Страшный зверь ВОДОРОД.

[fagot]

Нет. По определению идеальная располагаемая ХС (рассчитываемая по ф-ле Циолковского)- это максимальная скорость которую ракета может достичь, двигаясь прямолинейно В ПУСТОТЕ только под действием силы тяги (ну, может и не буквально сформулировал, но близко к смыслу). Соответственно УИ берется пустотный. Разница между УИ в пустоте и у земли учитывается в потерях ХС на статическое противодавление.

Определения определениями, но вообще говоря формуле Циолковского все равно, какой УИ в нее подставлять и каким способом учесть потери.

[fagot]

Пожалуй вытянет. Особенно если оснастить двигатель первой ступени высотным насадком, и выдвигать его выше 20 км - тогда средний УИ для первой ступени может быть в районе 380.

Ну если УИ у земли 380 секунд, интегральный будет явно выше, а уж с насадком и подавно.

[Дмитрий В.]

Нет. По определению идеальная располагаемая ХС (рассчитываемая по ф-ле Циолковского)- это максимальная скорость которую ракета может достичь, двигаясь прямолинейно В ПУСТОТЕ только под действием силы тяги (ну, может и не буквально сформулировал, но близко к смыслу). Соответственно УИ берется пустотный. Разница между УИ в пустоте и у земли учитывается в потерях ХС на статическое противодавление.

Определения определениями, но вообще говоря формуле Циолковского все равно, какой УИ в нее подставлять и каким способом учесть потери.

Конечно! Можно подставить нулевой УИ и получить ХС=0
А если серьезно, то подстановка приземного или "интегрального" УИ приводит к большим погрешностям, либо к двойному учету потерь: например, те же потере на противодавление учтены в уменьшении УИ, да еще и в потребной ХС :cry:

[Дмитрий В.]

Легко! Уменьшаем степень расширения  - приземный УИ растет, пустотный - падает. Так же как и у любого ЖРД, не только водородного.

Мда? А сколько тогда можно выжать из водородника вблизи земли? Секунд 370?

Тогда преимущества метана уменьшаются. Близкой ХС первой ступени (при прочих равных условиях) на нём уже не получить. Но думаю экономически метан на первой ступени все равно выгоднее, с учетом его дешевизны.

В проекте 14Д12 - вариант РД-0120 с раздвижным соплом - приземный УИ был порядка 388 с, а пусмтотный 461-462 с.

[Дмитрий В.]

Мда? А сколько тогда можно выжать из водородника вблизи земли? Секунд 370?

RS-68 c никудышным давлением в камере и абляционным охлаждением сопла легко дает 360 секунд - больше, чем ССМЕ, если обрезать сопло у ССМЕ, он и 380 секунд выдаст.

Пожалуй вытянет. Особенно если оснастить двигатель первой ступени высотным насадком, и выдвигать его выше 20 км - тогда средний УИ для первой ступени может быть в районе 380.
А для верхней ступени - в районе 470 секунд.
Тогда нужно крепко подумать и посчитать, может быть водород и на первой ступени выгоднее.

Да чего думать-то? Все считается. Сравниваете по расчету две РН - чисто водородную и с метаном на первой ступени. Результат будет примерно такой: по мю ПН чистый водородник будет несколько лучше, а метановый (с водородной 2 ст.) будет, скорее всего, иметь выигрыш по массе конструкции. Со стоимостью сложнее, на пальцах не посчитаешь - нужна хорошая модель.

[ааа]

У англичан был прект практически одноступенчатого носителя HOTOL.

А у нас есть проект инерцоида!

"Хотол" был довольно реальным, а не фантастическим проектом.
Просто его закрыли по финансовым причинам.

Не, в плане реализма Хотолу до инерцоида далеко.
Скоро, скоро инерцоид забороздит просторы Вселенной!
А вообще надо бы построить и запустить летающую тарелку с пиктограммами. Реализовать вековую мечту человечества.

[Salo]

Мда? А сколько тогда можно выжать из водородника вблизи земли? Секунд 370?

RS-68 c никудышным давлением в камере и абляционным охлаждением сопла легко дает 360 секунд - больше, чем ССМЕ, если обрезать сопло у ССМЕ, он и 380 секунд выдаст.

Пожалуй вытянет. Особенно если оснастить двигатель первой ступени высотным насадком, и выдвигать его выше 20 км - тогда средний УИ для первой ступени может быть в районе 380.
А для верхней ступени - в районе 470 секунд.
Тогда нужно крепко подумать и посчитать, может быть водород и на первой ступени выгоднее.

У НК-33-1 насадок раскрывается на высоте 10 км.

