Оптимальная первая ступень

[RadioactiveRainbow]

2Shestoper
Браво!
Как я сам не допер?! Позор мне

[Shestoper]

Спасибо  
Возможно тут будет проблема с передачей сосредоточенного усилия от кольца фермы на оболочку бака. Но думаю при толщине стенок бака десятиметрового диаметра в 10 мм высокопрочной стали и внутреннем давлении 30 атмосфер прочность и устойчивость оболочки будет достаточной, чтобы она не "сложилась".
Возможно в месте крепления фермы толщину оболочки придется немного увеличить.

[fagot]

Прочёл статью о Диаманте в НК за 2004 год. Для наддува использовался ПАД, поскольку гелиевая система наддува не справлялась с задачей. Причём пороховвые газы охлаждались водой. В нашем случае охлаждать не надо поскольку компоненты криогенные. :wink:

Все же ПАД использовался из экономических соображений. Ну он конечно компактнее, а по сравнению с неподогретым гелием и полегче будет, но никаких принципиальных препятствий к использованию балонной системы нет.

[Shestoper]

Прочёл статью о Диаманте в НК за 2004 год. Для наддува использовался ПАД, поскольку гелиевая система наддува не справлялась с задачей.  Причём пороховвые газы охлаждались водой. В нашем случае охлаждать не надо поскольку компоненты криогенные. :wink:

Отличная система. Простая и без дефицитного гелия.

[Peter]

Не будет ли так любезен высокоуважаемый джинн, объяснить, зачем наддувать основной бак?
Вроде, известна система (на каждый компонент) четырехбаковая (пятибаковая):
1) бак низкого давления (1);
2) бак высокого давления, малого объема (2); заполняется из (1) за счет давления наддува, затем клапан перекрывается, и давление в баке (2) доводится до нужной величины за счет давления в баке (4)
3) идентичный (2) бак (3)
4) бак наддува (высокое давление больше чем в 2, 3)
Двигатель питается по очереди от (2) и (3). Они, соответственно, поочередно наддуваются и поочередно (в противофазе) питают двигатель.
5) для сглаживания переключений между (2,3) можно делать расходный бак (5)

В тоге: на компонент - имеем один бак (1) под давлением 2-3 ати и бак наддува (гелием?) (4). Остальное - небольшие коммутируемые бачки высокого давления.

[Shestoper]

Не будет ли так любезен высокоуважаемый джинн, объяснить, зачем наддувать основной бак?

Будет, будет.
У нас двигатель без ТНА, с вытеснительной подачей.
Без ТНА двигатель дешовый и надежный, зато давление в баках нужно выше на порядок.
При давлении в КС 20-25 атм. достижим УИ у земли 235-240 с, что для первой ступени терпимо.
Низкое массовое соврешенство баков с высоким давлением для первой ступени тоже приемлимо.
Зато двигательная установка первой ступени (самая мощная и дорогая) радикально упрощается.

[Peter]

Я и говорю о вытеснительной подаче, если заметили.
Просто наддувается не основной бак, а два малых, расходных, в противофазе.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Я и говорю о вытеснительной подаче, если заметили.
Просто наддувается не основной бак, а два малых, расходных, в противофазе.

БТНА - безтурбонасосный агрегат однако  

[Peter]

Да идея старая, где-то я ее встречал...
Просто для нее неожиданно придумался дисковый клапан Тоже, наверное, было, профи всегда в таких вещах выигрывают

[Shestoper]

Я и говорю о вытеснительной подаче, если заметили.
Просто наддувается не основной бак, а два малых, расходных, в противофазе.

Интересная идея. Почему же не реализована до сих пор? Так можно в КС получить и 100 атмосфер - тиогда ТНА даже на верхней ступени не нужен.
Почему же до сих пор используют насосы?

Сложно реализовать непрерывное горение в КС при переключении с бака на бак?
Недостаточно давление наддува 3-5 атмосфер, чтобы подавать достаточно топлива для двигателя?

Помнится на заре развития ЖРД пробовали обычные клапанные насосы вместо ТНА, они оказались слишком тяжелыми и маломощными.

Но тут-то давление создается не насосом с внешним приводом, а газификацией компонент. По сути два газогенератора с клапанами, работающие поочередно.
Конечно такой двигатель будет тяжелее обычного - в такие газогенераторы под большим давлением должно помещаться много топлива.
Но зато схема кардинально проще ТНА. А по массовому совершенству и УИ  ступень будет выигрывать у классической схемы вытеснительной подачи - основные баки легче.

[Peter]

Мне кажется, все равно тяжелее, чем ТНА.
К тому же, тут будут проблемы с охлаждением - непонятно, чем его производить. Из переключаемых баков высокого давления?
В общем, нужно мнение профи.

[Shestoper]

Может дело в надежности клапанов? За время работы ступени им придется совершить множество рабочих циклов. Может ТНА будет надежнее?

Однако пульсируюшие воздушно-реактивные двигатели вроде нормально работали. Правда вибрации они создавали сильные при работе.

[Peter]

Собственно, о чем сказал выше - клапан переключения можно сделать дисковым. Равномерно вращающимся - со стоком через ось диска. Переток (потери давления) - не слишком существенен. Обороты очень небольшие - один оборот на цикл перекачки.

Нужно искать - такие системы, если и не существовали в железе (не знаю), то уж точно рассчитывались.

[Salo]

Если делать первую ступень на метане, то можно обойтись сферическим совмещенным баком . Внутрь бака ввариваем перегородку. Приделываем снизу двигатель, сверху ставим водородную ступень. Вес первой ступени будет вообще минимальным  :roll:

Можно и так.

Не двигатель, а двигатели. :wink:
Как на Н-1 ставим по кольцу двигатели. Управление разнотягом. Проблем с дросселированием на таких ЖРД не будет.  Для устойчивости на начальном этапе полёта используем решётчатые стабилизаторы. Первичный наддув испарением криогенных компонентов. После старта запускаем ПАДы и наддуваем смесью пороховых газов и испаряющихся основных компонентов.

[Shestoper]

Чтобы несущие баки такой ракеты не "сложились" под нагрузкой, её сразу в момент  заправки придется наддувать до 30 атмосфер - закачивать газ со стартового комплекса.
А в момент пуска двигателей запускать ПАД.

[Salo]

Наддувать придётся ещё перед сборкой ракеты, ну а перед вертикализацией однозначно. :wink:
Я имел ввиду, что после заправки и до старта давление наддува может поддерживаться за счёт испарения криогенных компонентов.

[Peter]

Ссылка на тему того, что я предлагал:

http://www.flometrics.com/rockets/rocket_pump/rocketpump.htm

Около сотни атмосфер они получают (рисунок с объяснением "как это работает" - в середине страницы).

[Salo]

[Shestoper]

Ага, по крайней мере есть работающий образец...
Очень интересная щтука.

[fagot]

Получается по сложности и массовому совершенству нечто среднее между ТНА и классической вытеснительной подачей. Наверное потому и не применяют.