Водородная "Ангара"

[Дмитрий В.]

Как бы это подоходчивей? :roll:
Видите ли, дело в том, что ракеты с примерно равными значениями начальной тяговооруженности и нагрузки на мидель, имеют также примерно равные потери ХС на аэродинамическое сопротивление. исходя из Вашей логики, описанной выше, жидкостные БРПЛ с тяговооруженностью около 2 и нагрузкой на мидель порядка 14 т/кв.м. (то есть, как у Водородной Ангары ), не могут устойчиво летать, однако летают  :shock:

 Понимаете, у них плотность топлива повыше, чем у "водородников".
 

Ну, и что?

[X]

Как бы это подоходчивей? :roll:
Видите ли, дело в том, что ракеты с примерно равными значениями начальной тяговооруженности и нагрузки на мидель, имеют также примерно равные потери ХС на аэродинамическое сопротивление. исходя из Вашей логики, описанной выше, жидкостные БРПЛ с тяговооруженностью около 2 и нагрузкой на мидель порядка 14 т/кв.м. (то есть, как у Водородной Ангары ), не могут устойчиво летать, однако летают  :shock:

 Понимаете, у них плотность топлива повыше, чем у "водородников".
 

Ну, и что?

 Дмитрий В. ну всё же просто. Шаттл и Энергия "тормозили" на определённом участке для снижения нагрузок на конструкцию от скоростного напора.
 Вы предложили схему "3 шаттловских бака" только в масштабе 1:5.
 Значит у вас нагрузки на ракету будут выше в 3 раза, ну может в 2,5.

 Следовательно, траектория должна быть ещё более крутой, соответственно гравитационные потери тоже больше. Потому у Дельты-4 такая высокая ХС - она не может лететь с большой скоростью в плотных слоях атмосферы, тут будет то же самое.

 В своё время я тоже приходил к такой примерно идее как "Водородная Ангара", но, к сожалению, так не получится.

[Дмитрий В.]

1)Дмитрий В. ну всё же просто. Шаттл и Энергия "тормозили" на определённом участке для снижения нагрузок на конструкцию от скоростного напора.
 Вы предложили схему "3 шаттловских бака" только в масштабе 1:5.
 Значит у вас нагрузки на ракету будут выше в 3 раза, ну может в 2,5.

 2)Следовательно, траектория должна быть ещё более крутой, соответственно гравитационные потери тоже больше. Потому у Дельты-4 такая высокая ХС - она не может лететь с большой скоростью в плотных слоях атмосферы, тут будет то же самое.

 

1) Ничто не мешает и ВА "затормозить", то есть задросселировать ЖРД, где нужно для ограничения скоростного напора. При этом ЖРД достаточно плавно дросселировать от 100 до 60-65% номинальной тяги. При этом рост гравпотерь и снижение УИ приведет к потере пары сотен кг ПН. Ну, выведем не 30,7, а скажем 30,3-30,5 т
2) Вовсе необязательно (см пункт 1). А можно и покомбинировать - чуть-чуть увеличить крутизну траектории, но не так сильно дросселировать ДУ. Все это вопросы оптимизации.

[Дмитрий В.]

Читаю НК номер 4 , "Старт с моря" - отчет о запуске Зенит-3 СиЛонч. На схеме выведения указана цифра максимального скоростного напора 5392 кгс/кв.м. Чуть больше, чем у ВА! Летает. И про нагрузки, кстати. Как известно увеличение аэродинамического сопротивления снижает продольную перегрузку, чем отчасти и компенсирует свой рост за счет снижения массово-инерционных нагрузок. Ну, а нормальная аэродинамическая сила вполне легко ограничивается, посредством ограничения q*alfa. Так что, Гайка, не волнуйтесь! Усе будет в порядке :lol:

[avmich]

Гость/Гайка/Ворон, убедительно Вас прошу почитать специальную литературу :!:  Еслди Вы потрудитесь это сделать, то узнаете, что максимальный УИ любого ЖРД достигается при коэффициенте избытка окислителя меньше 1.

Это действительно так?

Вот тут есть одна считалка УИ. Подставил туда значения 95 г 100% перекиси, 5 г воды, 16 г JP4 (LIQUID TURBOJET FUEL) (это очень близко к максимуму УИ), давление в камере 45 атм, на срезе сопла - 0,8 атм, модель - "замороженная", т.е. равновесие устанавливается в камере и не сдвигается.

