Ряд технических вопросов (технические вопросы россыпью).

[avmich]

Ну, про то, что весь орто- переводится в пара-, ещё Кларк писал, с катализатором на окиси железа. ЖВ, который идёт в космос в баках РБ, уже весь пара-.

Теплота испарения - да, но если бак имеет ограниченный тепловой контакт с другими частями системы, и закрыт от прямых тепловых лучей ЭВТИ, то, мне кажется, тепловой поток можно иметь и меньше, чем 0,24 Вт, как я понимаю, на м2. Или нет, и в этом дело? То есть, вопрос такой - каковы причины испарения водорода, на самом деле, если, конечно, это известно - и я уверен, известно?

При чем тут Кларк? Орто-пара конверсия еще во времена Камерлинг-Оннеса изучена.

Изучена да, а Кларк - вот этот, http://en.wikipedia.org/wiki/John_D._Clark - просто писал об этом хорошо. Уверен, сильно лучше Камерлинг-Оннеса.

На орбите теплопотери идут
1) через ЭВТИ - зависит от "вакуума" за бортом, как наклеено, куда солнышко светит и тп

ЭВТИ не наклеивают. ЭВТИ обматывают. Во много слоёв. Между слоями - вакуум, и действительно, требуется хороший вакуум, чтобы ЭВТИ работала. Но на орбите работает хорошо.

2) опоры бака (при старте несут нагрузку) - довольно хреновый теплоизолятор

Об этом упоминалось. Если бак обмотан ЭВТИ хорошо, но алюминиевой балкой толщиной в палец закреплён на раме, которая подставлена Солнцу, конечно, эта рама нагревателем будет. Поэтому креплению бака надо уделять внимание, в данном случае в смысле снижения теплопередачи.

3) многочисленные трубочки (и столб газа в них) - тоже хреновый теплоизолятор.

То же самое.

0,28 Вт - очень малый теплоприток, к примеру теплоприток от орбитального ИК детектора примерно такой же, соответственно для бочки с криоагентом будет намного больше.
Конечно если задаться целью соорудить все можно. Вот были спутники ИК наблюдения с сублимационным криогеным охлаждением так для них криоагента на ~1,2 года полета хватало.

Нет, интересно, как эта проблема стоит перед людьми типа разработчиков, скажем, Центавра. Или КВРБ (или как там он сейчас называется).

[avmich]

Повторил расчёт Гекаты - оказывается, не так его понял, 0,28 Вт - это не на кв. м поверхности, а на всю сферу диаметром 1 м. Хотя, конечно, 1% в неделю - это для многих применений величина приемлемая.

[hecata]

Повторил расчёт Гекаты - оказывается, не так его понял, 0,28 Вт - это не на кв. м поверхности, а на всю сферу диаметром 1 м. Хотя, конечно, 1% в неделю - это для многих применений величина приемлемая.

Очевидно, что долгое хранение водорода имеет малую область применения - трансфер на поверхность луны, и гипотетически - Марса.

В первом случае 1% в неделю, да годиться. Второй случай слишком фантастичен.

Еще есть двигательная экзотика:  VASIMR, ЯРД и т.п. где тоже надо долго хранить ЖВ.

[Nikola]

Изучена да, а Кларк - вот этот, http://en.wikipedia.org/wiki/John_D._Clark - просто писал об этом хорошо. Уверен, сильно лучше Камерлинг-Оннеса

Пишут на заборе . А вот теория-другое дело. Кстати интересно, при замене водорода хотя бы на нормальный на первой ступени энергетика должна чуствительно подрасти. Где желающие?

ЭВТИ не наклеивают. ЭВТИ обматывают. Во много слоёв. Между слоями - вакуум, и действительно, требуется хороший вакуум, чтобы ЭВТИ работала. Но на орбите работает хорошо.

Кто как, кто как , бывает всякое. Кстати ЭВТИ надо сверху кожухом защитить, ибо мало ли чего сядет. Так что просто обмотать - не годится.

но алюминиевой балкой толщиной в палец закреплён на раме, которая подставлена Солнцу, конечно, эта рама нагревателем будет.

Нет на алюминии внутрений сосуд не крепят - там цепи (на земле) либо слоистые опоры металл-пластик.

Нет, интересно, как эта проблема стоит перед людьми типа разработчиков, скажем, Центавра. Или КВРБ (или как там он сейчас называется).

Господи в чем проблема :shock:. ЭВТИ, опоры - вылизанно, вопрос в технологии. Теплопроток по трубочкам~мощности разгонного блока. Что тут оптимизировать?

