Надувная ракета

[carlos]

Кроме того, такая надувная кишка в полете должна работать на изгиб...

[hcube]

Кишка - это 5 метров диаметра и 11 длины? ;-)

[carlos]

Кишка - это 5 метров диаметра и 11 длины? ;-)

Ага. Типичная толстая кишка.

[Ворон]

Да ничем оно не будет отличаться от современных алюминевых конструкций.
 Они тоже неустойчивы без наддува - "скорлупа" такая. А под наддувом прекрасно работают, в том числе на изгиб и сжатие - на единицу площади действует относительно очень большая сила наддува.

[STEP]

Не ребята. Слабое место такой конструкции, это цилиндрическая часть. Сразу появляется силовой набор, и связанный с ним вес. Хорошо сделать баки сферическими и подвесить их за талию. Но это уже получится вариант Н-1 с внешним силовым корпусом. Последний, правда, не должен быть герметичным и может состоять из сегментов, влезающих в железнодорожный габарит ... Конструкцию собрал, баки надул-залил и поехали. Вот только говорят, что у Н-1 в момент старта баки на полтора метра вниз прогибались, хоть и были не резиновые ...

Кстати. С первой ступенью по части облегчения заморачиваться сами знаете ... возни куча, а выигрыша ... фигвам. А вот со второй ступенью я бы подумал. Да и с РБ тоже. Только надо, что бы это все криогенику терпело, а инженерная интересная конструкция у меня есть ...
 

[Ворон]

Не ребята. Слабое место такой конструкции, это цилиндрическая часть. Сразу появляется силовой набор, и связанный с ним вес. Хорошо сделать баки сферическими и подвесить их за талию. Но это уже получится вариант Н-1 с внешним силовым корпусом. Последний, правда, не должен быть герметичным и может состоять из сегментов, влезающих в железнодорожный габарит ... Конструкцию собрал, баки надул-залил и поехали. Вот только говорят, что у Н-1 в момент старта баки на полтора метра вниз прогибались, хоть и были не резиновые ...

Кстати. С первой ступенью по части облегчения заморачиваться сами знаете ... возни куча, а выигрыша ... фигвам. А вот со второй ступенью я бы подумал. Да и с РБ тоже. Только надо, что бы это все криогенику терпело, а инженерная интересная конструкция у меня есть ...
 

 STEP я вам говорю, пока нагрузка будет меньше силы создаваемой давлением наддува "эта фича" будет устойчива.
 Видели когда-нибудь надувную лодку или автомобильнул шину?

 Что касается "с чем заморачиваться" - а не "заморачиваться" делать "алюминевые скорлупки" как сейчас делают? "Те скорлупки" надо ещё и возить как-то целенькими.

 Вообще, вспомним кое-что Недавнее - ускорители Шаттла, вполне "железные" изгибаются после появления тяги до отрыва. Кстати, для них это критично как мы видели на примере Челленджера, а вот для жидкостных баков - нет.

[STEP]

Не ребята. Слабое место такой конструкции, это цилиндрическая часть. Сразу появляется силовой набор, и связанный с ним вес. Хорошо сделать баки сферическими и подвесить их за талию. Но это уже получится вариант Н-1 с внешним силовым корпусом. Последний, правда, не должен быть герметичным и может состоять из сегментов, влезающих в железнодорожный габарит ... Конструкцию собрал, баки надул-залил и поехали. Вот только говорят, что у Н-1 в момент старта баки на полтора метра вниз прогибались, хоть и были не резиновые ...

Кстати. С первой ступенью по части облегчения заморачиваться сами знаете ... возни куча, а выигрыша ... фигвам. А вот со второй ступенью я бы подумал. Да и с РБ тоже. Только надо, что бы это все криогенику терпело, а инженерная интересная конструкция у меня есть ...
 

STEP я вам говорю, пока нагрузка будет меньше силы создаваемой давлением наддува "эта фича" будет устойчива.
 Видели когда-нибудь надувную лодку или автомобильнул шину?

 Что касается "с чем заморачиваться" - а не "заморачиваться" делать "алюминевые скорлупки" как сейчас делают? "Те скорлупки" надо ещё и возить как-то целенькими.

