Перелив топлива

[Старый]

А для этого поворотно-дисковый затвор вставлен.

А на баке горючего нету!

Ну, тогда вся разунификация будет заключаться в разной конструкции заборных устройств.

Ну и в количестве дырок и стыков в стенках баков.

[Старый]

"чёт я очкую..."  :shock:

Не волнуйтесь, они 1000000 раз так делали!

[Вал]

"чёт я очкую..."  :shock:

Не волнуйтесь, они 1000000 раз так делали!

А я чё, я ничё.  
Только вот за ракету страшно, если подход к проектированию вот такой вот...  :roll:  :evil:

[putnik]

Никакой надежды на авось нет. Это простой расчёт. Вы сначала прикиньте какие силы действуют на клапан и демпфирующие свойства сильфона учтите.

Расположили бы клапан неподвижно на центральном блоке, как уже советовали, а за ним все компенсаторы, на отделяемой боковушке. Вот тогда бы и на душе спокойно было и никаких дополнительных обоснований в пользу, так скажем, не совсем удачной конструкции проводить бы не пришлось :-) Да и масса бы, кстати, уменьшилась :-)

"Не зная броду, не лезь в воду".... Видимо у Вас много опыта реализации таких конструкций.

Да, не скрою, опыт есть и не только в этом :-) А у Вас прям Бахваловское упрямство - с ним в свое время приходилось обсуждать разные спорные вопросы, но, справедливости ради отмечу, что в конце концов, он имел мужество соглашаться с разумными доводами. :wink:

[freinir]

Никакой надежды на авось нет. Это простой расчёт. Вы сначала прикиньте какие силы действуют на клапан и демпфирующие свойства сильфона учтите.

Расположили бы клапан неподвижно на центральном блоке, как уже советовали, а за ним все компенсаторы, на отделяемой боковушке. Вот тогда бы и на душе спокойно было и никаких дополнительных обоснований в пользу, так скажем, не совсем удачной конструкции проводить бы не пришлось :-) Да и масса бы, кстати, уменьшилась :-)

"Не зная броду, не лезь в воду".... Видимо у Вас много опыта реализации таких конструкций.

Да, не скрою, опыт есть и не только в этом :-) А у Вас прям Бахваловское упрямство - с ним в свое время приходилось обсуждать разные спорные вопросы, но, справедливости ради отмечу, что в конце концов, он имел мужество соглашаться с разумными доводами. :wink:

Бахвалов имел мужество? Смешно )))
Конструкций может быть много и именно эту я не защищаю. Просто не люблю когда из-за досужих домыслов гробят один из вариантов.

[Вал]

........
Просто не люблю когда из-за досужих домыслов гробят один из вариантов.

Фигасе, домыслы! Вы своими собственными руками добавляете в конструкцию узел с непредсказуемым поведением. Причем одним движением карандаша эта непредсказуемость убирается, а вы все равно упрямо стараетесь доказать "а что там с ним случится".
Ну ни в какие ворота!

[freinir]

........
Просто не люблю когда из-за досужих домыслов гробят один из вариантов.

Фигасе, домыслы! Вы своими собственными руками добавляете в конструкцию узел с непредсказуемым поведением. Причем одним движением карандаша эта непредсказуемость убирается, а вы все равно упрямо стараетесь доказать "а что там с ним случится".
Ну ни в какие ворота!

Ну прям вот 100% никак нельзя предсказать?
И кстати, мои руки туда ничего не добавляли. Я был другим тогда занят.... а сильфон мучал от любопытства   :roll:

[Вал]

Ну прям вот 100% никак нельзя предсказать?
И кстати, мои руки туда ничего не добавляли. Я был другим тогда занят.... а сильфон мучал от любопытства   :roll:

Действительно, что тут обсуждать  :wink:  речь, ведь только о предварительных набросках. Если дело дойдет до железа, все равно сто раз заставят переделать.
А вот любопытно, что за конструкция у клапана, что он так красиво вписывается в нишу на рисунке? Шаровый? Тогда как привод на него сделан?

[freinir]

Это не предварительные наброски, это проектно-компоновочная увязка. И никто ничего не заставит переделать. Сначала надо доказать что будет болтаться и ударять с достаточной силой, чтобы было опасно.

