SpaceX Super Heavy Orbital Stage

[strat]

- там могли использовать идею КБХА о газификации метана. Короче как в РД-0162 - турбина на метане есть, а FPB  - нихт 

мощность на турбине другого порядка будет

[ExDi]

у 0162 вроде обе турбины на одном валу, и метановая только добавляет мощности, а одна бы не справилась с метановым трактом?

[strat]

Raptor двухвальный, это ещё одно важное преимущество полнопоточной схемы с двумя газогенераторами, позволяющее реализовать оптимальную частоту вращения шнеков насосов для каждого компонента по отдельности, что невозможно с одновальной схемой, а ещё у одновальных гораздо больше вероятность катастрофического разрушения ТНА...

[AlexandrU]

Заодно выложу и здесь тоже очередную схему Раптора с форума NSF.
...

Так ближе к делу будет:

Ну и тема метанового наддува не раскрыта. Чёт я сомневаюсь, что они его в рубашке до 200+°С кипятят.

[Quetzalcoatl]

Так ближе к делу будет:

Вообще-то все, что связано с OT, OPB и т.д., расположено на камере сгорания Раптора сверху, поэтому там все неплохо нагревается.

Ну и тема метанового наддува не раскрыта. Чёт я сомневаюсь, что они его в рубашке до 200+°С кипятят.

А зачем греть метан до +200С? 

[Zhilinsky Valerij]

Попробуйте подсчитать массу баллонов с P=150атм и вместимостью в десятки/сотни тонн водорода. А также посчитайте массу дедандера и источника энергии, обеспечивающего мощность, необходимую для быстрого сжижения запасённого водорода...

1000т метановых компонентов это 200тСН4 + 700тО2 + 100тО2 на подышать. Для их получения требуется 34687,5ГДж или 401 суток работы мегаваттного эл.источника, в двигателях сгорит только 175т метана выделив 8750ГДж.
1000т водородных компонентов это 111,(1)тН2 + 666,(6)тО2 + 222,(2)тО2 надышаться. Для их получения требуется 13333,(3)ГДж или 154 суток работы от той же розетки, в моторах сгорит 83,333т водорода на сумму почти в 10000ГДж.
Для сжижения кило водорода требуется примерно вдвое больше джоулей, чем для кило метана, а отсюда мы знаем, что для длительного хранения жидкого водорода в космосе требуется примерно кВт на тонну. То есть водород для марса получается эффективней метана и дешевле.

Бда, тяжёлый случай...
   
То есть у вас получается, что количество необходимого для дыхания кислорода зависит от топливной смеси в двигателе, и, в случае, если двигатель метановый, то его надо меньше... Это такая прелесть...
   
Кроме того 222,(2)т О2 - это примерно двести тысяч кубических метров кислорода при нормальных условиях... Куда вам столько?
   
Если вы учились в школе, то должны бы знать и о существовании закона сохранения энергии. Из него есть забавное следствие - количество энергии, выделяемой при сгорании, в общем случае равно количеству энергии, необходимому для того, чтобы из продуктов сгорания получить компоненты топлива, естественно, с учётом КПД.
   
А ещё даже школьник знает, что в ваше фразе "для длительного хранения жидкого водорода в космосе требуется примерно кВт на тонну" не хватает сущей мелочи - времени и условий хранения. Иначе бы не хранили жидкий азот (даже не водород!) в дьюарах.
   

[Zhilinsky Valerij]

Очередные испытания Раптора 2 в МасГрегоре. А какой хлопок при зажигании! А какой хлопок будет при зажигании 33 РД одновременно! 

Отработают систему поджига (она там искровая или лазерная) и будет очередь из 33 негромких хлопков, причём каждый следующий двигатель будет запускаться только после запуска или отказа от попытки запуска предыдущего.
   

[Dims]

в ваше фразе "для длительного хранения жидкого водорода в космосе требуется примерно кВт на тонну" не хватает сущей мелочи - времени и условий хранения.

Извиняюсь, что влезаю, но условия хранения фиксированы -- технологически возможные на сегодняшний день в обсуждаемом случае, а время не нужно, так как киловатты -- это единицы мощности.

[AlexandrU]

Вообще-то все, что связано с OT, OPB и т.д., расположено на камере сгорания Раптора сверху, поэтому там все неплохо нагревается.

Не на камере, а перед камерой в газовом тракте. Чтоб поддерживать наддув бака О2 на 6атм при 200°С надо 1,2кг/с газа с "горшка", а это теплообменник 0,35МВт. Для примера, при 0°С и 0,16МВт надо уже более 2кг/с.

А зачем греть метан до +200С? 

