Бред сумасшедшего

[Дмитрий Виницкий]

Inflatable launcher more than hot air

http://www.flightglobal.com/articles/2005/12/20/203670/inflatable-launcher-more-than-hot-air.html

single-stage launch vehicle able to place 150kg (330lb) into low Earth orbit is being studied by University of Stuttgart's flight dynamics institute and its spin-off controls company Astos Solutions. Currently being patented by its UK developer, the vehicle is a 20m (65ft)-high, 47t (103,000lb) rocket with inflatable Kevlar bladders with aluminium coated mylar linings suspended in a carbonfibre truss for its kerosene fuel and liquid oxygen oxidiser.

 

[ratte07]

Аэроспайк ради 150 кг? Ну-ну...

[RadioactiveRainbow]

Это что, ССТО на кислород-керосине?

[RadioactiveRainbow]

Лень новую тему открывать, посему сюда.


ВНИМАНИЕ! Вопрос!

http://en.wikipedia.org/wiki/S-II
Викивская статейка по второй ступени Сатурна-5.
Я вот немножко не... Цитирую.

Configuration
When fully loaded with fuel, the S-II had a mass of about 500,000 kg. The hardware was only 3% of this—97% was liquid hydrogen and liquid oxygen.

Это как понимать - топливо составляет 97% по массе?!?!?!  :shock:

[ssb]

Это как понимать - топливо составляет 97% по массе?!?!?!  :shock:

смотрите тут: http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/raketostr3/1-1.html
или у вейда: http://www.astronautix.com/lvs/saturnv.htm
или вот неплохая картинка: http://jleslie48.com/0206pr/saturn5allclean2.jpg

везде 8% сухой вес конструкции + переходник.

Где же ошибка, не высосали же википедики это из пальца? Ага! http://www.boeing.com/history/boeing/saturn.html

The S-II, built by North American Aviation at Seal Beach, Calif., used liquid hydrogen and liquid oxygen. It had five J-2 engines in a similar arrangement to the S-IC and accelerated the Saturn V through the upper atmosphere. When loaded, 97 percent of the weight of the stage was propellant.

[gans3]

Идея той же степени реализуимости:

Ловим много-много блох. Извесно, что блоха прыгает с ускорением 300 G. Объявляем им эвакуацию через кормовой выход, и разгоняемся сразу до второй космической скорости. Осталось выбрать страну над которой будем производить старт.

Ваши предложения.

Тут излохматили тему про максимальный химический УИ. А ведь есть прием утилизации высокой скорости распространения ударной волны в бризантном боеприпасе. Ударное ядро называется.
Похоже на кумулятивную струю механизмом образования, но проще по исполнению.
Суть: неглубокие выемки в поверхности заряда при прохождениии волны взрыва вывертываются "наизнанку" и 95 % массы облицовки приобретает скорость в несколько хороших километров в секунду. (до 5)
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%B4%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%8F%D0%B4%D1%80%D0%BE

Эти боеприпасы оптимизируются на бронепробиваемость - для чего стараются сделать форму выемки такой, чтобы УЯ было как можно более вытянутым в направлении полета. Нам нужна только скорость - посмотрим, что можно получить.
Если предположить, что освоено многослойное изделие обеспечивающее независимый подрыв слоев с ударными ядрами, то УИ получается весьма... .

[ssb]

Очередная хитроумная попытка вытащить себя из болота за волосы =)

Ещё раз, что такое удельный импульс Isp -- это импульс, передаваемый ракете в расчёте на еденицу массы израсходованного топлива, Isp = dp / dm, еденица измерения -- метры в секунду.

(Вспоминаем второй закон Ньютона в виде p = m * v, ну или dp = dm * v;  или же dp/dm = Isp =  v, вот и получили что удельный имульс численно равен скорости истечения газов.  Когда говорят удельный импульс равен столько-то секунд имеется ввиду величина, разделённая на g)

Каков теоретически максимально возможный УИ для данного вида топлива, при условии что все продукты сгорания мы выбрасываем?   Очевидно, мы должны потратить всю запасённую химическую (механическую, ядерную, божественную) энергию топлива на кинетическое движение его же частиц в одном направлении -- получим в классичеком случае из закона сохр. энергии:

 dE сгорания = dE кинетическая движении струи, то есть
 dE сгорания = (dm * v^2) / 2, и в итоге:
 v = sqrt (2 * dE/dm) = Isp.

