LH2 pro & contra

[Игорь Суслов]

Хм. Объясните мне, кто знает, почему отношение УИ пустотного к атмосферному для водородников ЗНАЧИТЕЛЬНО больше, чем для других типов ЖРД? Причиной этому особенности проектирования (т.е. расчет в основном на работу в вакууме) или особенности самой топливной пары?

[Бродяга]

А можно ее сделать тонкой и длинной?
А пролетать эти первые двадесятка километров медленно?
 Извините, если вопросы ламерские, мы академиев не заканчивали. :lol:

 Тонкой и длинной...

 Допустим делаем. Кислородный бак у вас сверху будет или снизу?

[Бродяга]

Что до Экономических преимуществ водорода или его недостатков - СОВЕРШЕННО БЕЗРАЗЛИЧНО будет ракета на керосине, водороде или на дровах.

 Вопрос в том, сколько будет стоить содержание комплекса предприятий предоставляющих услуги доставки в космос этой ракетой.
 И только.

[Старый]

Кстати.
 Насчет прокачивания гелия  сквозь межоболочечные пространства - это вы погорячились ИМХО. Бо неприятный тепловой мост получается. Вы представляете какой наростет снег на дюаре в LH2 у которого вместо жидкого вакуума в межстеночном пространстве находится гелий с температурой жидкого водорода?
 Только кратковременно при захолаживании.

 Я имел в виду трубопроводы. Хранилище естественно с газифицированным вакуумом.
 А про трубопроводы я читал что специально прокачивают холодный гелий какраз чтоб не было теплового моста. Ато если вдруг заправка приостановится, водород в трубопроводе может закипеть. Чтоб такого не было между стенками трубопровода специально и прокачивают холодный гелий.
 Насчёт снега както странновато, злые языки говорят, что гелий вобще не замерзает. Вобще говорят, что температура кипения гелия на 16 градусов ниже водорода, поэтому на трубе с жидким водородом он даже не сжижится (если так можно выразиться). Поэтому прокачивая холодный гелий фактически обеспечивают низкую температуру водорода и исключают его вскипание в трубе. Так я слышал.
 А снаружи всё естественно пенопластом покрыто толстым слоем, ато воздух намёрзнет уже на трубе с гелием.

[Бродяга]

Энергия вроде шугой заправлялась, там тоже гелий прокачивали?

[Старый]

Энергия вроде шугой заправлялась, там тоже гелий прокачивали?

 Да нет, обычным водородом, жидким.

[МиГ-31]

А можно ее сделать тонкой и длинной?
А пролетать эти первые двадесятка километров медленно?
 Извините, если вопросы ламерские, мы академиев не заканчивали. :lol:

 Тонкой и длинной...

 Допустим делаем. Кислородный бак у вас сверху будет или снизу?

А сейчас он справа или слева?

[МиГ-31]

Кстати.
 Насчет прокачивания гелия  сквозь межоболочечные пространства - это вы погорячились ИМХО. Бо неприятный тепловой мост получается. Вы представляете какой наростет снег на дюаре в LH2 у которого вместо жидкого вакуума в межстеночном пространстве находится гелий с температурой жидкого водорода?
 Только кратковременно при захолаживании.

 Я имел в виду трубопроводы. Хранилище естественно с газифицированным вакуумом.
 А про трубопроводы я читал что специально прокачивают холодный гелий какраз чтоб не было теплового моста. Ато если вдруг заправка приостановится, водород в трубопроводе может закипеть. Чтоб такого не было между стенками трубопровода специально и прокачивают холодный гелий.
 Насчёт снега както странновато, злые языки говорят, что гелий вобще не замерзает. Вобще говорят, что температура кипения гелия на 16 градусов ниже водорода, поэтому на трубе с жидким водородом он даже не сжижится (если так можно выразиться). Поэтому прокачивая холодный гелий фактически обеспечивают низкую температуру водорода и исключают его вскипание в трубе. Так я слышал.
 А снаружи всё естественно пенопластом покрыто толстым слоем, ато воздух намёрзнет уже на трубе с гелием.

Разрешите мне не вдаваться в технические подробности.  
Только намекну. Труба  - это то же хранилище, только очень длинное и узкое. Физически никакой розницы нету.

[Agent]

Вовсю автомобили и заправки к ним на водороде делают, а вы тут ужастики всякие рассказываете

[Старый]

Разрешите мне не вдаваться в технические подробности.  
Только намекну. Труба  - это то же хранилище, только очень длинное и узкое. Физически никакой розницы нету.

 Есть разница. В хранилище можно держать водород без давления и обеспечивать дренаж, а в трубопроводе - нет. Хотя я восвсе не настаиваю. Про двухстеночный трубопровод между стенками которого циркулирует гелий я читал в начале 80-х применительно к шаттлу. Может в других местах и не так делают, может обеспечивают циркуляцию через обратный  трубопровод или ещё как...

