Сверхтяжелые носители "ЦСКБ-Прогресс"

[Mark]

Большой пишет:
Варианты с водородным центром и метановыми бб: 2 бб - 85 т, 4 бб - 130 т, 6 бб - 190 т.

Мы знаем что водород будет и водородом.Только, у него очень дорогая инфраструктура, как баки и двигатели носителя.
В будущем будет Ацетам (как и метан) наверно тоже и хорошая альтернатива до водорода на ЦБ. Я уже писал, до сравниения РБ КВТК и на Ацетам для Ангары-5. 

Масса конструкцйи - 3,85т. до 2,78т.
Масса топлива - 16,25 т. до 17,77т.
ПН - 5,09 до 4,6 тонн

Видно, что масса РБ на Ацетам на больше чем 1 тонна менше (очень много), простые и дешевые двигатели от водорода. А ПН толко на 490 кг меньше


Тоже и ацетилено-аммиачное горючее существенно безопаснее, чем метан с точки зрения его осаждения в стартовых условиях.Свойства паров аммиака таковы, что практически исключается вероятность токсического загрязнения стартовой площадки. К тому же видно, что парообразование ацетилена и особенно аммиака значительно ниже, чем для метана и особенно кислорода.
Таким образом, можно утверждать, что процесс заправки ракет ацетамом должен быть сравнительно безопасным, во всяком случае, значительно безопаснее использования метана.

[Shestoper]

октоген пишет:
 Если уж сосисочный носитель рисуете,

А если сарделечный? ЦБ и ББ одного диаметра, 7,7 м.
При диаметре по срезу сопла 1770 мм на такую сардельку поместится 8 двигателей. Даже 9, если с центральным.

[pkl]

Alex_II пишет:

pkl пишет:
Стоп! Вода!!! Во! Ею можно заправляться и на Земле, и на Марсе, и в системах планет-гигантов. И кометы не забываем. Правда рост массы КК может нивелировать доступность этого рабочего тела. Она же может быть защитой от радиации.

Вода это неплохо, но УИ у ЯРД на воде - приблизительно 400-450с как мне помнится. На метане или аммиаке кажется чуть больше 500с...

Чёрт! Забыл. В общем, только водород и точка. 500 с - тоже фигня. Столько может трёхкомпонентный ЖРД на водороде, фторе и литии. Даже больше.

[pkl]

Alex_II пишет:

pkl пишет:
ЭРД - это двигатель совсем другой схемы. И ему лучше щелочные металлы.

Все зависит от конкретной схемы двигателя. Для СПД лучше ксенон, для VASIMR и МПД - водород (хотя в МПД можно и азот использовать...)

Я про ионники.

[pkl]

2025 пишет:
Не, господа, водоиод по срсвнению с метаном совсе не выигрышновыглядит.
1. Очень агрессивен. ЯРД с ним долго не живут. Водородное охрупчивание - пока одна из нерешенных проблем в современном материаловедении.
2. Криогенность.
3. Низкая плотность.
4. УИ не на много больше и съедается пп. 2-3.
5. И главное: цена водорода на порядки больше.
В общем, в качестве третбей ступени оно может и ничего, но о дальних миссиях не может быть и речи.

Поэтому лучше делать одноразовые РБ. ЯРД будет работать минут 15-20. Ну и чёрт с ним, с охрупчиванием. Со всем все уже свыклись. И самое главное - его почти везде дофига!!!

[Alex_II]

pkl пишет:
Поэтому лучше делать одноразовые РБ. ЯРД будет работать минут 15-20. Ну и чёрт с ним, с охрупчиванием.

Ну, это вы батенька, хотеть много кушать... Даже у РД-0410 ресурс двигателя был емнип больше часа... Стыдно было бы хотя бы не повторить то, что было сделано в 80е... А вообще -надо бы лучше сделать...

[Mark]

 

Alex_II пишет:

pkl пишет:
Поэтому лучше делать одноразовые РБ. ЯРД будет работать минут 15-20. Ну и чёрт с ним, с охрупчиванием.

Ну, это вы батенька, хотеть много кушать... Даже у РД-0410 ресурс двигателя был емнип больше часа... Стыдно было бы хотя бы не повторить то, что было сделано в 80е... А вообще -надо бы лучше сделать...

Я уже писал, новые ЯРД будут    

[2025]

pkl пишет:
Поэтому лучше делать одноразовые РБ. ЯРД будет работать минут 15-20. Ну и чёрт с ним, с охрупчиванием. Со всем все уже свыклись. И самое главное - его почти везде дофига!!!

