Лин, блин!

[Комодский Варан]

avmich пишет:

Комодский Варан пишет:

avmich пишет:
Посчитал CPropep-Web-ом движки на керосине и ЖК против ВПВ 95%. При 15 атм в камере, 0,1 атм на срезе, "замороженной" модели и ХС 5000 м/с второй ступени разница массовых отношений оказалась 13%.

При равном массовом совершенстве, равном 10 и УИ 306 и 317 сек для перекисной и кислородной ступени соответственно, выигрыш по массе ступени, работающей на топливной паре ЖК/керосин составит в зависимости от ХС:

5000 м/с - 12.6%
5100 м/с - 13.4%
5200 м/с - 14.2%
5300 м/с - 15.2%
5400 м/с - 16.3%
5500 м/с - 17.5%
5600 м/с - 18.9%
5700 м/с - 20.5%
5800 м/с - 22.4%
5900 м/с - 24.8%
6000 м/с - 27.4%

Замечу, что массовое совершенство перекисной ступени окажется скорее всего хуже, чем у кислородной.

Если Вы фиксируете массовое совершенство и УИ, то ХС из этого определяется по формуле Циолковского. Можете пояснить, какие формулы Вы тут используете? В какой формуле меняете ХС?

x/(1+k(x-1))=2.718^(DeltaV/Isp/9.81) 

k- коэффициент массового совершенства с учетом массы недозабора (0.08-0.15) 
DeltaV - потребная ХС [м/с] 
Isp - удельный импульс [сек] 
x - отношение массы заправленной ступени+ПН к самой ПН. 

[Комодский Варан]

avmich пишет:

Комодский Варан пишет:
Замечу, что массовое совершенство перекисной ступени окажется скорее всего хуже, чем у кислородной.

Почему Вы так считаете?

1) В случае с перекисью отсутствует криоупрочнение, влияние которого на массу баков весьма велико как на предложенном мною сплаве, так и на вытеснительной системе подачи.
2) Отсутствует возможность разместить баллон с гелием наддува в баке с криогенной жидкостью, поэтому баллон будет большим и тяжелым.
3) Тяговооруженность перекисных двигателей ниже, чем у керосин-кислородных.  

[m-s Gelezniak]

Комодский Варан пишет:

avmich

пишет:

Комодский Варан пишет:
Замечу, что массовое совершенство перекисной ступени окажется скорее всего хуже, чем у кислородной.

Почему Вы так считаете?

1) В случае с перекисью отсутствует криоупрочнение, влияние которого на массу баков весьма велико как на предложенном мною сплаве, так и на вытеснительной системе подачи.
2) Отсутствует возможность разместить баллон с гелием наддува в баке с криогенной жидкостью, поэтому баллон будет большим и тяжелым.
3) Тяговооруженность перекисных двигателей ниже, чем у керосин-кислородных.

А зачем там гелий вообще.
Капай в керосин и все.

[Salo]

Перекись с керосином несамовоспламеняющаяся пара. Как минимум потребуется катализатор для разложения перекиси, но слово капай в данном контексте уже неприменимо.

[avmich]

Комодский Варан пишет:

avmich пишет:

Комодский Варан пишет:

avmich пишет:
Посчитал CPropep-Web-ом движки на керосине и ЖК против ВПВ 95%. При 15 атм в камере, 0,1 атм на срезе, "замороженной" модели и ХС 5000 м/с второй ступени разница массовых отношений оказалась 13%.

При равном массовом совершенстве, равном 10 и УИ 306 и 317 сек для перекисной и кислородной ступени соответственно, выигрыш по массе ступени, работающей на топливной паре ЖК/керосин составит в зависимости от ХС:

5000 м/с - 12.6%
5100 м/с - 13.4%
5200 м/с - 14.2%
5300 м/с - 15.2%
5400 м/с - 16.3%
5500 м/с - 17.5%
5600 м/с - 18.9%
5700 м/с - 20.5%
5800 м/с - 22.4%
5900 м/с - 24.8%
6000 м/с - 27.4%

Замечу, что массовое совершенство перекисной ступени окажется скорее всего хуже, чем у кислородной.

Если Вы фиксируете массовое совершенство и УИ, то ХС из этого определяется по формуле Циолковского. Можете пояснить, какие формулы Вы тут используете? В какой формуле меняете ХС?

x/(1+k(x-1))=2.718^(DeltaV/Isp/9.81)

k- коэффициент массового совершенства с учетом массы недозабора (0.08-0.15)
DeltaV - потребная ХС [м/с]
Isp - удельный импульс [сек]
x - отношение массы заправленной ступени+ПН к самой ПН.