[МиГ-31]

Разрешите мне не вдаваться в технические подробности.  
Только намекну. Труба  - это то же хранилище, только очень длинное и узкое. Физически никакой розницы нету.

 Есть разница. В хранилище можно держать водород без давления и обеспечивать дренаж, а в трубопроводе - нет. Хотя я восвсе не настаиваю. Про двухстеночный трубопровод между стенками которого циркулирует гелий я читал в начале 80-х применительно к шаттлу. Может в других местах и не так делают, может обеспечивают циркуляцию через обратный  трубопровод или ещё как...

 Таак. Знания матчасти не очень Ввиду отсутствия возможности доступа к матчасти.
 Значит о том что температура наружной стенки трубопровода будет достаточно холодна для осаживания  и наморажиания конденсата мы договорились? Следственно напыление ППУ-4 на наружнюю поверхность каждой гелиевопродуваемой трубы вы не отрицаете?(собственно вы это и предложили).  Теперь прикиньте количество труб Dу от 6мм до ...мм в изделии и мысленно увеличьте диаметр каждой трубы милиметров на 30-50 теперь попродуйте это все закомпоновать.  Чтобы представить количество тех труб, загляните в мотогандолу своего любимого самолета и умножте кол-во труб и трубок, увиденых там, скажем, на восемь. Это для наглядности. Да! еще не забудьте, что для продува КАЖДОЙ вашей  трубы понадобятся ДВЕ трубки(подвод/отвод) продува гелием, которые, в свою очередь надо тоже напылять пенопластом...
Короче возить изделие будет много пенопласту ...и всё.  Хотя на толщину пенопласта можно и наплевать... Вот с Шатлом попробывали. Кончилось плохо, не такой этот"снежок" на наружной поверхности оказался безобидный.

Но это я все больше про "авиационный" LH2. У ракетчиков все может быть по другому, ввиду разовости (ракетчиков :twisted: ). Вот именно для того, чтобы прояснить для себя разницу в подходах авиаторов и ракетчиков я эту ветку и открыл. Учу, типа, матчасть.

[Бродяга]

А можно ее сделать тонкой и длинной?
А пролетать эти первые двадесятка километров медленно?
 Извините, если вопросы ламерские, мы академиев не заканчивали. :lol:

 Тонкой и длинной...

 Допустим делаем. Кислородный бак у вас сверху будет или снизу?

А сейчас он справа или слева?

 Да нет, просто если ракета длинная и тонкая и кислородный бак сверху, а он эдак в 6 раз тяжелее водородного, то водородный бак, который его держит, будет тяжеленным.
 А если бак будет снизу, сами понимаете что получится.

[МиГ-31]

Да нет, просто если ракета длинная и тонкая и кислородный бак сверху, а он эдак в 6 раз тяжелее водородного, то водородный бак, который его держит, будет тяжеленным.
 А если бак будет снизу, сами понимаете что получится.

А наддувом нижнего бака это не решается? Кстати, с точки зрения местной устойчивости длинный цилиндр малого радиуса, нагруженный сжатием работает лучше короткого, но толстого. Хотя там есть и общая потеря устойчивости... Это надо считать конкретно вля каждого случая. Наверняка с точки зрения строймеха есть оптимум для высоты_диаметра_давления наддува.

А что случится если бак с кислородом будет внизу?  :?:  :roll:
По крайненй мере водород в трубах, проходящих сквозь кислородный бак точно замерзать не будет.

[Бродяга]

Мне кажется пойдёт уже речь о прочности на сжатие, если удлиннить бак раза в 2-4.

 А если кислород будет внизу... Спросите у Старого.

[МиГ-31]

 А если кислород будет внизу... Спросите у Старого.

Опять не понял! не могли бы сами пояснить?

А Старый у нас теперь эксперт еще и по криогенике? :roll: Или там не криогенная проблема? Если это намек на то, что просачивающийся водород будет смешиваться с просачивающимся кислородом и подвзрываться в несусветных концентрациях? Так не будет, улетит себе вверх...

[X]

Так уж и любые? Какие конкретно виды уплотнений криогенных трубопроводов вы знаете? Скажу вам по секрету, что течь по уплотнениям, и уж тем более диффузия сквозь материал не было нашей основной проблемой при работе с LH2.
Взорвать то, что просочится сквозь стенки бака -это надо постараться. Диапазон взрывоопасных концентраций Н2+ воздух конечно широк, но не бесконечен.

Уплотнения в трубопроводах - относительно легко решаемая проблема.

Намного сложнее изолировать [LOX и LH2], [LOX и GH2] или [GOX и LH2] (в зависимости от схемы) в ТНА, при давлениях в 300-600 атм. У Вас ведь в ТУ-155 намного ниже были, не так ли? И вообще агрегатов, работающих одновременно с кислородом и водородом, тоже не было (?). А если бы были, то проблема утечек и взрывоопасности была бы Вам более понятна.

