Переохлаждение компонентов.

[Salo]

А почему в блоке ДМ не использовали переохлаждённые компоненты?
Бак ЖК да и керосина тоже в ЭВТИ. РЗТ в РБ маленький (16,6 т) и проблем с переохлаждением быть не должно. А массовое совершенство сразу возрастёт и ПН тоже. Думаю для Зенита -3SLБ с Байконура увеличение ПН на ГПО процентов на 10 лишним бы не было. :wink:

Все блоки Зенита -33SLБ заправляются из одной бочки. Приспособление двигателя 1-й ступени к переохлаждённому кислороду вылетит в копеечку. ИМХО, конечно.

Почему?
В крайнем случае его можно подогревать в теплообменнике. Но  какие собственно проблемы?

[Salo]

Кстати переход на переохлаждённый кислород максимальный эффект должен дать на Зените, с его автоматической заправкой и коротким предстартовым периодом.
А выигрыш в РЗТ и ПН в 10% был бы совсем не лишним.

[fagot]

Ну в ПН все же выигрыш будет меньше 10-ти % И керосин тоже нужно охлаждать.

[Salo]

Да, наврал.  :oops:
Так что совсем нет смысла этим заниматься?
Неужели выигрыш не перекроет расходы?

[Shestoper]

Водородом надо заниматься, водородом. И будет Вам счастье  

[Salo]

И ТТУ на первой ступени. :wink:

[Salo]

Водородом надо заниматься, водородом. И будет Вам счастье  

То что в новые ракеты надо закладывать водород это понятно. Что КРБ надо водородные делать тоже. Но выжать последние крпохи из существующей ракеты, скажем из Зенита, тоже заманчиво. Кстати на Морском старте вроде бы водород даже не планируется. А ПН на ГПО приподнять можно. :wink:

[fagot]

Да, наврал.  :oops:
Так что совсем нет смысла этим заниматься?
Неужели выигрыш не перекроет расходы?

Так считать надо. Надеюсь те, кому это по должности положено, соотношение выгод и затрат прикидывали. Но в целом выигрыш мал, процентов 5 может быть.

[KrioG]

А почему в блоке ДМ не использовали переохлаждённые компоненты?

Отчего же не использовали? Использовали, используют и будут использовать.
 

Все блоки Зенита -33SLБ заправляются из одной бочки.

Ошибаетесь. Разгонный блок заправляется из своей бочки, баки первой и второй ступени - из своей. Температуры заправляемого кислорода тоже разные.

В крайнем случае его можно подогревать в теплообменнике. Но какие собственно проблемы?

Проблем никаких. Но посудите сами: сначала вы переохладите ~300 тонн ЖК, а потом, поскольку переохлажденного требуется только ~10 тонн, вам придется нагревать 290 тонн. Как то это...нерационально.

[mihalchuk]

Все блоки Зенита -33SLБ заправляются из одной бочки.

Ошибаетесь. Разгонный блок заправляется из своей бочки, баки первой и второй ступени - из своей. Температуры заправляемого кислорода тоже разные.

Интересные подробности. Система заправки другая, не как на Морском Старте? А где берут переохлаждённый кислород?

[Salo]

Дык отсюда и берут:

Агрегат-заправщик РБ жидким кислородом снят с колес и установлен на фундаменте

[Salo]

В крайнем случае его можно подогревать в теплообменнике. Но какие собственно проблемы?

Проблем никаких. Но посудите сами: сначала вы переохладите ~300 тонн ЖК, а потом, поскольку переохлажденного требуется только ~10 тонн, вам придется нагревать 290 тонн. Как то это...нерационально.

Имелось ввиду подогревать в теблообменнике в ЖРД перед газогенератором.  :wink:

[Salo]

Ну в ПН все же выигрыш будет меньше 10-ти % И керосин тоже нужно охлаждать.

У Губанова о Зените:

Увеличение заправки топливных баков первой ступени дает прирост массы полезного груза до одной тонны, при перезаправке на 10 %. В настоящей схеме ракеты масса топлива первой ступени составляет 318т, второй - 80,8 т.

Тонна это примерно
14,8т/13,8т*100%=107,25%  
Что-то даст и вторая ступень. Так что почти 10%. :wink:

[Salo]

Кстати переход на переохлаждённый кислород максимальный эффект должен дать на Зените, с его автоматической заправкой и коротким предстартовым периодом.
А выигрыш в РЗТ и ПН в 10% был бы совсем не лишним.

