Полностью твердотопливная первая ступень?

[KBOB]

В многоразовом космическом корабле Шаттл два твердотопливных ускорителя обеспечивают на старте по 1500т тяги каждый, это составляет ~90% от полной тяги на старте за счет временного снижения тяги SSME.
http://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle#Technical_data

В ракетоносителе Ариан-5 два твердотопливных ускорителя обеспечивают на старте по 630т тяги каждый, это соответствует 92% от общей тяги.
http://www.esa.int/SPECIALS/Launchers_Access_to_Space/ASEDYQI4HNC_0.html

Почему не применять полностью твердотопливную первую ступень, при этом вторая - водородная сразу начнет работу в менее плотных слоях атмосферы с большим значением удельного импульса.
К тому же удельный импульс твердого топлива лишь не намного меньше, чем у пары кислород/керосин. При этом плотности твердого топлива больше и простота самого двигателя тоже имеет непоследнее значение.

[avmich]

Простота двигателя? :) Вы хорошо в этом разбираетесь?

[Ворон]

Есть ещё один плюс.

 У твердотопливной ракеты центр масс всё время смещается вперёд.

[KBOB]

Простота двигателя? Вы хорошо в этом разбираетесь?

Я ни одного ЖРД не видел тягой 1500т, это наверное потому, что их так просто сделать, что никто досихпор не смог.  :lol:

[carlos]

Твердое топливо все-таки проигрывает по энергетике. У него "нехорошие" продукты сгорания (в т.ч. наличие К-фазы). Но меньшая энергетика - главное.

[Ворон]

Простота двигателя? Вы хорошо в этом разбираетесь?

Я ни одного ЖРД не видел тягой 1500т, это наверное потому, что их так просто сделать, что никто досихпор не смог.  :lol:

 Не, ТТУ проще и он уже есть, что самое главное.

 Идея ТТУ+водород вполне, вот NASA это и предлагает как вариант для пилотируемого корабля.

[KBOB]

Так ТТУ и так дают 90% тяги на старте, почему не все 100%?

[fagot]

Так ТТУ и так дают 90% тяги на старте, почему не все 100%?

Касательно Шаттла там скорее всего запуск водородника на земле сделан для повышения безопасности и надежности - сначала контролируется выход двигателей на режим, а потом запускаются ТТУ. На Ариане думаю для той же цели. Ну и интегральный УИ все же повышается в сравнении с чисто твердотопливной ступенью.

[fagot]

Есть ещё один плюс. :wink:  

У твердотопливной ракеты центр масс всё время смещается вперёд.

Тут мне кажется многое зависит от профилирования заряда.

[X]

Тут мне кажется многое зависит от профилирования заряда.

Это верно. Но у бустеров Шаттла (и Арианы) ИМХО цилиндрический фронт горения, т.е. собственный ЦТ бустеров не смещается по мере выгорания заряда.
А вот на предложеном РН для CEV ЦТ будет-таки ощутимо смещаться вперед по мере выгорания РДТТ - за счет последовательной компоновки РН.

[X]

Есть ещё один плюс. :wink:  

У твердотопливной ракеты центр масс всё время смещается вперёд.

Тут мне кажется многое зависит от профилирования заряда.

как заряд не профилируй, а ЦМ у ТТУ может смещатся только вперед

[fagot]

Это верно. Но у бустеров Шаттла (и Арианы) ИМХО цилиндрический фронт горения, т.е. собственный ЦТ бустеров не смещается по мере выгорания заряда.
А вот на предложеном РН для CEV ЦТ будет-таки ощутимо смещаться вперед по мере выгорания РДТТ - за счет последовательной компоновки РН.

Да, точно, я не учел, что 1-я ступень - еще не вся ракета. А ЦТ бустера может даже вначале немного сместится назад, потому как первая секция у него - звезда. Но с другой стороны, горение в хвостовых секциях должно идти несколько интенсивнее, так что может он и не изменится.