Понял. В моих обозначениях Ваш x = (mПН + mступень + mтопливо) / mПН, а Ваш k = mступень / (mступень + mтопливо). Ваше утверждение выглядит так: "отношение (mПН + mступень + mтопливо) / mПН в зависимости от ХС для ЖК меньше такового для ВПВ на 12,6% - 27,4%". Не очень понятно, почему это отношение взято для сравнения.

[avmich]

Давайте так - возьмём какую-нибудь реалистичную ХС для второй ступени ракеты. Будем считать ракету двухступенчатой для простоты. 6000 м/с мне выглядят несколько чрезмерным - мне кажется, варианты Лин Индастриал опираются на меньшее значение, пусть будет 5500. Возьмём для начала одинаковое массовое совершенство второй ступени - скажем, те же 10, то есть, k = mступень / (mступень + mтопливо) = 0,1 , зафиксируем массу полной второй ступени - скажем, 500 кг, что немедленно даёт массу топлива 450 кг. И посмотрим, как масса ПН меняется с разницей в УИ.

У меня получилось для кислородных 317 с УИ масса ПН 42,5 кг , а для перекисных 306 УИ масса ПН - 35,7 кг. Разница 18%. Масса ПН несколько меньше массы пустой второй ступени, на 15% - 30%.

[avmich]

Это сравнение, честно говоря, мне не выглядит особенно показательным, потому что данные взяты достаточно приблизительные - УИ для кислорода, думаю, будет получше выглядеть в сравнении с перекисным, а вот другие показатели, наоборот, будут улучшать результаты перекисного варианта. Но в любом случае - разница 15-20 процентов не выглядит настолько большой, чтобы целиком определять технические решения.

Доводы Лин Индастриал в пользу выбранных перекиси и ЭНА другие, которые, с их точки зрения, перевешивают преимущества вариантов на ЖК, метане и т.п.

[avmich]

Рассмотрим "замороженную" (несколько оптимистичную) модель термохимии ЖРД, оптимизируем соотношение компонентов для достижения максимального УИ. Вот что получается в CPropep-Web, на http://rocketworkbench.sourceforge.net/equil.phtml .
 

Code_Name_______________________mol____Mass (g)_Composition
797__RP-1_______________________1.7823_25.0000__2H 1C
686__OXYGEN (LIQUID)____________2.1876_70.0000__2O
__________________CHAMBER__THROAT_____EXIT
Pressure (atm)__:_15.000___8.706______0.100
Temperature (K)_:_3344.710_3196.523___2065.210
Ae/At___________:__________1.00000____20.78591

Isp (m/s)_______:__________1099.23895_2974.63928
Isp/g (s)_______:___________112.09118__303.32879

Code_Name_______________________mol____Mass (g)_Composition
797__RP-1_______________________0.9268_13.0000__2H 1C
976__WATER______________________0.2775_5.0000___2H 1O
466__HYDROGEN PEROXIDE (100 PC)_2.7929_95.0000__2H 2O

__________________CHAMBER__THROAT_____EXIT
Pressure (atm)__:_15.000___8.680______0.100
Temperature (K)_:_2701.407_2558.406___1408.847
Ae/At___________:__________1.00000____18.02893

Isp (m/s)_______:__________1035.92926_2746.36548
Isp/g (s)_______:___________105.63539__280.05134

УИ несколько пониже, но можно немного увеличить диаметр среза сопла - здесь отношение к площади критики сравнительно небольшое.

Видно, что 95%-я перекись, плотностью примерно 1,4 кг/л , составляет 88,49% массы компонентов, а кислород, плотностью примерно 1,1 кг/л , составляет 73,68% массы. Плотность компонентов значительно выше в случае перекиси.

Видно также, что температура в камере сгорания в случае перекиси - 2700 Кельвин, а в случае кислорода - 3340 Кельвин, то есть, вопрос охлаждения острее в случае кислорода, особенно учитывая, что придётся охлаждать керосином, в то время как перекисный движок можно охлаждать перекисью.

Про проблемы криогеники - хранение, заправка, подбор клапанов и вентилей - уже говорили, как и про проблемы поджига. Во всех этих вопросах перекись имеет уверенные преимущества.