Максимальная скорость истечения газов, а значит и максимально возможный удельный импульс зависят только от удельной теплоты сгорания dE/dm и ни от чего более!

А что будет если мы энергию горения топлива будем тратить на движение только части газа? (это как раз тот случай что вы предлагаете).  Рассмотрим простейший случай: мы неким магическим образом собираем всю теплоту сгорания топлива, некоторую часть (обозначим буквой k) газа разгоняем и отбрасываем,  а от оставшейся (1-k) части избавляемся с нулевой скоростью.    Скорость истечения разгоняемой массы газа будет равна:

dE = (k * dm * v^2) / 2
v = sqrt (2 * dE / (k * dm))

прирост импульса ракеты:

dp = k * dm * v + (1 - k) * dm * 0, или
dp = k * dm * sqrt (2 * dE / (k * dm))

и соответственно удельный импульс:

Isp = dp/dm = k * sqrt (2 * dE / (k * dm)), вынесем k ис-под корня для ясности:

Isp = k / sqrt (k)  * sqrt (2 * dE / dm) = sqrt (k) * sqrt (2 * dE / dm)

Вот он, результат -- несмотря на то что скорость истечения разгоняемой части газа оказалась в 1/sqrt(k) раз больше, удельный импульс в итоге получился МЕНЬШЕ чем был.   Нетрудно убедиться более аккуратными расчётами что никакими ухищрениями УИ выше чем квадратный корень из удвоенной удельной теплоты сгорания топлива не сделать, иначе это будет противоречить з-ну сохранения энергии-импульса.

[Андрей Суворов]

Из вашего, безусловно, правильного, рассуждения, есть один незаметный, но имеющий реальное значение, исключительный случай - вода, образующаяся при сгорании водорода в кислороде, может быть реальным полезным грузом. Значит, нагревая кислородно-водородными горелками жидкий водород, и используя его, как рабочее тело, а воду конденсируя, охлаждая до 4 градусов, и направляя обратно в бак, можно "немножко обмануть природу". Воду мы потом выпьем, или разложим обратно на кислород и водород в стационарном реакторе на поверхности Луны, скажем, ну, короче, чистой воде применение всегда найдётся.

[Гусев_А]

Я сейчас не помню источник, но читал я такое, что кто то проводил наблюдения за какими то птичками. Они летят над океаном на большое растояние, и за полет расходуют своей массы на много меньше, чем можно было бы предположить. Короче нет ни одного химического топлива, которого бы хватило на совершения такой работы, если даже предположить, что им все время дул попутный ветер, и сопровождали восходящие потоки.

Я сам не знаю, как переваренную через биологические процессы химическую (если химическую?) энергию можно применить, но с ней или расчеты нужно делать не так, или я не знаю.

[gans3]

Очередная хитроумная попытка вытащить себя из болота за волосы =)

Ещё раз, что такое удельный импульс Isp -- это импульс, передаваемый ракете в расчёте на еденицу массы израсходованного топлива, Isp = dp / dm, еденица измерения -- метры в секунду.

(Вспоминаем второй закон Ньютона в виде p = m * v, ну или dp = dm * v;  или же dp/dm = Isp =  v, вот и получили что удельный имульс численно равен скорости истечения газов.  Когда говорят удельный импульс равен столько-то секунд имеется ввиду величина, разделённая на g)

Каков теоретически максимально возможный УИ для данного вида топлива, при условии что все продукты сгорания мы выбрасываем?   Очевидно, мы должны потратить всю запасённую химическую (механическую, ядерную, божественную) энергию топлива на кинетическое движение его же частиц в одном направлении -- получим в классичеком случае из закона сохр. энергии:

 dE сгорания = dE кинетическая движении струи, то есть
 dE сгорания = (dm * v^2) / 2, и в итоге:
 v = sqrt (2 * dE/dm) = Isp.

Максимальная скорость истечения газов, а значит и максимально возможный удельный импульс зависят только от удельной теплоты сгорания dE/dm и ни от чего более!

