ВПВ, ЖК, АТ - компоненты на любителя

[Вернер П.]

Комодский Варан,
а что получается на "вытесниловке" ЖК+керосин для первой ступени ?

[Комодский Варан]

Плейшнер пишет:
Комодский Варан ,
а что получается на "вытесниловке" ЖК+керосин для первой ступени ?

От степени расширения многое зависит. Топливная пара: ЖК+керосин, давление в КС = 10 атмосфер.
Степень расширения = 2, УИ (земля-вакуум) = 215-251 сек.
Степень расширения = 3, УИ (земля-вакуум) = 213-267 сек.
Степень расширения = 4, УИ (земля-вакуум) = 204-277 сек.
Степень расширения = 5, УИ (земля-вакуум) = 193-284 сек.
Степень расширения = 6, УИ (земля-вакуум) = 180-289 сек.
Степень расширения = 7, УИ (земля-вакуум) = 166-293 сек.
Степень расширения = 8, УИ (земля-вакуум) = 151-297 сек.
Степень расширения = 9, УИ (земля-вакуум) = 136-300 сек.
Степень расширения = 10, УИ (земля-вакуум) = 120-303 сек.


Возможно отклонение в большую сторону на 2-3 сек УИ т.к. я не подбирал оптимальное соотношение компонентов для каждой степени расширения отдельно.

[Вернер П.]

200 секунд, маловато будет. Вытесниловка для первой ступени мягко говоря "не очень"

[Дмитрий В.]

Комодский Варан пишет:

Дмитрий В. пишет:

Комодский Варан пишет:
Не знают. У второй ступени Falcon 1 УИ = 327 сек. при давлении в КС около 7 атмосфер. В версии Falcon 1e УИ планировалось поднять до 330 сек.

Реально 317 с при давлении в КС свыше 9 бар. В пустоте. А что там планировали, уже никому не интересно.

Хорошо, забудем про SpaceX. Смотрим двигатель AJ10-118K: http://www.astronautix.com/a/aj10-118k.html

Давление в КС = 8.84 атм., степень расширения = 65. УИ = 321 сек. У меня RPA считает 324 сек УИ т.е. преувеличивает всего лишь на 3 секунды. Но AJ10-118K был создан в далёком 1989 году, и при доработке двигателя он спокойно выдаст эти 324 сек УИ (смотрим пример с Союзом-ФГ). Уменьшим степень расширения до 50 и увеличим давление в КС до 10 атмосфер, изменим топливную пару на ЖК/керосин - УИ будет 336 секунд.

Может Вам просто обидно, что какой-то движок на вытесниловке может уделать РД-0110 по УИ?

ЖРД 2-й ступени - это не особо большая проблема - знай себе сопло раздувай, пока диаметра корпуса хватает. А неплохо бы еще и по удельной массе сравнить. 

[Сергей Капустин]

Комодский Варан, тут дело в самой возможности создания демонстратора.

я сплавы для перекиси могу достать в соседнем городе, а вот все это для азотки...

[avmich]

Сергей Капустин пишет:
Комодский Варан , тут дело в самой возможности создания демонстратора.

я сплавы для перекиси могу достать в соседнем городе, а вот все это для азотки...

Англичане (не одни они, конечно), работая с перекисью, провели опыты на совместимость, и опубликовали результаты - табличка приводилась в Journal of British Interplanetary Society, кажется, номер за июль 1990 года - посвящённый целиком ракетам Black Knight.

Из доступных материалов, способных хранить перекись (не вечно) - тефлон, полиэтилен, алюминий (чистый хранит дольше, дюраль - короче). Полипропилен, подозреваю, подойдёт, а вот ПВХ - уже нет.

С азоткой, конечно, всё совершенно по-другому. Читайте "Зажигание!" Кларка.

[Дмитрий Инфан]

nsn пишет:
Можно либудет испытывать движок на АК в Москве на улице? Если нет, то это не наш метод. Понимаете, у нас тут 6 месяцев в году зима, за городом в полях холодно..

Для опытов на свежем воздухе нужно использовать тёплый период. А холодный - для написания отчётов.

[Сергей Капустин]

avmich, я читал.

