Две ступени vs три ступени – «наш ответ» hcube .

[Yegor]

3) КПД движка (может он топлива на тонну тяги меньше расходует?)

КПД движка - это импульс двигателя. В том то и дело, что в данном случае он одинаковый!

[serb]

Извиняюсь, а что такое МБ?

может быть

[Yegor]

Совсем странно для ГПО. Особенно если учесть, что количество ступеней у Сокола не меняется.

МБ это масса вместе со 2 ступенью?  :?

Массы конструкции у них на вебсайте нет, поэтому это моя грубая оценка. Первая ступень у Фалкон-9 очень похожа на первую ступень у Атласа-5: ~270 тонн против 307 тонн. Поэтому я предположил, что первая ступень у Фалкон-9 будет весить 88% (270/307) от первой супени Атласа-5 (22,461 кг), то есть 19'750 кг.
Вторая степень: полная масса 20 тонн, соотвественно масса кострукции 1'750 кг, что наверно оптимистично.

[Yegor]

Че-т я тогда не понимаю про девятый флакон

Стартовая масса у него меньше.
Удельный импульс - ниже на 1 ступени и совсем уж незначительно выше на 2-й.
Массовое совершенство лучше незначительно.

А поди ж ты - такая разница в выводимой массе!

А всё очень просто - 1) последовательная схема vs пакетная с одновременной работой 1 и 2 ступени.
2) тяга 1.15 vs 1.3
3) КПД движка (может он топлива на тонну тяги меньше расходует?)

3) КПД двигателей у Союза немного лучше (импульс),
2) Увеличение тяги увеличивает ПН, посколько снижает гравитационные потери, так что и здесь у Союза этот показатель лучше.
Остается только это:
1) последовательная схема vs пакетная с одновременной работой 1 и 2 ступени.
Масса конструкции Союза больше на 10-20%. Увеличение массы конструкции уменьшает ПН, что в принципе логично.

[Дмитрий В.]

Самое смешное, что по моим расчетам, Фалькон может вывести 9, т. на ЛЕО при стартовой массе 295т (с учетом погрешности рачетов при неопределенности исходных данных), правда пи условии, что тяговооруженность 2-й ступени не менее 1,34. Неплохо бы проверить!

[Yegor]

Самое смешное, что по моим расчетам, Фалькон может вывести 9, т. на ЛЕО при стартовой массе 295т (с учетом погрешности рачетов при неопределенности исходных данных), правда при условии, что тяговооруженность 2-й ступени не менее 1,34. Неплохо бы проверить!

Да, у них как раз на второй ступени стоит движок на ~40 тонн (такой же как и двигатели первой ступени, но с расширенным соплом). Вот и получится тяговооруженность 2-й ступени ~1,34.

[Андрей Суворов]

Да, Маск писал об отказе от использования Kestrel на больших ракетах и разработке взамен вакуумной версии Merlin.

[Yegor]

Дмитрий,
ваши расчёты на первой странице 2 ступени против 3 ступени (для заданной ПН – 30 тонн на ЛЕО: у 3 ступенчатой стартовая масса на 10.4% меньше, масса конструкции на 5.17% меньше) относились к схемам последовательного запуска ступеней?

Для 2 ступени с последовательным запуском против схемы РН союза (3 ступени, 1 и 2 ступень с запуском у земли, 4 блока первой ступени) получается сомсем другая картина? Для ПН - 7'800 кг у 2 ступенчатой стартовая масса на ~20% меньше, а масса конструкции на ~24% меньше?

[Дмитрий В.]

Дмитрий,
1)ваши расчёты на первой странице 2 ступени против 3 ступени (для заданной ПН – 30 тонн на ЛЕО: у 3 ступенчатой стартовая масса на 10.4% меньше, масса конструкции на 5.17% меньше) относились к схемам последовательного запуска ступеней?

2)Для 2 ступени с последовательным запуском против схемы РН союза (3 ступени, 1 и 2 ступень с запуском у земли, 4 блока первой ступени) получается сомсем другая картина? Для ПН - 7'800 кг у 2 ступенчатой стартовая масса на ~20% меньше, а масса конструкции на ~24% меньше?

1) Да, для РН с последовательной работой ступеней.
2)Может быть, так как моноблочный тандем имеет дополнительный выигрыш по сравнению с пакетом с параллельной работой ступеней.

[Дем]

3) КПД движка (может он топлива на тонну тяги меньше расходует?)

КПД движка - это импульс двигателя. В том то и дело, что в данном случае он одинаковый!

Не, КПД движка - это импульс, делённый на массу израсходованного топлива.
Вот представь (пример дурной, ну да ладно) - ставим в топливопровод отвод, через который сливаем 50% проходящего топлива (зачем? а ХЗ ) Импульс не изменился, однако топливо кончится в два раза раньше и улетим гораздо ближе...

[mihalchuk]

Дем:

Не, КПД движка - это импульс, делённый на массу израсходованного топлива.
Вот представь (пример дурной, ну да ладно) - ставим в топливопровод отвод, через который сливаем 50% проходящего топлива (зачем? а ХЗ  ) Импульс не изменился, однако топливо кончится в два раза раньше и улетим гораздо ближе...

