40-тонник: ищем оптимальное решение.

[Peter]

Где-то по реактивным движкам встречалась инфа, что при близком расположении сопел - таки тяга падает, потери до 10%. Кажется, это было насчет F/A-18 (анализ компоновки), но за давностью лет - уже не вспомню, откуда я это взял.

[Дмитрий В.]

Компромиссным вариантом, между "навороченной" ступенью и ступенью "с ВСП", имхо, будет керосиновый/метановый блок с насосной подачей и ЖРД открытой схемы с умеренными параметрами, либо с дожиганием генераторного газа при умеренном давлении в КС. Тогда можно существенно уменьшить стартовую массу (и габариты) РН, а на второй ступени применить один из разработанных ЖРД, например, РД-0120. Либо новый водородный ЖРД замкнутой схемы в классе тяги 150-180 тс (вдвое меньше предлагаемой Shestoper'ом) с умеренным давлением (порядка 120-150 атм). В отработке и производстве такой ЖРД будет не дороже, чем 400-тонник открытой схемы.

[Александр Ч.]

Я посмотрел параметры отдельных рядов двигателей, вот оттуда и взял 3%. Хотя это может быть и ошибка в исходных данных разных источников.

Если общий ТНА обеспечивает то же давление и соотношение компонентов в камерах, что и в  исходном двигателе, суммарная тяга не уменьшится.

Да, так должно быть, и отдельные ряды это и демонстрируют.
Вывод, данные для "частей" данны с "округлением", т.е., например, 1.1 = 2  :roll:

[Дмитрий В.]

Да, так должно быть, и отдельные ряды это и демонстрируют.
Вывод, данные для "частей" данны с "округлением", т.е. 1.1 = 2  :roll:

А Вы можете привести примеры "рядов", подтверждающих падение характеристик (в первую очередь, по тяге и УИ) при переходе от однокамерной к двух- четырехкамерной схеме?

[Новичок]

Джентельмены, а не решить ли спор иначе? Скажем автор темы октроет опрос примерно следующего содержания
(точная формулеровка на его просвещенное усмотрение):
Что участники форума считают более перспетивным при содании будущих РН тяжелого класса и выше:
- создание нижних ступеней и мощных ДУ с использование вытеснительной схемы;
_ создание нижних ступеней и мощных ДУ с использование насосной схемы;
И пусть форумчане выскажутся.

[Дмитрий В.]

Джентельмены, а не решить ли спор иначе? Скажем автор темы октроет опрос примерно следующего содержания
(точная формулеровка на его просвещенное усмотрение):
Что участники форума считают более перспетивным при содании будущих РН тяжелого класса и выше:
- создание нижних ступеней и мощных ДУ с использование вытеснительной схемы;
_ создание нижних ступеней и мощных ДУ с использование насосной схемы;
И пусть форумчане выскажутся.

Можно, конечно. Но голосование здесь не причем. Расчеты надобны по экономике. К сожалению, ни одной толковой методы под рукой нет.

[fagot]

Где-то по реактивным движкам встречалась инфа, что при близком расположении сопел - таки тяга падает, потери до 10%. Кажется, это было насчет F/A-18 (анализ компоновки), но за давностью лет - уже не вспомню, откуда я это взял.

Скорее всего вы что-то перепутали.

[Александр Ч.]

Да, так должно быть, и отдельные ряды это и демонстрируют.
Вывод, данные для "частей" данны с "округлением", т.е. 1.1 = 2  :roll:

А Вы можете привести примеры "рядов", подтверждающих падение характеристик (в первую очередь, по тяге и УИ) при переходе от однокамерной к двух- четырехкамерной схеме?

Перепроверил, был сильно не прав  :oops: , ошибся на два порядка, т.е. 0.03%, а не 3%, плюс еще парочка методологических ошибок.

[Peter]

Где-то по реактивным движкам встречалась инфа, что при близком расположении сопел - таки тяга падает, потери до 10%. Кажется, это было насчет F/A-18 (анализ компоновки), но за давностью лет - уже не вспомню, откуда я это взял.

Скорее всего вы что-то перепутали.

Очень может быть. Но смысл был примерно такой: сопла двигателей нужно разносить на... (сколько-то), иначе теряется тяга.

Интерференционное сопротивление (?)
Впрочем, на него многое можно списать. Но если вспомнить шататовцев последних двух поколений (истребители) - то нигде сопла не размещены вплотную.

[fagot]

Очень может быть. Но смысл был примерно такой: сопла двигателей нужно разносить на... (сколько-то), иначе теряется тяга.

Интерференционное сопротивление (?)
Впрочем, на него многое можно списать. Но если вспомнить шататовцев последних двух поколений (истребители) - то нигде сопла не размещены вплотную.

