Предельный ЖРД первой ступени

[RadioactiveRainbow]

Вот за что я люблю ракетные двигатели, так это за то, что нужного результата можно добиться как одним большим-пребольшим двигателем, так и туевой хучей маленьких

[Дмитрий В.]

У РД-170 мощность ТНА и так больше мощности на валу гребного винта любого существующего корабля.

И что?
Для настоящего инженеро-маньяка это не показатель )))

Свят, свят, свят! :roll:  Упаси нас, Господи, от инженеро-маньяков! :x

[октоген]

Ну тогда срочно из квартиры переезжайте в шалаш ибо квартира для древних тоже была маньячеством своеобразным.

Подозреваю что "сладкий" метановый турбоагрегат можно и поболее 190 000 л.с. сделать. И если понадобится то сделают.

[RadioactiveRainbow]

Со сладким, кстати, будет сложнее.
Соотношение метана и кислорода при максимальном УИ составляет примерно 3,4. То есть расход метана в 3 раза меньше расхода кислорода. Температуру можно поднять с 700 до 1100 К.
В формуле мощности расход снаружи, а температура под корнем...

[Shestoper]

Со сладким, кстати, будет сложнее.
Соотношение метана и кислорода при максимальном УИ составляет примерно 3,4. То есть расход метана в 3 раза меньше расхода кислорода. Температуру можно поднять с 700 до 1100 К.
В формуле мощности расход снаружи, а температура под корнем...

Расход не по массе считается, а по объему. Водорода в водородных ЖРД расходуется в 5-6 раз меньше по массе, чем кислорода. Тем не менее в газогенераторах там газ именно сладкий - потому что водорода втрое больше по объему.
У метана плотность тоже небольшая, он занимает объем почти равный с кислородом. В этом отношении он намного лучше керосина для привода ТНА - позволяет выше поднять давление при умеренной температуре в ГГ. А поднимать температуру в ТНА со сладким газом на основе углеводородов не рекомендуется - закоксовывание может начаться.

[Shestoper]

Подозреваю что "сладкий" метановый турбоагрегат можно и поболее 190 000 л.с. сделать. И если понадобится то сделают.

Если уменьшить давление в КС до 120-150 атм, мощность ТНА на любом газе можно увеличить - добавить к существующей турбине ещё одну ступень, для относительно низкого давления.
Давление будет падать на турбине не как сейчас с 500 атм. до 250, а с 500 до 150, мощность ТНА увеличится при прочих равных процентов на 40.

Причем расход топлива для более мощного двигателя будет в разы больше, чем у РД-170 - для тяги 1500 тонн около 6 тонн в секунду. Так что существующую турбину РД-170 там можно использовать только для смешанной закрыто-открытой схемы. Пропустить через неё весь объем одного из компонент (хоть кислорода, хоть метана) будет невозможно. Будут пропускать примерно половину, а газ после турбины дожигать в двух КС двигателя из четырех. А в две другие камеры и горючее и окислитель будет поступать сразу после насоса, минуя газогенератор и турбину.
Таким образом мощность турбины будет расходоваться на то, чтобы примерно половину метана  сжимать до 550 атм и загонять в газогенератор (причем объем этой половины будет как у всего расхода кислорода РД-170), а оставшуюся половину метана и весь кислород сжимать только до 150 атм и загонять сразу в КС.

[fagot]

В формуле мощности расход снаружи, а температура под корнем...

А как она туда попала?

[fagot]

Расход не по массе считается, а по объему. Водорода в водородных ЖРД расходуется в 5-6 раз меньше по массе, чем кислорода. Тем не менее в газогенераторах там газ именно сладкий - потому что водорода втрое больше по объему.

Это у насоса потребная мощность зависит от объемного расхода перекачиваемой жидкости, а располагаемая мощность турбины - от массового расхода рабочего тела. У водорода просто молекулярная масса существенно меньше, потому и работоспособность больше при равной с кислородом температуре, да еще и температуру можно повысить. У метана та же история, в итоге располагаемая мощность турбин на кислом и сладком газе примерно одинакова.

[fagot]

Если уменьшить давление в КС до 120-150 атм, мощность ТНА на любом газе можно увеличить - добавить к существующей турбине ещё одну ступень, для относительно низкого давления.
Давление будет падать на турбине не как сейчас с 500 атм. до 250, а с 500 до 150, мощность ТНА увеличится при прочих равных процентов на 40.

Если нужно увеличить расход топлива при меньшем давлении, то мощность турбины может и не понадобится сильно увеличивать. Нужно просто сделать новую турбину на больший расход газа, тогда и большой перепад давления не понадобится и давление в ГГ можно понизить.

Причем расход топлива для более мощного двигателя будет в разы больше, чем у РД-170 - для тяги 1500 тонн около 6 тонн в секунду. Так что существующую турбину РД-170 там можно использовать только для смешанной закрыто-открытой схемы. Пропустить через неё весь объем одного из компонент (хоть кислорода, хоть метана) будет невозможно. Будут пропускать примерно половину, а газ после турбины дожигать в двух КС двигателя из четырех. А в две другие камеры и горючее и окислитель будет поступать сразу после насоса, минуя газогенератор и турбину.
Таким образом мощность турбины будет расходоваться на то, чтобы примерно половину метана сжимать до 550 атм и загонять в газогенератор (причем объем этой половины будет как у всего расхода кислорода РД-170), а оставшуюся половину метана и весь кислород сжимать только до 150 атм и загонять сразу в КС.

