Вопрос по ракете "Сатурн 5"

Автор Дима., 22.05.2007 00:03:25

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Старый

ЦитироватьНаоборот - это делает только хуже. В момент "пинка" конструкция бака прогибается, а после прекращения импульса "пинка" - распрямляется и толкает содержимое бака вперёд.
Нифига! Пирошнур режет стенку "поперёк", никакого пинка вперёд или куда либо не получается. Как я понимаю "пирошнур" это на самом деле удлиннённый кумулятивный заряд.

ЦитироватьПравильнее сказать - у внезапно полностью разгруженной 2-й ступени начинается резкое расхождение конструкции бака и его содержимого.
Вобщето если падение тяги первой ступени происходит плавно да ещё и до уровня всего 2% от исходного, то рагружение какраз будет происходить очень плавно. А срабатывание пирошнура не создаёт дополнительных нагрузок.

ЦитироватьТ.е. невесомый "шарик" топлива, получив импульс от дна бака - летит вперёд, а сам бак ( вместе с остальной конструкцией ракеты ), не решаясь нарушить 3-й закон Ньютона  - летит назад.
Чтоб не нарушался закон ньютона всё вобщето должно лететь в одну сторону. А уж колебания отдельных частей ступени относительно друг друга это из других законов более сложных и менее всеобъемлющих чем законы Ньтона.
 И насчёт "шарика топлива" вы немного ошиблись. В момент разделения вторая ступень практисчески полностью заполнена топливом, имеются лишь небольшие "шарики" газа наддува наверху баков. И чтоб нарушить работу двигателей какраз эти шарики должны проделать путь через толщу топлива к противоположному концу баков и там засосаться в заборные устройства.
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Дима.

ЦитироватьИ насчёт "шарика топлива" вы немного ошиблись. В момент разделения вторая ступень практисчески полностью заполнена топливом, имеются лишь небольшие "шарики" газа наддува наверху баков.
Я сказал про "шарик", чтобы те из наших читателей, кто слабо представляет себе ситуацию, поняли, что как только топливо попадает в невесомость - оно даже без всякого ускорения начинает двигаться за счёт выравнивания внутренних сил.

Что же до "плавного снижения тяги до 2%" - то здесь важен тот факт, что тяга присутствует и равна тяге, развиваемой четырьмя усадочными ускорителями
RS-U-501. За счёт этого, при включении ускорителей в момент разделения - разделение проходит практически без изменения ускорения 2-й ступени.

Если же усадочные ускорители отсутствуют, то когда при разделении ступеней включаются ретроракеты и тяга резко падает до нуля  - тогда распрямляющееся дно бака толкает топливо вперёд. Это неизбежно. Если ждать, пока двигатели 1-й ступени полностью "догорят", то потери в динамике ракеты намного превысят выигрыш от выкидывания 4-х небольших ускорителей.

ЦитироватьИ чтоб нарушить работу двигателей какраз эти шарики должны проделать путь через толщу топлива к противоположному концу баков и там засосаться в заборные устройства.
Это ошибочное мнение. В момент разгрузки - вся масса топлива устремляется вперёд, не исключая и трубопроводы с компрессорами.  На границе "улетающего топлива" и "остающихся конструкций" давление меняет знак, что приводит к мгновенному испарению топлива и заполнению его парами образующихся промежутков.

Наивно предполагать, будто разделение 1-й и 2-й ступеней ракеты "Сатурн 5" возможно осуществить без усадки топлива. Вопрос лишь в том, какое техническое решение позволило производить усадку без ускорителей.

...

Дем

ЦитироватьЭто ошибочное мнение. В момент разгрузки - вся масса топлива устремляется вперёд, не исключая и трубопроводы с компрессорами.  На границе "улетающего топлива" и "остающихся конструкций" давление меняет знак, что приводит к мгновенному испарению топлива и заполнению его парами образующихся промежутков.
А меняет ли? Достаточно ли приданного импульса, чтобы преодолеть давление наддува?
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

RadioactiveRainbow

Что-то мне подсказывает, что недостаточно.
Давление наддува бака составляет более двух атмосфер (не помню точно сколько именно). Чтобы топливо начало "резко испаряться" - его давление должно упасть до давления насыщеных паров. Верно?
Для водорода при температуре хранения это давление порядка 1 атм.
Следовательно, ускорение или скорость, приданые топливу, должно быть достаточно для достаточного снижения навления...