А вот и не дурной пример - ЭоРД (зайдите на нашу страничку из темы "какие носители нам нужны"). В этом двигателе часть компонентов кисл.-водородного топлива преобразуется в воду, которая выводится из двигателя. Получающаяся энергия передаётся оставшимся компонентам и попадает с ними в камеру сгорания, что увеличивает скорость истечения. Несмотря на это, при учёте отводимой воды, УИ ЭоРД меньше, чем у КВРД.
   Однако, нужно рассматривать не двигатель, а двигательную установку и учитывать, как в дальнейшем используется вода. В конкретном случае вода накапливается и является полезным грузом. УИ ЭоРДУ оказывается больше УИ КВРДУ!
  А вот что написано в Заключении ЦНИИмаш для РКА по этому двигателю:
"Очевидно, что увеличение удельного импульса (основного показателя эффективности ЖРД) рассматриваемый ЭОРД по сравнению с традиционными замкнутыми схемами ЖРД (газогенераторной и безгазогенераторной) не даёт."
Формально верно, по сути - диверсия.

[STEP]

3) КПД движка (может он топлива на тонну тяги меньше расходует?)

КПД движка - это импульс двигателя. В том то и дело, что в данном случае он одинаковый!

Не, КПД движка - это импульс, делённый на массу израсходованного топлива.
Вот представь (пример дурной, ну да ладно) - ставим в топливопровод отвод, через который сливаем 50% проходящего топлива (зачем? а ХЗ ) Импульс не изменился, однако топливо кончится в два раза раньше и улетим гораздо ближе...

Есть более жизненный пример, это двигатели Р-7. Тут ничего за просто так за борт стравливать не следует. Есть удельный импульс двигателя в секундах, но ... для раскрутки ТНА используется перекись. Ее в конструкцию не включишь, т.к. она меняет свою массу во времени. Масса перекиси немалая, а тяги от нее на выхлопе пшик ...
Т.ч. когда дают импульс этих двигателей, то, вроде, надо его давать с учетом и расхода перекиси. Вот тут я пока не добился толкового ответа на вопрос, паспортные данные на импульс, которые даются на 107 - 108, учитывают перекись, или нет.
Вопрос не праздный. Тут часто пересчитывают семерку для разных примеров. А в расчетах что заложишь, то и получишь. А тут два варианта и две большие разницы ...
Может кто прояснит ситуацию.

[Андрей Суворов]

3) КПД движка (может он топлива на тонну тяги меньше расходует?)

КПД движка - это импульс двигателя. В том то и дело, что в данном случае он одинаковый!

Не, КПД движка - это импульс, делённый на массу израсходованного топлива.
Вот представь (пример дурной, ну да ладно) - ставим в топливопровод отвод, через который сливаем 50% проходящего топлива (зачем? а ХЗ ) Импульс не изменился, однако топливо кончится в два раза раньше и улетим гораздо ближе...

Есть более жизненный пример, это двигатели Р-7. Тут ничего за просто так за борт стравливать не следует. Есть удельный импульс двигателя в секундах, но ... для раскрутки ТНА используется перекись. Ее в конструкцию не включишь, т.к. она меняет свою массу во времени. Масса перекиси немалая, а тяги от нее на выхлопе пшик ...
Т.ч. когда дают импульс этих двигателей, то, вроде, надо его давать с учетом и расхода перекиси. Вот тут я пока не добился толкового ответа на вопрос, паспортные данные на импульс, которые даются на 107 - 108, учитывают перекись, или нет.
Вопрос не праздный. Тут часто пересчитывают семерку для разных примеров. А в расчетах что заложишь, то и получишь. А тут два варианта и две большие разницы ...
Может кто прояснит ситуацию.

Учитывают, учитывают перекись при расчёте УИ. Вот жидкий азот, который качают тем же ТНА для наддува баков - не учитывают, потому что он остаётся в баках. Вообще, для такого, не побоюсь сказать, примитивного двигателя у РД-107 уникальный удельный импульс.

У перекиси худшая энергетика, чем у восстановительного генераторного газа на основных компонентах (т.е., для такой же мощности турбины нужно меньше "в граммах" керосина и жидкого кислорода), помимо этого, для перекиси нужен отдельный бак, ещё ухудшающий характеристики ракеты в целом, но - мягкий пуск, чистый выхлоп (правда, окислительный), многие другие вещи обусловили применение перекиси для привода ТНА не только на РД-107/108, но и на РД-214, который, вообще-то, на самовоспламеняющихся компонентах топлива.

[Roger]

..двигатели Р-7...
когда дают импульс этих двигателей, то, вроде, надо его давать с учетом и расхода перекиси. Вот тут я пока не добился толкового ответа на вопрос, паспортные данные на импульс, которые даются на 107 - 108, учитывают перекись, или нет.
Вопрос не праздный. Тут часто пересчитывают семерку для разных примеров. А в расчетах что заложишь, то и получишь. А тут два варианта и две большие разницы ...
Может кто прояснит ситуацию.