[RadioactiveRainbow]

Какова ХС, масса топлива и конечная масса (на момент окончания АУТ) Space Ship One ?

В вики указана сухая масса 1200 кг и стартовая 3600. Уи двигателя 2450 м/с.
Если предположить что масса ПН (экипажа) составляет 400-500 кг а все остальное - топливо, то с учетом УИ получается ХС почти 2 км/с.
Даже если предположить, что указан максимальный УИ, а средний 2200 м/с - получается 1780 м/с ХМ.

Максимальная скорость на момент окончания АУТ заявлена порядка 1 км/с.


Как это возможно? Не могут же потери (гравитационные и на управление) составлять 50% от скорости? Или для вертикально стартующих суборбитальников таки могут?

[avmich]

Какова ХС, масса топлива и конечная масса (на момент окончания АУТ) Space Ship One ?

В вики указана сухая масса 1200 кг и стартовая 3600. Уи двигателя 2450 м/с.
Если предположить что масса ПН (экипажа) составляет 400-500 кг а все остальное - топливо, то с учетом УИ получается ХС почти 2 км/с.
Даже если предположить, что указан максимальный УИ, а средний 2200 м/с - получается 1780 м/с ХМ.

Максимальная скорость на момент окончания АУТ заявлена порядка 1 км/с.


Как это возможно? Не могут же потери (гравитационные и на управление) составлять 50% от скорости? Или для вертикально стартующих суборбитальников таки могут?

Зависит от тяги. От тяги зависит время работы движка - пока это он выработает топливо - а от времени уже потери.

[SpaceR]

А в сухую массу 1200 кг точно всё кроме ПГ входит? Или возможно только планер? Могли ли не включить в эту массу корпус ГРД, он ведь к планеру не относится?

А вообще разница между общей ХС и конечной скоростью включает ещё и потери на аэродинамику и подъем до высоты окончания работы движка, неизрасходованные остатки и, конечно, запас на различные "разбросы характеристик". Так что в целом правдоподобно.

[RadioactiveRainbow]

Не, все правильно.
Я гравпотери не учел  :oops:
С ними все сходится.

[C-300]

Товарищи, можно задать ряд глупых вопросов о ЖРД 8Д74?
1. Датчиком РКС (регулирование кажущейся скорости) является датчик давления в КС. Что является датчиком системы одновременного опорожнения баков? Датчики уровня в баках компонентов жидкого топлива?
2. Почему на 8Д75 в системе СОБ дроссель стоит не на магистрали горючего, а на магистрали окислителя?
3. Каковы  температура и давление азота после испарителя?
Заранее спасибо за ответы.
P. S. ответ на первый вопрос нашёл у Чертока в первой книге.

[Гость 22]

Каковы  температура и давление азота после испарителя?

Это для РД-108.

Для РД-107 тоже самое, за исключением расхода: 1.75 +- 0.15 кг/с

[C-300]

Спасибо!

[поверхностный]

Гость 22, если вас не затруднит.
Допустим, нет конструкционных ограничений по температуре в кислород-керосиновом ЖРД. Стал бы рости УИ с ростом температуры?

[hecata]

Гость 22, если вас не затруднит.
Допустим, нет конструкционных ограничений по температуре в кислород-керосиновом ЖРД. Стал бы рости УИ с ростом температуры?

Не Гость 22, но давайте уточним, откуда возьмется повышение температуры?   Самая высокая Тк по идее должна получатся при стехиометрическом горении, но оно не выгодно по УИ.

И да, давление в КС влияет на проблемы охлаждения камеры гораздо больше, чем температура (я про реальные конструкции).

[putnik]

Гость 22, если вас не затруднит.
Допустим, нет конструкционных ограничений по температуре в кислород-керосиновом ЖРД. Стал бы рости УИ с ростом температуры?

Если Вы имеете ввиду температуру генераторного газа, то ее рост позволил бы поднять давление в камере. Рост давления в камере приводит к повышению удельного импульса.
Если Вы имеете ввиду температуру в камере сгорания, то максимальный удельный импульс, как правило, достигается не при максимальной температуре в камере.

[поверхностный]

putnik, спасибо, ответ принят.

hecata, вы правы . Из разных картинок у меня сложилось впечатление, что температура в камере сгорания уже предельная для конструкции. Например, в первом Мерлине, чтобы понизить температуру изменили соотношение в пользу керосина. Поэтому я осторожно так усомнился в оптимальном соотношении компонентов.

