Воссоздание РН СТК "Энергия" в том или ином виде. Реальность и перспективы

[Bell]

Ради бога, но как это влияет на закон сохранения вещества? 

Это никак не может повлиять на ЗС -- они фундаметальны. И они же могут ограничить возможные значения параметров вещества. )

Не совсем понял суть вопроса. Ну газ, ну горячий, ну давление - а в чем проблема-то? Он конечно не идеальный, но в целом ведет себя как газ.

[AlexV]

так прочие не равны, 4 маленьких ТНА будут проще и следовательно дешевле.

Вот ни разу не очевидно. Число отдельных деталей в одном большом отнюдь не в четыре раза больше, чем в маленьком. Вообще при достаточно массовом производстве стоимость пропорциональная объему металлообработки. Т.е. числу отдельных деталей и числу отдельных операций по изготовлению этих деталей. А число деталей в маленьком ТНА не сильно отличается от большого ТНА, как и число отдельных операций по изготовлению каждой.

[Serge V Iz]

Ради бога, но как это влияет на закон сохранения вещества? 

Это никак не может повлиять на ЗС -- они фундаметальны. И они же могут ограничить возможные значения параметров вещества. )

Не совсем понял суть вопроса. Ну газ, ну горячий, ну давление - а в чем проблема-то? Он конечно не идеальный, но в целом ведет себя как газ.

Градиент (ну, перепад) давления связан с потоком вещества, внезапно, тоже через одну из групповых симметрий закон сохранения. Вопрос в изначальной постановке: сколько, в барах, перед листом форсуночной головки. )

[Капитан Бутан]

А почему считается, что длинная часть кислородного тракта в РД-171 такая уж "жёсткая" по температуре/давлению? ) Там мятый газ, сработавший большую часть своей энергии на лопатках. Которым, собственно, и досталось от этого "горячего кислорода". )

Кем считается? Не встречал таких. Все кто критикует РД за напряжённость, осуждают непосредственно горячий кислый газ с высоким давлением. Трубу никто не осуждает. Сделайте трубу хоть 10 метров, она не взорвётся. Взрывается турбина или насос. "Короткий" тракт или "длинный", нет никакой разницы.
У Раптора такой же тракт как у РД, все элементы в наличии. И рабочие колёса и температура и давление. И разумеется Раптор взорвался как РД взрывается, им положено. В 12-м полёте Старшипа, после разделения ступеней, один из рапторов взорвался а двигатели что вокруг него отключились. 5 или 6 двигателей перестали работать. Всё как на Н-1, и поделом. Гордыня и недальновидность будут наказаны

[Prokrust]

Практика показывает что дешевле будет один и тот же двигатель на обоих ступенях.
Кроме того, даже для метанового движка есть ограничения по тяге из-за ВЧ-колебаний, где-то в районе 300 тонн, а это для первой ступени мало. Т.е. имеет смысл единый двигатель с тягой 100-150 тонн.

Из любопытства, а примерно известны ограничения по тяге для пропанового движка?
Если уж с керосином 200 тонн тяги...

[Дем]

Из любопытства, а примерно известны ограничения по тяге для пропанового движка?
Если уж с керосином 200 тонн тяги...

Так никто не пробовал. Но логично предположить что где-то посередине. 

Трубу никто не осуждает. Сделайте трубу хоть 10 метров, она не взорвётся. Взрывается турбина или насос.

Так там не труба, там сильфон. Который защитной эмалью в принципе не покроешь.
Ну и поведение потока в нём сложное и никем не просчитанное, особенно в момент сгибания. Вполне может иметь место локальное превышение. 

Вообще при достаточно массовом производстве стоимость пропорциональная объему металлообработки. Т.е. числу отдельных деталей и числу отдельных операций по изготовлению этих деталей.

так не настолько массовое оно, чтобы непрерывная работа хотя бы одного станка имела место. 
И с большой детали и металла срезать больше, ибо куб-квадрат. 

[AlexV]

так не настолько массовое оно, чтобы непрерывная работа хотя бы одного станка имела место. 
И с большой детали и металла срезать больше, ибо куб-квадрат. 

По авиации статистика куда более обширная. И там вывод однозначный. Один большой двигатель по цене и обслуживанию обходится всегда дешевле, чем два маленьких. Собственно из-за этого массовые четырехдвигательные самолеты самолеты в гражданской авиации практически и вымерли, стараются обходиться двумя если дв игатель нужной тяги вообще можно построить.

С ракетными, которые в некоторых аспектах похожи, едва ли стоит ожидать чего-то иного.

[Дем]

По авиации статистика куда более обширная.

Там никому в голову не приходит повесить четыре винта на одну турбину. 

[Prokrust]

Из любопытства, а примерно известны ограничения по тяге для пропанового движка?
Если уж с керосином 200 тонн тяги...

Так никто не пробовал. Но логично предположить что где-то посередине.

Как я понимаю, наиболее мощный движок  по тяге  с только кислым трактом и с большим давлением в камере сгорания  - это пропановый. Тонн на 250. На таком пропановом движке можно сделать аналог Старшипа, хватит удельной тяги на площадь.
На керосине не хватит тяги движка, на метане не хватит давления в камере (только с кислым трактом).
Технически мы могли бы пойти по этому пути, учитывая нашу любовь к кислому трату с углеводами.

[Serge V Iz]

наиболее мощный движок  по тяге  с только кислым трактом и с большим давлением в камере сгорания  - это пропановый

А почему? Вроде, должен быть керосиновый: количество расходуемого окислителя хоть чуть, но больше, значит и рабочего газа больше?

