Новый Протон

[Владимир Шпирько]

Керосиновые ЖРД - работают с соотношением кислород/керосин  2,27....2,8, а стехиометрическое соотношение для этой пары 3,05. Т.е. двигатель работает с недостатком кислорода.

С11Н24 + 17 О2  -> 11 СО2 + 12 Н2О.    Это при 3,05. 
С11Н24 +  15 О2 ->  7 СО2 + 4 СО + 12 Н2О.  Это при 2,7  Вот и угарный газ.

Для НДМГ/АТ имеем  стехиометрическое соотношение 1,98 , двигатели работают на 2,2...2,6
Н2NN(CH3)2  + 2 N2O4 -> 2 CO2 + 2 N2 + 4 H2O    т.е. с избытком окислителя. 
т.е часть молекул тетраоксида диазота - просто термически распадаются с образованием  NO NO2.  Это видно по рыжему дыму в выхлопе.
и уже за пределами КС - когда температура

Вот это открытие! У вас же из уравнения реакции видно, что стехиометрическое массовое соотношение между НДМГ/АТ 3,07, так что, как и в любом другом двухкомпонентном химическом РД имеем избыток горючего и в, данном случае, условия для образования угарного газа.

Соглашусь. Считал в уме и по памяти, старею..... Вместо тетраоксида взял молекулярный вес азотной кислоты.
И тем не менее - почему в выхлопе "лисий хвост"?, а "лисий хвост" и угарный газ не совместимы.

[Prokrust]

Сейчас Маск создает полностью многоразовую систему доставки грузов на орбиту. Но я хочу обсудить его предыдущее творение Фалкон-9.
Я все думал, почему он не улучшит Фалкон, не заменит к примеру мерлины на рапторы. И понял - это глупо. Он уже и так выжал из этого лимона все соки. Игра сделана.
Фалкон крайне дешевая ракета - и создать аналог с такой же ценой будет невероятно сложно. Наш Амру-СПГ будет заведомо дороже. Потому что. При запуске Фалкон теряется только верхняя ступень, в ней только один движок - очень дешевый мерлин. При чем сделано все чтобы вытащить побольше этим движком - на 1 ступени стоят 9 мерлинов, соотношение  теги меж 1 и 2 ступени максимально разумное. Более того, многоразовость использования движков 20 раз более чем достаточна - переставь старый движки на верхнюю ступень и он не помрет от старости.
Наш более продвинутый РД-169 будет стоить дороже. Вообще ракета Амур-СПГ с 5 движками на 1 ступени заточена на то, чтобы сделать максимально дешевой именно саму ракету,  цена доставки несколько вторична. Впрочем это конечно не означает что делать Амур-СПГ не надо - нам нужна эта ракета.
Безос пытается конкурировать, он на 2 ступень своей ракеты поставил 2 безгазогенераторных водородных движка - тоже дешевых, но полагаю возня с водородом сделают его доставку дороже чем у Фалкон. Однако он по крайней мере сможет забрать тяжелый спутники на ГСО у Хеви Фалкона.
Чтобы сделать ракету с потерей 2 ступени дешевле Фалкон, нужно иметь еще более дешевый движок для 2 ступени. И он у нас есть - РД-276 или РД-268.

[vlad7308]

Имхо главная проблема с ракетами на НДМГ/АТ - в том, что иногда случаются серьезные аварии. Не случайный пролив нескольких ведер возле старта, а сотни тонн валятся куда попало. И тогда уже случается довольно серьезный айяйяй.

При нормальной эксплуатации их вред для экологии пренебрежимо мал, по сравнению со всем остальным, что напридумывало человечество.

Да и десятки тонн керосина не айс.  Причем керосин остается гораздо дольше....

да.
Но все же, если выбирать, что упадет с неба в километре от моей дачи - пятьсот тонн керосина или пятьсот тонн НДМГ, я без раздумий выберу керосин.

