Оптимальная первая ступень

[Shestoper]

Скорее всего да.
И наверное сложно организовать стабильное непрерывное горение в КС при цикличности системы наддува.

[Peter]

И наверное сложно организовать стабильное непрерывное горение в КС при цикличности системы наддува.

Для этого нужен и достаточен (если все нормально сделать, конечно) еще один ма-ахонький расходный бак.

[Salo]

Есть ряд проблем.
Во-первых большой расход газов наддува высокого давления, поскольку при каждом заполнении бачка газ стравливается за борт.
Во-вторых попеременное заполнение бачков, при таком их расположении, приводит к поперечным колебаниям. А поскольку компонентов топлива два, то и системы две, и колебания возможны в двух плоскостях. :wink:

[RadioactiveRainbow]

Суммарный объем газа - такой же как для обычной ВСП.
Поперечные колебания (точнее - поперечные смещения ц.м.) - да, есть. Но, имхо, это не является проблемой совершенно. Достаточно расположить их друг над другом, или 4 и задействовать попарно противоположные.
Переходной режим гладеньким организовать тоже несложно - соответствующей синхронное задействие главных клапанов.

Такшта...

[Shestoper]

Есть ряд проблем.
Во-первых большой расход газов наддува высокого давления, поскольку при каждом заполнении бачка газ стравливается за борт.
Во-вторых попеременное заполнение бачков, при таком их расположении, приводит к поперечным колебаниям. А поскольку компонентов топлива два, то и системы две, и колебания возможны в двух плоскостях. :wink:

А если наддувать не газом высокого давления, а просто поднимая температуру? Превратить эти бачки высокого давления в нечто вроде газогенераторов? Добавлять в каждый по чуть-чуть другого компонента, и сжигать.
Правда гидравлическая система получается очень сложной.

[Shestoper]

Суммарный объем газа - такой же как для обычной ВСП.

Такшта...

А подсчитай-ка массу газа, необходимую для ВСП с давлением 100 атм.
Другое дело если поднимать давлением неплоным сгоранием компонент.

[RadioactiveRainbow]

Суммарный объем газа - такой же как для обычной ВСП.

Такшта...

А подсчитай-ка массу газа, необходимую для ВСП с давлением 100 атм.
Другое дело если поднимать давлением неплоным сгоранием компонент.

А подскажите ка, как газа больше понадобится - если подавать одним куском, или по частям?
А уж как этот газ ВД образуется - дело десятое.

Вот баланс массы - это уже вопрос вопросов. Тут уже без счета точно не обойтись.

[Salo]

Суммарный объем газа - такой же как для обычной ВСП.
Поперечные колебания (точнее - поперечные смещения ц.м.) - да, есть. Но, имхо, это не является проблемой совершенно. Достаточно расположить их друг над другом, или 4 и задействовать попарно противоположные.
Переходной режим гладеньким организовать тоже несложно - соответствующей синхронное задействие главных клапанов.

Такшта...

Компоненты разной плотности, да и соотношение не 1:1.
Значит нужно увеличивать количество бачков в два раза и ещё более усложнять ПГС.

[Андрей Суворов]

Суммарный объем газа - такой же как для обычной ВСП.

Нет, в два с небольшим раза больше. подумайте сами.

Переходной режим гладеньким организовать тоже несложно - соответствующей синхронное задействие главных клапанов.

Нет, обязательно нужен демпфер - причём, обязательно газожидкостный и обязательно двухступенчатый. Впрочем, часто он уже есть - хотя и одноступенчатый - для противодействия колебаниям типа "pogo"

[Shestoper]

Обычные системы с ВСП не расчитаны на давления 100 атмосфер, так что газов для наддува там требуется в несколько раз меньше.
Одно дело, если надувать горячими компонентами топлива.
Другое - если держать на ракете баки со сжатым гелием. В количестве достаточном, чтобы все топливо пропустить через маленькие бачки, сжимая там до 100 атм.

[RadioactiveRainbow]

Суммарный объем газа - такой же как для обычной ВСП.

Нет, в два с небольшим раза больше. подумайте сами.

Э?
Вытесняющий газ - тот же. Давление подачи - то же. Суммарный вытесняемый объем - тот же.
Так почему масса газа другой должна быть?

