Водородная "Ангара"

[Ворон]

Надо сказать, эта самая "трёхсосиска" на Титан-2 "очень похожа".

[Ворон]

Не совсем так. Во-первых, объем (а не геометрические размеры) водороднойРН будет в 3 раза больше, чем у керосиновой, при условии равной массы топлива. Однако, при равной ПН, стартовая масса водородной РН будет раза в 2 меньше, чем керосиновой. Соответственно, объем водородной РН превысит таковой для "керосинки" только примерно в 1,5 раза. А габариты будут больше примерно (1.5)^0.3333.

 Дмитрий В. вы не понимаете, что важно отношение объёма к массе?
 Если плотность в 3 раза меньше, то площадь поперечного сечения будет больше раза в два и влияние факторов, зависящих от атмосферы - соответственно.

[Дмитрий В.]

Не совсем так. Во-первых, объем (а не геометрические размеры) водороднойРН будет в 3 раза больше, чем у керосиновой, при условии равной массы топлива. Однако, при равной ПН, стартовая масса водородной РН будет раза в 2 меньше, чем керосиновой. Соответственно, объем водородной РН превысит таковой для "керосинки" только примерно в 1,5 раза. А габариты будут больше примерно (1.5)^0.3333.

 Дмитрий В. вы не понимаете, что важно отношение объёма к массе?
 Если плотность в 3 раза меньше, то площадь поперечного сечения будет больше раза в два и влияние факторов, зависящих от атмосферы - соответственно.

Геометрические параметры важны всегда и для любой ракеты. Между тем, расчеты показывают, что отношение массы к площади поперечного сечения, либо отношение массы к объемы, не оказывает определяющего влияния на энергетику РН.

[Андрей]

Почему нельзя на реальной ракете протон заменить третью ступень на кислород-водород или фтор-водород для увеличения пн???

[Дмитрий В.]

Почему нельзя на реальной ракете протон заменить третью ступень на кислород-водород или фтор-водород для увеличения пн???

В принципе можно (со фтором, конечно, лучше не связываться) оснастить Пртон и водородной ступенью - это уже много раз обсуждалось на форуме. Если водород применить на 2-й ступени, то 2-я становится ненужной. В этом случае ПН возрастает до 34-35 т при той же стартвой массе. Замена 3-й ступени на водородную даст, конечно меньший прирост ПН, но более реальна, т.к. ее можно сделать в том же диаметре (4,1 м). Почему этого не делают? Ну, видимо, по причине скудных финансов, загрузки ЦиХ "Ангарой" и т.п.

[Андрей]

Почему нельзя на реальной ракете протон заменить третью ступень на кислород-водород или фтор-водород для увеличения пн???

Замена 3-й ступени на водородную даст, конечно меньший прирост ПН, но более реальна, т.к. ее можно сделать в том же диаметре (4,1 м).

По данным http://www.satellite.srd.mtuci.ru/Rocets/Proton/proton.htm 2-я и 3-я ступени неотличаются диаметром

[Дмитрий В.]

Почему нельзя на реальной ракете протон заменить третью ступень на кислород-водород или фтор-водород для увеличения пн???

Замена 3-й ступени на водородную даст, конечно меньший прирост ПН, но более реальна, т.к. ее можно сделать в том же диаметре (4,1 м).

По данным http://www.satellite.srd.mtuci.ru/Rocets/Proton/proton.htm 2-я и 3-я ступени неотличаются диаметром

При сохранении моноблочной компоновки 2-й ступени и диаметра 4,1м, при переходе на водород длина РН недопустимо возрастает (метров до 80, а то и до 100!). Для сохранения приемлемой длины, в данном случае придется 2-ю ступень выполнить в бОльшем диаметре (например, 5,5 м), либо перейти на многоблочную компоновку (по аналогии с 1-й ступенью).

[Ворон]

Геометрические параметры важны всегда и для любой ракеты. Между тем, расчеты показывают, что отношение массы к площади поперечного сечения, либо отношение массы к объемы, не оказывает определяющего влияния на энергетику РН.

 А при чём тут энергетика?
 Речь о управляемости и нагрузках на конструкцию. Кстати, если
ПН будет 30 тонн, то какой будет размер обтекателя и вообще, что это будет такое? (И сколько оно будет стоить?)

