ДУ КА на сжатых газах, метан+кислород

[Сергей]

Для корректного сравнения требуется сравнить конкретный отечественный РБ на гептиле и амиле с РБ на базе предлагаемой ДУ.
Вопросы.
1. Надежность - предлагается две потенциально не хилые бомбочки с последующим пожаром. Известные серийные  металло-композитные баллоны под кислород имеют объем не превышающий 100 л (импортные) при рабочем давлении 306 атм., российские - не превышающий 40 л при том же примерно давлении.
Сравнительные характеристики серийных баллонов можно посмотреть : 
http://safit.info/
там же характер разрушений баллонов при статической нагрузке и т.д. Ограничение объема связано с характером разрушения - безосколочное и т.д.
При необходимости больших объемов для заправщиков баллоны объединяют в батареи.
2. Имеются проектные проработки баллонов для заправщиков - вес примерно 2,5 т при объеме 2,5 м.куб., причем следует отметить, что диаметр баллонов не превышает 500 мм, а увеличенный объем набирают длиной баллона.Причина при толстых стенках(больших диаметрах) прочность КМ снижается.
3. Движков под предлагаемую схему попросту нет, то есть предлагается разработать новый движок под схему газ-газ с переменным давлением и температурой кислорода и метана с переменным УИ, с незаявленной системой охлаждения КС, механизмами подавления высокочастотных колебаний. 
Желающие могут приступить к проектированию авангардного РБ.

[korund]

Можно применить обычную плоскую спиральную детонацию, тогда давление в КС будет постоянным и подавлять высокочастотные колебания не надо будет.

[Комодский Варан]

Сергей пишет: 
1. Надежность - предлагается две потенциально не хилые бомбочки с последующим пожаром.

Любая ракетная ступень - потенциальная бомбочка.

Сергей пишет: 
3. Движков под предлагаемую схему попросту нет, то есть предлагается разработать новый движок под схему газ-газ с переменным давлением и температурой кислорода и метана

Разброс температур - не более 120 С

Сергей пишет: 
незаявленной системой охлаждения КС

Абляционное + радиационное.

Сергей пишет:
механизмами подавления высокочастотных колебаний.

Тяга маловата для образования ВЧ. Да и тем более газ-газ.

Сергей пишет:
Желающие могут приступить к проектированию авангардного РБ.

Ок. Сравним 2 РБ: Фрегат-МТ и мой РБ.

Параметры	Фрегат	Фрегат-МТ	Фрегат-СБ
Начальная масса с максимальной заправкой, кг	6235	7640	11680
Конечная масса, кг	945	1035	1080
Габариты: высота/диаметр, мм	1875/3440	1945/3800	2435/3875
Компоненты топлива: окислитель/горючее	АТ/НДМГ	АТ/НДМГ	АТ/НДМГ
Максимальный рабочий запас топлива/полная заправка, кг	5235/5307	6550/6650	10140/10330
Тяга МДУ: режим БТ/МТ, кгс	2030±100/1420±150	2030±100/1420±150	2030±100/1420±150
Удельный импульс: режим БТ/МТ, с	333,2/320	333,2/320	333,2/320
Максимальное число включений МД	7	7	7

Запуск на ГПО-1500 из Куру. Потребная ХС = 3050 м/с. ПН Фрегата = 3250 кг. Масса в момент отделения от 3 ступени = 10890 кг.

Мой РБ:
Массовое совершенство = 0.208, УИ = 390 сек.
Масса ПН = 3335 кг
Конечная масса РБ = 1571 кг
РЗТ = 5984 кг
Масса в момент отделения от 3 ступени: 10890 кг.


Как видим, мой РБ даёт прирост ПН в 85 кг, не нуждается в специализированном помещении для заправки вонючкой, и стоит намного меньше 500 лямов.

[korund]

Сергей пишет:
предлагается разработать новый движок под схему газ-газ с механизмами подавления высокочастотных колебаний.
Желающие могут приступить к проектированию...