Есть тут одно но. У АМг6-Н с понижением температуры снижается прочность. А тут ещё и РЗТ возростает, а значит и нагрузки.

[Salo]

Ещё один вариант использования переохлаждённого кислорода:

Ещё один вариант модернизации Союза 2-1б. :wink:
РД-0155К судя по всему умер. РД-120  делают в Днепропетровске.
НК-39К имеет слишком малую тягу у Земли (30тс), да и УИ у него не лучше чем у РД-107А, РД-108А.  
Остаётся НК-33. Но у него в исходном варианте слишком большая тяга (154 тс).
Однако его можно дефорсировать  http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/240/25.shtml :


Как видим давление в КС можно снизить вплоть до71,2 атм. Но нам столько не нужно. Снижаем его до 100-110 атм. Т.е. примерно на треть.
На боковушках тяга в вакууме бкдет  116 тс, на ЦБ 112 тс.  Бак ЖК наддуваем подогретым в теплообменнике кислородом. Бак керосина наддуваем генераторным газом забалластированным керосином. Первоначальный наддув баков гелием из шар-баллонов в баке ЖК. ХО с целью предотвращения пожара наддуваем тем же гелием.
Тороидальные баки перекиси и жидкого азота ликвидируем за ненадобностью.
НК-33 длиннее РД-107А и РД-108А на 840 мм.  Если получится баки еросина немного удлиняем увеличивая заправку керосином. Объём баков ЖК оставляем без изменения, но заливаем переохлаждённый кислород. Это позволит увеличить заправку кислородом на 10% (каждой боковушки на 2,75т,  а ЦБ на 6,5т). В результате соотношение компонентов с 2,39-2,47 изменится на 2,6-2,7 и станет близким к оптимальному (2,62).
Стартовая масса возрастёт до 329т, а ПН на НЗО 200 км до примерно 10-11т в зависимости от УИ которое удастся получить при таком понижении давления в КС. :wink:

Плюс состоит в том, что переделки баков боковушек в этом случае минимальные, а соотношение компонентов можно изменить под двигатеь замкнутой схемы.

[Salo]

Вот что писал Дмитрий В. в своём посте "Пределы модернизации РН «Союз»."

Кроме того, за счет высвобождения объемов в ХО блоков, а также переохлаждения компонентов топлива ( с целью повышения их плотности), возможно увеличение заправки ББ и ЦБ, предположительно на 10% при неизменной сухой массе и габаритах блоков (впрочем, переохлаждение компонентов может прилично повысить эксплуатационные затраты).

Под эксплуатационными затратами видимо имеется ввиду доохлаждение кислорода и керосина. Снизить эти затраты можно видимо дополнительной термоизоляцией баков. Скажем задуть рипором. Но тут сразу растёт сухая масса и эффект от 10% выигрыша в РЗТ тает на глазах.

[Salo]

Наилучшим образом переохлаждение компонентов подходит видимо для кислородно-метановых ступеней. Все компоненты криогенные.
Температура кипения метана -162 градуса, температура замерзания -184 градуса. У кислорода -183 градуса и -219 градусов соответственно.

[Peter]

Температура кипения метана -162 градуса, температура замерзания -184 градуса. У кислорода -183 градуса и -219 градусов соответственно.

Тут нужно помнить о давлении (наддув в баках).
Вообще, переохлаждение нужно только по причине плохого массового совершенства баков... На Атласах оно было ни к чему... Сейчас уже есть хорошие материалы*, снимающие с повестки дня эту идею - только их надо осваивать. Но некому - прикладная наука, слабая и в СССР - сейчас практическм убита.

*например, слойка титан - алюминий, сваренные вакуумно, нанометровыми слоями, и затем опрессованная.

[fagot]

Тут нужно помнить о давлении (наддув в баках).
Вообще, переохлаждение нужно только по причине плохого массового совершенства баков... На Атласах оно было ни к чему... Сейчас уже есть хорошие материалы*, снимающие с повестки дня эту идею - только их надо осваивать. Но некому - прикладная наука, слабая и в СССР - сейчас практическм убита.

Переохлаждение дает выигрыш при любом совершенстве. На Атласах от той технологии отказались, видно была очень простой и удобной. :wink:

*например, слойка титан - алюминий, сваренные вакуумно, нанометровыми слоями, и затем опрессованная.

Чтобы дороже было?

[Дмитрий В.]

Вообще, переохлаждение нужно только по причине плохого массового совершенства баков...

Кроме повышения массового совершенства, переохлаждение позволяет также сократить потери криогенных компонентов на испарение.