проект Nova - 455-589 тонн на leo?

[Shestoper]

Давайте сравним.
УИ вытеснительного двигателя 248 с, F-1 263 c.
Массовое совершенство примерно 0,07 для керосиновой ступени с насосными ЖРД и 0,13 для вытеснительной (при давлении в баках 25 атм.).
Диаметр F-1 3,66 м, вытеснительного ЖРД 4,5.

Хорошо если F-1 5 штук на ступени, а если 18?
Ну ладно, допустим мы взяли ТНА с мощностью как у РД-170 (в 4 раза мощнее, чем у F-1), и сделали мега-двигатель, 4 КС от F-1.

Но вытеснительные ЖРД с низким давлением проще ещё и в том, что у них не требуется охлаждать КС топливом. Вместо сложной для изготовления камеры с двойными стенками можно применять абляционную защиту.

[Shestoper]

Нет я считал не для вакуума а для 0.05 Мпа впрочем вы правы я ошибся
 4.5 - это не радиус, а диаметр. Но все равно я против вытесните тельной системы для ЖРД первой ступени  - хотя бы простейший ТНА необходим ну и давление в камере хотя бы 5 МПа.

У меня есть просьба. Посчитайте, какой будет УИ для водородного ЖРД (соотношение компонент 6:1) при давлении в КС 1 МПа и на срезе сопла 0,005 МПа.

[Lamort]

Давление порядка нескольких десятков атмосфер. Например при давлении 25 атмосфер в сферическом баке диаметром 20 метров толщина стальной стенки понадобится 20 мм, масса бака составит 200 тонн. В такой бак влезет 4770 т кислорода.

Не можете показать как вы считали прочность и скажите, что будет если такой бак даст трещину в случае падения ракеты при аварии на старте?

[Shestoper]

Не можете показать как вы считали прочность

Рассчитывал силу давления, приходящуюся на поперечное сечение сферического бака. Потом делил это значение на диаметр бака и на прочность материала оболочки.
Для удобства силу давления считал в кгс, прочность брал в кгс/мм2, диаметр бака брал в мм. В результате получается толщина оболочки в мм.

и скажите, что будет если такой бак даст трещину в случае падения ракеты при аварии на старте?

Если упадет заправленная ракета с насосными ЖРД, тонкие баки разрушатся, компоненты топлива смешаются и взорвутся или в лучшем случае воспламенятся от работающего двигателя.
Поскольку бак вытеснительной ступени изготовлен с полуторным запасом прочности - возможно он и выдержит падение. Если нет - тоже будет фейерверк.
Обычные ракеты тоже делают с запасом прочности, но там баки гораздо более хлипкие, падения не переживут.

[Lamort]

Не можете показать как вы считали прочность

Рассчитывал силу давления, приходящуюся на поперечное сечение сферического бака. Потом делил это значение на диаметр бака и на прочность материала оболочки.
Для удобства силу давления считал в кгс, прочность брал в кгс/мм2, диаметр бака брал в мм. В результате получается толщина оболочки в мм.

Какой вы брали предел прочности для стали?

и скажите, что будет если такой бак даст трещину в случае падения ракеты при аварии на старте?

Если упадет заправленная ракета с насосными ЖРД, тонкие баки разрушатся, компоненты топлива смешаются и взорвутся или в лучшем случае воспламенятся от работающего двигателя.
Поскольку бак вытеснительной ступени изготовлен с полуторным запасом прочности - возможно он и выдержит падение. Если нет - тоже будет фейерверк.
Обычные ракеты тоже делают с запасом прочности, но там баки гораздо более хлипкие, падения не переживут.

В случае если в баке избыточное давление в 25 атмосфер вы получите струю жидкого кислорода под давлением в 25 атмосфер, при этом даже не обязательно чтобы бак лопнул, кислород наверняка будет выбивать через топливную систему.
 Если бак уцелеет, то в результате пожара кислород перегреется, закипит и вы получите "взрыв парового котла" массой около 5000 тонн.

 Если же бак под низким давлением наддува, он просто лопнет, кислород быстро растечётся и испарится.

 Можете проделать личный имитационный опыт, возьмите пропановый баллон, суньте в костёр минут на 5-10, а потом начинайте что-то делать.

[Shestoper]

вы получите "взрыв парового котла" массой около 5000 тонн.

На фоне взрыва и горения сотен тонн керосина это мелочи.

[Shestoper]

Какой вы брали предел прочности для стали?

Брал предел текучести 900 МПа (высокопрочная аустенситная сталь, хорошо формуется и сваривается) и полуторный запас прочности.

[Lamort]

Какой вы брали предел прочности для стали?

Брал предел текучести 900 МПа (высокопрочная аустенситная сталь, хорошо формуется и сваривается) и полуторный запас прочности.