Возвращаюсь к исходному вопросу: для каких целей?
Если речь о выводе на орбиту, то оптимум сегодня - метан.
Если речь о дальних полетах, то только ЭРД.
Если речь о быстром разгоне (высокой тяге) вне Земли, то да, нагревать РТ лучше напрямую реактором.
А еще лучше выводить метаном, а для космоса сделать двухрежимный двигатель, который в одном режиме быстро разгоняет или тормозит за счет повышенного расхода РТ, а в другом режиме медленно, но экономно разгоняет до высоких скоростей.

[Большой]

Вообще-то здесь про супертяж из Самары. ЯРД в другом месте.

[pkl]

2025 пишет:

pkl пишет:
Поэтому лучше делать одноразовые РБ. ЯРД будет работать минут 15-20. Ну и чёрт с ним, с охрупчиванием. Со всем все уже свыклись. И самое главное - его почти везде дофига!!!

Возвращаюсь к исходному вопросу: для каких целей?

Как каких? Экологическая ниша ЯРД - довыведение на опорную орбиту и, далее, на высокие орбиты, типа ГСО и на отлётные траектории. Т.е. стартуем на ЖРД /тут не важнее тяга, нежели удельный импульс/, а межпланетные пространства бороздим на ЯЭДУ /пока гфЯРД не сделают/. ЯРД - необходимое промежуточное звено, его тяга и удельный импульс лежат как раз где-то посередине. Отсюда и его область применения - верхние ступени и разгонные блоки. При этом, так как двигатель включается высоко, по сути в космосе, возможным радиационным загрязнением можно пренебречь.

...А еще лучше выводить метаном, а для космоса сделать двухрежимный двигатель, который в одном режиме быстро разгоняет или тормозит за счет повышенного расхода РТ, а в другом режиме медленно, но экономно разгоняет до высоких скоростей.

Не лучше. Метан уступает водороду по у.и., а керосин плотнее и может храниться при нормальных условиях. Метан же - ни то, ни сё. К тому же, под него придётся с нуля создавать всю инфраструктуру. Не надо!

Двухрежимный ЯРД? Имхо, слишком сложно. По аналогии - на Земле есть вертолёты, и есть самолёты. СВВП и конвертопланы всякие широкого применения не нашли. А ЯРД и ЯЭДУ отличаются друг от друга ещё сильнее, чем самолёт от вертолёта.

[pkl]

Большой пишет:
Вообще-то здесь про супертяж из Самары. ЯРД в другом месте.

Верхние ядерные ступени - это одно из возможных направлений развития супертяжа. Сначала - твердофазные на верхних ступенях с перспективой развития по двум направлениям. Первое - попытаться сделать его подешевле, допусти, за счёт стали и графита. Второе - разгонные блоки с жфЯРД, через которые подбираться к газофазным двигателям.

Самарцам же надо начинать с больших баков и, параллельно, водорода на "Союзе" - если будет создан этот задел, у них больше шансов выиграть конкурс.

Вчера подумалось - а может, им действительно сварганить что-то вроде Н-1?!

[2025]

pkl пишет:
Экологическая ниша ЯРД - довыведение на опорную орбиту и, далее, на высокие орбиты, типа ГСО и на отлётные траектории.

С этим прекрасно проектируемый ядерный буксир справится или его логическое продолжение. Задача супертяжа - запустить нагрузку на радиационно-безопасную 800 км орбиту. Ниже использовать ЯРД не позволят договора, которые Россия заключила довольно давно и все этовремя их беспрекословно выполняет.

pkl пишет:
 Метан уступает водороду по у.и., а керосин плотнее и может храниться при нормальных условиях.

Это уже обсуждали. Метан уступает водороду совсем мало. В первом приближении их можно считать равными. Керосин вы может и сможете держать при нормальных условиях, а кислород? В том-то и дело, что температуры кипения кислорода и метана близки. Тут проскакивали решения как их хранить в баках с общим дном. А главное - метан дешевле не только "золотого" водорода, но и керосина.

pkl пишет:
Двухрежимный ЯРД? Имхо, слишком сложно.

И в чем же сложность? Отличаются только замкнутым или открытым циклами охлаждения. А если нагревать РТ через теплообменник и оставить цикл замкнутым, то отличия вообще минимальны.
Более того, можно эти два режима запустить одновременно. Этим решится проблема больших холодильников.

pkl пишет:
Самарцам же надо начинать с больших баков и, параллельно, водорода на "Союзе" - если будет создан этот задел, у них больше шансов выиграть конкурс.

Возить на 1% больше метана дешевле, чем делать на 100% толще теплоизоляцию для хранения водорода.