[Владимир Шпирько]

ТТУ давно используют США, Европа, Япония и Индия. И в новых тяжёлых ракетах, дебютирующих в 2023-2024 от них не отказались. ТТУ дешевле и их применение в качестве ускорителей совместно с ЖРД на центральной ступени даёт экономию. Однако, чтобы сделать ТТУ с приемлемым для орбитальной ракеты УИ требуется иметь развитое химическое производство. Как мы видим США, Европа, Япония, Индия, а теперь и Китай демонстрируют наличие таких возможностей. В отличие от. Однако в РФ пытались использовать баллистические ракеты на твёрдом топливе для запуска спутников - Старт-1. За 13 лет 6 успешных пусков и один неудачный. Более того, есть планы возродить этот проект как Старт-1М. Многочисленные частные китайские компании успешно запускают космические ракеты на твёрдом топливе. За 3 года и 7 месяцев одна лишь Galactic Energy выполнила 14 пусков (один неудачно). Налицо желание РФ тоже войти в число "отсталых аборигенов", но пока это лишь планы.

Тут скорее дело не в экономии, а в поддержке твердотопливной промышленности, которая нужна для военных целей. Уж УИ российских РДТТ никак не хуже, чем у зарубежных ТТУ, но промышленность и так достаточно загружена военными заказами, плюс не самый подходящий для РДТТ климат. Конверсионные МБР это несколько другое.

УИ РДТТ не хуже буржуинских, но и для наших и забугорных - УИ РДТТ ниже  УИ даже ЖРД открытой схемы.

[Владимир Шпирько]

Имхо главная проблема с ракетами на НДМГ/АТ - в том, что иногда случаются серьезные аварии. Не случайный пролив нескольких ведер возле старта, а сотни тонн валятся куда попало. И тогда уже случается довольно серьезный айяйяй.

При нормальной эксплуатации их вред для экологии пренебрежимо мал, по сравнению со всем остальным, что напридумывало человечество.

Да и десятки тонн керосина не айс.  Причем керосин остается гораздо дольше....

да.
Но все же, если выбирать, что упадет с неба в километре от моей дачи - пятьсот тонн керосина или пятьсот тонн НДМГ, я без раздумий выберу керосин.

А я бы выбрал место где ничего не падает с небес.   Хотя сам имел участок на полигоне и сажал там картошку.

[Demir_Binici]

Имхо главная проблема с ракетами на НДМГ/АТ - в том, что иногда случаются серьезные аварии. Не случайный пролив нескольких ведер возле старта, а сотни тонн валятся куда попало. И тогда уже случается довольно серьезный айяйяй.

При нормальной эксплуатации их вред для экологии пренебрежимо мал, по сравнению со всем остальным, что напридумывало человечество.

Если кто не поленится, то может приведёт число погибших при авариях с ракетами на НДМГ?

[Demir_Binici]

УИ РДТТ не хуже буржуинских

Этому есть какие-то подтверждения?

И про надёжность забывать не стоит. Для космических ракет требования к надёжности существенно выше, чем для МБР. Возможно это ещё одна причина, почему в СССР не было РДТТ на космических ракетах. Да и в РФ опыт их применения крайне ограниченный.

[fagot]

Соглашусь. Считал в уме и по памяти, старею..... Вместо тетраоксида взял молекулярный вес азотной кислоты.
И тем не менее - почему в выхлопе "лисий хвост"?, а "лисий хвост" и угарный газ не совместимы.

Это не выхлоп двигателя, это выбросы с регулятора давления наддува, на Протоне же баки наддуваются основными компонентами.

[fagot]

Кстати, просветите, пожалуйста, чайника, если кто знает.
Есть\были ли в мире примеры следующего дизайна РН:
1. Тандем с тту (типа атласа)
2. ТТУ работают только до высоты 10-15км
3. Главные маршевые двигатели имеют высотное\вакуумное сопло. От земли не работают, включаются только на высоте 10-15км, примерно в момент окончания работы ТТУ.

Если нет, то в чем ошибка?