Да! Подавление ВЧК плохая идея.

[Сергей]

Комодский Варан пишет:

Сергей пишет:
1. Надежность - предлагается две потенциально не хилые бомбочки с последующим пожаром.

Любая ракетная ступень - потенциальная бомбочка.

Только последствия разные - на вонючке - снимут,устранят, запустят. Если рванет баллон с кислородом, дальше будет как у Маска. И ни один иностранный заказчик не будет чего нибудь выводить с таким разгонным блоком.

Комодский Варан пишет:

Сергей пишет:
3. Движков под предлагаемую схему попросту нет, то есть предлагается разработать новый движок под схему газ-газ с переменным давлением и температурой кислорода и метана

Разброс температур - не более 120 С

Это радует, и что разрабатывать движок не надо? Дальше прикиньте - стоимость разработки нового движка по схеме газ-газ, супербаллонов под него ( и никто больше покупать их не будет),доработка стартового оборудования - автоматизированный безлюдный старт после заправки баллонов, потребное количество новых РБ,деньги определенно не отобьются.

Комодский Варан пишет:

Сергей пишет:
незаявленной системой охлаждения КС

Абляционное + радиационное.

Здесь надо поподробней,температура в КС, время работы при каждом включении, длительность пауз между включениями, иначе результаты и оценить то сложно.

Комодский Варан пишет:

Сергей пишет:
механизмами подавления высокочастотных колебаний.

Тяга маловата для образования ВЧ. Да и тем более газ-газ.

Те, кто занимался ЖРД по схеме газ-газ, наоборот считали, с ростом тяги проще подавить высокочастотные колебания, причем ВЧК часто  возникают на переходных режимах, а в проекте падающее давление, да еще до 7 включений.

[Сергей]

Комодский Варан пишет:
Мой РБ:
Массовое совершенство = 0.208, УИ = 390 сек.
Масса ПН = 3335 кг
Конечная масса РБ = 1571 кг
РЗТ = 5984 кг
Масса в момент отделения от 3 ступени: 10890 кг.


Как видим, мой РБ даёт прирост ПН в 85 кг, не нуждается в специализированном помещении для заправки вонючкой, и стоит намного меньше 500 лямов.

Каждую цифру надо обосновать, и поскольку основной объект все таки двигательная установка - привести конкретные размеры баков ,КС, характеристики материалов,в том числе лейнера,закладных элементов, теплоизоляции баков, максимальное давление и температуру газов - все в одной таблице, что бы можно было проверить и уточнить, в том числе уложились ли в прежние габариты РБ - это обязательное требование. Прирост ПН 85 кг - невелик и при уточнении может стать и отрицательным.

[Вернер П.]

Комодский Варан пишет:
Как видим, мой РБ даёт прирост ПН в 85 кг, не нуждается в специализированном помещении для заправки вонючкой, и стоит намного меньше 500 лямов

Как справедливо уже заметили выше, обосновать цифры у Вас не получилось. 
А те что собрали в сравнительную табличку, так могли бы и более впечатляющие вставить, тут уже все равно, потому что  нереализуемо.

[Комодский Варан]

Сергей пишет: 
Если рванет баллон с кислородом, дальше будет как у Маска. 

С хрена ли ему просто так взять и рвануть?

Сергей пишет: 
стоимость разработки нового движка по схеме газ-газ

Не забываем, что движок на вытесниловке.

Сергей пишет: и никто больше покупать их не будет

Будет.

Сергей пишет: доработка стартового оборудования - автоматизированный безлюдный старт после заправки баллонов

У цивилизованных людей старт итак безлюдный.

Сергей пишет: деньги определенно не отобьются.

Отобьются, особенно с учетом стоимости Фрегата.

Сергей пишет: 
Здесь надо поподробней,температура в КС, время работы при каждом включении, длительность пауз между включениями, иначе результаты и оценить то сложно.