[pkl]

2025 пишет:

pkl пишет:
Экологическая ниша ЯРД - довыведение на опорную орбиту и, далее, на высокие орбиты, типа ГСО и на отлётные траектории.

С этим прекрасно проектируемый ядерный буксир справится или его логическое продолжение.

Ядерный буксир может использоваться ТОЛЬКО на орбите. Довывести на ОИСЗ он никак не сможет - тяги не хватит. Да и в космосе его удельная тяга довольно мала и подъём даже на ГСО затянется на месяцы. Разумеется, можно и так, если время не критично. Но для пилотируемых полётов, допустим, на Луну, ЯЭДУ малопригодна. В целом это двигатель открытого космоса.

Задача супертяжа - запустить нагрузку на радиационно-безопасную 800 км орбиту. Ниже использовать ЯРД не позволят договора, которые Россия заключила довольно давно и все этовремя их беспрекословно выполняет.

Договора можно пересмотреть. Конечно, не сразу, брать надо тихой сапой: сначала приучить общественность к ядерной энергии в космосе. Здесь нам неоценимую услугу окажут ЯЭДУ. Затем - разгонные блоки с ЯРД. И только потом - ЯРД на верхних ступенях РН.

pkl пишет:
 Метан уступает водороду по у.и., а керосин плотнее и может храниться при нормальных условиях.

Это уже обсуждали. Метан уступает водороду совсем мало. В первом приближении их можно считать равными. Керосин вы может и сможете держать при нормальных условиях, а кислород? В том-то и дело, что температуры кипения кислорода и метана близки. Тут проскакивали решения как их хранить в баках с общим дном. А главное - метан дешевле не только "золотого" водорода, но и керосина.

У метана температура кипения - 161,6  °C , у кислорода −182,96 °C. 21 градус разницы. Поэтому просто баки с общим дном не получатся. То же и с у.и. - разница есть и она заметна. В принципе, в перспективе метан может заменить керосин. Но это надо менять всю инфраструктуру, что непросто и недёшево. К тому же, стоимость запуска составляет процентов 20 от стоимости программы. Примерно такая же доля стоимости топлива в стоимости запуска. Экономятся копейки. Может, куда перспективнее заменить керосин на синтетическое углеводородное горючее, типа синтина?

pkl пишет:
Двухрежимный ЯРД? Имхо, слишком сложно.

И в чем же сложность? Отличаются только замкнутым или открытым циклами охлаждения. А если нагревать РТ через теплообменник и оставить цикл замкнутым, то отличия вообще минимальны.
Более того, можно эти два режима запустить одновременно. Этим решится проблема больших холодильников.

Они всем отличаются. У РД-0410 температура активной зоны, кажется 1500 К, ресурс работы - 1 час, рабочее тело  - водород и гептан. У создаваемой сейчас ЯЭУ температура 500-800 К, ресурс работы - 7 лет, рабочее тело - гелий и ксенон. РД-0410 создаёт тягу, ЯЭУ - электроэнергию. Это СОВЕРШЕННО разные агрегаты. И совместить это всё в одной конструкции будет ох как не просто.

pkl пишет:
Самарцам же надо начинать с больших баков и, параллельно, водорода на "Союзе" - если будет создан этот задел, у них больше шансов выиграть конкурс.

Возить на 1% больше метана дешевле, чем делать на 100% толще теплоизоляцию для хранения водорода.

Судя по у.и., топлива /метан + кислород/ понадобится раза в два больше.

[2025]

pkl пишет:
Да и в космосе его удельная тяга довольно мала и подъём даже на ГСО затянется на месяцы.

Это неправда. Все определяется энергетикой и расходом РТ. Если взять ЯРД и ЯЭРД одинаковой мощности, то характеристики у них будут различаться конечно в разы, но не на порядки.

pkl пишет:
Договора можно пересмотреть. Конечно, не сразу, брать надо тихой сапой: сначала приучить общественность к ядерной энергии в космосе.

Если я вас правильно понял, вы редлагаете сначала развить ЯЭРДУ, а лет через цать, когда она будет обкатана в хвост и в гриву, начать заниматься ЯРД? А с чего вы взяли, что после таких инвестиций в ЯЭРДУ, ЯРД вообще кого-то будет интересовать? Как бы после цати лет использования ЯЭРДУ появятся крутая энергетика нового поколения, появятся двигатели нового поколения и пр. Тем более смысла нет мечтать о ЯРД на такую далекую перспективу в теме про сейчас разрабатываемый сверхтяж.

pkl пишет:
У метана температура кипения - 161,6°C , у кислорода −182,96 °C. 21 градус разницы. Поэтому просто баки с общим дном не получатся.