[AlexV]

Технически мы могли бы пойти по этому пути, учитывая нашу любовь к кислому трату с углеводами.

Вообще, возникает ощущение, что если совсем серьезно двигаться в сторону многоразовости имеет смысл посмотреть на безуглеродные виды топлива. Аммиак или смесь жидкий аммиак - гидразин (по сравнению с НДМГ гидразин хоть и ядовит, но экологически безопасен и быстро распадается в окружающей среде до нетоксичных продуктов), где можно делать сладкий тракт. Очень горячий окислительный газ под большим давлением с высоким ресурсом плохо совместим в принципе.

[Prokrust]

наиболее мощный движок  по тяге  с только кислым трактом и с большим давлением в камере сгорания  - это пропановый

А почему? Вроде, должен быть керосиновый: количество расходуемого окислителя хоть чуть, но больше, значит и рабочего газа больше?

Керосиновый с тягой 250 тонн вряд ли получится сделать.
Соотношение с кислородом у пропана 3.1, больше чем у керосина.
Пропан конечно уступает в плотности (700 кг/м3), но в целом по плотности кислород+пропан уступят совсем немного.
Поэтому давление в камере сгорания с пропаном только чуть меньше.
Зато пропан это совмещенный бак с кислородом.
И зажигание можно электро-плазменное, такое же как у метана мы делаем. И конечно больший пустотный УИ по сравнению с керосином лишним не будет.
Еще козырь - в случае необходимости можно поставить низкотемпературную турбину с пропаном в пару к основной и добавить еще давления в камере сгорания. Но прямой необходимости для создания своей версии Старшипа, в этом нет.

[Prokrust]

Технически мы могли бы пойти по этому пути, учитывая нашу любовь к кислому трату с углеводами.

Вообще, возникает ощущение, что если совсем серьезно двигаться в сторону многоразовости имеет смысл посмотреть на безуглеродные виды топлива. Аммиак или смесь жидкий аммиак - гидразин (по сравнению с НДМГ гидразин хоть и ядовит, но экологически безопасен и быстро распадается в окружающей среде до нетоксичных продуктов), где можно делать сладкий тракт. Очень горячий окислительный газ под большим давлением с высоким ресурсом плохо совместим в принципе.

Да, чисто сладкий тракт возможен, на аммиаке - конечно с добавками для лучшего горения в камере сгорания. Не уверен что гидразин здесь поможет, он скорее всего распадется в ТНА.
Однако можно добавить диметиловый эфир - тоже хорошо горит и не имеет углеродной связи.

[AlexV]

Не уверен что гидразин здесь поможет, он скорее всего распадется в ТНА.

Газ после ТНА будет представлять собой смесь аммиака, воды, азота и водорода. Причем водорода много, сколько точно - термодинамику надо считать, но это в любом случае десятки процентов. А водород сам по себе хороший ускоритель горения. Т.е., возможно, для ракетных двигателей закрытого цикла никаких специальных добавок для ускорения горения аммиака и не потребуется, их роль, вероятно, сможет взять водород естественным образом образующийся в сладком тракте ТНА.

[Serge V Iz]

Керосиновый с тягой 250 тонн вряд ли получится сделать.
Соотношение с кислородом у пропана...

Понял. Я имел ввиду просто перекачиваемые объемы -- это и есть работа насосов. Но, правда. Нужно считать все параметры, от теплотворной способности, до молекулярной массы продуктов, во всех допустимых параметрах процесса. Может быть и пропан.

[Мошкит]

А нельзя сделать двигатель на метане или пропане с циклом фазового перехода? Нет кислого тракта — нет проблем. 

[Serge V Iz]

А нельзя сделать двигатель на метане или пропане с циклом фазового перехода? Нет кислого тракта — нет проблем.

Проблема в количестве располагаемого газа, предназначенного для совершения работы на турбине. Вот с водородом -- вполне себе делают. Он очень "рабочий" газ )

[Bell]

А нельзя сделать двигатель на метане или пропане с циклом фазового перехода?

Можно. Но количество энергии, отбираемое с рубашки охлаждения, достаточно только для привода ТНА двигателей небольшой тяги - для водорода не более 15 тс. Для метана - еще меньше.

Тут рядом обсуждался открытый безгенераторный цикл - там до 100 тс можно натянуть, но удельный импульс так себе.

[Капитан Бутан]

Трубу никто не осуждает. Сделайте трубу хоть 10 метров, она не взорвётся. Взрывается турбина или насос.

Так там не труба, там сильфон. Который защитной эмалью в принципе не покроешь.

Ааа, вот в каком плане тракт "длинный"? Тогда я согласен, у Маска короткий и аварии на сильфоне у него исключены. Но это сколько...10% всех аварий? Обычно ломается ТНА, а ТНА у фентанильщика такой же как у Глушко. Ну, даже сложнее но это не важно, кислородный ТНА такой же

[Капитан Бутан]

А нельзя сделать двигатель на метане или пропане с циклом фазового перехода? Нет кислого тракта — нет проблем.

Конечно можно. Температура пламени у метанп и пропана выше чем у водорода. Тепла со стенки соберём даже немного больше, но разница невелика.
По работоспособности газа метан лучше пропана, и нагревать его можно сильней. Если сделаем сопловой насадок из инконеля и чтоб он раскалялся до 800°С, то метан на выходе из рубашки охлаждения будет иметь весьма высокую температуру.
На сопле Лаваля я бы оценил предельное давление для замкнутого цикла в 50-60атм, на тарельчатом сопле может даже и 100-110. Есть ещё аэроспайк, но у него большую степень расширения не сделаешь, тарельчатое сопло лучше