[avmich]

[m-s Gelezniak]

Salo пишет:
Перекись с керосином несамовоспламеняющаяся пара. Как минимум потребуется катализатор для разложения перекиси, но слово капай в данном контексте уже неприменимо.

А ты попробуй.

[m-s Gelezniak]

avmich пишет:
Рассмотрим "замороженную" (несколько оптимистичную) модель термохимии ЖРД, оптимизируем соотношение компонентов для достижения максимального УИ. Вот что получается в CPropep-Web, на http://rocketworkbench.sourceforge.net/equil.phtml .

Code_Name_______________________mol____Mass (g)_Composition
797__RP-1_______________________1.7823_25.0000__2H 1C
686__OXYGEN (LIQUID)____________2.1876_70.0000__2O
__________________CHAMBER__THROAT_____EXIT
Pressure (atm)__:_15.000___8.706______0.100
Temperature (K)_:_3344.710_3196.523___2065.210
Ae/At___________:__________1.00000____20.78591

Isp (m/s)_______:__________1099.23895_2974.63928
Isp/g (s)_______:___________112.09118__303.32879

Code_Name_______________________mol____Mass (g)_Composition
797__RP-1_______________________0.9268_13.0000__2H 1C
976__WATER______________________0.2775_5.0000___2H 1O
466__HYDROGEN PEROXIDE (100 PC)_2.7929_95.0000__2H 2O

__________________CHAMBER__THROAT_____EXIT
Pressure (atm)__:_15.000___8.680______0.100
Temperature (K)_:_2701.407_2558.406___1408.847
Ae/At___________:__________1.00000____18.02893

Isp (m/s)_______:__________1035.92926_2746.36548
Isp/g (s)_______:___________105.63539__280.05134

УИ несколько пониже, но можно немного увеличить диаметр среза сопла - здесь отношение к площади критики сравнительно небольшое.

Видно, что 95%-я перекись, плотностью примерно 1,4 кг/л , составляет 88,49% массы компонентов, а кислород, плотностью примерно 1,1 кг/л , составляет 73,68% массы. Плотность компонентов значительно выше в случае перекиси.

Видно также, что температура в камере сгорания в случае перекиси - 2700 Кельвин, а в случае кислорода - 3340 Кельвин, то есть, вопрос охлаждения острее в случае кислорода, особенно учитывая, что придётся охлаждать керосином, в то время как перекисный движок можно охлаждать перекисью.

Про проблемы криогеники - хранение, заправка, подбор клапанов и вентилей - уже говорили, как и про проблемы поджига. Во всех этих вопросах перекись имеет уверенные преимущества.

Основная проблема криогеники - уплотнители
.

[Salo]

m-s Gelezniak пишет:

Salo пишет:
Перекись с керосином несамовоспламеняющаяся пара. Как минимум потребуется катализатор для разложения перекиси, но слово капай в данном контексте уже неприменимо.

А ты попробуй.  

Дык пробовали уже:
http://mosgird.ru/204/11/002.htm

Перекись в ЖРД может применяться и как унитарное топливо, и как окислитель — например, в паре с керосином или спиртом. Ни керосин, ни спирт не самовоспламеняются с перекисью, и для обеспечения зажигания в горючее приходится добавлять катализатор разложения перекиси — тогда выделяющегося тепла достаточно для воспламенения. Для спирта подходящим катализатором является ацетат марганца (II). Для керосина тоже существуют соответствующие добавки, но их состав держится в секрете.

[m-s Gelezniak]

Salo пишет:

m-s Gelezniak

пишет:

Salo пишет:
Перекись с керосином несамовоспламеняющаяся пара. Как минимум потребуется катализатор для разложения перекиси, но слово капай в данном контексте уже неприменимо.

А ты попробуй.

Дык пробовали уже:
http://mosgird.ru/204/11/002.htm

Перекись в ЖРД может применяться и как унитарное топливо, и как окислитель — например, в паре с керосином или спиртом. Ни керосин, ни спирт не самовоспламеняются с перекисью, и для обеспечения зажигания в горючее приходится добавлять катализатор разложения перекиси — тогда выделяющегося тепла достаточно для воспламенения. Для спирта подходящим катализатором является ацетат марганца (II). Для керосина тоже существуют соответствующие добавки, но их состав держится в секрете.

Ну так возьми и попробуй.
Это тебе не макулатуру перелопачивать.

