Ряд технических вопросов (технические вопросы россыпью).

[zandr]

Взлетела китайская ракета

и в очередной раз с китайской ракеты посыпалось "конфети".
Есть такое мнение:

Может это всётаки маты теплоизоляции?

При высоких температурах характерных для южных стран азотный тетроксид испаряется. На Ариане-4  сбрасываемые панели теплоизоляции тоже имелись.

И ещё про китайцев же

У них там весь головной обтекатель обделан этими мешками, как у Протона. Только у Протона их снимают перед стартом а у них отлетают уже в полёте. И оба двигательных отсека. И всё это начинает осыпаться постепенно сверху вниз. Ночью не видно, а днём душераздирающее зрелище как верхушка ГО вдруг начинает раскрываться и распадаться на куски.

Облетают остатки: https://b14643.de/Spacerockets_1/China/CZ-4/Gallery/CZ-4B_YG-14_1big.jpg

Начало процесса. Обтекатель только начинает открываться: https://phototass4.cdnvideo.ru/width/1200_4ce85301/tass/m2/uploads/i/20151127/4138804.jpg

Посмотрел пару пусков Веги и Ариана - в районе двигательного отсека, вроде, что-то отлетело, но выше - нет.

Остаюсь при мнении, что на видео - исключительное свойство китайских ракет. Но - почему?
И почему бы не организовать "сброс" в первые 5 секунд полёта, а не рандомно в течение 30-40 секунд, и то - не факт, что всё облетело. А ведь - лишний вес!

[Антикосмит]

Дурной вопрос. Могут ли газы при каких-то условиях диффундировать против градиента давления?

Пример. Берем дирижопль с жестким каркасом, заполняем его водородом и создаем небольшое разрежение. Будет ли он диффундировать наружу или нет? Стенку для внешних газовать считать непроницаемой.

Или скажем берем металлическую трубу и внутрь помещаем с зазором пластиковую трубу. В зазоре метан с давлением несколько выше, чем во внутренней трубе. По внутренней гоним водород и не паримся на счет его утечек. Прокатит или нет? По идее не может идти процесс диффузии от меньшего давления к большему без совершения работы.

[zandr]

Антикосмит, и поэтому с китайских ракет облетает обшивка?

[cross-track]

Дурной вопрос. Могут ли газы при каких-то условиях диффундировать против градиента давления?

Пример. Берем дирижопль с жестким каркасом, заполняем его водородом и создаем небольшое разрежение. Будет ли он диффундировать наружу или нет? Стенку для внешних газовать считать непроницаемой.

Если парциальное давление водорода снаружи меньше, чем внутри дирижабля, то водород будет диффундировать наружу.

[Старый]

Но - почему?

Потому что это - китайцы.

[Наперстянка]

Вопрос по УИ водородного двигателя. Двигатель (без отклонения вектора тяги) двух камерный, два независимых ТНА с открытой схемой, отдельно для водорода и кислорода, мощность не менее 200 тс тяги на земле ( по 100 тс мин. на КС ). Что возможно добиться в плане УИ без особых исследовательских изысканий? Вопрос навеян тем, что 100 атм в КС водородника, как я понял, совсем не проблема, и похоже возможно и 150 атм сделать с открытой схемой, так как авиационные лопатки турбин научились делать о-очень крутые по разумным ценам, с t свыше 1700 °C.

[Просто Василий]

Вопрос по УИ водородного двигателя. Двигатель (без отклонения вектора тяги) двух камерный, два независимых ТНА с открытой схемой, отдельно для водорода и кислорода, мощность не менее 200 тс тяги на земле ( по 100 тс мин. на КС ). Что возможно добиться в плане УИ без особых исследовательских изысканий? Вопрос навеян тем, что 100 атм в КС водородника, как я понял, совсем не проблема, и похоже возможно и 150 атм сделать с открытой схемой, так как авиационные лопатки турбин научились делать о-очень крутые по разумным ценам, с t свыше 1700 °C.

Можно и 300атм сделать) на водороде то)
Смотри у j-2x, Vulcain, le-7, le-9, наверное у j-2x максимальный у.и для открытой схемы в вакууме 448сек. А для открытой схемы большое давление в какой то момент уменьшает у.и. оптимум 10-12 МПа.