А что будет если мы энергию горения топлива будем тратить на движение только части газа? (это как раз тот случай что вы предлагаете).  Рассмотрим простейший случай: мы неким магическим образом собираем всю теплоту сгорания топлива, некоторую часть (обозначим буквой k) газа разгоняем и отбрасываем,  а от оставшейся (1-k) части избавляемся с нулевой скоростью.    Скорость истечения разгоняемой массы газа будет равна:

dE = (k * dm * v^2) / 2
v = sqrt (2 * dE / (k * dm))

прирост импульса ракеты:

dp = k * dm * v + (1 - k) * dm * 0, или
dp = k * dm * sqrt (2 * dE / (k * dm))

и соответственно удельный импульс:

Isp = dp/dm = k * sqrt (2 * dE / (k * dm)), вынесем k ис-под корня для ясности:

Isp = k / sqrt (k)  * sqrt (2 * dE / dm) = sqrt (k) * sqrt (2 * dE / dm)

Вот он, результат -- несмотря на то что скорость истечения разгоняемой части газа оказалась в 1/sqrt(k) раз больше, удельный импульс в итоге получился МЕНЬШЕ чем был.   Нетрудно убедиться более аккуратными расчётами что никакими ухищрениями УИ выше чем квадратный корень из удвоенной удельной теплоты сгорания топлива не сделать, иначе это будет противоречить з-ну сохранения энергии-импульса.

Резюме - не разобравшись в физическом смысле феномена переписываем известное. Ну-ну.
УЯ это не горение, а взрыв. И при нем часть заряда (газы)  движутся с скорость сгорания, а часть (оболочка) схлопывается и разгоняется до 5 км\сек. За счет формы выемок. Это не  "энергию горения топлива будем тратить на движение только части газа". Это кумулятивный эффект. Откуда берется энергия на превращения металла облицовки в сильно сжатую струю, в которой металл ведет себя как жидкость. Прикиньте энергию, которую надо "сжечь", чобы сжать металл до "жидкого" состояния. Это не "магическим образом собираем всю теплоту сгорания топлива". Это утилизация взрывной волны.
Объясните с точки зрения термодинамики откуда взялась энергия на образование кумулятивного песта? Или кумулятивный пест нарушает закон сохранения энергии? при подрыве боеприпаса часть атомов перестают двигаться??? :-)

[Bell]

В порядке бреда хотелось бы узнать мнение ОЛА.

Топливный бак

Топливо - нечто вроде закиси азота. Бак разделен перегородкой -поршнем с плотностью ниже, чем у жидкой фазы. В перегородке тонкие каналы, по которым газ может переходить в верхнюю часть бака, а жидкая фаза удерживается силами поверхностного натяжения. При выработке топлива поршень свободно перемещается вниз.

Идея в том, что в невесомости такая перегородка обеспечит разделение жидкой и газообразной фазы и самонаддув бака.

[Дмитрий В.]

В порядке бреда хотелось бы узнать мнение ОЛА.

Топливный бак

Топливо - нечто вроде закиси азота. Бак разделен перегородкой -поршнем с плотностью ниже, чем у жидкой фазы. В перегородке тонкие каналы, по которым газ может переходить в верхнюю часть бака, а жидкая фаза удерживается силами поверхностного натяжения. При выработке топлива поршень свободно перемещается вниз.

Идея в том, что в невесомости такая перегородка обеспечит разделение жидкой и газообразной фазы и самонаддув бака.

насколько известно, поршень (правда без всяких отверстий) применяется в этих целях (кажется, у Гахуна даже схемка была).

[Bell]

Не, при высококипящих компонентах - за ради бога. Тут же предлагается в испаряющемся топливе. А отверстия нужны именно для отвода газовой фазы и недопущения образования пузырей газа/капель топлива.

[Дмитрий В.]

Не, при высококипящих компонентах - за ради бога. Тут же предлагается в испаряющемся топливе. А отверстия нужны именно для отвода газовой фазы и недопущения образования пузырей газа/капель топлива.

Тогда можно просто применить капиллярное заборное устройство

[Bell]

У Гахуна не нашел.

[Bell]

Не, при высококипящих компонентах - за ради бога. Тут же предлагается в испаряющемся топливе. А отверстия нужны именно для отвода газовой фазы и недопущения образования пузырей газа/капель топлива.