Расчеты показывают, что паспортные данные на двигатели по удельному импульсу даются без учёта расхода перекиси.
Например:
http://motor-s.ru/RD107.htm
При учёте расхода перекиси (Iст ~ 4,4т; IIст~2,7т) я использую пустотный удельный импульс  305,8 (РД-107) и 307,4 (РД-108)

[Андрей Суворов]

..двигатели Р-7...
когда дают импульс этих двигателей, то, вроде, надо его давать с учетом и расхода перекиси. Вот тут я пока не добился толкового ответа на вопрос, паспортные данные на импульс, которые даются на 107 - 108, учитывают перекись, или нет.
Вопрос не праздный. Тут часто пересчитывают семерку для разных примеров. А в расчетах что заложишь, то и получишь. А тут два варианта и две большие разницы ...
Может кто прояснит ситуацию.

Расчеты показывают, что паспортные данные на двигатели по удельному импульсу даются без учёта расхода перекиси.
Например:
http://motor-s.ru/RD107.htm
При учёте расхода перекиси (Iст ~ 4,4т; IIст~2,7т) я использую пустотный удельный импульс  305,8 (РД-107) и 307,4 (РД-108)

А это какие расчёты? А знаете ли вы, что разные экземпляры РД-107 имели разный УИ? и для пилотируемых ракет приходилось их отбирать по УИ?

[fagot]

многие другие вещи обусловили применение перекиси для привода ТНА не только на РД-107/108, но и на РД-214, который, вообще-то, на самовоспламеняющихся компонентах топлива.

Все же РД-214 не на самовоспламеняющихся компонентах был, поэтому там использовалось пусковое горючее ТГ-02 и соответственно использование перекиси было оправданным, если бы там были азотка и НДМГ, вряд ли бы кто стал связываться с перекисью.

[Roger]

А это какие расчёты?

Баллистические. Всё сходится при указанных мной выше удельных импульсах. Хотя может быть, что это просто совпадение, и вместо расхода перекиси, таким образом - занижением расчётного удельного импульса - я учитываю суммарную массу ГЗТ, невырабатываемых остатков топлива и пр. (~ 3% от стартового запаса топлива).

А знаете ли вы, что разные экземпляры РД-107 имели разный УИ? и для пилотируемых ракет приходилось их отбирать по УИ?

Вполне возможно

[Андрей Суворов]

многие другие вещи обусловили применение перекиси для привода ТНА не только на РД-107/108, но и на РД-214, который, вообще-то, на самовоспламеняющихся компонентах топлива.

Все же РД-214 не на самовоспламеняющихся компонентах был, поэтому там использовалось пусковое горючее ТГ-02 и соответственно использование перекиси было оправданным, если бы там были азотка и НДМГ, вряд ли бы кто стал связываться с перекисью.

Вообще-то, ТМ-185 - это не керосин, он тоже самовоспламеняется с азоткой, только с заметно большей задержкой, и для "пушечного" запуска и был применён ТГ-02.

Я сейчас не могу найти, но, если мне не изменяет мой склероз, это смесь анилина, фурфурилового спирта и триэтиламина.

[STEP]

А это какие расчёты?

Баллистические. Всё сходится при указанных мной выше удельных импульсах. Хотя может быть, что это просто совпадение, и вместо расхода перекиси, таким образом - занижением расчётного удельного импульса - я учитываю суммарную массу ГЗТ, невырабатываемых остатков топлива и пр. (~ 3% от стартового запаса топлива).

А знаете ли вы, что разные экземпляры РД-107 имели разный УИ? и для пилотируемых ракет приходилось их отбирать по УИ?

Вполне возможно

РД-107 и РД-108 это для народа. За время с запуска первых Р-7 прошло много модификаций. Первая прошла к 1958 году, когда создали 8А92 для запуска объектов Д. Тогда у РД-108 уменьшили тягу и слегка увеличили импульс. Что бы разобраться с 107 - 108 надо отслеживать их обозначения через 11Д. К примеру РД-108 11Д511 имел и импульс в вакууме 316с, а 14Д21М - 318,5 с и т.д. Менялась и тяга. Т.ч. что кто считает, это надо еще посмотреть.

[fagot]

Вообще-то, ТМ-185 - это не керосин, он тоже самовоспламеняется с азоткой, только с заметно большей задержкой, и для "пушечного" запуска и был применён ТГ-02.

Я и не утверждал, что это керосин, однако скорее всего продукт его переработки, обогащенный непредельщиной, благодаря чему с азоткой горит гораздо устойчивее, чем обычный керосин, ну и воспламеняется конечно лучше, однако в его самовоспламеняемости я сильно сомневаюсь.

Я сейчас не могу найти, но, если мне не изменяет мой склероз, это смесь анилина, фурфурилового спирта и триэтиламина.

Ну у такой штуки задержка воспламенения будет не хуже, чем у ТГ-02 и это не ТМ-185.