Температуру можете посчитать в RPA. ЕМНИМ, при запуске из Куру используется одно включение. Тяга как у Фрегата, 2 тс (можно оптимизировать).

Сергей пишет: 
Те, кто занимался ЖРД по схеме газ-газ, наоборот считали, с ростом тяги проще подавить высокочастотные колебания, причем ВЧК часто возникают на переходных режимах, а в проекте падающее давление, да еще до 7 включений.

Двигатели замкнутой схемы работают по схеме газ-жидкость в отличие от жидкость-жидкость открытой схемы. Подача основного по объёму компонента в газообразном виде резко уменьшает ВЧ-колебания, которые преследовали двигатели открытой схемы. Подача обоих компонентов в газообразном виде (как в РД-270) вообще исключает ВЧ-колебания. 

Надеюсь, со Старым спорить не будете?

[Вернер П.]

korund пишет:
Можно применить обычную плоскую спиральную детонацию

Действительно, ну как мы могли забыть про нее 

[Комодский Варан]

Сергей пишет: 
Каждую цифру надо обосновать, и поскольку основной объект все таки двигательная установка - привести конкретные размеры баков ,КС, характеристики материалов,в том числе лейнера,закладных элементов, теплоизоляции баков, максимальное давление и температуру газов - все в одной таблице, что бы можно было проверить и уточнить, в том числе уложились ли в прежние габариты РБ - это обязательное требование. Прирост ПН 85 кг - невелик и при уточнении может стать и отрицательным.

Плейшнер пишет: Как справедливо уже заметили выше, обосновать цифры у Вас не получилось. 
А те что собрали в сравнительную табличку, так могли бы и более впечатляющие вставить, тут уже все равно, потому что нереализуемо.

Ну так и обосновывайте мне. 
"Я считаю, что создание РБ на газообразных компонентах топлива невозможно, потому что":
1.
2.
3.

[Вернер П.]

Комодский Варан пишет:
Ну так и обосновывайте мне.
"Я считаю, что создание РБ на газообразных компонентах топлива невозможно, потому что":

шюттник

[Дмитрий В.]

Комодский Варан пишет: 
295. Большая разница?

А Вы считали гидравлические потери в тракте подачи и перепад на форсунках?

[Дмитрий В.]

Плейшнер пишет:

Дмитрий В. пишет:

Плейшнер пишет:
Чтобы апогеем ГПО коснуться ГСО, требуется.
Или Вы предполагаете более "изощренные" траектории?

Выводим на 200х35800х49(51,6) град - дальше сам. РБ не нужен.

Все верно. Но только апогей ГПО находится над экватором, а не над 51-й широтой. Соответственно и перигейный импульс должен быть над экватором

Вы о чём?

[Комодский Варан]

Дмитрий В. пишет:

Комодский Варан пишет:
295. Большая разница?

А Вы считали гидравлические потери в тракте подачи и перепад на форсунках?

Да

[Дмитрий В.]

Комодский Варан пишет:
dV_Hoff = 3.87 [km/s]
dV_incl = 2.76 [km/s]
dV_total = 6.64 [km/s]

С этого места поподробнее: что это?

Комодский Варан пишет: На закругление орбиты с учетом потерь уйдёт примерно 1700 м/с. Масса спутника = 6 тонн, мощность СБ = 20 кВт.
СПД-140:

Рабочее тело: Ксенон
Мощность: 4500 Вт.
Разрядное напряжение: 300 В.
Тяга: 290 мН.
УИ: 1770 сек.
Ресурс: 7850 ч.
КПД: 55%.
Масса: 8.4 кг.
Габаритные размеры, мм: 317×270×109.

F = 290 мН*4 = 1.16Н.
Время полета около апогея за один оборот - около 4 часов. dV за один оборот = 1.16/6000*3600*4 = 2.8 м/с.
1700/2.8 = 607 оборотов, или 9000 часов (с учетом увеличения периода)
9000 часов - около года.