[Shestoper]

Да чего думать-то? Все считается. Сравниваете по расчету две РН - чисто водородную и с метаном на первой ступени. Результат будет примерно такой: по мю ПН чистый водородник будет несколько лучше, а метановый (с водородной 2 ст.) будет, скорее всего, иметь выигрыш по массе конструкции. Со стоимостью сложнее, на пальцах не посчитаешь - нужна хорошая модель.

Мю ПН у чисто водородной ракеты будет выше процентов на 15, а масса сухой метановой первой ступени - меньше процентов на 5-7. Но легче она будет за счет баков, а силовая установка для неё нужна будет более мощная (из-за меньшей мю ПН).
Что касается стоимости - однозначно трудно сказать. С одной стороны, водород дорогой. С другой стороны - плюсы унификации водородных двигателей первой и второй ступени.
Если учитывать нашу конкретную ситуацию, когда готовых метановых движков пока нет, чистый водород может оказаться предпочтительнее - нечто вроде Дейтрона.

[Bell]

Мда? А сколько тогда можно выжать из водородника вблизи земли? Секунд 370?

RS-68 c никудышным давлением в камере и абляционным охлаждением сопла легко дает 360 секунд - больше, чем ССМЕ, если обрезать сопло у ССМЕ, он и 380 секунд выдаст.

Пожалуй вытянет. Особенно если оснастить двигатель первой ступени высотным насадком, и выдвигать его выше 20 км - тогда средний УИ для первой ступени может быть в районе 380.
А для верхней ступени - в районе 470 секунд.
Тогда нужно крепко подумать и посчитать, может быть водород и на первой ступени выгоднее.

У НК-33-1 насадок раскрывается на высоте 10 км.

Насадок должен раскрываться просто в точке переечения кривых

[sychbird]

Имеется в ввиду альтернатива магистральным и распределительным электросетям.

Трубопроводные сети как альтернатива электрическим? Неслабая такая альтернатива...

Неслабая, потери в сетях не ниже 40%, нет зависимости от климатических эксцессов, возможность использования газовой инфраструктуры.

[Shestoper]

Ну, в общем-то, для одноразовой РН -4-5% мю ПН - это предел, но достижимый. Маловато, конечно.

А если одноступенчатая РН со сбрасываемыми двигателями?
Например один 14Д12 и 2 сбрасываемых РД-180.
Для максимального массового совершенства лучше все-таки три компонента, у керосина бак маленький.
Сбрасываемые двигатели в перспективе можно спасать.
Если применить баки с совмещенными днищами (водородный, кислородный, керосиновый), то можно добиться высокого массового совершенства конструкции.
Например если бы на второй ступени Энергии стояли бы баки кислорода и керосина c емкостью, равной бакам первой ступени, они увеличили бы сухую массу второй ступени всего на 12-13 тонн.

[Shestoper]

Я сейчас прикинул - при УИ водородного двигателя 400 с у земли и 470 в вакууме трехкомпонентники уже не дают заметного выигрыша в сухой массе конструкции при заданной ПН.
Такой высокий УИ вполне можно достичь, если применить раздвижное сопло и повысить давление в КС.
Повысить давление в КС примерно до 300 атм. возможно при использовании схемы газ-газ. Для водородников применение этой схемы облегчается тем, что насосы водорода и кислорода в идеале должны работать на существенно разных оборотах (для водорода обороты должны быть в несколько раз выше). Поэтому например в SSME, чтобы не делать тяжелый редуктор, каждый насос приводится в действие отдельной турбиной, имеющей отдельный газогенератор. Нужно только сделать один газогенератор на сладком газе, а другой на кислом (на SSME газ только сладкий).
Степень расширения сопла при выдвижении насадка должна меняться с 20-27 до 100-110.
Тогда при применении на одноступенчатой ракете двух сбрасываемых двигателей и одного несбрасываемоего, при стартовой тяговооруженности ~ 1,4-1,5 вполне реально достичь мю ПН 5-6%.

[Дмитрий В.]

Я сейчас прикинул - при УИ водородного двигателя 400 с у земли и 470 в вакууме трехкомпонентники уже не дают заметного выигрыша в сухой массе конструкции при заданной ПН.
Такой высокий УИ вполне можно достичь, если применить раздвижное сопло и повысить давление в КС.
Повысить давление в КС примерно до 300 атм. возможно при использовании схемы газ-газ. Для водородников применение этой схемы облегчается тем, что насосы водорода и кислорода в идеале должны работать на существенно разных оборотах (для водорода обороты должны быть в несколько раз выше). Поэтому например в SSME, чтобы не делать тяжелый редуктор, каждый насос приводится в действие отдельной турбиной, имеющей отдельный газогенератор. Нужно только сделать один газогенератор на сладком газе, а другой на кислом (на SSME газ только сладкий).
Степень расширения сопла при выдвижении насадка должна меняться с 20-27 до 100-110.
Тогда при применении на одноступенчатой ракете двух сбрасываемых двигателей и одного несбрасываемоего, при стартовой тяговооруженности ~ 1,4-1,5 вполне реально достичь мю ПН 5-6%.