На выходе, кроме нейтральных H2O и CO2 - в основном такие газы:

CO 7.2244e-02
H2  5.1078e-02
OH  1.4563e-02

числа - молярные доли. Если это и "сладкий" газ, то не слишком вроде бы...

Хотелось бы поподробнее цитированный тезис осветить :) .

[Дмитрий В.]

Это действительно так?

Хотелось бы поподробнее цитированный тезис осветить .

Извините, avmich, я не совсем понял, что именно надо осветить? Речь, вроде бы шла о коэффициенте избытка окислителя, то есть отношении фактического соотношения компонентов к стехиометрическому. Для всех реальных ЖРД этот коэф-м меньше 1 (Для ЖК+ЖВ, к примеру, равен 6/8=0,75).

[avmich]

А в случае перекись+керосин это тоже так? Как это можно проверить? Как, например, узнать стехиометрическое соотношение масс?

[X]

1. Читаю НК номер 4 , "Старт с моря" - отчет о запуске Зенит-3 СиЛонч. На схеме выведения указана цифра максимального скоростного напора 5392 кгс/кв.м. Чуть больше, чем у ВА! Летает.

 2. И про нагрузки, кстати. Как известно увеличение аэродинамического сопротивления снижает продольную перегрузку, чем отчасти и компенсирует свой рост за счет снижения массово-инерционных нагрузок.

 3. Ну, а нормальная аэродинамическая сила вполне легко ограничивается, посредством ограничения q*alfa. Так что, Гайка, не волнуйтесь! Усе будет в порядке :lol:

 1. Ну вот и поделите эти 5392 кг на два и получите "ограничение сверху" вашего скоростного напора.

 2. А вашей схеме это "фиолетово" она должна держать высокие перегрузки в конце работы ступеней, потому можете наплевать на уменьшение нагрузок за счёт аэродинамической силы.

 3. А как вы быстро "загнёте траекторию горизонтально"? Если угол атаки будет мал, то ракета будет медленно поворачиваться.

[X]

1) Ничто не мешает и ВА "затормозить", то есть задросселировать ЖРД, где нужно для ограничения скоростного напора. При этом ЖРД достаточно плавно дросселировать от 100 до 60-65% номинальной тяги. При этом рост гравпотерь и снижение УИ приведет к потере пары сотен кг ПН. Ну, выведем не 30,7, а скажем 30,3-30,5 т

2) Вовсе необязательно (см пункт 1). А можно и покомбинировать - чуть-чуть увеличить крутизну траектории, но не так сильно дросселировать ДУ. Все это вопросы оптимизации.

 1) Ну да, вы дросселируете двигатель именно там где есть атмосфера?
 Значит вы теряете и УИ за счёт более длительного пролёта в атмосфере и увеличиваете гравитационные потери?
 Результатом будет уменьшение ПН раза в два.

 2) В вашей идее оптимизацией и не пахнет, вы нарисовали три "водородных сосиски" и просчитали какую-то траекторию, не считаясь с наличием ограничений от атмосферы.

 Вообще, по-вашему, вместо Дельты-4 надо было делать ракету с 5-ю SSME - двигатель-то уже есть.
 Почему-то так не сделали.

[fagot]

А в случае перекись+керосин это тоже так? Как это можно проверить? Как, например, узнать стехиометрическое соотношение масс?

Если остались недогоревшие водород и СО, , значит альфа меньше 1. Но можно и точно посчитать: составляем уравнение полного окисления керосина перекисью, находим стехиометрическое молярное соотношение, затем стехиометрическое массовое, и находим альфу. У меня были данные для реального соотношения компонентов только для 90%-й перекиси, тогда альфа получается около 0,91. Вобщем действуют те же принципы, что и для пары кислород-керосин, просто добавляется балластная вода.

[avmich]

Мда, спутал с прямым углом. Спасибо... хотя всё же непонятно, откуда берётся общность такого утверждения.

[fagot]

Мда, спутал с прямым углом. Спасибо... хотя всё же непонятно, откуда берётся общность такого утверждения.

Утверждения, что максимум УИ при альфа меньше 1? Просто горючие или продукты их неполного сгорания имеют меньшую молекулярную массу, чем окислитель и меньше диссоциируют.

[Старый]

А я когда вижу название этого топика то почемуто воспринимается как "водопроводная Ангара".

[avmich]

Мда, спутал с прямым углом. Спасибо... хотя всё же непонятно, откуда берётся общность такого утверждения.

Утверждения, что максимум УИ при альфа меньше 1? Просто горючие или продукты их неполного сгорания имеют меньшую молекулярную массу, чем окислитель и меньше диссоциируют.