[Просто Василий]

Можно ли было сделать из РД-111 однокамерник (оставив неизменной турбину)? (предположим, что проблемы с ВЧ победимы, без кардана)
Если да (скорее всего да), то насколько неоптимально будет для него сопло с максимальным диаметром 1,34 м ? ( чтобы запихнуть в диаметр 4,1 м не 4, а 6-7 движков).

Можно, так же как и рд-171.

[Наперстянка]

Вопрос по УИ водородного двигателя. Двигатель (без отклонения вектора тяги) двух камерный, два независимых ТНА с открытой схемой, отдельно для водорода и кислорода, мощность не менее 200 тс тяги на земле ( по 100 тс мин. на КС ). Что возможно добиться в плане УИ без особых исследовательских изысканий? Вопрос навеян тем, что 100 атм в КС водородника, как я понял, совсем не проблема, и похоже возможно и 150 атм сделать с открытой схемой, так как авиационные лопатки турбин научились делать о-очень крутые по разумным ценам, с t свыше 1700 °C.

Можно и 300атм сделать) на водороде то)
Смотри у j-2x, Vulcain, le-7, le-9, наверное у j-2x максимальный у.и для открытой схемы в вакууме 448сек. А для открытой схемы большое давление в какой то момент уменьшает у.и. оптимум 10-12 МПа.

Глядя на французское описание Vulcain https://fr.wikipedia.org/wiki/Vulcain_(moteur-fusée) , где написано, что "В ходе квалификационных испытаний уже появились трещины в охлаждающих трубах, но они были отремонтированы в соответствии с необходимыми стандартами качества. К сожалению, только реальные условия полета позволяют выявить глубокую проблему конструкции ракетного двигателя этого типа." (нашли таки французы себе приключений с водородом) , можно прийти к выводу, что для водородного ЖРД закрытая схема с охлаждением кислородом и с дожиганием кислородного газа тоже даст отличный УИ без подобных проблем, особенно это чувствуется, глядя на характеристики РД-191М (бесстрашный пример охлаждения керосином). Если не применять для охлаждения водород (кроме "завесы" в КС конечно), то и низкие обороты водородного ТНА можно сделать, и давление в КС получить не менее 100 атм, - УИ получается очень неплохой,- выше 480 с .  Не пойму французов, зачем они свой Vulcain стали охлаждать водородом? КС на трубках? Я понимаю, что водород - не керосин, 200 атм для водородного ТНА наверно много, но 100 атм для водорода не портят общее впечатление от УИ. Где и в каком месте охлаждение кислородом и дожигание кислорода может испортить эффектное УИ водородного ЖРД, если для холодного водорода поставить отдельный ТНА? 

[Просто Василий]

Вопрос по УИ водородного двигателя. Двигатель (без отклонения вектора тяги) двух камерный, два независимых ТНА с открытой схемой, отдельно для водорода и кислорода, мощность не менее 200 тс тяги на земле ( по 100 тс мин. на КС ). Что возможно добиться в плане УИ без особых исследовательских изысканий? Вопрос навеян тем, что 100 атм в КС водородника, как я понял, совсем не проблема, и похоже возможно и 150 атм сделать с открытой схемой, так как авиационные лопатки турбин научились делать о-очень крутые по разумным ценам, с t свыше 1700 °C.

Можно и 300атм сделать) на водороде то)
Смотри у j-2x, Vulcain, le-7, le-9, наверное у j-2x максимальный у.и для открытой схемы в вакууме 448сек. А для открытой схемы большое давление в какой то момент уменьшает у.и. оптимум 10-12 МПа.

Глядя на французское описание Vulcain https://fr.wikipedia.org/wiki/Vulcain_(moteur-fusée) , где написано, что "В ходе квалификационных испытаний уже появились трещины в охлаждающих трубах, но они были отремонтированы в соответствии с необходимыми стандартами качества. К сожалению, только реальные условия полета позволяют выявить глубокую проблему конструкции ракетного двигателя этого типа." (нашли таки французы себе приключений с водородом) , можно прийти к выводу, что для водородного ЖРД закрытая схема с охлаждением кислородом и с дожиганием кислородного газа тоже даст отличный УИ без подобных проблем, особенно это чувствуется, глядя на характеристики РД-191М (бесстрашный пример охлаждения керосином). Если не применять для охлаждения водород (кроме "завесы" в КС конечно), то и низкие обороты водородного ТНА можно сделать, и давление в КС получить не менее 100 атм, - УИ получается очень неплохой,- выше 480 с .  Не пойму французов, зачем они свой Vulcain стали охлаждать водородом? КС на трубках? Я понимаю, что водород - не керосин, 200 атм для водородного ТНА наверно много, но 100 атм для водорода не портят общее впечатление от УИ. Где и в каком месте охлаждение кислородом и дожигание кислорода может испортить эффектное УИ водородного ЖРД, если для холодного водорода поставить отдельный ТН