[Shestoper]

Плейшнер пишет:
200 секунд, маловато будет. Вытесниловка для первой ступени мягко говоря "не очень"

Первая ступень не только у земли работает. Среднетраекторный УИ - промежуточный между земным и вакуумным. 
А еще можно метан вместо керосина взять, это еще 10-15 с добавит.
И давление в КС можно поднять, сухая масса первой ступени сравнительно мало влияет на мю ПН. 

[Павел73]

avmich пишет:
С азоткой, конечно, всё совершенно по-другому.

Кароче, мерзость - все эти высококипящие окислители... Причём коварная мерзость. Налил перекись в бак, а там - хрясь! - несовместимый сплав оказался... Или где-нибудь по дороге к камере сгорания. Или в самой камере.

У кислорода только один серьёзный недостаток - пожароопасность. Но это свойство всех сильных окислителей. Зато химически стабилен (в отличие от перекиси), конструкционно неагрессивен (в отличие от азотки), и неядовит (в отличие от азотки и четырёхокиси азота). А криогенность... А кому щас легко?    

Кстати, для первых экспериментов кислород необязательно иметь в жидком виде. Обычный баллон, как у сварщиков.

[avmich]

Павел73 пишет:

avmich пишет:
С азоткой, конечно, всё совершенно по-другому.

Кароче, мерзость - все эти высококипящие окислители... Причём коварная мерзость. Налил перекись в бак, а там - хрясь! - несовместимый сплав оказался... Или где-нибудь по дороге к камере сгорания. Или в самой камере.

"Хрясь" с перекисью не бывает - при соблюдении элементарных правил. Если перекись начинает разлагаться - то несовместимость есть, и чтобы это понять, не нужно наполнять до краёв бак перекисью высокой концентрации. Есть проверки всего тракта на наличие несовместимостей, есть процесс пассивации, помогающий устранять некоторые из них. Если небольшое количество перекиси не "держится" без потерь концентрации и выделения газов в системе - систему использовать нельзя.

[avmich]

Конечно, в самой камере сгорания, наоборот, стараются добиться как можно более полного разложения перекиси - поэтому материал камеры уже совсем из других соображений подбирают.

[avmich]

Павел73 пишет:
У кислорода только один серьёзный недостаток - пожароопасность. Но это свойство всех сильных окислителей. Зато химически стабилен (в отличие от перекиси), конструкционно неагрессивен (в отличие от азотки), и неядовит (в отличие от азотки и четырёхокиси азота). А криогенность... А кому щас легко?  

Криогенность - это серьёзный минус. Это и большие потери на испарение на всех стадиях работы. Это и - дополнительная - возможность пропитать какой-нибудь горючий материал, иногда превращая его во взрывчатку. Это и возможности замерзания клапанов - что вполне может привести ко взрыву, скажем, при невозможности стравить избыточное давление. Это и ухудшение рабочего процесса в камере, потому что теперь компоненту до сгорания нужно испариться. Плюс необходимость в системе поджига и невозможность использования в качестве охладителя...

[Комодский Варан]

Дмитрий В. пишет:

Комодский Варан пишет:

Дмитрий В. пишет:

Комодский Варан пишет:
Не знают. У второй ступени Falcon 1 УИ = 327 сек. при давлении в КС около 7 атмосфер. В версии Falcon 1e УИ планировалось поднять до 330 сек.

Реально 317 с при давлении в КС свыше 9 бар. В пустоте. А что там планировали, уже никому не интересно.

Хорошо, забудем про SpaceX. Смотрим двигатель AJ10-118K: http://www.astronautix.com/a/aj10-118k.html

Давление в КС = 8.84 атм., степень расширения = 65. УИ = 321 сек. У меня RPA считает 324 сек УИ т.е. преувеличивает всего лишь на 3 секунды. Но AJ10-118K был создан в далёком 1989 году, и при доработке двигателя он спокойно выдаст эти 324 сек УИ (смотрим пример с Союзом-ФГ). Уменьшим степень расширения до 50 и увеличим давление в КС до 10 атмосфер, изменим топливную пару на ЖК/керосин - УИ будет 336 секунд.