[SpaceR]

Чуть дополню.
Если отказаться от завесы (что возможно при предлагаемом условии) и тем приблизиться к стехиометрии и заодно повысить толноту сгорания в КС, то можно получить ещё дополнительный прирост УИ.

Информация к размышлению:
1) Здесь на форуме мелькала информация, что на движках семейства РД-170 потери УИ на завесы достигают ~10 c.
2) Предлагаемая РККЭ модернизация движка у РБ ДМ (создание РД-58МФ) предполагает заметное увеличение его УИ при снижении давления в КС и тяги - до 5 тс. Как можно судить, этого предполагается достичь за счет отказа от (или существенного уменьшения) завес охлаждения в КС.
3) Повышение УИ на движках Союзов серии ФГ получено, как я понял, за счет оптимизации внутрикамерных процессов и повышения полноты сгорания топлива.

[hecata]

Чуть дополню.
Если отказаться от завесы (что возможно при предлагаемом условии) и тем приблизиться к стехиометрии и заодно повысить толноту сгорания в КС, то можно получить ещё дополнительный прирост УИ.

АльфаОК != 0 и в двигателях без завес.

Информация к размышлению:
1) Здесь на форуме мелькала информация, что на движках семейства РД-170 потери УИ на завесы достигают ~10 c.

Двигатель как раз оптимизирован на максимальный УИ. Если снизить давление в 5 раз - то можно отказаться от завесы. Но УИ почему-то в итоге упадет...

3) Повышение УИ на движках Союзов серии ФГ получено, как я понял, за счет оптимизации внутрикамерных процессов и повышения полноты сгорания топлива.

Новая форсуночная головка, ну собственно это и есть  "оптимизация внутрикамерных процессов и повышения полноты сгорания топлива."

[SpaceR]

Чуть дополню.
Если отказаться от завесы (что возможно при предлагаемом условии) и тем приблизиться к стехиометрии и заодно повысить толноту сгорания в КС, то можно получить ещё дополнительный прирост УИ.

АльфаОК != 0 и в двигателях без завес.

А разъяснить?
Не помню я уже этот термин, простите.

Информация к размышлению:
1) Здесь на форуме мелькала информация, что на движках семейства РД-170 потери УИ на завесы достигают ~10 c.

Двигатель как раз оптимизирован на максимальный УИ. Если снизить давление в 5 раз - то можно отказаться от завесы. Но УИ почему-то в итоге упадет...

Не доводите идею до абсурда. В условии как раз упоминался случай, когда ограничений по тепловому режиму НЕТ. То есть отказаться от завесы, БЕЗ снижения давления. И изменить соотношение по критерию максимального УИ.

3) Повышение УИ на движках Союзов серии ФГ получено, как я понял, за счет оптимизации внутрикамерных процессов и повышения полноты сгорания топлива.

Новая форсуночная головка, ну собственно это и есть  "оптимизация внутрикамерных процессов и повышения полноты сгорания топлива."

Да, замена ~300 двухкомпонентных форсунок на ~1000 однокомпонентных. Я помню. Это позволило улучшить смешение и полноту сгорания в камере - об этом и речь.

[Гость 22]

АльфаОК != 0 и в двигателях без завес.

не равен 1

Чуть дополню.
Если отказаться от завесы (что возможно при предлагаемом условии) и тем приблизиться к стехиометрии и заодно повысить толноту сгорания в КС, то можно получить ещё дополнительный прирост УИ.

АльфаОК != 0 и в двигателях без завес.

А разъяснить?
Не помню я уже этот термин, простите.

Отказ от завес позволяет приблизиться к оптимальному соотношению компонентов, при котором достигается максимальный УИ, а не к стехиометрии.

АльфаОК - коэффициент избытка окислителя. Равен 1 при стехиометрии.

[hecata]

Не доводите идею до абсурда. В условии как раз упоминался случай, когда ограничений по тепловому режиму НЕТ. То есть отказаться от завесы, БЕЗ снижения давления. И изменить соотношение по критерию максимального УИ.

Согласен, хотя Тк при снижении давления слабо поменяется, упадет теплопоток... Ну при этом упадет температура огневой стенки, так что вы правее Хотя вот опять же - в ЭРД тепература - десятки Эв (т.е. сотни тысяч градусов), но из-за давления в тысячные доли атм никакого охлаждения не требуется. Т.е. тут несколько ветвей рассуждения, с исходной постановкой.