Ряд технических вопросов (технические вопросы россыпью).

[tktyf]

А если манёвр производить когда Луна движется "обгоняя" Землю?
Приращение должно быть ~ километр в секунду :roll:
 

[RadioactiveRainbow]

Граждане. Разжуйте на пальцах, пожалуйста, туполю ленивцу элементарный вопрос:

1) Вики: «Крити
ческая температу
ра — такая температура, при которой плотность и давление насыщенного пара становится максимальными, а плотность жидкости, находящейся в динамическом равновесии с паром, становится минимальной.
   При температуре, выше критической температуры газа, его невозможно сконденсировать ни при каком давлении.»

Критическая температура для воды - 100С.
При этом имеется и замечательно используется в технике такое понятие как перегретая вода - вода, имеющая температуру ощутимо более 100С.


Это несоответствие вогнало меня в ступор (

[zyxman]

Все нормально.
Там не одна точка а кривая температура-давление с развилкой, и в зависимости в какой части кривой находимся то и будет:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Phase-diag_ru.svg

Те для водяного пара критическая температура значительно выше 100 градусов Цельсия.
Плюс за счет водородной связи при небольшой массе молекулы, у воды несколько аномальные свойства, и свыше определенной т-ры и давления она становится перегретой жидкостью (а другие вещества такого состояния могут не иметь).

[fagot]

При критических температуре и давлении плотность жидкости равна плотности насыщенного пара, т.е. исчезает различие в физических свойствах между ними. Для воды это 374 С и 225 атмосфер.
100 С это всего лишь температура кипения при нормальном давлении.

[RadioactiveRainbow]

Спасибо большое!
Все понятно теперь.

[октоген]

Поигрался веселой игрушкой под названием ПРОППЕР:)

Оный высчитал что кислород/метан при соотношении 2.74/1 и давлении 40 атм дают земной УИ 282 с... Это мне показалось весьма занятным, в связи с чем вопрос: какое давление нужно иметь в баках чтобы вытеснить данные компоненты в КС и там иметь 40 атм? 42-45 атм хватит? Насколько такие баки тяжелее обычных?  Читал что сейчас баллоны для гелия на 400-500 атм совсем не проблема... Возможно даже до 800-1000.  
Так что  1 ступень на метан/кислород с вытеснительной подачей обретает реальную возможность?

Все навеяно косым GX, где перепутали по технической сложности ступени...

П.С. даже при 20 атм в КС проппер выдает УИ 260 с.Что вполне приемлимо для 1 ступени.

[fagot]

На срезе ставили 1 атмосферу? И хорошо бы посмотреть, что получается в тех же условиях для кислород-керосина. Давление в баках минимум на 5-10 атм больше, чем в КС.

[Андрей Суворов]

5 и даже 10 мало. 5 садится только на форсуночной головке, если делать охлаждение проточное, то туда ещё 6-7 атмосфер вынь да положь. На самом деле, в 15 уложиться можно, если делать абляционное охлаждение или завесу.

[fagot]

Вообще-то я ориентировался на существующие двигатели.

[октоген]

fagot


УИ для метан-кислород считался земной, с давлением на срезе 1 атм:)

Кстати еще насчитал для 2 ступени: кислород+водород , 20 атм в камере 0.01 на срезе дают что-то около 410-420 с УИ. Учитывая что возможен наддув компонентами топлива все выглядит весьма заманчиво.


А теперь внимание! Кислород+водород  в КС 40 атм дают что-то в районе 430, как у движка Ариан-5:)

Андрей Суворов

Т.е. в КС будет на 15 атм меньше чем в наддутом баке? Эти 15 атм избытка сохранятся для давлений в КС в районе 40-60 атм?


П.С. Эх, Фрейнира бы уговорить рассчитать насколько баки под давления 50-60 атм будут тяжелее обычных...

[fagot]

Кстати еще насчитал для 2 ступени: кислород+водород , 20 атм в камере 0.01 на срезе дают что-то около 410-420 с УИ. Учитывая что возможен наддув компонентами топлива все выглядит весьма заманчиво.

А с учетом плотности топлива не очень.

А теперь внимание! Кислород+водород  в КС 40 атм дают что-то в районе 430, как у движка Ариан-5:)

У Н-7В, который на верхней ступени Арианы, 446 с при 36 атм и открытой схеме.

Т.е. в КС будет на 15 атм меньше чем в наддутом баке? Эти 15 атм избытка сохранятся для давлений в КС в районе 40-60 атм?

При абляционно-завесном охлаждении можно и в 10 атм перепада уложиться, только вытеснительной подаче на первой ступени это не поможет.

П.С. Эх, Фрейнира бы уговорить рассчитать насколько баки под давления 50-60 атм будут тяжелее обычных...