Может Вам просто обидно, что какой-то движок на вытесниловке может уделать РД-0110 по УИ?

ЖРД 2-й ступени - это не особо большая проблема - знай себе сопло раздувай, пока диаметра корпуса хватает. А неплохо бы еще и по удельной массе сравнить.

По массовому совершенству ступени на вытесниловке зачастую превосходят "классические" ступени.

[Комодский Варан]

Shestoper пишет:

Плейшнер пишет:
200 секунд, маловато будет. Вытесниловка для первой ступени мягко говоря "не очень"

Первая ступень не только у земли работает. Среднетраекторный УИ - промежуточный между земным и вакуумным.
А еще можно метан вместо керосина взять, это еще 10-15 с добавит.
И давление в КС можно поднять, сухая масса первой ступени сравнительно мало влияет на мю ПН.

И сопловой насадок поставить.

[Вернер П.]

Shestoper пишет:

Плейшнер пишет:
200 секунд, маловато будет. Вытесниловка для первой ступени мягко говоря "не очень"

Первая ступень не только у земли работает. 

С таким низким УИ  оптимальной будет не 2-х а 3-х ( или даже 4-х) ступенчатая ракета. А значит первая ступень будет работать бОльшую часть времени как раз  "у земли". Такой своеобразный  замкнутый круг

[Комодский Варан]

Плейшнер пишет:

Shestoper пишет:

Плейшнер пишет:
200 секунд, маловато будет. Вытесниловка для первой ступени мягко говоря "не очень"

Первая ступень не только у земли работает.

С таким низким УИ оптимальной будет не 2-х а 3-х ( или даже 4-х) ступенчатая ракета. А значит первая ступень будет работать бОльшую часть времени как раз "у земли". Такой своеобразный замкнутый круг

Нет.
Вот график изменения теоретического (реальный на 16 сек. меньше) УИ в зависимости от высоты полёта:
(Давление в КС = 10 атм., ЖК/РГ-1, степ. расширения = 4)



УИ на высоте 20 км приближается к вакуумному УИ. РН с хорошей стартовой тяговооружённостью (типа Зенита) достигнет этой высоты примерно за минуту. Потом можно ставить сопловой насадок и лететь с УИ около 336 сек.

[Комодский Варан]

Astro Cat пишет:

Комодский Варан пишет:
Самопальный амил, получаемый разложением нитрата кальция стоит 55 руб/кг.

А сколько лет дадут за самовольное производство высокотоксичных веществ?

Нисколько. Он не является прекурсором.

[Вернер П.]

Комодский Варан пишет:
УИ на высоте 20 км приближается к вакуумному УИ.

Бесспорно

Комодский Варан пишет:
РН с хорошей стартовой тяговооружённостью (типа Зенита) достигнет этой высоты примерно за минуту.

.. и топливо кончится
Посчитайте, во что превратиться первая ступень Зенита при УИ 200/280, чтобы разогнать вышележащие ступени до такой же скорости

Комодский Варан пишет:
Потом можно ставить сопловой насадок и лететь с УИ около 336 сек.

До насадка вряд ли дело дойдет

[Комодский Варан]

Плейшнер пишет: 
.. и топливо кончится
Посчитайте, во что превратиться первая ступень Зенита при УИ 200/280, чтобы разогнать вышележащие ступени до такой же скорости

Время полёта на высоту 20 км - примерно 60 сек.
Среднетраекторный УИ РН на вытесниловке = 245 сек.
Среднетраекторный УИ "классической" РН    = 300 сек. (двигатель типа medlin-1d)
Стартовая тяговооружённость обоих РН = 1.7, к моменту достижения высоты 20 км она составит примерно 2.4. Среднюю тяговооружённость для приближённого расчёта примем 1.9.
deltaV = 60*19=1140 м/с.
Соотношение массы заправленной ракеты к массе РН с остатками топлива на момент достижения высоты 20 км для вытесниловки будет равно 1.6
Соотношение массы заправленной ракеты к массе РН с остатками топлива на момент достижения высоты 20 км для классичесой РН будет равно 1.47
Разница = 9%. 

Потеря 9% массы ПН не является критической и не затмевает очевидные преимущества РН на вытеснительной подаче.