Тогда можно просто применить капиллярное заборное устройство

Не совсем понял, это как?

[Дмитрий В.]

Не, при высококипящих компонентах - за ради бога. Тут же предлагается в испаряющемся топливе. А отверстия нужны именно для отвода газовой фазы и недопущения образования пузырей газа/капель топлива.

Тогда можно просто применить капиллярное заборное устройство

Не совсем понял, это как?

Ну, например, как в баках ДУ СОМ Шаттла.

[fagot]

Резюме - не разобравшись в физическом смысле феномена переписываем известное. Ну-ну.
УЯ это не горение, а взрыв. И при нем часть заряда (газы) движутся с скорость сгорания, а часть (оболочка) схлопывается и разгоняется до 5 км\сек. За счет формы выемок. Это не "энергию горения топлива будем тратить на движение только части газа". Это кумулятивный эффект. Откуда берется энергия на превращения металла облицовки в сильно сжатую струю, в которой металл ведет себя как жидкость. Прикиньте энергию, которую надо "сжечь", чобы сжать металл до "жидкого" состояния. Это не "магическим образом собираем всю теплоту сгорания топлива". Это утилизация взрывной волны.
Объясните с точки зрения термодинамики откуда взялась энергия на образование кумулятивного песта? Или кумулятивный пест нарушает закон сохранения энергии? при подрыве боеприпаса часть атомов перестают двигаться???

Да в общем-то неважно, как химическую энергию топлива высвобождать - горением или взрывом, реакции при этом протекают те же самые и энергия высвобождается одинаковая. Так вот УИ больше квадратного корня из удвоенной энтальпии продуктов сгорания не получить, а поскольку ваш кусок металла никакой энергии не выделяет, она размазывается на большую массу "топлива" и УИ будет меньше, чем при сгорании чистого взрывчатого вещества с расширением газов через сопло Лаваля. Облицовка то улетит, а вот остальные продукты взрыва не устремятся за ней с той же скоростью, но при расчете УИ учитывается масса и заряда, и металла.

[gans3]

Резюме - не разобравшись в физическом смысле феномена переписываем известное. Ну-ну.
УЯ это не горение, а взрыв. И при нем часть заряда (газы) движутся с скорость сгорания, а часть (оболочка) схлопывается и разгоняется до 5 км\сек. За счет формы выемок. Это не "энергию горения топлива будем тратить на движение только части газа". Это кумулятивный эффект. Откуда берется энергия на превращения металла облицовки в сильно сжатую струю, в которой металл ведет себя как жидкость. Прикиньте энергию, которую надо "сжечь", чобы сжать металл до "жидкого" состояния. Это не "магическим образом собираем всю теплоту сгорания топлива". Это утилизация взрывной волны.
Объясните с точки зрения термодинамики откуда взялась энергия на образование кумулятивного песта? Или кумулятивный пест нарушает закон сохранения энергии? при подрыве боеприпаса часть атомов перестают двигаться???

Да в общем-то неважно, как химическую энергию топлива высвобождать - горением или взрывом, реакции при этом протекают те же самые и энергия высвобождается одинаковая. Так вот УИ больше квадратного корня из удвоенной энтальпии продуктов сгорания не получить, а поскольку ваш кусок металла никакой энергии не выделяет, она размазывается на большую массу "топлива" и УИ будет меньше, чем при сгорании чистого взрывчатого вещества с расширением газов через сопло Лаваля. Облицовка то улетит, а вот остальные продукты взрыва не устремятся за ней с той же скоростью, но при расчете УИ учитывается масса и заряда, и металла.

Ага , понятно. Значит продукты взрыва "затвердеют"? Так? Куда они полетят, не знаете, но подгоняете под желаемый ответ. И почему "с той же скоростью"? Достточно и "тротиловой", для превышения суммарного УИ.
Рассмотрите баланс подрыва кумулятивного боеприпаса. Узнаете много нового.

[Bell]

Ага , понятно. Значит продукты взрыва "затвердеют"? Так?

Нет, конечно не так.
Продукты сгорания не затвердеют, а полетят в разные стороны со скоростью, меньшей, чем струя металла.