Видел патент, где эта проблема решена добавками этана в метан.

pkl пишет:
. Но это надо менять всю инфраструктуру, что непросто и недёшево.

Вы полагаете, что водород без инфраструктуры будет закачиваться в баки? Кстати, инфраструктура метана крайне дешева - трубопровод, газоочистка и криогеника. А трубопровод будет вдобавок еще и город обслуживать. Дешевле только даром. Даже керосин в подметки не годится, который уже давно синтезируют. А водород и подавно из того же метана получают дешевле всего.

pkl пишет:
К тому же, стоимость запуска составляет процентов 20 от стоимости программы. Примерно такая же доля стоимости топлива в стоимости запуска. Экономятся копейки. Может, куда перспективнее заменить керосин на синтетическое углеводородное горючее, типа синтина?

Не, куда перспективнее внедрить элементы многоразовости, чтобы экономить эти самые оставшиеся 80%.

pkl пишет:
У РД-0410 температура активной зоны, кажется 1500 К, ресурс работы - 1 час, рабочее тело - водород и гептан. У создаваемой сейчас ЯЭУ температура 500-800 К, ресурс работы - 7 лет, рабочее тело - гелий и ксенон. РД-0410 создаёт тягу, ЯЭУ - электроэнергию.

1. Вот ссылка на конкурс Роскосмоса: http://www.federalspace.ru/download/2010_05_26_konkurs_tem.doc
Найдите там: температура в реакторе 1600К, температура турбины 1500К, температура холодильника 1200К.
2. Оба реактора создают ТЕПЛОВУЮ ЭНЕРГИЮ, которая передается ГАЗУ. Газ в одном случае выбрасывается в пространство, в другом крутит турбину, охлаждается и подается обратно. Это вся разница принципиальная. Если в ЯЭРДУ вместо турбины поставите теплообменник для нагрева водорода, то получите систему, которая будет работать 7 лет с тягой РД-0410 (это я утрирую конечно).

pkl пишет:
Судя по у.и., топлива /метан + кислород/ понадобится раза в два больше.

Я не готов оперировать конкретными числами. Все надо считать, а не брать с потолка. Я еще раз повторю, что при всех прелестях водорода, он менее плотный (требуются бОльшие баки), более криогенный (требуется бОльшая теплоизоляция) и более дорогой. Думаю, тот, кто проектирует в ЦСКБ сверхтяж, эти вещи просчитал и принял окончательное решение.

[Shestoper]

2025 пишет:

pkl пишет:
Да и в космосе его удельная тяга довольно мала и подъём даже на ГСО затянется на месяцы.

Это неправда. Все определяется энергетикой и расходом РТ. Если взять ЯРД и ЯЭРД одинаковой мощности, то характеристики у них будут различаться конечно в разы, но не на порядки.

У них разный диапазон мощностей. Мощность ЯЭРД тормозят размеры и масса холодильника для охлаждения теплоносителя.

[Mark]

Большой пишет:
Вообще-то здесь про супертяж из Самары. ЯРД в другом месте.

Правильно так и нужно быть !!!
Да, вижу что и в форумах  нет дисциплины  :evil:

[Большой]

Вариант РНСТК от ЦСКБ. ББ - СПГ+кислород, бл.Ц - Н2+О2 ( Классика! )

[Mark]

 

Большой пишет:




Вариант РНСТК от ЦСКБ. ББ - СПГ+кислород, бл.Ц - Н2+О2 ( Классика! )

БОЛЬШЕ ЧЕМ КЛАССИКА !    

[2025]

На просторах тырнета видел такой проект.
Делается полностью водородный сверхтяж. Он грузится в той же Самаре на баржу и по системе каналов через Азовское, Черное, Средиземное моря отправляется в Атлантику. Где-нибудь в Карибах стоит платформа наподобие Морского старта, возле нее Плавучая АЭС электролизом получает водород из окружающей воды, тут же его сжижает и заполняет баки.
Типа преимущества:
1) гоняется пустая ракета без топлива, топливо получается на месте без транспортировок;
2) на баржу любой размер можно водрузить, т.е. ракета может быть хоть 8, хоть 10 метров в диаметре, т.е. можно обойтись без ББ;
3) запуск близок к экватору;
4) ступени падают в океан: первая в Атлантику, вторая в Тихий.

[SFN]

Ы-ы-ы, ехал Че и думал: Куба далеко!
А Куба - рядом! Куба - рядом!
Куба - рядом! Куба - рядом!
Куба - рядом! Куба - рядом!
Куба - рядом! Куба - рядом!
Куба - рядом!