 Вообще, вспомним кое-что Недавнее - ускорители Шаттла, вполне "железные" изгибаются после появления тяги до отрыва. Кстати, для них это критично как мы видели на примере Челленджера, а вот для жидкостных баков - нет.

Ну, опять же, я  все пытаюсь объяснить две большие разницы. Если мы делаем не из металла баки, сравнимые по прочности с существующими металлическими, это одно дело. Они будут несколько легче и гораздо дороже. Но мы говорим о МЯГКОМ баке, с резко уменьшеной массой конструкции.
Специалисты МЧС носят с собой в нагрудном кармане презервативы. Они утверждают, что в них можно закачать и переносить несколько ведер воды. Т.е. оболочки все выдержат, но ... Вы пробовали носить жидкость в мягкой оболочке ... Она конечно выдержит, если ее рассчитать правильно. Но жидкость в них ведет себя как хочет. Куда полетит ракета, если у нее центровка меняется ежесекундно, я не знаю.
Вот и начинаются операции по подкреплению: стенки утолщаем, конструкцию ужесточаем с помощью каркаса, давление повышаем. Нам ведь давление нужно не только, что бы все, что сверху удержать. Надо и внутренние колебания гасить. Тут, правда, про перегородки демпфирующие речь зашла. Мол поставим, и колебаться не будет. А к чему их будем крепить? К оболочке? Так она мягкая ... Значит вводим еще ребра жесткости, только внутри.
Про резонанс меня в упор не слышат. А он, для таких оболочек будет играть ох какую роль...
И т.д., и т.п.
Т.е. в результате всего мы получим классический бак, имеющий те же прочностные характеристики, что и железный, только слегка легче. Прибавку на этом деле мы получим ФИГ, мороки ... Ну поговорите с теми, кто нормально с пластиками работает. Не с теми, кто шлемы мотает. Там можно 10000% запаса прочности заложить, ни кто и не пикнет. Видел я, как эти поверхности 4-го порядка мотают ... обычная стеклоткань в матрицу, и ни какого 4-го порядка.
Про взаимодействие материалов оболочки с криогеникой я вообще молчу.
Контроль изделия - молчу.
Старение материалов - молчу.

[STEP]

Попробовал я тут посчитать на вскидку два варианта ракеты:
Обе имеют по три ступени одинаковой массы: 1- 60т, 2- 30т, 3- 10т.
У первого варианта масса конструкции 9% -металлические баки,
у второго я прикинул вес баков равный 1/3 от металлических.
Массы двигателей я принял 1,25/0,55/0,25 т
Соответственно массы конструкции ступеней 5,5/2,7/1 и 2,7/1,3/0,5
Удельные импульсы по ступеням 318/360/460 с.

1 вариант: Мо=109,5т; Vgy=6,5т
2 вариант: Мо=112; Vgy=7,5т

Приведем значения к стартовой массе 100 т, получим Мпн 5,9/6,7 т

Выглядит отлично. Только вот теперь остался маленький нюанс, как уложиться в полученные цифры технологически ...

[Ворон]

STEP а в обычном баке жидкость не "ведёт себя как хочет"? Энергиевский кислородный бак весь упихан теми гасителями колебаний.

 И кто вам сказал, что резонанс будет "хуже" для мягкой конструкции, а не для жесткой?

 Потом, повторяю, она не "мягкая", он "складная" - под наддувом она будет такая же жесткая, как алюминевая. Собственная устойчивость, которую даёт оболочка ракеты настолько мала, что может держать её лишь в пустом виде.

 Кстати, по поводу презервативов.
 Верю, что презерватив выдержит ведро воды и более, а он Одну Атмосферу выдержит?
 Т. е. Столб Воды В 10 метров....

[Ворон]

А что до конкретики, можно проще прикинуть - "надувной" Центавр и 3-я ступень Союза имеют примерно одинаковую массу.
 Двигатель тоже примерно одинаковую массу имеет.

 Чем Центавр замечательнее, не надо объяснять.

[STEP]

А что до конкретики, можно проще прикинуть - "надувной" Центавр и 3-я ступень Союза имеют примерно одинаковую массу.
 Двигатель тоже примерно одинаковую массу имеет.

 Чем Центавр замечательнее, не надо объяснять.