Максимально бредовая идея в водородном жрд охлаждать кислородом, а потом ещё и дожигать его. Все нормальные люди делают с водородным охлаждением, а такие проблемы могут быть в любом ЖРД. С кислородом, и кислородным охлаждением проблем ещё больше, и надёжность в разы меньше.
С кислородном охлаждением были только стендовые жрд на керосине, с малой тягой, не один не летал. У LauncherSpace будет с кислородным охлаждением.

[Наперстянка]

Максимально бредовая идея в водородном жрд охлаждать кислородом, а потом ещё и дожигать его. Все нормальные люди делают с водородным охлаждением, а такие проблемы могут быть в любом ЖРД. С кислородом, и кислородным охлаждением проблем ещё больше, и надёжность в разы меньше.
С кислородном охлаждением были только стендовые жрд на керосине, с малой тягой, не один не летал. У LauncherSpace будет с кислородным охлаждением.

Но вот я читаю про ЖРД 11Д58МФ  https://journals.ssau.ru/vestnik/article/view/2587/2603 и вижу мечту поэта:
« Испытания подтвердили надёжность и эффективность охлаждения камеры сгорания ЖРД жидким кислородом,  высокую  полноту  сгорания компонентов топлива. Проведены огневые испытания  пяти  газогенераторов,  полностью  подтвердившие  все  заложенные  параметры и устойчивость рабочего процесса. ...... Камера  сгорания    (КС)  двигателя11Д58МФ  обладает  следующими  особенностями: -  охлаждение  камеры  осуществляется криогенным  кислородом  без  использования  колец  внутреннего  завесного  охлаждения КС горючим; - тракт охлаждения образован фрезерованными каналами с переменной высотой, углом наклона к оси и толщиной ребра; -  на  дне  каналов  электроэрозионнымспособом  нанесена  искусственная  шероховатость с оптимальным профилем; - на огневую стенку из бронзы БрХЦрТ !!! со стороны продуктов сгорания нанесено хромовое покрытие малой толщины; -  смесительная  головка  щелевого  типа ...........  При  проектировании  камеры  было  принято,  что  каналы  тракта  охлаждения  должны  иметь  переменный профиль.  Фрезерование  каналов,  имеющих  переменную  высоту,  угол  наклона  коси  и  толщину  ребра,  для  современных станков с числовым программным управлением (ЧПУ) не представляет сложности. Нанесение искусственной шероховатости,  предназначенной для интенсификации теплообмена от огневой стенки к охладителю,  является  отработанной  технологической операцией, хотя и достаточно трудоёмкой. Соединение  бронзовой  огневойстенки  и  стальной  наружной  оболочки камеры  осуществляется  высокотемпературной  вакуумной  пайкой.  ..................  Принцип  работы  щелевой  смесительнойголовки основан на  смешении и горенииструй горючего в сносящем потоке окислительного  газа,  что  обеспечивает  более высокую равномерность поля температурпо сравнению с форсуночными головками (струйно-струйными  и  струйно-центробежными).  ...................  При  пайке  необходимо  обеспечить надёжное  соединение  периферийного кольца,  выполненного из меди,   ...... . »

    Просто потрясающий двигатель! О какой там ненадежности кислородного охлаждения можно говорить, если речь идет о чемпионской конструкции, например в https://pikabu.ru/story/bespretsedentnyiy_impuls_7176224 прямо в заголовке заявляется, что у этого двигателя «Беспрецедентный импульс»?  После этой неожиданно полученной информации я стал непоколебимым сторонником охлаждения кислородом.
  Потом, в чем проблема дожигания кислорода, который сначала будет нагреваться в стенках КС где-то до 100°C, а потом идти в кислородный газогенератор для нагрева там до 400°C (t которого, кстати, выдерживает покрытие из золота!) на раскручивание турбины ТНА для кислорода? В чем тут бред с физической стороны?