Поэтому и искал контрпример с перекисью. Особенно разбавленной... поскольку, чем больше такого окислителя, тем больше воды в продуктах сгорания, а у воды лёгкая молекула. Контрпример не нашёл, но пока не видно, что его не может быть.

[fagot]

Поэтому и искал контрпример с перекисью. Особенно разбавленной... поскольку, чем больше такого окислителя, тем больше воды в продуктах сгорания, а у воды лёгкая молекула. Контрпример не нашёл, но пока не видно, что его не может быть.

Если перекись в избытке, она просто будет разлагаться, выделяя гораздо меньше тепла, чем при окислении керосина, и это не компенсируется снижением молекулярной массы продуктов сгорания. При этом возрастут потери на диссоциацию СО2. А разбавлять перекись - это все равно, что разбавлять спирт или тетраксид азота - балластная вода воообще в реакции не участвует.
Чтобы найти контрпример, нужен очень легкий окислитель, а его нет.

[Дмитрий В.]

А в случае перекись+керосин это тоже так? Как это можно проверить? Как, например, узнать стехиометрическое соотношение масс?

Это к химикам, или двигателистам-теоретикам

[Дмитрий В.]

1. Ну вот и поделите эти 5392 кг на два и получите "ограничение сверху" вашего скоростного напора.

 2. А вашей схеме это "фиолетово" она должна держать высокие перегрузки в конце работы ступеней, потому можете наплевать на уменьшение нагрузок за счёт аэродинамической силы.

 3. А как вы быстро "загнёте траекторию горизонтально"? Если угол атаки будет мал, то ракета будет медленно поворачиваться.

1) Почему на 2? И почему поделить?
2) Перегрузки вполне себе нормальные, не более 4,5-5,0 единиц, как у Дельты 4М (без дросселя, естественно)
3) Да будет Вам известно, участок аэродинамического разворота, как правило, производится до М=0.8 (примерно 40 секунда полета, ориентировочно). После этого программные углы атаки нулевые, а разворот производится только под действием гравиттации. Речь естественно об АУТ 1 ступени.

[Дмитрий В.]

1) Ну да, вы дросселируете двигатель именно там где есть атмосфера?
 Значит вы теряете и УИ за счёт более длительного пролёта в атмосфере и увеличиваете гравитационные потери?
 Результатом будет уменьшение ПН раза в два.

 2) В вашей идее оптимизацией и не пахнет, вы нарисовали три "водородных сосиски" и просчитали какую-то траекторию, не считаясь с наличием ограничений от атмосферы.

 Вообще, по-вашему, вместо Дельты-4 надо было делать ракету с 5-ю SSME - двигатель-то уже есть.
 Почему-то так не сделали.

1) Естественно  :lol: Зачем дросселировать, если нет скоростного напора? Ну только если для ограничения перегрузок (но даже и в этом случае УИ будет несколько падать, даже при отсутствии атмосферы). Падение ПН в 2 раза? Расчеты в студию
2) Кто установил эти ограничения?

[X]

1) Почему на 2? И почему поделить?
2) Перегрузки вполне себе нормальные, не более 4,5-5,0 единиц, как у Дельты 4М (без дросселя, естественно)
3) Да будет Вам известно, участок аэродинамического разворота, как правило, производится до М=0.8 (примерно 40 секунда полета, ориентировочно). После этого программные углы атаки нулевые, а разворот производится только под действием гравиттации. Речь естественно об АУТ 1 ступени.

 1. Потому что у вас ракета имеет площадь сечения раза в два больше.

 2. А зачем двигатель Дельты-4 может дросселироваться до 60% тяги?

 3. Правильно, но у вас это будет не 40 секунд а, например 60 - ограничение скоростного напора скажется.

[X]

1) Естественно  :lol: Зачем дросселировать, если нет скоростного напора? Ну только если для ограничения перегрузок (но даже и в этом случае УИ будет несколько падать, даже при отсутствии атмосферы). Падение ПН в 2 раза? Расчеты в студию
2) Кто установил эти ограничения?

 1) "Зачем дросселировать" - двигатели шаттла дросселируются на конечном участке до 60% тяги, видимо для увеличения удельного импульса.
 Ограничение по перегрузке 3 дало бы меньшее дросселирование.

 Если бы траектория вашей ракеты и прочие детали были бы, может и дал бы прикидку. Пока этого нет.

 2) Практика создания ракет установила. Можно подумать, никто не мог до вас додуматься до такого простого "фокуса".