Изменение наклонения:
Время пролета над экватором оценим в 2 часа, потребную ХС с учетом потерь - 3000 м/с.
3000/(1.16/6000*3600*2) = 2156 пролетов, или 1078 дней.

Итого: 4 года.

А теперь подумайте, зачем это делать вообще, если спутник выведен напрямую на ГСО?

[korund]

Комодский Варан пишет: 

Двигатели замкнутой схемы работают по схеме газ-жидкость в отличие от жидкость-жидкость открытой схемы. Подача основного по объёму компонента в газообразном виде резко уменьшает ВЧ-колебания, которые преследовали двигатели открытой схемы. Подача обоих компонентов в газообразном виде (как в РД-270) вообще исключает ВЧ-колебания .

Надеюсь, со Старым спорить не будете?

Я буду
Пусть это раскажет шахтерам оказавшимся под завалом сразу после их вызваления.

[Вернер П.]

Дмитрий В. пишет:

Плейшнер пишет:

Дмитрий В. пишет: 
Выводим на 200х35800х49(51,6) град - дальше сам. РБ не нужен.

Все верно. Но только апогей ГПО находится над экватором, а не над 51-й широтой. Соответственно и перигейный импульс должен быть над экватором

Вы о чём?

Чтобы вывести КА на ГПО без использования РБ, нужно два включения верхней ступени РН: первым включением выходим на околокруговую орбиту, долетаем до экватора, и только там второе включение формирующее апогей ГПО над экватором

[Комодский Варан]

Дмитрий В. пишет:

Комодский Варан пишет:
dV_Hoff = 3.87 [km/s]
dV_incl = 2.76 [km/s]
dV_total = 6.64 [km/s]

С этого места поподробнее: что это? 

1. ХС с НОО 200х200 км 51 градус на орбиту 35800*35800 км 51 градус
2. Изменение наклонения на орбите 35800*35800 км с 51 градуса до 0 градусов
3. Итого.

Дмитрий В. пишет: 
А теперь подумайте, зачем это делать вообще, если спутник выведен напрямую на ГСО?

Ну так определитесь: либо у нас отправка третьей ступенью на 200х35800х49(51,6) град, либо отправка сразу на ГСО с помощью РБ.

[Комодский Варан]

Оптимальное соотношение компонентов для моего типа ДУ = 3.7:1. Плотность топлива будет ещё выше, масса баков ещё меньше. И УИ я немного занизил:

[Дмитрий В.]

Комодский Варан пишет:

Дмитрий В. пишет:

Комодский Варан пишет:
dV_Hoff = 3.87 [km/s]
dV_incl = 2.76 [km/s]
dV_total = 6.64 [km/s]

С этого места поподробнее: что это?

1. ХС с НОО 200х200 км 51 градус на орбиту 35800*35800 км 51 градус
2. Изменение наклонения на орбите 35800*35800 км с 51 градуса до 0 градусов
3. Итого.

Дмитрий В. пишет:
А теперь подумайте, зачем это делать вообще, если спутник выведен напрямую на ГСО?

Ну так определитесь: либо у нас отправка третьей ступенью на 200х35800х49(51,6) град, либо отправка сразу на ГСО с помощью РБ.

А зачем так через задницу?  Зачем с орбиты 200х200х51, если можно с 200х35800х51, затратив всего около 2500 м/с ХС? Да, Вы, батенька, извращенец!    
А чего определяться: это дело заказчика: можно сразу на ГПО - спутникто с ЭРДУ раза в два меньше весить будет - ему рабочее тело только для дрейфа да стабиллизации точки стояния потребно, а это - мизер. Протон-М с Близ-М выводит на ГСО 3,7 т - более чем достаточно. А можно - и на 200х35800х(46-51.6) - благо Протон-М  о трёх ступенях способен вытащить на такую орбиту 7500-7800 кг.