[Просто Василий]

В чем тут бред с физической стороны? 

В том что для водородного жрд охлаждение кислородом не требуется, есть водород, так же как для метанового, водород лучше охлаждает, и работоспособность много выше. 11д58мф это керосиновый, не большой относительно жрд, который ни когда не летал и не полетит, имеет сомнительную надёжность.
Для не больших керосиновых жрд ещё приемлемо охлаждение кислородом, раз у керосина теплосьем плохой.

[Наперстянка]

В чем тут бред с физической стороны?

В том что для водородного жрд охлаждение кислородом не требуется, есть водород, так же как для метанового, водород лучше охлаждает, и работоспособность много выше. 11д58мф это керосиновый, не большой относительно жрд, который ни когда не летал и не полетит, имеет сомнительную надёжность.
Для не больших керосиновых жрд ещё приемлемо охлаждение кислородом, раз у керосина теплосьем плохой.

Дело не в том, что этот двигатель не летал, а в том, что он при испытаниях подтвердил надёжность и эффективность охлаждения камеры сгорания ЖРД жидким кислородом, по факту испытаний. Водород же конечно лучше охлаждает, но при рассмотрении вопроса о том, насколько же лучше, то выясняется, что это улучшение не столь большое, как хотелось бы поклонникам водородного охлаждения. Это происходит из-за того, что у водорода в коэффициент теплоотдачи с поверхности больше, чем у кислорода, только на скромные 1,4-1,5 раза, и в справочниках вынуждены писать, к примеру, что "Более эффективное охлаждение [водородом] позволяет при тех же размерах увеличить мощность турбогенераторов на 15 – 20 %". Охлаждающий эфект водорода лучше на скромные 20 %. - И это уже не мечта поэта, вот если бы лучше было в несколько раз, то не имеет смысла пренебрегать таким улучшением. А вот что касаемо работоспособности водорода, вот тут-то и начинаются неприятные нюансы. Какой конструктор может сказать, что протискивать горячий водород сквозь форсунки с t 500 °C есть  не серьезная проблема для габаритов КС? А я так уверен, что именно из-за этого нюанса водород не пошел в космонавтике широким фронтом, как хотелось бы любителям отличного УИ. Турбиночку-то для разогретого водорода надо делать основательно увесистую и скорость вращения там, как на урановых центрифугах, не шуточная, не то, что при холодном водороде. Все это отражается и на себестоимости изделия не в лучшую сторону.
  работоспособность много выше, чем у кислорода каким физическим или термодинамическим способом? Разве 20% это много (если конечно такой сумарный эффект вообще существует)? Все упираестя в вопрос, что лучше - горячий водород в турбине или горячий кислород, и это самая цель сделать «лучше», заставила конструкторов разделиться таки на водородников и керосинщиков, не взирая на тощие бюджеты производителей. 

[Георгий]

кто-нибудь может оценить трудоемкость и технологическую сложность турбины для рд-107 рд-111 нк-33, приведенных к сравнимой мощности?

[C-300-2]

Коллеги!
Помогите, пожалуйста. Как-то видел на ютубе документальный фильм по ракетному комплексу "Морской старт" и что-то не могу найти. Поможете найти? 
Фильм что-то типа этого:

[Георгий]

Напомните, пожалуйста, почему в двигателе открытого цикла нельзя или не создавали давление в 150 ат? 
Поставить турбину помощнее... (И перескочим вч неустойчивость)

[Старый]

Напомните, пожалуйста, почему в двигателе открытого цикла нельзя или не создавали давление в 150 ат?
Поставить турбину помощнее... (И перескочим вч неустойчивость)

Потери на привод турбины превысят эффект от повышения давления. Станет только хуже и дороже.

[Дмитрий В.]

Напомните, пожалуйста, почему в двигателе открытого цикла нельзя или не создавали давление в 150 ат?
Поставить турбину помощнее... (И перескочим вч неустойчивость)

Создавали. В двигателе 2-й ступени УР-100.

[C-300-2]

Создавали. В двигателе 2-й ступени УР-100.

Насколько помню, в 11Д425А тоже 150 атм.

[Просто Василий]

Не много не по теме, Какой реактор будут обладать самой маленькой активной зоной? На чистом Уране-235, 233 или плутонии-239? Или смеси типа мокс или Снуп топлив?