Я ничего не напутал?
Глупость наказуема

Дима.

ЦитироватьДем

Достаточно ли приданного импульса, чтобы преодолеть давление наддува?

RadioactiveRainbow

Что-то мне подсказывает, что недостаточно.

Вам, ребята - надо взять псевдонимы "Фобос" и "Деймос".

В смысле - страх и ужас физики :)))

Газ не может давить на жидкость в невесомости с какой-то одной стороны. При разгрузке они тут же перемешиваются. Если бы это было не так - наддув баков запускаемых в невесомости двигателей ориентации не производился бы с использованием гибкой непроницаемой ПЕРЕГОРОДКИ.

Чтобы понять, что начинает происходить на границе газа и жидкости в баке при разгрузке - представьте, что будет, если бак мгновенно перевернуть вверх дном. При разгрузке картина будет  почти такая же ( лишь только более "расплывчатая" ).

...

RadioactiveRainbow

Дим. Так, для справки: гибкая перегородка - всего лишь один из способов избавиться от двигателей осадки )
Она применяется не только для двигателей ориентации.

ЦитироватьПри разгрузке они тут же перемешиваются.
Нда?
А если тяга двигателя была очень-очень небольшой - вы уверены, что силы поверхностного натяжения жидкости не пересилят демпфирующий эффект конструкции, и не удержат жидкости в том же положении относительно бака? ;)

Кроме того, если жидкость начнет смещаться вперёд - пузырь газа будет передвигаться в жидкости в противоположном направлении. А так как жидкость - среда всё же вязкая - пузырь будет тормозиться...


ЦитироватьЧтобы понять, что начинает происходить на границе газа и жидкости в баке при разгрузке - представьте, что будет, если бак мгновенно перевернуть вверх дном. При разгрузке картина будет почти такая же ( лишь только более "расплывчатая" ).
Ага. Только есть два "но":
1) после "переворота бака вверх дном", "сила тяжести" будет действовать всего лишь мгновение, сообщив жидкости некоторый начальный импульс. Дальнейшее движение будет происходить без воздействия внешних сил, и будет совершаться против сил трения жидкости.
2) начальный импульс будет определяться жесткостью конструкции ниже днища топливного отсека и до двигательной установки предыдущей ступени. Может прикините величину импульса?
Глупость наказуема

Дима.

RadioactiveRainbow, мы ведь вроде договорились, что Вы отложите на время пустое фантазирование и засядете за документацию по ракете "Сатурн 5". Неужели Вас не интригует ситуация, когда никто из специалистов в нашей стране ( да, похоже, и во всём мире ) не может внятно ответить на простой вопрос:

Какое техническое решение позволило отказаться от ускорителей 2-й ступени ракеты AS-510 ?

Пока же уровень Вашей аргументации выше чем детсадовский оценить нельзя ( и это очень печально ).

RadioactiveRainbow

Да я ищу, блин. Ищу.
Может подскажите адресок-другой?

Вам, кстати, тоже не помешало бы прекратить теоретизирования на тему какой же это ужас - топливо в невесомости. Занялись бы тем же поиском информации, тем более, что это интересно в первую очередь именно вам.


P.S.
Кто-нибудь в курсе - на второй ступени Фалькона вроде холодный запуск?
Глупость наказуема

Дмитрий Виницкий

+35797748398

Старый

ЦитироватьЯ сказал про "шарик", чтобы те из наших читателей, кто слабо представляет себе ситуацию, поняли, что как только топливо попадает в невесомость - оно даже без всякого ускорения начинает двигаться за счёт выравнивания внутренних сил.
И тем не менее давление по всему объёму бака должно быть примерно одинаково. Возникновение зон с высоким и низким давлением весьма сосмнительно - жидкость начнёт перемещаться от высокого давления к низкому.