[Вал]

Это не предварительные наброски, это проектно-компоновочная увязка. И никто ничего не заставит переделать. Сначала надо доказать что будет болтаться и ударять с достаточной силой, чтобы было опасно.

Что ж, достойно уважения. Значит у вас есть серьезные аргументы, которые вы готовы выложить в защиту данной компоновки, когда об этом спросят

[freinir]

Это не предварительные наброски, это проектно-компоновочная увязка. И никто ничего не заставит переделать. Сначала надо доказать что будет болтаться и ударять с достаточной силой, чтобы было опасно.

Что ж, достойно уважения. Значит у вас есть серьезные аргументы, которые вы готовы выложить в защиту данной компоновки, когда об этом спросят

Есть объяснения почему так сделано. Защищать не буду, мне перелив не нравится.

[mihalchuk]

Это - полумеры. Нужно:
- использовать однобаковые блоки;
- передавать усилия от боковых блоков на верхний силовой пояс, являющийся частью верхней ступени или обтекателя, при этом облегчить центральный блок;
- отказаться от верхней ступени, где она не нужна;
- рассмотреть разные расчётные случаи (от отрицательного перигея до круговой орбиты Н=400 км).
И тогда считать приросты и профиты.

О! И ещё не мешало бы оптимизировать степень расширения сопел, установить сопловой насадок на ЦБ.

[ZOOR]

О! И ещё не мешало бы оптимизировать степень расширения сопел, установить сопловой насадок на ЦБ.

Ужо - http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=722268#722268

[mihalchuk]

О! И ещё не мешало бы оптимизировать степень расширения сопел, установить сопловой насадок на ЦБ.

Ужо - http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=722268#722268

Это вариант радикальный и не нужный. Речь шла о том, чтобы подрезать сопла на боковых блоках, а насадок - только на центральном. Получим оптимум надёжности, стоимости и прироста массы ПГ.

[Salo]

http://www.ihst.ru/~akm/35t2.htm

Об эффективности перелива топлива между ракетными ступенями

И.А.Биркин

ФГУП «ГКНПЦ  им. М.В. Хруничева»

e-mail: birkini@mail.ru

В составе средств выведения (СВ) космических аппаратов широко используются «пакеты» ракетных блоков. Обладая рядом преимуществ, такие СВ уступают по уровню энергомассового совершенства ракетам-носителям (РН) на базе моноблочных ракетных ступеней.

Известен, но практически не реализован в полной мере способ повышения энергомассовых показателей СВ «пакетной» схемы за счёт перелива компонентов топлива (ПКТ) между ракетными блоками в полёте. В конструкции отдельных образцов СВ («Атлас», «Спейс Шаттл», «БризМ») нашли ограниченное применение технические решения и устройства, подобные элементам системы ПКТ. Проектные проработки применительно к РН конкретных типов показали, что для внедрения полноценной системы ПКТ не требуются принципиально новые технологии и ресурсоёмкие мероприятия, однако для рассмотренных РН не было выявлено заметного прироста массы полезного груза (ПГ) за счёт ПКТ. В связи с этим распространилось мнение о том, что этот способ повышения грузоподъёмности СВ малоэффективен.

Вместе с тем, многообразие вариантов развития СВ позволяет рассчитывать на то, что в зависимости от облика и условий применения СВ можно получить достаточно весомый эффект от ПКТ. Необходимым условием для этого является комплексная оптимизация параметров ПКТ, траектории выведения, режимов работы двигателей «пакета», что реализовано в авторской методике. В результате анализа различных зависимостей расхода топлива через двигатели от времени полёта для моделирования приняты кусочно-линейные функции, имеющие для случаев двухступенчатого и трёхступенчатого «пакетов» соответственно 10 и 12 варьируемых параметров. Режимы работы двигателей выбираются с учётом ограничений на стартовую тяговооружённость, глубину дросселирования, продольную перегрузку, динамику переходных процессов и др. Варьируются 7 параметров траектории, для построения которой используется прямой метод в сочетании с опорными и штрафными функциями. Кроме того, варьируются параметры ПКТ, а также при необходимости параметры ракетных ступеней (до 6 для каждой ступени).