Преимущества:
1. Можно использовать самые дешевые и простые ТТУ (их УИ практически не важен)
2. УИ и тяга главных двигателей вырастает процентов на 5-10 за счет вакуумного сопла.

Таких не было, были по этой схеме Титаны с полноценной первой ступенью в виде ТТУ начиная с Титана-3С, на ЦБ было вакуумное сопло. А если ТТУ с малым временем работы и вкладом в ХС, но не работает жрд первой ступени, то они уже не получаются простыми хотя бы из-за необходимости управления вектором тяги, да и нельзя их очень уж существенно упростить, зато запуск жрд в полете это лишние проблемы и риск, поэтому так никто и не делает.

[vlad7308]

запуск жрд в полете это лишние проблемы и риск

Да вроде как давно уже научились. Лет 50-60 назад этого изо всех сил старались избегать, да.

[fagot]

Да вроде как давно уже научились. Лет 50-60 назад этого изо всех сил старались избегать, да.

Научились, но риск все равно есть, поэтому подавляющее большинство РН с ТТУ именно так и летают, даже там, где доля тяги ЦБ незначительна, классика жанра - запуск и проверка жрд ЦБ, потом запуск ТТУ.

[Demir_Binici]

Кстати, просветите, пожалуйста, чайника, если кто знает.
Есть\были ли в мире примеры следующего дизайна РН:
1. Тандем с тту (типа атласа)
2. ТТУ работают только до высоты 10-15км
3. Главные маршевые двигатели имеют высотное\вакуумное сопло. От земли не работают, включаются только на высоте 10-15км, примерно в момент окончания работы ТТУ.

Если нет, то в чем ошибка?

Преимущества:
1. Можно использовать самые дешевые и простые ТТУ (их УИ практически не важен)
2. УИ и тяга главных двигателей вырастает процентов на 5-10 за счет вакуумного сопла.

Таких не было, были по этой схеме Титаны с полноценной первой ступенью в виде ТТУ начиная с Титана-3С, на ЦБ было вакуумное сопло. А если ТТУ с малым временем работы и вкладом в ХС, но не работает жрд первой ступени, то они уже не получаются простыми хотя бы из-за необходимости управления вектором тяги, да и нельзя их очень уж существенно упростить, зато запуск жрд в полете это лишние проблемы и риск, поэтому так никто и не делает.

А разве LVM3 не подходит под описание?

First stage- 2 x S200 Strap-on

• Propellant Solid HTPB-based
• Burn Time 130 sec

Second stage- L110

• Propulsion 2 x Vikas Engine
• Fuel UH 25 - 75% UDMH, 25% hydrazine
• Oxidizer Nitrogen Tetroxide
• Ignition T+110 sec
• Burn Time 200 sec

[fagot]

А разве LVM3 не подходит под описание?

Нет, там ТТУ это полноценная первая ступень, как у Титана-3С, работают много выше, чем 10-15 км, примерно до высоты 45 км, как у Протона, например.

[vlad7308]

А разве LVM3 не подходит под описание?

Почти подходит. Кроме времени работы ТТУ.

Мой вариант отличается очень малым вкладом ТТУ в ХС. Фактически они используются только для того, чтобы можно было на ЦБ поставить вакуумное сопло.
Поэтому можно использовать простые дешевые топлива - УИ практически не важен.

Дизайн, который я описал, имеет смысл, если я правильно понимаю, что одна из главных проблем ТТУ, делающих их дорогими и сложными в использовании, это хитрые топлива с высоким УИ, делающие их дорогими и капризными к внешним условиям.
Если это не так, то смысла нет.

[Demir_Binici]

Мой вариант отличается очень малым вкладом ТТУ в ХС. Фактически они используются только для того, чтобы можно было на ЦБ поставить вакуумное сопло.

А 10-15 км не рановато ли для вакуумного сопла?

[fagot]

Дизайн, который я описал, имеет смысл, если я правильно понимаю, что одна из главных проблем ТТУ, делающих их дорогими и сложными в использовании, это хитрые топлива с высоким УИ, делающие их дорогими и капризными к внешним условиям.
Если это не так, то смысла нет.

