РД на метане

[Apollo13]

Кстати здесь хорошая табличка для разных топлив

https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_rocket_propellant#Bipropellants

[Дмитрий В.]

Apollo13 пишет:
То есть РЗТ будет примерно на 20% меньше. Если принять что сухая масса не изменится (метановый двигатель да еще и замкнутой схемы явно тяжелее, совмещенное днище возможно легче), УИ Раптора 380 с, тяга та же самая что и Мерлина, в спредшите получается выигрыш в ПН примерно 6,5% или около 1 т на НОО. Может на ГПО выигрыш в процентах будет больше из за высокого УИ.

Маск вроде намеревается использовать глубокое переохлаждение.

[Apollo13]

Дмитрий В. пишет:

Apollo13 пишет:
То есть РЗТ будет примерно на 20% меньше. Если принять что сухая масса не изменится (метановый двигатель да еще и замкнутой схемы явно тяжелее, совмещенное днище возможно легче), УИ Раптора 380 с, тяга та же самая что и Мерлина, в спредшите получается выигрыш в ПН примерно 6,5% или около 1 т на НОО. Может на ГПО выигрыш в процентах будет больше из за высокого УИ.

Маск вроде намеревается использовать глубокое переохлаждение.

Так он уже переохлаждает керосин-кислород. Если будет переохлаждать и метан-кислород соотношение между плотностями керосин-кислорода и метан-кислорода не должно сильно измениться.

[Старый]

Apollo13 пишет:
Кстати здесь хорошая табличка для разных топлив

 https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_rocket_propellant#Bipropellants

И что мы видим? У метана ажно 12 секунд удельного импульса над керосином?

[TDMS]

Apollo13 пишет:
Так он уже переохлаждает керосин-кислород. Если будет переохлаждать и метан-кислород соотношение между плотностями керосин-кислорода и метан-кислорода не должно сильно измениться.

Ну для "ракетного" метана сжимаемость на нуле, где-то процентов 5-6 всего. Очень узкий диапазон температур, из которых сразу возьмут максимально охлажденный, т.е. примерно -180С. Плотность порядка 0.450-0.455 (в зависимости от количества и характера примесей более тяжелых углеводородов и азота)

[vissarion]

Роскосмос планирует воссоздать российскую версию носителя «Зенит» с двигателем на метановом топливе. Финансирование разработки заложено в опытно-конструкторской работе «Двигательные установки средств выведения» (ОКР) Федеральной космической программы на 2016-2025 годы (ФКП). Об этом в четверг, 14 января, сообщают «Известия».

«Изначально задумывалось, что метановыми двигателями будет комплектоваться ракета "Феникс" (ее разработка также запланирована проектом ФКП), но позднее с учетом ситуации с бюджетом решили принципиально новую ракету не делать, а вернуться к идее воссоздания российского "Зенита"», — отметил один из составителей проекта ФКП.

Для создания нового агрегата конструкторы предлагают модернизировать двигатель РД-171. «Мы планируем сделать демонстратор двигателя на метане даже с учетом того, что носителя с таким двигателем пока строить не планируется», — указал составитель.

На ОКР Роскосмос просит выделить 25,223 миллиарда рублей, часть из которых должна пойти на создание двигателя на метане. Остальные средства пойдут на разработку опытных образцов жидкостных ракетных двигателей с использованием композиционных материалов и перспективных систем защиты.

На ракете «Зенит», сборку которой проводит днепропетровский «Южмаш», установлено до 70 процентов российских компонентов. Двигатель РД-171 первой ступени ракеты-носителя «Зенит» и ее разгонный блок производят в России. Систему управления ракетой тоже — в Научно-исследовательском институте автоматики и приборостроения имени Пилюгина.

[Apollo13]

Старый пишет:

Apollo13 пишет:
Кстати здесь хорошая табличка для разных топлив

 https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_rocket_propellant#Bipropellants

И что мы видим? У метана ажно 12 секунд удельного импульса над керосином?

Не ну это сильно от двигателя зависит. У вакуумного Раптора перед Мерлином по слухам аж 32 секунды (348 - 380) преимущества должно быть.

Вообще я подозреваю что при одинаковых размерах, тяге и схеме двигателей метановая РН будет иметь примерно одинаковую ПН с керосиновой. Поэтому чтобы показать преимущество Вулкана над Атласом пришлось взять баки от Дельты и добавить 100 тс тяги на 1-й ступени.

[Старый]

Apollo13 пишет:

Старый пишет:

Apollo13 пишет:
Кстати здесь хорошая табличка для разных топлив

 https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_rocket_propellant#Bipropellants

И что мы видим? У метана ажно 12 секунд удельного импульса над керосином?

Не ну это сильно от двигателя зависит. 

12 секунд это при прочих равных. Замкнутая схема против открытой добавит больше. Но схема а не горючее.

[Salo]

Одними секундами дело не исчерпывается.

[Вернер П.]

Старый пишет:
12 секунд это при прочих равных.

12 секунд но как раз при прочих НЕравных.
Керосину для этого нужна закрытая схема с предельнымии параметрами в ТНА, метану достаточно открытой схемы или ДВГГ

[Старый]

Плейшнер пишет:

Старый пишет:
12 секунд это при прочих равных.

12 секунд но как раз при прочих НЕравных.
Керосину для этого нужна закрытая схема с предельнымии параметрами в ТНА, метану достаточно открытой схемы или ДВГГ

В таблице указаны равные условия для всех вариантов топлива. Давление в камере 68 атм, давление на срезе 1 атм. Какие в пень предельные параметры? Вы вобще о чём? О таблице из Педивикии или о чёмто другом?

