массы, и так далее. Весь секрет Маска в том, что он экономику считает в долларах. Вся экономия при производстве водорода закончится на том, что сэкономленную энергию и деньги вы потратите на хранение водорода и водородную инфраструктуру.
   

По поводу хранения.На Земле в вагонах на Байконуре  потери Без кулеров 1% в сутки.ЭВИ, многослойная,как на Уэббе гораздо лучше всякого дьюара.Ночные ,да и дневные тоже,температуры Марса гораздо ниже.А турбодетандер,по сути тепловой насос,чем меньше разница температур,тем он экономичнее.В космосе же Т вообще предельно низкая за экраном.Закон куба\квадрата тоже против вас.Уж ежели и испарится небольшая часть,то это и энергия для турбодетандера и вода для космонавтов.

Абсолютно согласен (за исключением наезда на дьюатры). Кстати, в вагонах не ЭВИ, там вакуумная теплоизоляция с засыпкой зазора между внешним корпусом и внутренним сосудом, совсем как у Маска на СтарБазе.
   
Только вот условия хранения надо указывать явным образом. Питому, что, например, ULA в своём проекте орбитальных заправок указывало 0,02% потерь водорода в сутки, при затратах энергии, намного меньших одного КВт на тонну.
   

Кстати"Мудро"-это ля-ля.Насколько я понимаю. 1квт/т для неограниченного хранения 1т ЖВ в космосе это не ;"изобретение тёмной головы необразованной личности",а какой то источник.Тот же Зубрин предлагал для получения метана на обратную дорогу привозить ЖВ с Земли.

Я не знаю,чьё это изобретение, это мой оппонент должен был сказать явным образом. Но хранение 200+ тонн жидкого водорода при затратах 1КВт/тонна - это 200+ КВт, то есть немного больше, чем всего есть, например, на МКС.
   
Но главное даже не в этом, а в том, что емкость для хранения водорода должна каким-то образом материлизоваться на Марсе, причём в самом начале его освоения.
   

[strapel]

Но проще дуть отбором прямо из рабочих трактов... пусть нержавейка поработает

Отобрать за турбинами немножко газа и в баки?

[AlexandrU]

Отобрать за турбинами немножко газа и в баки?

[Zhilinsky Valerij]

Т.е для метана вам нужно добыть электролизом 53 тонны водорода
Для водорода - 96 тонн или в грубо в два раза больше.

Сударь. Вы похоже химию прочно подзабыли!Всё как раз совсем не так..Вот если бы метан получали из угля или графита,вы были бы правы:С+2Н2=СН4.Но за неимением оного,используется СО2,тогда всё гораздо хуже:СО2 +4Н2= СН4+2 Н2О

В огороде бузина, в Киеве дядька.
   
Dulevo вам говорит о том, что для метан-кислородного топлива вам нужно 53 тонны водорода, а для водородно-кислородного топлива 96 тонн. Здесь я цифры не проверял, но Dulevo говорит о разных топливных смесях. Вы же говорите о разных методах получения метана.
   

[Zhilinsky Valerij]

То есть вы сотни тонн кислорода заливаете в бак только для того, чтобы потом его за борт? Альтернативная мудрость, мне не понять.
Тем не менее такое впечатление, что вы с этим законом не в ладах...
То есть активный холодильник такой мощности может обеспечить хранение жидкого водорода в любых условиях без ограничения времени? Мудро...

Конкретизируйте ваши претензии в цифрах

Мои претензии конкретизированы в ваших цифрах, потому, что ваши цифры нереалистичны на уровне бреда. То вы в массе топлива с какого-то перепугу учитываете 200+ тонн кислорода, которым милостливо разрешаете подышать, но вообще планируете сбрасывать за борт, то вы не учитываете в расчете энергетического баланса энергию образования метана, то упоминаете удельный расход энергии при хранени жидкого водорода, абстрагируясь от условий хранения его хранения, и пренебрегая потерями водорода при хранении, то делаете расчет необходимой мощности, забыв учесть мощность, необходимую для хранения.
   
Исправьте ваши элементарные ошибки, видимые даже без проверки расчётов. И перестаньте, наконец, отвечать всем в одном сообщении, потом на планшете вас замучаешься вычищать.
   

[Zhilinsky Valerij]

Очередная схема Раптора 2 с форума NSF от 3.02.2022. 

Т.е. 700-880 бар в рубашке охлаждения КС и сопла раптора никого не смущают, а 500 бар в РД-0169 - говорят много...

Именно так. Потому, что, кроме давления, есть и другие параметры, например, температура, и какой именно состав газа имеется в виду.