[Андрей Суворов]

Суммарный объем газа - такой же как для обычной ВСП.

Нет, в два с небольшим раза больше. подумайте сами.

Э?
Вытесняющий газ - тот же. Давление подачи - то же. Суммарный вытесняемый объем - тот же.
Так почему масса газа другой должна быть?

Не только масса, и объём тоже. Ну подумайте сами головой!

[RadioactiveRainbow]

Не, не понимаю. Объясните, пожалуйста.

[fagot]

Вдвое больше объем, но не масса, давление-то в основном и дополнительных баках отличается на порядок. К тому же здесь газ не тащится до конца работы ступени, а постепенно выбрасывается, улучшая массовое совершенство. Но в общем эта система теряет основное преимущество ВСП - простоту и в то же время не дотягивает по удельных параметрам до ТНА.

[Андрей Суворов]

Когда мы из большого бака в маленький заправляем, давление в большом баке должно быть больше, чем в маленьком, а, когда из маленького - в двигатель, давление в маленьком баке должно быть равно давлению подачи. Наблюдается противоречие Т.е. между фазами нужно быстро стравливать газ из этого бачка. Пятьдесят атмосфер мгновенно не стравятся, даже через большую дырку, значит, будет задержка, значит, для заполнения маленького бачка нужно, чтобы давление в большом баке составляло заметную долю от давления подачи, а вовсе не то, что желательно по конструктивным соображениям. Причём, мы не сможем из маленького бачка газ использовать для наддува большого бака, ну или сможем, но лишь небольшую его часть. Стравливать придётся наружу. А, значит, каждый литр топлива придётся вытеснить два раза - сначала из большого бака (пусть и под меньшим давлением), потом из маленького.

Сразу соглашусь, что если цилиндров не два, а больше, то разница в потреблении газа между пневмонасосом и вытесниловкой уменьшается.

Тем не менее, пневмонасосы собираются применить на верхней ступени "Веги", т.е. РД-868П, так, по-моему, этот украинский движок называется, будет с такой подачей.

[fagot]

Все это частности и они учтены разработчиками, но ни о какой двухкратной разнице в массе газов наддува не может быть и речи.

[Shestoper]

Имеется в виду разница в массе газов наддува по сравнению с обычной вытеснительной системой, с небольшим давлением.
Если сделать ВСП с давлением в баках 100 атм - тогда разницы не будет.
Но в классической ВСП такие давления не применяют, слишком тяжелыми будут баки.
А по сравнению с ВСП с 20-30 атмосферами в баках у такой системы будет выше УИ (при 100 атмосферах в КС), но и выше масса газов наддува. Правда они почти все будут стравливаться из бачков при работе ступени, их массу не надо до конца тащить с собой.

[fagot]

Имеется в виду разница в массе газов наддува по сравнению с обычной вытеснительной системой, с небольшим давлением.

Насколько я понял, шло сравнение обычной и многобачной систем с  одинаковым давлением подачи.

[поверхностный]

Система подачи должна выполнить определенную работу: объем перекачанного топлива помноженный на давление. Вытеснительная система представляет собой циллиндр-поршень, причем с двумя проблемами: рабочее тело сильно охлаждается стенками; и рабочий цикл выполняется при постоянном давлении, изобарический, наихудший из возможных. Кажется, такие же проблемы были у паровых машин до Уатта. Можно предположить, что подав тот же вытеснительный газ на турбинку, нам его потребуется в разы меньше. Неприятие турбонасосов вызвано высоконапряженной турбиной, а здесь турбина будет работать на почти холодном газе! А если заправить не гелием, а водородом, то потребуется еще в два раза меньше рабочего тела.

А порционная вытеснительная подача топлива приближает конструкцию к импульсным двигателям. Представьте - залили камеру смесью, подожгли, выстрелили. Конечно, проблем не перечесть, но налицо отсутствие системы подачи и любое желаемое давление в камере сгорания.

[RadioactiveRainbow]

Гы.
Есть концептуальное предложение по увеличению массового совершенства первой ступени (а для первой как правило массовое совершенство важнее УИ).

Делаем первую ступень - однокомпонентной
Гидразин при разложении, говорят, может обеспечить УИ 2000-2200 м/с...