Тоже верно и для метана. Т.к. газ наддува не расходуемая масса топлива, то чем он горячее, тем меньше эта масса. Например, в бустере СШ после окончания работы может суммарно десяток тонн наддувного газа оставаться.

Бда, тяжёлый случай...
То есть у вас получается, что количество необходимого для дыхания кислорода зависит от топливной смеси в двигателе...
Кроме того 222,(2)т О2 - это примерно двести тысяч кубических метров кислорода при нормальных условиях... Куда вам столько?

Да, из-за работы моторов на обогащённой смеси появляются излишки кислорода, часть из которого может сдышать экипаж, а остальное за борт.

Если вы учились в школе, то должны бы знать и о существовании закона сохранения энергии...

Кэп...

А ещё даже школьник знает, что в ваше фразе "для длительного хранения жидкого водорода в космосе требуется примерно кВт на тонну" не хватает сущей мелочи - времени и условий хранения. Иначе бы не хранили жидкий азот (даже не водород!) в дьюарах.

Дьюар - термос, я же говорил об активном холодильнике мощностью 1Дж/с•кг водорода.

[Quetzalcoatl]

Не на камере, а перед камерой в газовом тракте. Чтоб поддерживать наддув бака О2 на 6атм при 200°С надо 1,2кг/с газа с "горшка", а это теплообменник 0,35МВт. Для примера, при 0°С и 0,16МВт надо уже более 2кг/с.

Тоже верно и для метана. Т.к. газ наддува не расходуемая масса топлива, то чем он горячее, тем меньше эта масса. Например, в бустере СШ после окончания работы может суммарно десяток тонн наддувного газа оставаться.

Интересное кино получается. Получается, что в баке с ЖМ будет газообразный метан с температурой за +200С и жидкий метан с температурой ниже -162С? Аналогичная картина будет и в баке с ЖК? Там будет газообразный кислород с температурой за +200С и жидкий кислород с температурой ниже -182С? Мне почему-то кажется, что это против законов термодинамики и так работать не будет. 

[strat]

Газ наддува горячий, на нем будут работать и hot gas thrusters  а насчёт конкретных температур надо у Маска спрашивать

[Zhilinsky Valerij]

в ваше фразе "для длительного хранения жидкого водорода в космосе требуется примерно кВт на тонну" не хватает сущей мелочи - времени и условий хранения.

Извиняюсь, что влезаю, но условия хранения фиксированы -- технологически возможные на сегодняшний день в обсуждаемом случае, а время не нужно, так как киловатты -- это единицы мощности.

А какие именно условия фиксированны? Вакуумный криоцилиндр, или дьюар, или разработанный ULA (не НАСА!) композитный бак для жидкого водорода? Они все технологически возможны, но, наппример, технология ULA запатентована, и вам её просто так не дадут. А криоцилиндр с засыпкой необходимого объема будет иметь такую массу...
   
И время хранения тоже имеет значения, потому, что для баков большой ёмкости в принципе не бывает возможности полностью избежать потери жидкого водорода. В результате необходимо учитывать эти потери, чтобы к концу перелёта не остаться без необходимого запаса топлива.
   

[Quetzalcoatl]

Очередная схема Раптора 2 с форума NSF от 3.02.2022. 

[Zhilinsky Valerij]

Бда, тяжёлый случай...
То есть у вас получается, что количество необходимого для дыхания кислорода зависит от топливной смеси в двигателе...
Кроме того 222,(2)т О2 - это примерно двести тысяч кубических метров кислорода при нормальных условиях... Куда вам столько?

Да, из-за работы моторов на обогащённой смеси появляются излишки кислорода, часть из которого может сдышать экипаж, а остальное за борт.

То есть вы сотни тонн кислорода заливаете в бак только для того, чтобы потом его за борт? Альтернативная мудрость, мне не понять.
     

Если вы учились в школе, то должны бы знать и о существовании закона сохранения энергии...

Кэп...

Тем не менее такое впечатление, что вы с этим законом не в ладах...
     

А ещё даже школьник знает, что в ваше фразе "для длительного хранения жидкого водорода в космосе требуется примерно кВт на тонну" не хватает сущей мелочи - времени и условий хранения. Иначе бы не хранили жидкий азот (даже не водород!) в дьюарах.

Дьюар - термос, я же говорил об активном холодильнике мощностью 1Дж/с•кг водорода.

То есть активный холодильник такой мощности может обеспечить хранение жидкого водорода в любых условиях без ограничения времени? Мудро...
   

[Юрий Михайлович Темников]

Если вы учились в школе, то должны бы знать и о существовании закона сохранения энергии. Из него есть забавное следствие - количество энергии, выделяемой при сгорании, в общем случае равно количеству энергии, необходимому для того, чтобы из продуктов сгорания получить компоненты топлива, естественно, с учётом КПД.