ЦитироватьЧто же до "плавного снижения тяги до 2%" - то здесь важен тот факт, что тяга присутствует и равна тяге, развиваемой четырьмя усадочными ускорителями
RS-U-501.
Не понял? При чём тут тяга усадочных ускорителей? Тяга двигателей первой ступени при разделении вовсе не должна быть равна тяге усадочных ускорителенй.
 И насколько я понимаю то что разделение происходит при остаточной тяге в 2% от обычной - это установленый факт? Сколько там максимальная тяга? 4000т? Вот значит при разделении она гдето 80 тонн. Какую это создаст перегрузку? 0.1g явно не набирается. При освобождении от такой перегрузки конструкция вряд ли будет сильно пружинить.

ЦитироватьЗа счёт этого, при включении ускорителей в момент разделения - разделение проходит практически без изменения ускорения 2-й ступени.
А сколько там тяга усадочных ускорителей?

ЦитироватьЕсли же усадочные ускорители отсутствуют, то когда при разделении ступеней включаются ретроракеты и тяга резко падает до нуля  - тогда распрямляющееся дно бака толкает топливо вперёд. Это неизбежно.
При изменении перегрузки с 0.1g до 0 вряд ли дно так уж сильно распрямится, точнее вряд ли оно будет значительно деформировано чтоб потом распрямляться.

ЦитироватьЭто ошибочное мнение. В момент разгрузки - вся масса топлива устремляется вперёд, не исключая и трубопроводы с компрессорами.  На границе "улетающего топлива" и "остающихся конструкций" давление меняет знак, что приводит к мгновенному испарению топлива и заполнению его парами образующихся промежутков.
Ой, с какой же это силой днище толкнёт топливо вперёд чтоб аж разрежение появилось? Если диаметр бака 10 метров а давление наддува 2 атм то газ давит на поверхность толива с силой тонн в 160. Если давление у днища станет 1 атм то перепад давления сотавит какраз 80т - сила достаточная чтобы "пережать" снятое усилие от двигателей.
 Поясню. Если двигатели первой ступени давили на вторую с силой 80 тонн то никакие деформационные нагрузки при распрямлении не будут действовать на топливо с большей силой. Это даже если считать что вся оставшаяся часть ракеты состоит из одного бака.
 Так что давление наддува прижмёт топливо к бакам и никаких зон разрежения не получится.
 Вобще чтоб вы правильно представили поведение топлива в баке налейте в пластиковую бутылку воды оставив небольшой пузырь воздуха и потрясите её в продольном направлении. Тряхните вврех с укорением превышающим 1g и гляньте как пузырь будет перемещаться вниз.

ЦитироватьНаивно предполагать, будто разделение 1-й и 2-й ступеней ракеты "Сатурн 5" возможно осуществить без усадки топлива. Вопрос лишь в том, какое техническое решение позволило производить усадку без ускорителей.

 Вобщем то ничего наивного. Можно наверно и так.
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Андрей Суворов

ЦитироватьЧтобы понять, что начинает происходить на границе газа и жидкости в баке при разгрузке - представьте, что будет, если бак мгновенно перевернуть вверх дном.

Вопрос лишь в том, что такое "мгновенно". :)
Дима, вот задача на засыпку. На бесконечную абсолютно твёрдую плиту падает абсолютно упругий шарик и отскакивает.

Вопрос: чем определяется время соударения, т.е. сколько времени шарик будет находиться в контакте с плитой?