 Да, вот ещё одно соображение.
 Если взять начальную тяговооруженность 3 и вообще её не менять на всём протяжении траектории выведения, ПН будет ещё больше.

[Дмитрий В.]

Геометрические параметры важны всегда и для любой ракеты. Между тем, расчеты показывают, что отношение массы к площади поперечного сечения, либо отношение массы к объемы, не оказывает определяющего влияния на энергетику РН.

 А при чём тут энергетика?
 Речь о управляемости и нагрузках на конструкцию. Кстати, если
ПН будет 30 тонн, то какой будет размер обтекателя и вообще, что это будет такое? (И сколько оно будет стоить?)

 Да, вот ещё одно соображение.
 Если взять начальную тяговооруженность 3 и вообще её не менять на всём протяжении траектории выведения, ПН будет ещё больше.

Устойчивость и управляемость, а равно и аэродинамические нагрузки, будут близки у всех РН с одинаковой компоновкой и с примерно одинаковыми габаритами. Размеры и масса ГО определяется плотностью ПН, нагрузками (преимущественно аэродинамическими) , а также применяемыми конструкционными материалами - это общеизвестный факт. Поэтому цена ГО практически не зависит от конструкции самой РН. В рассматриваемом варианте "ВА" ГО принят диаметром 6,2 м и длиной около 18 м. Масса ГО принята 6500 кг.

[Ворон]

Устойчивость и управляемость, а равно и аэродинамические нагрузки, будут близки у всех РН с одинаковой компоновкой и с примерно одинаковыми габаритами. Размеры и масса ГО определяется плотностью ПН, нагрузками (преимущественно аэродинамическими) , а также применяемыми конструкционными материалами - это общеизвестный факт. Поэтому цена ГО практически не зависит от конструкции самой РН. В рассматриваемом варианте "ВА" ГО принят диаметром 6,2 м и длиной около 18 м. Масса ГО принята 6500 кг.

 Да, вот только размер ракеты зависит от плотности топлива, соответственно и аэродинамические нагрузки будут больше.

 Кроме того у вас спереди огромный обтекатель ПН, который ещё больше ухудшает ситуацию.
 При скоростном напоре около 5 тонн на квадратный метр на него будет действовать сила около 50 тонн. (Cx=0,3)

[Дмитрий В.]

Да, вот только размер ракеты зависит от плотности топлива, соответственно и аэродинамические нагрузки будут больше.

 Кроме того у вас спереди огромный обтекатель ПН, который ещё больше ухудшает ситуацию.
 При скоростном напоре около 5 тонн на квадратный метр на него будет действовать сила около 50 тонн. (Cx=0,3)

1) При одинаковой массе ПН=30-32 т, размеры ВА будут такие же как и чисто керосиновой РН. При этом стартовая масса последней будет в 2 с лишним раза больше. Соответственно, из-за меньших моментов инерции, ВА будет иметь лушую управляемсть, но худшую устойчивость. Аэродинамические нагрузки, в силу близости форм, будут при этом одинаковы, однако аэрдинамические потери ХС для ВА будут в 2 раза выше, чем у  "керосинки", что, собственно и подтверждается расчетом.
2)Для определения нагрузок на ГО необходимо строить эпюру распеделения аэродинамических сил по его длине. Приведенное Вами значение осевой нагрузки 50 тс скорее ближе к суммарной силе лобового сопротивления всей РН. В любом случае, эти нагрузки на ГО будут одинаковы (примерно) для обеих вариантов. Кроме того, 50 тс - это весьма незначительная нагрузка.

[Ворон]

1) При одинаковой массе ПН=30-32 т, размеры ВА будут такие же как и чисто керосиновой РН. При этом стартовая масса последней будет в 2 с лишним раза больше. Соответственно, из-за меньших моментов инерции, ВА будет иметь лушую управляемсть, но худшую устойчивость. Аэродинамические нагрузки, в силу близости форм, будут при этом одинаковы, однако аэрдинамические потери ХС для ВА будут в 2 раза выше, чем у  "керосинки", что, собственно и подтверждается расчетом.
2)Для определения нагрузок на ГО необходимо строить эпюру распеделения аэродинамических сил по его длине. Приведенное Вами значение осевой нагрузки 50 тс скорее ближе к суммарной силе лобового сопротивления всей РН. В любом случае, эти нагрузки на ГО будут одинаковы (примерно) для обеих вариантов. Кроме того, 50 тс - это весьма незначительная нагрузка.