А если впомнить многокамерные ЖРД?  :wink:

[Новичок]

Можно, конечно. Но голосование здесь не причем. Расчеты надобны по экономике. К сожалению, ни одной толковой методы под рукой нет.

Не, опрос вещь хорошая, причем опрос после обсуждения, когда произошел обмен мнениями сторон. Да и к тому же конечный итог темы должен же быть.
Что по части экономики, то это за пределами реального, из-за полного отсутствия  даже приближенных исходных данных.

[Peter]

А если впомнить многокамерные ЖРД?

То они все мерились и в однокамерном варианте ?

А УИ плясал в пределах +-5% на ранних точно.

[Shestoper]

Можно вспомнить РД-170, РД-180, РД-190 - УИ в однокамерных и двухкамерных двигателях чуть выше, но при несколько большем давлении в КС, чем у РД-170.
Так что при нормальной компоновке движка многокамерность не оказывает существенного влияния на УИ.

[Shestoper]

Компромиссным вариантом, между "навороченной" ступенью и ступенью "с ВСП", имхо, будет керосиновый/метановый блок с насосной подачей и ЖРД открытой схемы с умеренными параметрами, либо с дожиганием генераторного газа при умеренном давлении в КС. Тогда можно существенно уменьшить стартовую массу (и габариты) РН, а на второй ступени применить один из разработанных ЖРД, например, РД-0120. Либо новый водородный ЖРД замкнутой схемы в классе тяги 150-180 тс (вдвое меньше предлагаемой Shestoper'ом) с умеренным давлением (порядка 120-150 атм). В отработке и производстве такой ЖРД будет не дороже, чем 400-тонник открытой схемы.

Да, оптимумом по стоимости на первой ступени будет либо ЖРД с ВСП, либо один 4-камерный метановый ЖРД открытой схемы на 1400-1500 тонн с давлением ~ 100 атм (под такое давление и тягу ТНА понадобится не более мощный, чем на РД-170).
Так "на пальцах" сложно сказать, какой вариант будет дешевле.
Ступень с ВСП конструктивно проще, но при равной ХС и массе второй ступени её заправленная масса больше примерно в полтора раза, а сухая - втрое.

[Александр Ч.]

Мда, оказалось много ошибок сделал.
Тяга: 616/686 тс
Удельный импульс 297/331 с
Масса: около 5 тонн
Высота: 3705 мм
Диаметр: 3600 мм
Масса и габариты прикинуты опираясь только на IMHO. Кто-нибудь может прикинуть, как повлияет замена четырех ТНА на один? Может есть готовый?

[fagot]

То они все мерились и в однокамерном варианте :wink: ?

Ну возьмите связку двигателей - на первой ступени многих жидкостных МБР они стоят и на нижних ступенях Протона. Как вы вообще представляете влияние на УИ и тягу от взаимодействия реактивных струй, уже покинувших сопло? Возникал конечно на Н-1 заметный донный эффект, но непосредственного влияния на тягу отдельной камеры их близкое расположение не оказывает.

А УИ плясал в пределах +-5% на ранних точно.

Это где?

[fagot]

Можно вспомнить РД-170, РД-180, РД-190 - УИ в однокамерных и двухкамерных двигателях чуть выше, но при несколько большем давлении в КС, чем у РД-170.
Так что при нормальной компоновке движка многокамерность не оказывает существенного влияния на УИ.

Разница в УИ у этих двигателей не имеет никакого отношения к числу камер.

[fagot]

Удельная масса ТНА может немного и уменьшится, но возникнут гибкие газоводы и рулевые приводы, которых не было в исходном НК-33, более мощная общая рама, так что масса скорее всего побольше будет, около 6-ти тонн. А вот ТНА можно расположить горизонтально между камерами в районе критики, немного уменьшив высоту.

[Александр Ч.]

Масса и габариты прикинуты опираясь только на IMHO. Кто-нибудь может прикинуть, как повлияет замена четырех ТНА на один? Может есть готовый?

Удельная масса ТНА может немного и уменьшится, но возникнут гибкие газоводы и рулевые приводы, которых не было в исходном НК-33, так что масса скорее всего побольше будет, около 6-ти тонн.

Возможно, масса просто четырех НК-33 будет  4960кг (4*1240) + сколько-то на их объединение в один блок. Тогда возникает вопрос, а столь ли необходим новый ТНА, тем более если готового нет?

[fagot]

[Возможно, масса просто четырех НК-33 будет  4960кг (4*1240) + сколько-то на их объединение в один блок. Тогда возникает вопрос, а столь ли необходим новый ТНА, тем более если готового нет?

Просто НК-33 тоже понадобятся рулевые приводы, а один ТНА дешевле четырех. К тому же если немного форсировать двигатель по давлению в камерах, новый ТНА будет оптимальнее.