Расчётами подтверждена возможность получения значительного эффекта от ПКТ. В частности, для РН с «пакетом» из 5 готовых универсальных ракетных модулей (без оптимизации их параметров) прирост массы ПГ в зависимости от варианта системы ПКТ составил от  8  до  28 %. В двухступенчатом варианте такая РН по отношению массы ПГ к стартовой массе превосходит моноблочную РН «Зенит2SLБ», использующую аналогичное топливо. Соответственно улучшению энергомассовых показателей при внедрении ПКТ может быть повышена технико-экономическая эффективность перспективных СВ, включая РН большой грузоподъёмности для реализации долгосрочных программ изучения и освоения космоса.

 

ЗАДАЧИ ДИНАМИКИ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКИЙ КОНСТРУКЦИЙ, СОДЕРЖАЩИХ БАКИ С ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЯЕМЫМ ТОПЛИВОМ

А.Н.Темнов,

e-mail: temnov@m1.sm.bmstu.ru

М.И.Степанова,

e-mail: s_masyanya@mail.ru

МГТУ им Н.Э. Баумана

Перераспределение топлива, то есть передача топлива из одного объема в другой, является решением ряда проблем в авиационной и ракетно-космической техники.

Одним из возможных путей улучшения энергетических характеристик современных РН тяжелого класса, является повышение весовой эффективности конструкции за счет перераспределения части топлива из баков одной ступени в другую и обеспечения более полной заправки к моменту отделения предшествующей ступени.

Новизной рассматриваемых проблем является исследование влияния перераспределения топлива на динамику конструкции разрабатываемой ракеты. Перелив окислителя или горючего может осуществляется разными способами.

В докладе рассмотрены следующие варианты реализации перераспределения топлива:

1.       При помощи перепада давления между баками за счет давления в газовых подушках.

2.       За счет работы насоса, устанавливаемом в нижней части бака.

Исследования вопросов, затронутых в докладе, являются в настоящее время достаточно сложными и интересными задачами динамики РН.

[Salo]

"Антикризисный монстр". Два двигателя - три ступени. 20 тонн на НОО:

Ох и страшилище...  :lol:   Но оригинально. ))
Будет неслабый проблем с перегрузками в конце работы первой полтораступени. Это оценивалось?

Разумеется. Поэтому на АУТ-2 РД-171М дросселируется до уровня 50%. Перегрузки в районе 4,5 единиц.

Да ещё и перелив...

Как у шаттла :wink:

1. а разве это не рд-170? как один рд-180 поднимет больше 600 тонн?

РД-171М. Стартовая масса 580 т.

2. я думал что сначала расходуется топливо из подвесных баков, потом они сбрасываются и питание переключается на 2-ю ступень. разве так сделать нельзя?

Так и сделано.

На верхней РД-0124?

Да.

4,5 - в принципе терпимо, только маловато как-то. Какой запас топлива на второй ступени?

РЗТ: в подвесных баках 1-й ступени 380026 кг
во второй ступени   90887 кг   
в третьей ступени 35368 кг

У Шаттла не было переключения питания движка на другие баки![/i] (почти с)

Все равно ПГС перелива почти та же самая.

ЗЫ: У меня получилось 22 т. 10% конструкторский запас?

20 - это "целевой номинал". У меня получилось 21,7. С Плесецка :wink:

РД-171М. Стартовая масса 580 т.

Мало! В почему не сделать 650-700 тонн? Я понимаю что тяговооруженность и гравипотери но все равно же пн будет больше. в жд габарит тоже впишется.

Стартовая масса подбиралась из условия гарантированного выведения не менее 20 тонн на НООО из Плесецка. Задачу дальнейшего наращивания грузоподъемности автор концепции (И.Афанасьев) не ставил.

[Roman-ASC]

Дак перелив решили обеспечить повышенным давлением наддува в баках УРМ?