[Salo]

Разница в УИ  РД-180 и РД-180МС  11 с у Земли и 15 с в вакууме. Правда РД-180МС дефорсирован на 10%.

[Вернер П.]

Старый пишет:
В таблице указаны равные условия для всех вариантов топлива. Давление в камере 68 атм, давление на срезе 1 атм. Какие в пень предельные параметры? Вы вобще о чём? О таблице из Педивикии или о чёмто другом?

Да, я похоже про другую таблицу. Не про 68

[Apollo13]

Salo пишет:
Разница в УИ РД-180 и РД-180МС 11 с у Земли и 15 с в вакууме. Правда РД-180МС дефорсирован на 10%.

А может не дефорсирован, а просто при одинаковых прочих параметрах уи метанового двигателя выше, а тяга ниже?

[TDMS]

Salo пишет: 
Одними секундами дело не исчерпывается

Рыбак?  

Все-таки главное  преимущество метана - потенциальная многоразовость. Все остальное очень близко к керосину:
1. РД-180 доказал надежность керосиновых ДОГГ. Метановым двигателям такую еще предстоит доказать, независимо от схемы.
2. $/кг тоже пока под вопросом. По идее максимально можно отжать процентов 10 на пуск:
2.1. Цена топлива. Это "копейки", но при низкой цене на нефть и газ разница цены СПГ и синтетического или специального керосина будет отличаться в разы.
2.2. Выигрыш по ПН (или уменьшение массы ракеты и топлива) за счет импульса. Худшую плотность наверняка можно компенсировать использованием криоупрочняемых сплавов для верхних ступеней и совмещенными днищами.
2.3. Удешевление подготовки двигателя.

Ради 10% затевать многомиллиардную эпопею нет смысла - не окупится. При 20% наверно имеет смысл вложиться как следует, и пользоваться этим ближайшие лет 50. Но возможно 20% как раз достигаются только при условии повторного использования хотя бы двигателя.

[Старый]

TDMS пишет: 
Все-таки главное преимущество метана - потенциальная многоразовость. Все остальное очень близко к керосину:

Многоразовость у него точно такая же как и у керосина. 

1. РД-180 доказал надежность керосиновых ДОГГ. Метановым двигателям такую еще предстоит доказать, независимо от схемы.

Про РД-180 лучше не глазить а вот 11Д33 и 11Д58 доказали. 

Но возможно 20% как раз достигаются только при условии повторного использования хотя бы двигателя.

Многоразовость у метана точно такая же как и у керосина. 

[Блудный]

Плейшнер пишет:

Керосину для этого нужна закрытая схема с предельнымии параметрами в ТНА, метану достаточно открытой схемы или ДВГГ

Вот с ТНА для метана как раз вопрос - объём-то надо прогонять в два раза больший.

[Leonar]

Блудный пишет:

Плейшнер пишет:

Керосину для этого нужна закрытая схема с предельнымии параметрами в ТНА, метану достаточно открытой схемы или ДВГГ

Вот с ТНА для метана как раз вопрос - объём-то надо прогонять в два раза больший.

Ну не в два раза...только компонент топлива

[Salo]

TDMS пишет:
Все-таки главноепреимущество метана - потенциальная многоразовость. Все остальное очень близко к керосину:
1. РД-180 доказал надежность керосиновых ДОГГ. Метановым двигателям такую еще предстоит доказать, независимо от схемы.

РД-171 надёжности не доказал. А РД-180 ещё предстоит догнать РД-171 по количеству пусков.
Есть ещё НК-33 с неоднозначной статистикой.

TDMS пишет:
2. $/кг тоже пока под вопросом. По идее максимально можно отжать процентов 10 на пуск:
2.1. Цена топлива. Это "копейки", но при низкой цене на нефть и газ разница цены СПГ и синтетического или специального керосина будет отличаться в разы.
2.2. Выигрыш по ПН (или уменьшение массы ракеты и топлива) за счет импульса. Худшую плотность наверняка можно компенсировать использованием криоупрочняемых сплавов для верхних ступеней и совмещенными днищами.
2.3. Удешевление подготовки двигателя.

Ради 10% затевать многомиллиардную эпопею нет смысла - не окупится. При 20% наверно имеет смысл вложиться как следует, и пользоваться этим ближайшие лет 50. Но возможно 20% как раз достигаются только при условии повторного использования хотя бы двигателя.

Дополнительно:
1. У метана на 200 градусов ниже температура сгорания. Условия работы КС гораздо мягче.
2. Метан имеет превосходные охлаждающие качества. Для охлаждения КС достаточно 30% метана. Можно снизить мощность насоса. Возможно удастся снизить расход на завесу.
3. Подогретый в рубашке метан можно использовать для привода турбины бустерного ТНА.
Использование газовой турбины вместо гидравлической требует только 3% горючего для привода, вместо десяти. Мощность насоса метана можно снизить.
4. Подогретый в рубашке метан можно использовать для наддува бака горючего. Это дешевле и эффективней гелиевой системы.
5. Подогретый в рубашке метан можно использовать для привода гидронасоса РП.
6. Нет сажи в газовом тракте.
7. Нет отложений кокса в рубашке охлаждения.

Это касается любой схемы, в том числе окислительной.

Дополнительные преимущества даёт замкнутая схема с восстановительным ГГ: исчезает опасность возгорания в газовом тракте и замедляется скорость развития аварий.
Правда усложняется схема регулирования, но пример С5.86 показывает, что ничего невозможного там нет.

Плюс есть возможность реализации схемы газ-газ. Один из вариантов использование подогретого в рубашке метана для привода дополнительной турбины ТНА. Это позволяет снизить температуру окислительного газа перед турбиной.

[Блудный]

Leonar пишет:

только компонент топлива

Про него и речь.