 1) А плотность водородника в 4 раза меньше.

 2) Это я вас пожалел. Ракета ещё должна пройти звуковой барьер.
 Там Cx может  быть значительно больше 1.

[Ворон]

Кроме того вы завышаете вообще выработанную ХС.
  Как вы оцениваете удельный импульс до высоты 15 км?

[Дмитрий В.]

[

 1) А плотность водородника в 4 раза меньше.

 2) Это я вас пожалел. Ракета ещё должна пройти звуковой барьер.
 Там Cx может  быть значительно больше 1.

1)Ну, не в 4! Раза в 3...
2)Не надо меня жалеть - не люблю я этого чувства. А Сх может быть любой, поскольку определяется отношением силы лобового сопротивления к произведению скоростного напора и характерной площади. Если зададим площадь побольше, получим Сх поменьше (например в баллистическом расчете 11ф36 испоьзовалась площадь 170 "квадратов" и она не была равна ни площади крыльев Бурана, ни площади миделева сечения).

[Дмитрий В.]

Кроме того вы завышаете вообще выработанную ХС.
  Как вы оцениваете удельный импульс до высоты 15 км?

Чего я завышаю? Помниться, Вы писали, что я занижаю ХС. Поясните, плиз!
А УИ я не оцениваю - он (точнее, изменение тяги с высотой) счтается автоматически в спредшите Ратмана, а в другой используемой мной методике, изменение УИ учитывается через коэффициент высотности сопла (если Вы не знаете, что это, то это отношение тяги ДУ в пустоте к тяге у Земли), от которого зависят потери ХС на статическое противодавление.

[Ворон]

Чего я завышаю? Помниться, Вы писали, что я занижаю ХС. Поясните, плиз!
А УИ я не оцениваю - он (точнее, изменение тяги с высотой) счтается автоматически в спредшите Ратмана, а в другой используемой мной методике, изменение УИ учитывается через коэффициент высотности сопла (если Вы не знаете, что это, то это отношение тяги ДУ в пустоте к тяге у Земли), от которого зависят потери ХС на статическое противодавление.

 А количественно, какой средний УИ на этом участке?
 Разумеется, усреднение должно быть по времени.

[Дмитрий В.]

Чего я завышаю? Помниться, Вы писали, что я занижаю ХС. Поясните, плиз!
А УИ я не оцениваю - он (точнее, изменение тяги с высотой) счтается автоматически в спредшите Ратмана, а в другой используемой мной методике, изменение УИ учитывается через коэффициент высотности сопла (если Вы не знаете, что это, то это отношение тяги ДУ в пустоте к тяге у Земли), от которого зависят потери ХС на статическое противодавление.

 А количественно, какой средний УИ на этом участке?
 Разумеется, усреднение должно быть по времени.

Не знаю, не считал. Для оценки ХС или для расчета траектории-это (значение среднетраекторного УИ) не имеет никакого практического значения.

[Ворон]

Не знаю, не считал. Для оценки ХС или для расчета траектории-это (значение среднетраекторного УИ) не имеет никакого практического значения.

 Ну как это не имеет?
 
 То, что у вас нет никакого представления о среднем удельном импульсе на участке траектории до 15 км, и вы не в состоянии его дать - свидетельствует о том, что вы вообще свои выкладки никак не проверяли.

 Ах, да, есть "программа крысомужика", она "умная", разумеется...

[Дмитрий В.]

Ворон, ну, а нафига Вам среднетраекторный импульс? Что он Вам даст. Нет, можно конечно его высчитать, но для корректности, придется брать интеграл по времени отношения тяги к секундному расходу, а потом делить на время. Но в чем смысл этих заморочек?

[avmich]

Ах, да, есть "программа крысомужика", она "умная", разумеется... ;)

Программа ратмана как раз тупая. В лоб считает очевидные вещи. Поэтому и спорить с ней сложно - you can't really argue with arithmetics.