Нет, даже простейшее смесевое топливо технологически достаточно сложно и много сэкономить не удастся, а экономия на корпусе вполне применялась - сталь вместо композитных материалов.

[vlad7308]

Мой вариант отличается очень малым вкладом ТТУ в ХС. Фактически они используются только для того, чтобы можно было на ЦБ поставить вакуумное сопло.

А 10-15 км не рановато ли для вакуумного сопла?

ну почти вакуумного.
Степень расширения все равно можно увеличить в разы по сравнению с sea level

[vlad7308]

Дизайн, который я описал, имеет смысл, если я правильно понимаю, что одна из главных проблем ТТУ, делающих их дорогими и сложными в использовании, это хитрые топлива с высоким УИ, делающие их дорогими и капризными к внешним условиям.
Если это не так, то смысла нет.

Нет, даже простейшее смесевое топливо технологически достаточно сложно и много сэкономить не удастся, а экономия на корпусе вполне применялась - сталь вместо композитных материалов.

то есть Вы считаете, что применяя примитивные и надёжные топлива для ТТУ, сэкономить на цене их изготовления и подготовки к пуску хотя бы раз в пять не удастся?
Окей, тогда идею в топку. Смысла нет.

[Demir_Binici]

Дизайн, который я описал, имеет смысл, если я правильно понимаю, что одна из главных проблем ТТУ, делающих их дорогими и сложными в использовании, это хитрые топлива с высоким УИ, делающие их дорогими и капризными к внешним условиям.
Если это не так, то смысла нет.

Нет, даже простейшее смесевое топливо технологически достаточно сложно и много сэкономить не удастся, а экономия на корпусе вполне применялась - сталь вместо композитных материалов.

то есть Вы считаете, что применяя примитивные и надёжные топлива для ТТУ, сэкономить на цене их изготовления и подготовки к пуску хотя бы раз в пять не удастся?
Окей, тогда идею в топку. Смысла нет.

На ТТУ стараются добиться экономии за счёт повышения серийности:
 - например вместо двух больших ТТУ, четыре но поменьше;
 - ТТУ унифицируют с первой ступенью лёгкой ракеты.
Примеры - H3 (Epsilon S) и Ariane 6 (Vega-C).
В тех случаях когда просто не нужно выводить такую нагрузку, на которую максимально способна ракета, можно "недовесить" ТТУ или вообще их не вешать.
Примеры - H3, Ariane 6, Vulcan, Atlas V, Delta IV M.

[vlad7308]

Дизайн, который я описал, имеет смысл, если я правильно понимаю, что одна из главных проблем ТТУ, делающих их дорогими и сложными в использовании, это хитрые топлива с высоким УИ, делающие их дорогими и капризными к внешним условиям.
Если это не так, то смысла нет.

Нет, даже простейшее смесевое топливо технологически достаточно сложно и много сэкономить не удастся, а экономия на корпусе вполне применялась - сталь вместо композитных материалов.

то есть Вы считаете, что применяя примитивные и надёжные топлива для ТТУ, сэкономить на цене их изготовления и подготовки к пуску хотя бы раз в пять не удастся?
Окей, тогда идею в топку. Смысла нет.

На ТТУ стараются добиться экономии за счёт повышения серийности:
 - например вместо двух больших ТТУ, четыре но поменьше;
 - ТТУ унифицируют с первой ступенью лёгкой ракеты.
Примеры - H3 (Epsilon S) и Ariane 6 (Vega-C).
В тех случаях когда просто не нужно выводить такую нагрузку, на которую максимально способна ракета, можно "недовесить" ТТУ или вообще их не вешать.
Примеры - H3, Ariane 6, Vulcan, Atlas V, Delta IV M.

это я знаю

Но идея была не в этом
А

Преимущества:
1. Можно использовать самые дешевые и простые ТТУ (их УИ практически не важен)
2. УИ и тяга главных двигателей вырастает процентов на 5-10 за счет вакуумного сопла.