Она у вас золотая будет эта ракета, ваш бак будет стоить дороже продвинутого ЖРД.

[Shestoper]

Она у вас золотая будет эта ракета, ваш бак будет стоить дороже продвинутого ЖРД.

Ссылку на стоимость проката, пожалуйста.

[Дмитрий В.]

Какой вы брали предел прочности для стали?

Брал предел текучести 900 МПа (высокопрочная аустенситная сталь, хорошо формуется и сваривается) и полуторный запас прочности.

Для емкостей высокого давления коэф-т безопасности (а вовсе не запас прочности) берется обычно не менее 2,0, емнип. И расчет ведется по рарушающим напряжениям (т.е. по запасу временной прочности, "сигма в"). Для сфермического бака по безмоментной теории толщина оболочки бака = 0,5*Коэф-т безопасности*Избыточное давление в баке (максимальное)*радиус сферы/сигма в

[Shestoper]

Для емкостей высокого давления коэф-т безопасности (а вовсе не запас прочности) берется обычно не менее 2,0, емнип. И расчет ведется по рарушающим напряжениям (т.е. по запасу временной прочности, "сигма в"). Для сфермического бака по безмоментной теории толщина оболочки бака = 0,5*Коэф-т безопасности*Избыточное давление в баке (максимальное)*радиус сферы/сигма в

Если вместо предела текучести посчитать прочность на разрыв (1.3 ГПа), коэффициент безопасность в районе 2 и получится.
Стенка 20 мм при давлении 2,5 МПа в 20-метровом баке.

[Дмитрий В.]

Она у вас золотая будет эта ракета, ваш бак будет стоить дороже продвинутого ЖРД.

Ссылку на стоимость проката, пожалуйста.

Года три назад тонна листовой нержавейки стоила где-то 200-300 тыс. р.

[Shestoper]

Года три назад тонна листовой нержавейки стоила где-то 200-300 тыс. р.

То есть 10 тыс. долларов. На 20-метровый бак её пойдет почти 200 тонн. 2 миллиона $.
Керосиновый бак меньше, но посчитаем столько же - всего 4 миллиона $.
Порядка 0,5-1% от стоимости пуска.

[Lamort]

Она у вас золотая будет эта ракета, ваш бак будет стоить дороже продвинутого ЖРД.

Ссылку на стоимость проката, пожалуйста.

Стоимость проката это ерунда, вот стоимость изготовления такой штуковины будет запредельная.

[Lamort]

Года три назад тонна листовой нержавейки стоила где-то 200-300 тыс. р.

То есть 10 тыс. долларов. На 20-метровый бак её пойдет почти 200 тонн. 2 миллиона $.
Керосиновый бак меньше, но посчитаем столько же - всего 4 миллиона $.
Порядка 0,5-1% от стоимости пуска.

Сделайте мне кубическую ёмкость из нержавейки объёмом 1 кубический метр по цене металлопроката.

[Shestoper]

Стоимость проката это ерунда, вот стоимость изготовления такой штуковины будет запредельная.

А гнуть, варить и фрезеровать 40-мм плиты из высокопрочного алюминиевого сплава - это конечно ерунда.

[Lamort]

Стоимость проката это ерунда, вот стоимость изготовления такой штуковины будет запредельная.

А гнуть, варить и фрезеровать 40-мм плиты из высокопрочного алюминиевого сплава - это конечно ерунда.

Нет, не ерунда, разумеется, но вы ведь собрались получить швы равные по прочности листу, не так ли?
 Если нет, то скиньте с прочности порядок.

[Shestoper]

вы ведь собрались получить швы равные по прочности листу, не так ли?

Да. И это возможно для гладкого листа, если в зоне шва он утолщается (навариваются валики).
Вот результаты испытаний прочности сварных швов для высокопрочной стали: http://svarka74.ru/articles/svarka-vysokoprochnykh-i-sverkhprochnykh-sortov-stali/
Прочность швов очень близка к прочности листа.

[Lamort]

вы ведь собрались получить швы равные по прочности листу, не так ли?

Да. И это возможно для гладкого листа, если в зоне шва он утолщается (навариваются валики).
Вот результаты испытаний прочности сварных швов для высокопрочной стали: http://svarka74.ru/articles/svarka-vysokoprochnykh-i-sverkhprochnykh-sortov-stali/
Прочность швов очень близка к прочности листа.

Да, я в курсе, есть такие технологии, только во что они обойдутся при изготовлении ёмкости диаметром 20 метров.

 Скажите, вам вместо этого супербака не приходила в голову идея сделать ТНА на 25 атмосфер?

[Shestoper]

Да, я в курсе, есть такие технологии, только во что они обойдутся при изготовлении ёмкости диаметром 20 метров.

Валик наварить? В 2 копейки.