Тяжёлый случай.Не буду про цифры,возможно там немного напутано.Но с законом сохранения энергии нужно поаккуратнее.Совать его во все щели не есть гут.Во первых образование метана идёт с выделением энергии запасённой в водороде. Во вторых УИ водорода больше ,как и энергия горения на кг веса.То есть масса топлива и общая масса РН будет меньше.Вывод:энергии для водородной РН потребуется меньше.
По поводу хранения.На Земле в вагонах на Байконуре  потери Без кулеров 1% в сутки.ЭВИ, многослойная,как на Уэббе гораздо лучше всякого дьюара.Ночные ,да и дневные тоже,температуры Марса гораздо ниже.А турбодетандер,по сути тепловой насос,чем меньше разница температур,тем он экономичнее.В космосе же Т вообще предельно низкая за экраном.Закон куба\квадрата тоже против вас.Уж ежели и испарится небольшая часть,то это и энергия для турбодетандера и вода для космонавтов.
Кстати"Мудро"-это ля-ля.Насколько я понимаю. 1квт/т для неограниченного хранения 1т ЖВ в космосе это не ;"изобретение тёмной головы необразованной личности",а какой то источник.Тот же Зубрин предлагал для получения метана на обратную дорогу привозить ЖВ с Земли.

[tdz]

Интересное кино получается. Получается, что в баке с ЖМ будет газообразный метан с температурой за +200С и жидкий метан с температурой ниже -162С? Аналогичная картина будет и в баке с ЖК? Там будет газообразный кислород с температурой за +200С и жидкий кислород с температурой ниже -182С? Мне почему-то кажется, что это против законов термодинамики и так работать не будет.

там возможны разные режимы; если так, как описываете вы - то на границе жидкости и газа будет устанавливаться динамическое равновесие между охлаждением и конденсацией горячего газа и нагревом и кипением холодной жидкости, а выше (и ниже) - градиент; в газовой фазе такая неравновесность может вызывать неустойчивости из-за "схлопывания" горячей подушки при выбросах в нее кипящей жидкости - вплоть до автоколебаний наподобие пресловутых в камере сгорания. Но на пальцах это достоверно не оценишь, неравновесности и неустойчивости и численно считать проблемно. может на таких размерностях все и усреднится-стабилизируется более-менее.. "термодинамически" было бы предпочтительно нагревать объем жидкости горячим газом, поддерживая ее температуру соответствующей кипению при давлении наддува через теплообменник - на худой конец барботерного типа. но маск предпочитает простые лаконичные решения и наверное начнет с бесхитростного наддува горячим газом; да и автогенный наддув - не что-то новое, может и не все так заморочно с ним, тем более опыт с прототипом орбитального старшипа у него уже есть (хотя там вроде и возникали проблемы с схлопыванием газовой подушки)

[ratcustorb]

Очередная схема Раптора 2 с форума NSF от 3.02.2022. 

Т.е. 700-880 бар в рубашке охлаждения КС и сопла раптора никого не смущают, а 500 бар в РД-0169 - говорят много...

[Raul]

Очередная схема Раптора 2 с форума NSF от 3.02.2022. 

Т.е. 700-880 бар в рубашке охлаждения КС и сопла раптора никого не смущают, а 500 бар в РД-0169 - говорят много...

Вся картинка Раптора смущает, в смысле ее достоверности.

[strapel]

Не на камере, а перед камерой в газовом тракте. Чтоб поддерживать наддув бака О2 на 6атм при 200°С надо 1,2кг/с газа с "горшка", а это теплообменник 0,35МВт. Для примера, при 0°С и 0,16МВт надо уже более 2кг/с.

Тоже верно и для метана. Т.к. газ наддува не расходуемая масса топлива, то чем он горячее, тем меньше эта масса. Например, в бустере СШ после окончания работы может суммарно десяток тонн наддувного газа оставаться.

Интересное кино получается. Получается, что в баке с ЖМ будет газообразный метан с температурой за +200С и жидкий метан с температурой ниже -162С? Аналогичная картина будет и в баке с ЖК? Там будет газообразный кислород с температурой за +200С и жидкий кислород с температурой ниже -182С? Мне почему-то кажется, что это против законов термодинамики и так работать не будет. 

Может "Вы просто не умеете их готовить"(с), этих законов термодинамики?
Посмотрите на схему, на ней показано чем наддуваются баки.

[Quetzalcoatl]

Может "Вы просто не умеете их готовить"(с), этих законов термодинамики?

Не надо, это не я предложил нагревать газ наддува до +200C. 

Посмотрите на схему, на ней показано чем наддуваются баки.

Ну и что вы там на этой схеме видите? Чем наддуваются баки?