Сброс ЖРД - это уже не одноступенчатая РН. И геморроя больше, чем со сбросом обычных блоков. Вся прелесть одноступов - простота конструкции и, в потенциале - полное отсутствие зон отчуждения под поля падения ОЧ.

[Дмитрий В.]

Я сейчас прикинул - при УИ водородного двигателя 400 с у земли и 470 в вакууме трехкомпонентники уже не дают заметного выигрыша в сухой массе конструкции при заданной ПН.
Такой высокий УИ вполне можно достичь, если применить раздвижное сопло и повысить давление в КС.
Повысить давление в КС примерно до 300 атм. возможно при использовании схемы газ-газ. Для водородников применение этой схемы облегчается тем, что насосы водорода и кислорода в идеале должны работать на существенно разных оборотах (для водорода обороты должны быть в несколько раз выше). Поэтому например в SSME, чтобы не делать тяжелый редуктор, каждый насос приводится в действие отдельной турбиной, имеющей отдельный газогенератор. Нужно только сделать один газогенератор на сладком газе, а другой на кислом (на SSME газ только сладкий).
Степень расширения сопла при выдвижении насадка должна меняться с 20-27 до 100-110.
Тогда при применении на одноступенчатой ракете двух сбрасываемых двигателей и одного несбрасываемоего, при стартовой тяговооруженности ~ 1,4-1,5 вполне реально достичь мю ПН 5-6%.

Угу! Тоже самое я писал здесь:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=4148&postdays=0&postorder=asc&start=420

[Лютич]

И самое главное, водородник по схеме газ-газ уже разрабатывают.
Китайцы.

[Shestoper]

Сброс ЖРД - это уже не одноступенчатая РН. И геморроя больше, чем со сбросом обычных блоков. Вся прелесть одноступов - простота конструкции и, в потенциале - полное отсутствие зон отчуждения под поля падения ОЧ.

Можно не сбрасывать, но тогда ПН больше 4% не получить. Впрочем и это не так мало.
В принципе можно спасать движки даже с орбиты. Но я пока не вижу в этом особого смысла. Движки c таким УИ высоконапряженные, у них ресурс будет небольшой, а в каждом полете они будут работать долго (поскольку одна ступень). Так что хватит их ресурса максимум на 2-3 полета.
Такой одноступенчатый одноразовый носитель - переходная ступень к полностью многоразовому (когда будут освоены материалы нового поколения, которые позволят увеличить ресурс ЖРД, а также массовое совершенство конструкции, и впихнуть теплозащиту корпуса для возвращения при сухой массе носителя 8% от стартовой).

А сейчас для увеличения тяговооруженности на старте можно применять ТТУ.

[Shestoper]

И самое главное, водородник по схеме газ-газ уже разрабатывают.
Китайцы.

А можно ссылку? Какие у него планируют параметры?

[Лютич]

И самое главное, водородник по схеме газ-газ уже разрабатывают.
Китайцы.

А можно ссылку? Какие у него планируют параметры?

Про параметры не знаю. В Хайдерабаде они доложили (с фотографиями и графикамии), что делали горячий прогон масштабной модели головки этого движка.

[Дмитрий Виницкий]

Я бы проголосовал, если мне объяснили, что означает глобальное развитие водородных РН?

[sychbird]

Группа исследователей из Италии разработала топливную ячейку, работающую от энергии солнечного излучения и способную производить чистый водород из воды.

Химики-технологи из Университетов Милана и Павии разрабатывают экологически безопасные процессы получения водорода, который в будущем сможет заменить углеводородное топливо.

Новое устройство состоит из двух отделений, заполненных водой и разделенных электродом, изготовленным из платины и диоксида титана. При облучении солнечным светом или обычной лампой электрод способствует расщеплению воды на газообразные водород и кислород.

Елена Селли (Elena Selli), возглавлявшая работу над проектом, отмечает, что, несмотря на существование достаточного количества систем для фотокаталитического разложения воды, главной их проблемой является выделение водород-кислородной смеси. Очевидно, что для использования водорода, полученного таким образом, необходимо предварительное разделение гремучей смеси. Новая конструкция ячейки позволяет получать не смесь, а отдельные потоки чистых водорода и кислорода, в дальнейшей очистке которых нет необходимости.

Селли заявляет, что полученные результаты демонстрируют практическую жизнеспособность и большие перспективы чистого дешевого и экологически безопасного способа превращения солнечной энергии в энергию химическую. В настоящее время исследователи работают над увеличением эффективности ячейки, пытаясь повысить чувствительность слоя диоксида титана к видимому свету.

Источник: Chem. Commun., 2007, DOI: 10.1039/b711747g