Где-то Шестопёр заводил тему про ступени с вытеснительной подачей, там это обсуждалось. Можете за основу первые ступени Диамантов взять, только нужно учесть, что плотность топлива там в 1,5 раза выше кислород-метана. Ну и помимо баков про массу системы подачи нужно не забывать.

[avmich]

Вообще-то я ориентировался на существующие двигатели.

А что, есть двигатели, где падение на форсунках меньше 5 атм?

[fagot]

Конкретно про форсунки не скажу, но типичный суммарный перепад между баками и КС именно 5-10 атм, а не 15. Например, Вексин с 1-й ступени Диаманта-А имел давление в КС 18 атм и 24 атм в баках; двигатель 3-й ступени Европы-1 с регенеративным, кстати, охлаждением - 10 атм в камере и 19,5 атм в баке горючего; Аестус - 11 атм в камере и 18 атм в баках. Апогейники и прочие мелкодвигатели в основном тоже в этом диапазоне находятся.

[avmich]

Конкретно про форсунки не скажу, но типичный суммарный перепад между баками и КС именно 5-10 атм, а не 15. Например, Вексин с 1-й ступени Диаманта-А имел давление в КС 18 атм и 24 атм в баках; двигатель 3-й ступени Европы-1 с регенеративным, кстати, охлаждением - 10 атм в камере и 19,5 атм в баке горючего; Аестус - 11 атм в камере и 18 атм в баках. Апогейники и прочие мелкодвигатели в основном тоже в этом диапазоне находятся.

А у меня данные такие. Форсуночникам типично предлагают 6 атм в качестве падения давления на форсунках; и форсуночники типично морщатся, ибо при большем перепаде распыление получается качественнее. На рубашке же охлаждения "садится" до 20 атмосфер.

Конечно, можно и другие значения подбирать, но тут и ухудшение качества процесса, и ухудшение тяги к массе, и специфические ограничения по компонентам. В качестве иллюстрации можно глянуть на разницу давления после ТНА РД-170 и в КС его же.

[fagot]

Сравнивать перепады давления на форсунках и в рубашке охлаждения при вытеснительной и насосной подаче, да еще и используя в качестве примера предельный РД-170, некорректно.

[avmich]

Сравнивать перепады давления на форсунках и в рубашке охлаждения при вытеснительной и насосной подаче, да еще и используя в качестве примера предельный РД-170, некорректно.

Ну, это Вы, фагот, сами придумали, что с чем сравнивать. Речь шла о том, какое давление падает на форсунках.

Вы привели примеры - спасибо, кстати - движков, где перепад небольшой (интересно, как они измельчения топлива добились?..), но все они с верхних ступеней. Мой пример с нижней ступени, и из "традиционной" российской практики (значения обобщённые).

При чём тут вид подачи, вообще неясно. Какая разница, каким способом давление получено, для его дальнейшего, давления, падения? Дальше, не нравится РД-170 - давайте глянем на другие классические двигатели с первых ступеней. Что получим?

[fagot]

Это придумал не я, вопрос октогена был про вытеснительную подачу, поэтому все приведенные примеры к ней и относятся. Вексин стоял на первой ступени Диаманта.
Что касается вида подачи, то лишние 5-10 атм перепада на форсунках двигателя с ТНА никак не повлияют на массу баков и очень незначительно увеличат массу двигателя, а при вытеснительной приходится жертвовать качеством смесеобразования, полнотой сгорания и в конечном итоге УИ ради улучшения массового совершенства. Ну и поскольку давление в КС при насосной подаче как правило выше, без регенеративного охлаждения обойтись не удается (исключение - Викинги и первая версия Мерлина), а при очень высоких давлениях значительно усложняется ПГС камеры и двигателя в целом и растет скорость охладителя в рубашке, что приводит к увеличению гидравлических потерь. В итоге перепад между первой ступенью насоса горючего и КС РД-170 составляет не совсем типичные 250 атм, а, например, у РД-107 он почти на порядок меньше.

[avmich]

Ещё один отвлечённый технический вопрос.

Какую долю энергии при спуске в атмосфере СА (абстрактный) рассеивает излучением со своей поверхности? То есть, если убрать то тепло, которое не доходит до корабля а идёт сразу в воздух, убрать рассеяние тепла абляцией материала, убрать то тепло, которое аккумулируется на борту (Шаттл после посадки охлаждают...), то сколько остаётся от исходной кинетической энергии?

[avmich]

Ни у кого никаких идей?

[Татарин]

Ни у кого никаких идей?

Ну так температура известна (и где-то тут даже пробегал её профиль во время посадки, правда, только для самых теплонагруженых частей).
http://www.buran.ru/htm/tersaf5.htm

Поскольку плитка там с хорошей точностью чёрная, то A = интеграл(сигма*T(t)^4*dt) по dt,
где сигма - больцмановская 5.6E-8, температура, конечно, в кельвинах, а плотность радиационных потерь - в джоулях на квадратный метр.