Ну ладно, занимайтесь надувательством. А я пойду клепать.
Пакеда  

[Пришелец]

А мы не забыли, что стартуем с Луны? Запас топлива поменьше должен быть. А тогда надо смотреть и на форму баков и на колебания в баках по другому. Ведь как оно с третьими ступенями бывает - вроде и считаются по тем же формулам что и первые/вторые, а компоновки такие причудливые получаются.

Я задачу с самого начала представлял так: Дано - двигательный отсек (доставленный с Земли) и отсек ПН и нам просто надо добавить баки между этими отсеками и связать все в жесткую конструкцию. Причем комплект запчастей для сборки конструкции наверное тоже доставляется с Земли в отдельном контейнере.

Интересно, что за зверь получится под 15-20т ПН (но для старта с Луны)?
 

[Ворон]

Вообще тема несколько неправильно названа - надо не "надувная ракета", они и сейчас все по сути надувные.

 Тему надо было назвать "складная ракета".

[Waldi]

Дано - двигательный отсек (доставленный с Земли) и отсек ПН и нам просто надо добавить баки между этими отсеками и связать все в жесткую конструкцию

А зачем пихать баки МЕЖДУ РД и ПН? Не проще ли посадить ПН на двигатель и рядом подвесить баки? Посмотрите на конструкцию LEMа...

[Пришелец]

А зачем пихать баки МЕЖДУ РД и ПН? Не проще ли посадить ПН на двигатель и рядом подвесить баки?

Все зависит от объема топлива. Вот посчитаем сколько топлива нужно и будем знать - проще или нет

Посмотрите на конструкцию LEMа...

С удовольствием посмотрю, но я его нигде найти не могу  . Скиньте ссылочку плз.  

[Waldi]

Кроме весовых проблем - как будете ПН с баков вниз спускать? Оно Вам надо корячиться?
Схема LEM: http://epizodsspace.narod.ru/bibl/getlend/k21.jpg
Описание здесь: http://epizodsspace.narod.ru/bibl/getlend/11b.html

[Пришелец]

2 Waldi
Спасибо огромное за ссылки  

На счет размещения баков по бокам и согласен с Вами и нет    
Приходилось принимать участие в разработке как последовательной компоновки двигатель-топливный отсек-ПН (3-я ступень РН Циклон-4), так и с баками по бокам (АКБ Кречет - 4-я ступень РН Днепр). И вот какая штука получается - не бывает универсальной компоновки. Т.е. говорить, что данная компоновка идеальна для всех случаев, нужно только ее уменьшить/увеличить под заданный объем топлива - нельзя
Компоновка обычно получается как-бы сама - исходя из заданных условий и ограничений.

Если интересно - можем придумать задачу (например выведение ПН=15т с поверхности Луны на окололунную орбиту) и ограничения/требования (первое нам уже поставили - ракета должна быть складной). Чем больше будет появляться ограничений (по габаритам, по  времени стоянки в заправленном состоянии, по условиям эксплуатации

...Оно Вам надо корячиться?

и т.д.) тем больше будет проявлятся облик конструкции.
Вобщем будут конкретные цифры - появится конкретная компоновка и никуда нам от нее не деться.      

[Waldi]

1. Ограничение "складные баки" для ландеров на Луне/Марсе не принимается, потому как: а) для торможения и посадки надо иметь работающую, а не сложенную ракету; б) нет нужды в минимальном миделе.
2. В широком диапазоне весов ПН для взлетов/посадок на безатмосферных планетах с низкой силой тяжести считаю компоновку LEMа (ПН на РД, баки сбоку от РД) для ландера оптимальной. Тем более что главный грузопоток - вниз. А поднимать с поверхности надо тока людей, т.е. сравнительно легкий и компактный груз - соотв-но нужны небольшие баки. И только значительно позже, в перспективе - надо будет выводить десятки-сотни тонн топлива для стартов к Земле. Для посадки на поверхность особо габаритных или тяжелых грузов можно делать что-то вроде летающих козловых кранов (концепт CPL Andrews Space) или тросовая схема (ПН опускается на тросе с левитирующего ландера).

[X]

А как насчёт давления в баке кислорода? Там не 5 атм!