[fagot]

как заряд не профилируй, а ЦМ у ТТУ может смещатся только вперед :wink:

А если в первых секциях звезды поставить, а в последних - просто цилиндрические каналы?

[unhappy]

Опять забыли о деньгах! ТТУ (имхо) дешевле.

[X]

ЦТ бустера может даже вначале немного сместится назад, потому как первая секция у него - звезда. Но с другой стороны, горение в хвостовых секциях должно идти несколько интенсивнее, так что может он и не изменится.

Как я понимаю, звезда в первой секции служит для кратковременного усиления тяги в момент отрыва и первые секунды полета, а так же (возможно) и для ускореного розжига хвостовых секций. Так что ИМХО эта звездообразный профиль выгорает уже в первые десятки секунд до цилиндрического. Думается, конструкторы бустеров позаботились о том, чтобы бы бустер выгорал б/м равномерно по длине...

[STEP]

Шашка с цилиндрическим каналом разгарается. Т.е. плошадь канала, с увеличением его диаметра, увеличивается, сл-но увеличивается и тяга. Тяга увеличивается, масса топлива уменьшается, перегрузка растет непомерно.
Увеличивается, кстати, и давление. Чтобы оное не разорвало корпус двигателя приходится утяжелять конструкцию.
Звезду можно подобрать так, что процесс происходит с точностью до наоборот. В начальный момент площадь поверхности звезды большая, потом она уменьшается (горение с деградацией).
Т.е. два типа шашек компенсируют друг друга и тяговооруженность и давление поддерживаются в разумных пределах.

[Fakir]

Насколько я понимаю, у японцев носителя Лямбда и Мю вообще полностью твердотопливные, от первой до последней ступени УИ, правда, фмговатые - не выше 302 с.

[fagot]

Как я понимаю, звезда в первой секции служит для кратковременного усиления тяги в момент отрыва и первые секунды полета, а так же (возможно) и для ускореного розжига хвостовых секций. Так что ИМХО эта звездообразный профиль выгорает уже в первые десятки секунд до цилиндрического. Думается, конструкторы бустеров позаботились о том, чтобы бы бустер выгорал б/м равномерно по длине...

Ну вот в первые секунды ЦМ и может немного сместиться назад, а потом оставаться неизменным. А звезда может все же подольше выгорает, интересно, какой у ТТУ профиль изменения тяги: постоянный спад или имеется минимум где-нибудь в зоне максимального скоростного напора, имхо более вероятен 2-й вариант.

[X]

http://science.ksc.nasa.gov/shuttle/technology/sts-newsref/srb.html
"The propellant is an 11-point star- shaped perforation in the forward motor segment and a double- truncated- cone perforation in each of the aft segments and aft closure. This configuration provides high thrust at ignition and then reduces the thrust by approximately a third 50 seconds after lift-off to prevent overstressing the vehicle during maximum dynamic pressure".

[fagot]

Шашка с цилиндрическим каналом разгарается. Т.е. плошадь канала, с увеличением его диаметра, увеличивается, сл-но увеличивается и тяга. Тяга увеличивается, масса топлива уменьшается, перегрузка растет непомерно.
Увеличивается, кстати, и давление. Чтобы оное не разорвало корпус двигателя приходится утяжелять конструкцию.
Звезду можно подобрать так, что процесс происходит с точностью до наоборот. В начальный момент площадь поверхности звезды большая, потом она уменьшается (горение с деградацией).
Т.е. два типа шашек компенсируют друг друга и тяговооруженность и давление поддерживаются в разумных пределах.

Это-то как раз понятно. Вопрос в том, куда смещается ЦМ. Я думаю, что если звезда будет выгорать относительно быстрее, чем цилиндр, ЦМ сместится вниз, а если наоборот - то вверх. Соответственнно будет меняться и тяга, но тут конечно многое зависит от соотношения размеров звезды и цилиндра.