Переохлаждение компонентов.

[Peter]

Переохлаждение дает выигрыш при любом совершенстве.

Неправда ваша.

Снижение температуры компонентов уменьшает УИ. И удорожает, к слову( об этом - в следующем абзаце). При высоком массовом совершенстве баков уже нужно считать - что мы выигрываем - заливая больше вещества в те же баки, или баки нужно удлиннить?

А теперь о слойке. Да, будет дороже. Но - при той де массе - будет держать втрое большее давление, или при том же давлении иметь существенно ( не втрое, конечно... Раза в полтора, максимум - в корень из 3) меньшую массу.

[Дмитрий В.]

Снижение температуры компонентов уменьшает УИ.

А вот с этого места - поподробнее, пожалуйста! :?:

[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.

Делаем совмещённое днище без термоизоляции. Бак ЖК сверху, бак ЖМ снизу. Наддув основными компонентами подогретыми в теплообменниках двигателя. Жидкий метан переохлаждается за счёт испарения с зеркала поверхности. Пары метана конденсируются на днище бака ЖК и стекают обратно. Т.е. доохлаждать нужно только кислоролд. :wink:

[Peter]

Снижение температуры компонентов уменьшает УИ.

А вот с этого места - поподробнее, пожалуйста! :?:

А чего подробнее? Энергия уменьшается. Отнимаем мы ее, охлаждая. КПД не меняется, следовательно, УИ меньше. Не сильно меньше, но меньше.
Если интересно - качественно этот вопрос меняется при перемене фазовых состояний. Вы же профи, не то, что я...

[Salo]

Снижение температуры компонентов уменьшает УИ.

А вот с этого места - поподробнее, пожалуйста! :?:

Очень хотелось бы получить аргументированный ответ с цифрами.  :shock:

[Дмитрий В.]

Снижение температуры компонентов уменьшает УИ.

А вот с этого места - поподробнее, пожалуйста! :?:

А чего подробнее? Энергия уменьшается. Отнимаем мы ее, охлаждая. КПД не меняется, следовательно, УИ меньше. Не сильно меньше, но меньше.
Если интересно - качественно этот вопрос меняется при перемене фазовых состояний. Вы же профи, не то, что я...

И это снижение УИ составит, вероятно, десятые или сотые доли процента от номинала (т.е. явно в пределах точности термодинамических расчетов). Между тем снижение массы конструкции за счет переохлаждения (уменьшение объема баков, криогенное упрочнение, сокращение тепловых остатков незабора топлива, снижение давления наддува) достигает порядка 10%.

[Peter]

Снижение температуры компонентов уменьшает УИ.

А вот с этого места - поподробнее, пожалуйста! :?:

Очень хотелось бы получить аргументированный ответ с цифрами.  :shock:

ъ

Цифер не будет. НЕт справочника под рукой. Но я химик, для меня это закон природы.

Если не лень, залезьте в Propep, и посмотрите дельту G при разных температурах - кое где оно там есть.

Другое дело, что при охлаждениии без фазовых переходов - это малые величины.

[Peter]

Снижение температуры компонентов уменьшает УИ.

А вот с этого места - поподробнее, пожалуйста! :?:

А чего подробнее? Энергия уменьшается. Отнимаем мы ее, охлаждая. КПД не меняется, следовательно, УИ меньше. Не сильно меньше, но меньше.
Если интересно - качественно этот вопрос меняется при перемене фазовых состояний. Вы же профи, не то, что я...

И это снижение УИ составит, вероятно, десятые или сотые доли процента от номинала (т.е. явно в пределах точности термодинамических расчетов). Между тем снижение массы конструкции за счет переохлаждения (уменьшение объема баков, криогенное упрочнение, сокращение тепловых остатков незабора топлива, снижение давления наддува) достигает порядка 10%.

Оно, в общем, верно. Но:
1) десятые доли процента - верно. Но не сотые.
2) криогенное упрочнениение - это к нынешним материалам (сплавам алюминия, довольно паршивым), а не "вообще"
3) Незобор топлива - технологическая проблема из другой оперы.
4) снижение давление наддува - это не ясно, плюс или минус. Для меня (лично для меня) - это кажется минусом.

[Salo]

2) криогенное упрочнениение - это к нынешним материалам (сплавам алюминия, довольно паршивым), а не "вообще"

Речь идёт о замене АМг-6 и АМг-6Н на алюмо-литиевые криоупрочняемые сплавы, что позволяет снизить массу конструкции как за счёт более лёгких сплавов, так и за счёт того что при низкой температуре прочность конструкции увеличивается. :wink:

3) Незобор топлива - технологическая проблема из другой оперы.
4) снижение давление наддува - это не ясно, плюс или минус. Для меня (лично для меня) - это кажется минусом.

Уменьшение давления наддувва позволяет уменьшить невыработанны остатки топлива и конечную массу блока. :wink:

[fagot]

Неправда ваша.