[Seerndv]

Еще в прошлом году я писал, что применение перелива не дает существенного эффекта (по крайней мере, полученный эффект в виде прироста относительной массы ПН не оправдывается усложнением конструкции). Однако, этот вывод (сделанный на основании приближенных оценок по упрощенной методике) относился к достаточно частному случаю одноразовых РН с относительно высоким конструктивным совершенством блоков. Недавно перелистывал старый репринтный журнал «Аэрокосмическая техника» за 1986г. В одном из номеров был опубликован анализ одного из вариантов МТКС вертикального старта 2-го поколения (условно Shuttle-2). Эта система представляет собой двухступенчатый ЛА с параллельным соединением крылатых ступеней. Первая ступень оснащена ЖРД на УВГ (ЕМНИП, пропан-ЖК), а вторая – ЖРД на ЖК-ЖВ. При этом реализована схема с переливом, для чего на 1-й ступени размещен бак ЖВ. ЖРД обеих ступеней работают совместно со старта, соответственно подача ЖК и ЖВ в двигатели 2-й ступени осуществляются из баков первой. Для анализа данной схемы, я воспользовался модифицированным спредшитом ratman' а. В качестве исходных данных были приняты:
1)Стартовая масса 700т, тяговооруженность стартовая 1,32 (обеспечивает старт при отказе одного из двигателей сразу после КП).
2)Опорная орбита 185*185 км, наклонение 51,6 град
3)На 1 ст. установлено 4*РД-191, на 2 ст. – 4*11Д57М с раздвижным соплом.
4)Массовые параметры блока 1-й ступени: относительная масса топливного отсека ЖК-УВГ 0,035, относительная масса топливного отсека ЖК-ЖВ 0,055, относительная масса прочих отсеков 0,08 (масса отнесена к массе полностью заправленного блока), удельная масса ДУ 0,02 (с учетом мероприятий по обеспечению многоразового использования).
5) Массовые параметры блока 2-й ступени: относительная масса топливного отсека ЖК-ЖВ 0,055, относительная масса прочих отсеков 0,11 (масса отнесена к массе полностью заправленного блока), удельная масса ДУ 0,03 (с учетом мероприятий по обеспечению многоразового использования).
При указанных исходных данных, МТКС с переливом выводит на опорную орбиту примерно 21,56т полезной нагрузки (ХС=9200 м/с). Для сравнения, МТКС, выполненная по схеме с параллельной работой ступеней, но без перелива, при тех же исходных данных выводит всего 12,2 т (на 43,4% меньше по сравнению со схемой с переливом!).
Для проверки выполнено сравнение этих же схем, но в одноразовом исполнении. Результат разительно отличается: схема с переливом – 42,74 т ПН, а без перелива – 39,82 т (разница всего лишь 6,8%!). Отсюда первый вывод – эффективность перелива (по массовой отдаче) повышается при снижении массового совершенства ракетных блоков. Вывод второй – для многоразовых крылатых систем вертикального старта(обладающих невысоким массовым совершенством блоков) схема с переливом – стоящее дело: затраты массы на организацию перелива сравнительно невелики, а экономически перелив окупается за счет многоразового использования). Сразу оговорюсь, вопрос экономической целесообразности МТКС как таковых (на современном этапе), в данном случае не рассматривался.
С уважением, Дмитрий В.

Ога, а теперь нам же "чебургена" толкаете.

Частный случай перелива не возможен ли - токмо керосин?
Опять же теплозащита не нужна на ушах, дорогие и "болезненные" трубопроводы и арматура для кислорода, крепление к ЦБ полегше будет, однако, много чего по мелочам, опять же кислородные баки в них минусуются:).

[Дмитрий В.]

Ога, а теперь нам же "чебургена" толкаете.

Я не Роскосмос и даже не ЦНИИМаш, ничего вам толкать не могу :lol:
У схемы со сбрасываемыми баками  перелив - неизбежное следствие схемных решений, в отличие от...

Частный случай перелива не возможен ли - токмо керосин?
Опять же теплозащита не нужна на ушах, дорогие и "болезненные" трубопроводы и арматура для кислорода, крепление к ЦБ полегше будет, однако, много чего по мелочам, опять же кислородные баки в них минусуются:).

Перелив "по частям" (одного из компонентов) дает эффекта еще меньше.

[Seerndv]

Перелив "по частям" (одного из компонентов) дает эффекта еще меньше.

- зато можно сделать гораздо более дешёвые  и даже конформные баки. Вот:)