Эта проблема, конечно, решаема (как Вы сказали, "Водород не должен контактировать с воздухом" - с кислородом, в случае ЖРД), но "дорого".

наводораживание КМ приводит к необходимости применять дорогостящие покрытия

Для ракетчиков это действительно актуально?

Учитывая требуемый напор LH2 и его сжимаемость - да, актуально. Насосы работают на оборотах более 30000 rpm (сегодня до 90000-120000 rpm доходит), с окружными скоростями крыльчаток 600-700 м/с.

[Бродяга]

 А если кислород будет внизу... Спросите у Старого.

Опять не понял! не могли бы сами пояснить?

А Старый у нас теперь эксперт еще и по криогенике? :roll: Или там не криогенная проблема? Если это намек на то, что просачивающийся водород будет смешиваться с просачивающимся кислородом и подвзрываться в несусветных концентрациях? Так не будет, улетит себе вверх...

 Всё просто - кислородный бак ставится на бак с топливом для того, чтобы максимально отодвинуть центр масс от двигателя и обеспечить управляемость наименьшим смещением двигателя или меньшим импульсом рулевых двигателей.
 Кроме того, ракета с огромным и "почти пустым" водородным баком наверху будет очень неустойчива аэродинамически.

[X]

http://www.buran.ru/htm/11-3.htm

http://www.buran.ru/htm/12-3.htm

http://www.buran.ru/htm/13-3.htm

http://www.buran.ru/htm/14-3.htm

[МиГ-31]

Уплотнения в трубопроводах - относительно легко решаемая проблема.

У нас с этим была большая проблема.
Я думаю разница в подходах здесь вот отчего:
Ракетчики( в дальнейшем Р): минимум уплотнений и стыков ввиду стационарности (относительной) температурного режима. Единожды продули, захолодили, заправили, продреннировали, выстрелили, забыли.(в аварийном варианте: слили, повторили цикл.)

Самолетчики(С): Повторение ракетного аварийного варианта(только вместо слива - расходование топлива) каждый день в качестве штатной работы. Ну дальше я начну говорить о температурных переменных нагрузках, деформациях, сильфонах, геометрических компенсаторах и т.д. Ввиду неопределенности со всеми этими вопросами(все таки до нас, да и после, этим никто не занимался) практически ВСЕ соединения пришлось сделать разъемными(и быстроразъемными), с обеспечением герметичности, что есть геммор немеряный. О, как бы я был счастлив если бы мне разрешили мои трубы сделать целиковыми(без единого разъема), так ведь фиг, стыки делали каждые 1.5-2 метра. :evil:  И как оказалось правильно, ибо заменить кусок трубы в полтора метра всеже много проще, чем всю трубу в 50-60 метров.

Намного сложнее изолировать [LOX и LH2], [LOX и GH2] или [GOX и LH2] (в зависимости от схемы) в ТНА, при давлениях в 300-600 атм. У Вас ведь в ТУ-155 намного ниже были, не так ли? И вообще агрегатов, работающих одновременно с кислородом и водородом, тоже не было (?). А если бы были, то проблема утечек и взрывоопасности была бы Вам более понятна.

Чего не было, того не было. Так ведь выше по ветке пафос старого был в том, что Н2 взрывается в любой концентрации с О2, то есть, если придерживаться этой логики, нам абсолютно все равно с чем, и при каком давлении соприкоснется
"просочившийся" Н2, с кислородом воздуха или с чистым О2. Результат, по Старому, будет один и тот-же.

Эта проблема, конечно, решаема (как Вы сказали, "Водород не должен контактировать с воздухом" - с кислородом, в случае ЖРД), но "дорого".

Согласен. Вот и хотелось бы разобраться стоит ли девчинка вые*ки? :lol:

наводораживание КМ приводит к необходимости применять дорогостящие покрытия

Для ракетчиков это действительно актуально?

Учитывая требуемый напор LH2 и его сжимаемость - да, актуально. Насосы работают на оборотах более 30000 rpm (сегодня до 90000-120000 rpm доходит), с окружными скоростями крыльчаток 600-700 м/с.

Не понял. Какое время работы этих насосов и какова связь наводораживания с количеством оборотов ТНА? За несколько минут работы ТНА он успевает наводородиться и разрушиться?

[МиГ-31]

http://www.buran.ru/htm/11-3.htm

http://www.buran.ru/htm/12-3.htm

http://www.buran.ru/htm/13-3.htm

http://www.buran.ru/htm/14-3.htm

Спасибо!
До боли знакомые проблемы!
 Ео в конце очень правильная фраза:

В ракетной технике было достаточно много случаев, когда компоненты топлива подбирались на борту и токсичные, и взрывоопасные, и легко воспламеняющиеся, но всегда в процессе разработки и эксплуатации вырабатывались меры и системы, которые приводили эти компоненты в разряд деловых. Так будет с водородом. Водород не может быть в технике драконом - это очень перспективное горючее для всех видов транспорта.

:wink: