РД на метане

Старый · 28.11.2010 10:25:06

ЦитироватьА несущий отсек остаётся на третьей ступени Союза и в массу РБ естественно не входит. Как и переходная ферма к которой крепится ГО в случае с Фрегатом.

Зато уменьшается масса на опорной орбите по сравнению с Фрегатом на величину массы этого отсека/фермы.
И вобще если речь идёт о создании нового РБ то и блок на АТ/НДМГ тоже должен быть новый. Тоже делаем сферический топливный отсек разделённый на два бака. Оцениваем размер исходя из плотности топлива, добавляем теплоизоляцию на криогенные баки, двигатель вставленый внутрь криогеного бака, необходимость дренажа и захолаживания, не забываем учесть что все служебные системы имеют одинаковую массу и смотрим какой выигрыш дают 30 секунд удельного импульса. Чтото мне подсказывает что авторы предложенного прожекта всё это сделать забыли.

Старый · 28.11.2010 10:27:28

ЦитироватьSpaceR, я для чего который раз картинку от Центра Келдыша привожу?
Или Вы думали это моё творчество?

Так этот прожектик ещё и от Центра Келдыша? Блин, как он (ЦК) деградировал...

Salo · 28.11.2010 10:36:30

ЦитироватьОцениваем размер исходя из плотности топлива, добавляем теплоизоляцию на криогенные баки, двигатель вставленый внутрь криогеного бака, необходимость дренажа и захолаживания, не забываем учесть что все служебные системы имеют одинаковую массу и смотрим какой выигрыш дают 30 секунд удельного импульса. Чтото мне подсказывает что авторы предложенного прожекта всё это сделать забыли.

А Фрегат у нас без ЭВТИ летает? В Блоке Л нет ЖК? И всё-таки 40с или 30с?

SpaceR · 28.11.2010 10:45:19

ЦитироватьSpaceR, я для чего который раз картинку от Центра Келдыша привожу?
Или Вы думали это моё творчество?

Нет, конечно. Это, видимо, творчество некоего неизвестного нам молодого человека из ЦиКа, желающего оставить свой собственный неповторимый след в развитии РКТ, а заодно и материал для дисера.
Возможно, у него даже есть сторонники/помощники, а начальство и корифеи не препятствуют, понимая что энтузиазм надо поддерживать, пока он ещё есть - не выгорит, так хоть знания и опыт нарастут. Или может надеясь на шанс получения финансирования на НИОКР.
Но те, кто мог бы его дать, думают, видимо, несколько иначе...

SpaceR · 28.11.2010 11:02:51

Кстати, раз уж речь о том, интересно было бы обсудить, какое же всё-таки оптимальное соотношение компонентов для метана?

1) Если считать баки равными по объему, то массовое соотношение получается 1:2,7
2) Тут на форуме мелькала раньше цифра 1:3,5, и на то момент показалась мне достаточно аргументированной. Счас найти не смог (да ещё и инет никудышний...

).
3) На прожигах метанового движка - см.

ЦитироватьРезультаты испытаний двигателя – демонстратора С5.86.1000-0 №2 на топливе жидкий кислород+СПГ

применялось соотношение, близкое к 1:2,9. Пока трудно сказать, является оно наилучшим или выбрано исходя из особенностей ЖРД-прототипа в расчете на повышение надежности. Хотя вероятнее всего, всё-таки близкое к оптимуму.

Кто-нибудь имеет ещё данные?

Старый · 28.11.2010 11:08:31

ЦитироватьА Фрегат у нас без ЭВТИ летает? В Блоке Л нет ЖК? И всё-таки 40с или 30с?

Очевидно ЭВТИ более лёгкая чем требуется для криогенного компонента. Блок Л одноразового включения, 6 часов до ГСО ему не лететь.
40 секунд спасут отцов русской демократии?

Старый · 28.11.2010 11:18:35

Так всётаки какова сухая масса Фрегата и изобретения ЦиКа? Какова доля в ПН преимущества в УИ а какова - махинаций с конструкцией?
Очевидно что не учтён ряд обстоятельств:
-у Фрегата особенно с ДТБ крайне неоптимальная конструкция вызванная стремлением уменьшить длину блока а также увеличить запас топлива не меняя конструкцию.
-у Фрегата два отсека оборудования которых нет в прожекте ЦиКа
-Фрегат ставится непосредственно на шпангоут РН,
-необходимость длительного функционирования блока на ГПО.
-у Фрегата долгохранимое топливо
После учёта всех факторов окажется что преимущество метана вымышленное.
Также окажется что ЦиК полностью деградировал и либо не способен сравнивать технику либо умышленно фабрикует результаты сравнения.

Salo · 28.11.2010 11:21:25

ЦитироватьНе, овчинка выделки не стоит.

Вот выигрыш 100 (!) с УИ за счет водорода - другое дело...

Проработка Дельфина показала, что разработка водородного РБ такой размерности не имеет смысла. Не стоит в данном случае водородная овчинка выделки.

Salo · 28.11.2010 11:27:22

Цитировать
ЦитироватьЧтобы использовать все преимущества метана в любом случае понадобится разработка нового блока. И речь шла не о ДМ, а о разгонном блоке для Союза. ДМ использовался в качестве наглядного примера.
Ну и что? Расчет всё равно был неверен.
ЦитироватьЗамена Фрегата с УИ в 330с на метановый блок с УИ в 370с даст нехилый выигрыш особенно при выводе на ГПО из Куру.
И весь (ну или почти весь) этот выигрыш скушается нехило увеличившейся конечной массой РБ.
Если сравнивать с "Фрегатом", то у 12КРБ конечная масса должна быть тонны полторы.
Или Вы думаете, что столько весит удличенная обечайка бака Г ?
Я же не утверждаю, что никакого выигрыша вообще не будет (хотя это смотря как проектировать).
Просто такой же выигрыш даст и новый разработанный РБ на синтине. или на боктане. Но обойдётся он дешевле - и в разработке, и в серии. И в эксплуатации надежнее и безопаснее, а стало быть, опять же, дешевле.

Почему Вы сравниваете водородный РБ с переходной фермой с РБ с совмещёнными днищами? Почему не сравниваете тогда с Центавром? :wink:
И где он синтин с боктаном? Уже запустили производство?

SpaceR · 30.11.2010 01:40:03

Ладно-ладно, я уже не спорю.
Скажите лучше, почему по-вашему соотношение компонентов у перспективных метанок Энергомаша 3,4-3,5 а у исаевского движка всего ~2,9 ?

Bell · 30.11.2010 02:09:56

ЦитироватьСкажите лучше, почему по-вашему соотношение компонентов у перспективных метанок Энергомаша 3,4-3,5 а у исаевского движка всего ~2,9 ?

Рассчитывают на пиролиз и водород в выхлопе - снижение интегральной молярной массы?

Дмитрий В. · 30.11.2010 06:25:39

ЦитироватьЛадно-ладно, я уже не спорю.
Скажите лучше, почему по-вашему соотношение компонентов у перспективных метанок Энергомаша 3,4-3,5 а у исаевского движка всего ~2,9 ?

С ростом давления в КС оптимальное (по максимуму УИ) соотношение компонентов приближается к стехиометрии.

Salo · 30.11.2010 11:14:35

Цитировать
ЦитироватьСкажите лучше, почему по-вашему соотношение компонентов у перспективных метанок Энергомаша 3,4-3,5 а у исаевского движка всего ~2,9 ?
Рассчитывают на пиролиз и водород в выхлопе - снижение интегральной молярной массы?

СО и CH4[/size] тоже снижают молярную массу в сравнении с СO2[/size] и Н2[/size]O.

Salo · 30.11.2010 12:35:25

По поводу массового совершенства разных компоновок РБ очень показательны третьи ступени Циклона-3 и Циклона-4.

У третьей Циклона-3 торовые баки, стартовая масса 4,6т, из них топлива 3,22т и сухая масса 1,38 т.

http://www.yuzhnoye.com/?id=126&path=Aerospace%20Technology/Launch%20Vehicles/cyclone/cyclone-3/cyclone-3

У третьей ступени Циклона-4 сфероконические баки с совмещёнными днищами, стартовая масса 10,549т, из них топлива 9т и сухая масса (с переходником ГБ и адаптером ПН) 1,549 т.

И ещё здесь:
http://www.alcantaracyclonespace.com/index.php?option=com_content&task=view&id=87&Itemid=152

октоген · 30.11.2010 11:46:10

"Метановоды", ПРОППЕР говорит что метан имеет смысл только с дифторидом кислорода: УИ в районе 400-440 с (от давления в камере и степени расширения сопла).

Propellant composition
Code Name mol Mass (g) Composition
578 METHANE 6.2335 100.0000 1C 4H
688 OXYGEN DIFLUORIDE (LIQUID) 12.9639 700.0000 2F 1O
Density : 1.148 g/cm^3
4 different elements
C H F O
Total mass: 800.000000 g
Enthalpy : -1233.01 kJ/kg

151 possible gazeous species
3 possible condensed species

CHAMBER THROAT EXIT
Pressure (atm) : 200.000 114.549 0.050
Temperature (K) : 4557.645 4268.360 1583.693
H (kJ/kg) : -1233.012 -2169.642 -9893.767
U (kJ/kg) : -2978.715 -3786.938 -10418.183
G (kJ/kg) : -50064.980 -47902.129 -26861.929
S (kJ/(kg)(K) : 10.714 10.714 10.714
M (g/mol) : 21.707 21.944 25.109
(dLnV/dLnP)t : -1.04973 -1.04063 -1.00383
(dLnV/dLnT)p : 1.56579 1.52906 1.08118
Cp (kJ/(kg)(K)) : 5.01735 4.99726 2.08658
Cv (kJ/(kg)(K)) : 4.12277 4.14596 1.70097
Cp/Cv : 1.21699 1.20533 1.22670
Gamma : 1.15934 1.15827 1.22202
Vson (m/s) : 1422.62299 1368.67127 800.52917

Ae/At : 1.00000 279.53653
A/dotm (m/s/atm) : 10.31569 2520.07132
C* (m/s) : 2063.13720 2063.13720
Cf : 0.66339 2.01727
Ivac (m/s) : 2550.32552 4287.91533
Isp (m/s) : 1368.67127 4161.91177
Isp/g (s) : 139.56563 424.39689

SpaceR · 01.12.2010 00:28:20

ЦитироватьПо поводу массового совершенства разных компоновок РБ очень показательны третьи ступени Циклона-3 и Циклона-4.

У третьей Циклона-3 торовые баки, стартовая масса 4,6т, из них топлива 3,22т и сухая масса 1,38 т.
. . .
У третьей ступени Циклона-4 сфероконические баки с совмещёнными днищами, стартовая масса 10,549т, из них топлива 9т и сухая масса (с переходником ГБ и адаптером ПН) 1,549 т.

Вообще-то по Ц-4 это были проектные цифры, более детальная проработка вернула проектантов к реальности...

Так что сравнение неправомерно хотя бы поэтому, но ещё более - из-за существенно различных запасов топлива и хронологических эпох разработки.

Salo · 01.12.2010 00:30:16

И сколько кг получилось ноне?

Старый · 01.12.2010 09:36:01

В Циклоне-3 третья ступень является несущей. Задним торцом она устанавливается на шпангоут второй ступени а на передний торец ставится КА. У Циклона же 4 третья ступень помещается внутрь огромного несущего переходника который естественно нигде не учитывается.

Salo · 01.12.2010 09:44:33

http://www.yuzhnoye.com/?id=126&path=Aerospace%20Technology/Launch%20Vehicles/cyclone/cyclone-3/cyclone-3

http://www.plesetzk.ru/index.php?p=cyclone3&d=doc/rn

ЦитироватьТретья ступень стыкуется со второй ступенью с помощью специального переходного отсека, на который устанавливается головной обтекатель, защищающий третью ступень и космический аппарат от воздействия набегающего воздушного потока.

Старый · 01.12.2010 09:54:27

Можно конечно что угодно обозвать специальным переходным отсеком, в таком случае надо сравнить их размеры, массу и нагрузки.