Если часть метана и кислорода сжимать до 550 атм, а часть до 150, то понадобятся двухступенчатые насосы с совершенно другими расходами, чем в существующем двигателе, в итоге от РД-170 останется разве что турбина, да и та создана под кислый газ. Тут нет смысла в использовании существующих агрегатов, просто нужен новый ТНА.

[октоген]

Впрочем  метановый движок равный рд-170 по тяге дело не ближайшего будущего. Из рд-170 нужно сделать  что-то на 1200-1500 т тяги. Тогда на каждой ступени носителя типа 40-тонника можно по 1 движку ставить и идея псевдоконструктора с УРМ отпадет.

[fagot]

Проще сделать новый двигатель, чем переделывать существующий.

[Андрей Суворов]

Золотые слова!

[RadioactiveRainbow]

Тьфу ты!
Позор на мою несчастную голову!
Конечно, RT безо всякого корня...

Но расход, извините, все таки массовый )

[SpaceR]

Впрочем  метановый движок равный рд-170 по тяге дело не ближайшего будущего. Из рд-170 нужно сделать  что-то на 1200-1500 т тяги. Тогда на каждой ступени носителя типа 40-тонника можно по 1 движку ставить и идея псевдоконструктора с УРМ отпадет.

А чего Вы так на УРМы накинулись-то? С точки зрения технической сложности и стоимости отработки это правильная идея для тяжёлых и сверхтяжелых РН.
А вот создание и отработка супер-движков, создание для них супер-стендов, суперзаводов и прочих крупно-дорогих вещей совершенно не окупается ожидаемой для них частотой запусков. Кроме прочего, надежность РН, и прежде всего для безопасности крупногабаритных стартовых сооружений, у многодвигательной схемы выше.  А однодвигательную оставить "рабочим лошадкам" средней и малой грузоподъёмности. Они будут надёжнее в силу большей частоты запусков.

[RadioactiveRainbow]

Модульная концепция накладывает кучу очень плохих ограничений на РН, и при этом не позволяет реально экономить деньги, т.к. невозможно производство УРМов сделать действительно серийным. Даже при объемах в сотню УРМов в год - это все равно будет штучное производство.

[SpaceR]

Модульная концепция накладывает кучу очень плохих ограничений на РН, и при этом не позволяет реально экономить деньги, т.к. невозможно производство УРМов сделать действительно серийным. Даже при объемах в сотню УРМов в год - это все равно будет штучное производство.

Ну, при объёме "в сотню УРМов в год" оно уже не совсем "штучное"... хотя спорить о смысле слов - занятие глупое. Но я всё же считаю, что модульная (полиблочная) концепция позволяет реально экономить деньги, не так много как хотелось бы, но ощутимо по сравнению с освоением нового диаметра (с решением всего букета сопутствующих проблем) и созданием свермощных ЖРД. Типичные примеры - Дельта-4 и т.н. "Тризенит" (ну, и "Ангарово семейство" ).
Ограничения на конструкцию, конечно, имеются, но они вовсе не "очень плохие", хотя и приводят к некоторому снижению удельных характеристик РН - на мой взгляд, допустимому.

Не хотелось бы продолжать здесь этот "вечный" спор" - всё же оффтопик. Да и обсуждали-переобсуждали уже это всё многократно...
Я только хотел выразить несогласие с идеей октогена, что сверхмощные РН  должны быть обязательно моноблочными и однодвигательными.

[Shestoper]

Я только хотел выразить несогласие с идеей октогена, что сверхмощные РН  должны быть обязательно моноблочными и однодвигательными.

Я очень сильно сомневаюсь, что это вообще физически возможно.
Сверхмощные носители всегда будут многодвигательными.

Но оптимальными для них будут такие двигатели, с которыми просто мощные носители можно делать одновигательными (на ступень).

[октоген]

Мечты про  40 и более тонн пока избыточны. Тем более что размерность в 40 т и опыт стыковок еще советский позволит строить любые мыслимые станции не прибегая к тяжеловозам на 75-100 т.

[Shestoper]

Всё зависит от задач. Если возобновлять лунную программу - не избыточны.
Чтобы поменять экипаж лунной базы в 6-9 человек - нужна ракета размерности Вулкана. Причем лететь через радиационные пояса нужно быстро, так что для пилотируемых полетов буксир с ЭРД не годится, нужны классические ЖРД, как у Сатурна-5.
Вот уже стабильно по два пуска сверхтяжелого носителя в год на все годы существования лунной базы (не считая её развертывания, только для обслуживания).

[октоген]

Так 2 пуска в год-мелочь! Городить из-за них отделный сверхтяжелый носитель  избыточно. Нужен быстрый полет к Луне-стыковка на орбите 2-х частей корабля по 40т  или заправка его топливом от более мелких ракет(  тут можно конверсионные МБР использовать ибо топливо дешевый груз и есть возможность держать несколько таких ракет для подстраховки). С доставкой расходных материалов вполне корабли на ЭРД справятся. А назад с Луны выгоднее всего ПМСМ будет электромагнитная катапульта обсуждаемая в соседней теме.

Так что носитель более 40 нах не нужен. Стыковка и дозаправка позволят от него отказаться.