Снижение температуры компонентов уменьшает УИ. И удорожает, к слову( об этом - в следующем абзаце). При высоком массовом совершенстве баков уже нужно считать - что мы выигрываем - заливая больше вещества в те же баки, или баки нужно удлиннить?

Эффект снижения УИ практически не заметен, так как преохлаждение составляет несколько десятков градусов максимум. Никаких фазовых переходов там естественно нет.

А теперь о слойке. Да, будет дороже. Но - при той де массе - будет держать втрое большее давление, или при том же давлении иметь существенно ( не втрое, конечно... Раза в полтора, максимум - в корень из 3) меньшую массу.

На старом Атласе стальные баки имели примерно такое же преимущество, но от них отказались, потому что сейчас всё стараются делать по критерию стоимость-эффективность, а сами по себе предельные параметры мало что значат.

[Peter]

1) алюминий-скандиевые, легированные бором, вы не рассматривали?
Если честно, я не знаю, как у них с криоупрочнением, просто уточняю - что оно (криоупрочнение) - есть сугубо ситуативная вещь.

2) "откройте мне векм" (Вий)
Если у нас в баках есть газ, почему его нельзя откачать? Да, будут дрсселироваться ступени... Может быть...Чем больше давление - тем лучше жить ТНА...
И чем больше давление (в пределах ускорений в полете, по крайней мере, а может, и больше) - тем легче можно сделать баки.

3) навело на мысль. Надувной щарик. Бак в транспортировке не обязан быть таким, как на старте. Мысль заслуживает отдельной темы, но совсем сырая.

[Дмитрий В.]

навело на мысль. Надувной щарик. Бак в транспортировке не обязан быть таким, как на старте. Мысль заслуживает отдельной темы, но совсем сырая.

Кажется, эту идею уже выдвигали на Форуме. :roll:

[Peter]

навело на мысль. Надувной щарик. Бак в транспортировке не обязан быть таким, как на старте. Мысль заслуживает отдельной темы, но совсем сырая.

Кажется, эту идею уже выдвигали на Форуме. :roll:

Не подскажете, где? (или ключевые слова) А то мантра 3,9м/4,1 м изрядно надоела

[Дмитрий В.]

навело на мысль. Надувной щарик. Бак в транспортировке не обязан быть таким, как на старте. Мысль заслуживает отдельной темы, но совсем сырая.

Кажется, эту идею уже выдвигали на Форуме. :roll:

Не подскажете, где? (или ключевые слова) А то мантра 3,9м/4,1 м изрядно надоела

Не помню, к сожалению. Попробуйте пробежаться по разделу "Средства выведения". Тема была что-то вроде "Надувная ракета"... если склероз не подводит. :cry:

[Peter]

Спасибо большое. Тема есть:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=3124&highlight=%ED%E0%E4%F3%E2%ED%E0%FF+%F0%E0%EA%E5%F2%E0
ПО первому впечатлению - чушь, но буду читать

[fagot]

Если у нас в баках есть газ, почему его нельзя откачать? Да, будут дрсселироваться ступени... Может быть...

Если это газообразный компонент топлива, его уже не откачать, а если нейтральный газ, то в этом и вовсе нет смысла.

Чем больше давление - тем лучше жить ТНА...

Но сильно увеличивать его нельзя, поэтому применяют бустерные насосы и ТНА живется неплохо.

И чем больше давление (в пределах ускорений в полете, по крайней мере, а может, и больше) - тем легче можно сделать баки.

С определенного давления масса газов наддува начинает превышать выигрыш от разгруки баков от сжимающих усилий, а для баков определяющей становится не устойчивость, а прочность, поэтому при турбонасосной подаче выгодны довольно низкие давления наддува.

[Peter]

Газообразный компонент топлива, находящийся под давлением, безусловно можно откачать. Вопрос в весе насоса.

Абстрактно, это интересно в пакетах с переливом.

А насчет того - с какого "определенного давления" - это нужно считать.

[fagot]

Зачем его откачивать-то? Когда газ наддува становится ненужным, ступень пора отделять, а не откачкой заниматься :wink:

[Peter]

Все, сдаюсь, по  большинству пунктов убедили (хотя вариант ранних атласов все равно нравится..).
Благодарю за корректную дискуссию и потраченное время.

PS а насчет "складывающихмя" при транспотировке баков, ИМХО, имеет смысл думать...) Чем на досуге и займусь...

[fagot]

На старом Атласе это во многом было вынужденное решение. Были некоторые проблемы с запуском двигателя в космосе, значит нужно делать пакет, а ставить его в шахту удовольствие сомнительное, поэтому был выбран моноблок со сбросом стартовых двигателей, но тогда массовое совершенство баков должно быть высоким, отсюда и появились "надувные" стальные баки.