Bell

Дима, объясни нам просто, каким образом пузырь газов за пару секунд между отсечкой Ф-1 и включением J-2 переместиться вниз на 7 метров в баке кислорода и на 15 м - в баке водорода?
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Андрей Суворов

ЦитироватьДима, объясни нам просто, каким образом пузырь газов за пару секунд между отсечкой Ф-1 и включением J-2 переместиться вниз на 7 метров в баке кислорода и на 15 м - в баке водорода?
По диминой версии - под действием аэродинамического торможения и сил упругости конструкции топливо и бак будут двигатся с разным ускорением. Вопрос, каким?
Слово "мгновенно" в физике запрещено. Это синоним слова "дальнодействие". Есть ускорение, есть архимедова сила, есть вязкость жидкости, поверхностное натяжение.
Моделирование такого процесса было за пределами возможностей компьютеров того времени, но можно было посмотреть, что происходит в реальности.
Причём для этого необязательно ставить в ракету камеры. Процесс можно исследовать в модельном баке с водой и воздухом - оно неплохо масштабируется.

sleo

ЦитироватьНа бесконечную абсолютно твёрдую плиту падает абсолютно упругий шарик и отскакивает.

Вопрос: чем определяется время соударения, т.е. сколько времени шарик будет находиться в контакте с плитой?

Есть интересная задачка с чуть-чуть другим условием: шарик падает с высоты 1 км в безветренную погоду. Нужно найти ускорение шарика сразу же после отскока (после потери контакта с плитой).
Если задачку до этого Вы не решали, то численный ответ Вас удивит :)

RadioactiveRainbow

Занятно. Читаю сейчас какое-то старое описалово Сатурнов - там ни слова про отказ от двигателей усадки.
Отказ от двигателей не привёл бы к увеличению ПН - они находились на переходном отсеке, который сбрасывался через несколько секунд после запуска двигателей второй ступени.

А вот на викпедии в описании то ли S-V, то ли S-II написано, что сначала было 8 двигателей усадки, потом 4, а потом от них вообще избавились.

То есть налицо постепенная отработка технологии. Типа, посмотрели как оно с 8ю двигателями. Прикинули - должно и с 4мя работать. Проверили. Порлучилось. Посмотрели подробнее - а можно и вообще без них...


Дим, у вас откуда информация - не поделитесь источником?
Глупость наказуема

Bell

ЦитироватьОтказ от двигателей не привёл бы к увеличению ПН - они находились на переходном отсеке, который сбрасывался через несколько секунд после запуска двигателей второй ступени.
Вообще-то, отказ от двигателей приводил к уменьшению сухой массы ;)
Со всеми вытекающими.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Bell

ЦитироватьКакое техническое решение позволило отказаться от ускорителей 2-й ступени ракеты AS-510 ?
От ускорителей позволила отказаться достоверная информация, что пузырь газов за 2 секунды не успевает опуститься к топливозаборникам.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

WkWk

А с чего вы взяли вообще что эти ускорители служили для усадки топлива? Читая какоето описание Сатурна я понял что они служили для разведения ступеней. На третьей ступени они остались.

RadioactiveRainbow

ЦитироватьВообще-то, отказ от двигателей приводил к уменьшению сухой массы  
Со всеми вытекающими.
Хм :)
Скажем так - уменьшалась масса конструкции, учитываемая на этапе работы первой ступени. Масса второй ступени осталась прежней. Так что увеличение ПН было меньше сэкономленой массы переходного отсека ;)

Отказ от двигателей осадки затевался, скорее, ради экономии денег и уменьшения количества элементов системы (читай - упрощения системы и увеличения надёжности).

ЦитироватьОт ускорителей позволила отказаться достоверная информация, что пузырь газов за 2 секунды не успевает опуститься к топливозаборникам.
От то-то и оно.
Но Диме нужно документальное подтверждение...


ЦитироватьА с чего вы взяли вообще что эти ускорители служили для усадки топлива? Читая какоето описание Сатурна я понял что они служили для разведения ступеней. На третьей ступени они остались.
Нет. Двигатели на переходном отсеке использовались именно для осадки топлива.
Для разведения ступеней использовались ретродвигатели первой ступени (расположенные, кстати, в конических обтекателях боковых F-1).
Глупость наказуема

WkWk

ЦитироватьДля разведения ступеней использовались ретродвигатели первой ступени (расположенные, кстати, в конических обтекателях боковых F-1).
А они то остались?