Какая разновидность двигателя закрытого цикла предлагает лучший баланс эффективности, надежности и стоимости?

[torazurey]

Приветствую всех участников форума!

Давайте порассуждаем: какая из трех основных реализаций закрытого цикла предлагает лучший баланс между пиковой эффективностью, технологической сложностью, надежностью и итоговой стоимостью? Какой путь в итоге окажется самым разумным?

Богатый окислителем ("Кислый тракт"): Философия: "выжать максимум эффективности, даже если для этого придется создать уникальные сплавы и решить сложнейшие инженерные задачи". Это путь советской/российской школы (пример: РД-170), требующий высочайшей материаловедческой культуры.

Богатый горючим ("Сладкий тракт"): Философия: "найти баланс между эффективностью и технологичностью, не создавая экстремальных условий для материалов", где во главу угла ставится управляемость и надежность.

Полный поток (Full-Flow): Философия: "взять лучшее от обеих систем и создать двигатель нового поколения, идеально подходящий для многоразовости и метана". Это революционный путь SpaceX (Raptor), ставящий на максимальный ресурс и экономику будущего.

[torazurey]

Коллеги, благодарю за участие!

Прошу всех, кто заметит в теме технические неточности, сообщить мне, и я оперативно внесу исправления, чтобы наша дискуссия была максимально грамотной.

[Андрюха]

Вообще или в российских реалиях?

[Буцетам]

Полуоткрытый ДВГГ с регулируемой степенью дожигания лучше всех. На старте форсирование за счёт снижения УИ, на высоте большой УИ. Для 2й ступени облегчённый упрощённый вариант в виде обычного ДВГГ. Горючие на выбор: метан-этан или водород. Можно и более тяжёлые углеводороды и смеси, но уже с отмывкой от сажи и непонятно кому такое нужно если есть метан-этан

[Буцетам]

Мой новый фаворит это Изотан: более тяжёлая формула чем метан или этан, плотность аж 750 (у метана 440, у этана 650), УИ выше керосина секунд на 6, да ещё и не замерзает при температуре жидкого кислорода. Впрочем насчёт последнего пункта я не уверен, должно быть так, но надо проверять. Очень мне нравится Изотан.

[Prokrust]

Кислый тракт крайне желательно делать не из стали.
Это делает движок дороже, зато достижима большая многоразовость и горючее можно использовать разное. Конечно при условии если температура кислого тракта умеренная. Если кислород слишком горячий, в нем начинает гореть сталь, что череповато.
Сладкий тракт делает ограниченным выбор горючего. Это (водород дерьмо!) метан, аммиак, диметиловый эфир, возможно этиловый спирт.

[Кот Бегемот]

Это (водород дерьмо!)

Водород - лучше ракетное топливо, но только при определенных раскладах.
Сам водород - это копейки особенно если производить его на старте (без логистики с дорогими криоустановками).
Дорогая водородная инфраструктура.Очень дорогая...Но если водородная ракета летает очень часто (чего в истории не было), то стоимость содержания такой инфраструктуры "размажется" по всем этим запускам и водородная ракета будет сверхэффективна. Вот в такую ракету и пригодится всеми любимый тут ДВГГ.Водород в отличии от керосина, метана и других углеводородов не дает сажи...
Для ракет же на углеводородах только православный ДОГГ.

[Буцетам]

метан, аммиак, диметиловый эфир, возможно этиловый спирт.

Ну ещё этан, на пропане сажи в ГГ "крайне мало" по словам товарища Клепикова, который написал диссертацию и исследовал вопрос. Значит на этане сажи не будет совсем.
Ну и если уж мы рассматриваем спирт, то производные диоксолана тоже стоит рассмотреть. УИ у них как у спирта, токсичность не сильно выше а вот плотность сильно выше. У паральдегида, например, плотность ровно 1000 кг/м³ как у воды.

[Буцетам]

Для ракет же на углеводородах только православный ДОГГ.

С чего бы? На метане сажи нет, твёрдо и чётко

[Кот Бегемот]

С чего бы? На метане сажи нет, твёрдо и чётко

Формула метана СН4, где С - это углерод.Есть улерод, есть сажа.
Химия...Твердо и четко.

[Alex-DX]

Это (водород дерьмо!)

Водород - лучше ракетное топливо, но только при определенных раскладах.
Сам водород - это копейки особенно если производить его на старте (без логистики с дорогими криоустановками).
Дорогая водородная инфраструктура.Очень дорогая...Но если водородная ракета летает очень часто (чего в истории не было), то стоимость содержания такой инфраструктуры "размажется" по всем этим запускам и водородная ракета будет сверхэффективна. Вот в такую ракету и пригодится всеми любимый тут ДВГГ.Водород в отличии от керосина, метана и других углеводородов не дает сажи...
Для ракет же на углеводородах только православный ДОГГ.

Водород всем хорош, кроме плотности. С трудом представляю первую ступень супертяжа на водороде. 

[Дмитрий В.]

Это (водород дерьмо!)

Водород - лучше ракетное топливо, но только при определенных раскладах.
Сам водород - это копейки особенно если производить его на старте (без логистики с дорогими криоустановками).
Дорогая водородная инфраструктура.Очень дорогая...Но если водородная ракета летает очень часто (чего в истории не было), то стоимость содержания такой инфраструктуры "размажется" по всем этим запускам и водородная ракета будет сверхэффективна. Вот в такую ракету и пригодится всеми любимый тут ДВГГ.Водород в отличии от керосина, метана и других углеводородов не дает сажи...
Для ракет же на углеводородах только православный ДОГГ.

С водородом сажи нет, но есть наводораживание. Тоже не очень хорошо

[Кот Бегемот]

С водородом сажи нет, но есть наводораживание. Тоже не очень хорошо

С учетом сказанного Alex-DX делаем вывод, что водород выгоден для вторых одноразовый ступеней часто летающих ракет.

[Буцетам]

С водородом сажи нет, но есть наводораживание. Тоже не очень хорошо

Это проблема сталей, благородным бронзе и алюминию не о чем беспокоиться.

[torazurey]

Полуоткрытый ДВГГ с регулируемой степенью дожигания лучше всех

добавил в тему:  https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=25283.0

[Дем]

Дорогая водородная инфраструктура.Очень дорогая...Но если водородная ракета летает очень часто (чего в истории не было), то стоимость содержания такой инфраструктуры "размажется" по всем этим запускам и водородная ракета будет сверхэффективна.

А как водородный бак с его теплоизоляцией сделать многоразовым?

[torazurey]

А как водородный бак с его теплоизоляцией сделать многоразовым?

как вариант можно только двигательный блок спасать

[Дем]

А как водородный бак с его теплоизоляцией сделать многоразовым?

как вариант можно только двигательный блок спасать

Так это всю экономику убьёт