[m-s Gelezniak]

Бумажные летатели хреновы.

[Bell]

Кстати, а что там с Лином?

[avmich]

Комодский Варан пишет:

avmich пишет:

Комодский Варан пишет:
Замечу, что массовое совершенство перекисной ступени окажется скорее всего хуже, чем у кислородной.

Почему Вы так считаете?

1) В случае с перекисью отсутствует криоупрочнение, влияние которого на массу баков весьма велико как на предложенном мною сплаве, так и на вытеснительной системе подачи.
2) Отсутствует возможность разместить баллон с гелием наддува в баке с криогенной жидкостью, поэтому баллон будет большим и тяжелым.
3) Тяговооруженность перекисных двигателей ниже, чем у керосин-кислородных.

1) Насколько криоупрочнение влияет на массу баков в данном случае? Можно исходные данные и расчёты? А то ведь можно и о криоохрупчивании также сказать.
2) Перекись можно наддувать продуктами разложения перекиси, для этого не нужны тяжёлые баки. В этом у перекиси преимущество.
3) Тяговооружённость перекисных ЖРД если и ниже - что вопрос, честно говоря, там много факторов - то несущественно, при прочих равных.

[Комодский Варан]

avmich пишет:
Видно также, что температура в камере сгорания в случае перекиси - 2700 Кельвин, а в случае кислорода - 3340 Кельвин, то есть, вопрос охлаждения острее в случае кислорода, особенно учитывая, что придётся охлаждать керосином, в то время как перекисный движок можно охлаждать перекисью.

Влияние разницы в 640С при абляционном охлаждении невелико. А вот охлаждать перекисью - плохая затея, малейший перегрев камеры приведет к взрыву. Да и о дросселировании тогда можно забыть.

avmich пишет:
Про проблемы криогеники - хранение, заправка, подбор клапанов и вентилей - уже говорили, как и про проблемы поджига. Во всех этих вопросах перекись имеет уверенные преимущества.

Про проблемы ЖК говорили, а про проблемы перекиси? Начиная с взрывоопасности и заканчивая сильным разложением от малейшей пылинки из воздуха. Или Лину одного взрыва было мало?

avmich пишет: 
1) Насколько криоупрочнение влияет на массу баков в данном случае? Можно исходные данные и расчёты? А то ведь можно и о криоохрупчивании также сказать.

При вытеснительной подаче алюминий-литиевые баки весят до 25% от массы ступени. Думаю, процентов 5-10 можно сэкономить. 

avmich пишет: 
2) Перекись можно наддувать продуктами разложения перекиси, для этого не нужны тяжёлые баки. В этом у перекиси преимущество.

Вот только в этом случае нужен отдельный газогенератор. В добавок к этому: 
1) Перекись намного тяжелее гелия, поэтому предложенная система будет тяжелее "классической" с ШБ.
2) После ГГ продукты разложения перекиси нужно охлаждать, иначе бак окислителя при подаче в него парогаза просто взорвется. 
3) Парогаз будет охлаждаться, и в баке горючего скопится много воды. Что будет, когда она попадет в ЖРД? Керосин в воде не растворяется.

[Salo]

m-s Gelezniak пишет:
Ну так возьми и попробуй.
Это тебе не макулатуру перелопачивать.

m-s Gelezniak пишет:
Бумажные летатели хреновы.

Это Вы так о Суворове изволите выражаться?

И прекратите загаживать форум оверквотингом. Он и так еле дышит.

[Salo]

Дмитрий В. пишет:

 Astro Cat пишет:
Странная схема какая то с верхним РДТТ. Если без РДТТ никак, то имхо наоборот надо. Вниз набор РДТТ. Куда уж проще технологически. Улетит со старта по любому. )))

При выбранных компонентах топлива (ВПВ+керосин) и схеме ЖРД (ЭНА) две ступени с унифицированными ЖРД не способны вывести на ССО груз требуемой массы. При оптимизированной (заметно уменьшенной) тяге второй ступни такая возможность появляется, но грузоподъемность недостаточна и требуется параллельно разработать и создать ЖРД довольно малой тяги.
А схема вполне обычная: Вэнгард, Блэк Эрроу, первые китайские РН сделаны по ней.

На вторую ступень идеально подошёл бы РД-161П. Может и третья ступень не понадобилась бы.
А в идеале и на первую с укороченным сопплом.

[Salo]

Цандер не так уж и прост:

Для сравнения: