Пакет vs Тандем

[Дмитрий В.]

И ответ на него известен: метан дает незначительные преимущества, при том, что по сложности эксплуатации приближается к водороду. Поэтому будущее метановых ракет пока выгляди неопределенным.

 ЧтО,- ЖМ так же представляет собой _сжимаемую_ (на "радость" кострукторам ТНА :twisted: ) жидкость с плотностью 0._0_7, и с криогенностью качественно бОльшей ЖК?
Это- новое в физике.

Нет, конечно. Но СН4 взрывоопасен, требует теплоизоляции и т.п. А эффект - в лучшем случае 5-10% прироста массы ПГ, по сравнению с керосином

[Shestoper]

Нет, конечно. Но СН4 взрывоопасен, требует теплоизоляции и т.п. А эффект - в лучшем случае 5-10% прироста массы ПГ, по сравнению с керосином

Конечно это так. Но метан лучше керосина подходит для создания "сладкого" газа в ГГ (он безопаснее "кислого"), лучше керосина подходит для охлаждения двигателя.
Для метана проще реализовать совмещенное днище с кислородом - однослойное, без термоизоляции - а это важно для тандемов большого диаметра, с малым удлиненим ступеней, такие ступени с совмещенными баками имеют наивысшее массовое совершенство.

Ну и при получении водорода метан удобно использовать.

Преимущество водорода на первой ступени - в возможности использовать унифицированные (кроме сопла) двигатели на первой и второй ступенях.
Но для тяжелых и сверхтяжелых носителей это преимущество нивелируется тем, что на водороде очень сложно создать двигатели сверхбольшой тяги. Если бы Арес-5 взлетал только на RS-68 - это сколько же двигателей понадобилось бы?
Получится нечто вроде Н-1, только водородная.
А на метане сделать двигатель тягой порядка 1000 тонн не составит фундаментальных проблем.

[Дмитрий В.]

Нет, конечно. Но СН4 взрывоопасен, требует теплоизоляции и т.п. А эффект - в лучшем случае 5-10% прироста массы ПГ, по сравнению с керосином

Конечно это так. Но метан лучше керосина подходит для создания "сладкого" газа в ГГ (он безопаснее "кислого"), лучше керосина подходит для охлаждения двигателя.
Для метана проще реализовать совмещенное днище с кислородом - однослойное, без термоизоляции - а это важно для тандемов большого диаметра, с малым удлиненим ступеней, такие ступени с совмещенными баками имеют наивысшее массовое совершенство.

Ну и при получении водорода метан удобно использовать.

Преимущество водорода на первой ступени - в возможности использовать унифицированные (кроме сопла) двигатели на первой и второй ступенях.
Но для тяжелых и сверхтяжелых носителей это преимущество нивелируется тем, что на водороде очень сложно создать двигатели сверхбольшой тяги. Если бы Арес-5 взлетал только на RS-68 - это сколько же двигателей понадобилось бы?
Получится нечто вроде Н-1, только водородная.
А на метане сделать двигатель тягой порядка 1000 тонн не составит фундаментальных проблем.

Метан, несомненно, не уступает керосину, имеет свои преимущества и недостатки (баланс которых пока не позволяет сделать однозначного выбора). Что касается водородных ЖРД, то никаких препятствий к созданию двигателей "сверхбольшой" (это сколько?) тяги я не вижу. В США, например, еще в 60-х разрабатывался и испытывался КВЖРД М-1 тягой в пустоте более 600 тс. Более того, именно водородные ЖРД, для которых не свойственны проблемы ВЧ, наиболее пригодны для создания ЖРД большой тяги.

[fagot]

Похоже тему подняли только для того, чтобы нысытить ее новой порцией флуда.
Ценность метана хорошо характеризует вся история ракетостроения.

[Shestoper]

Что касается водородных ЖРД, то никаких препятствий к созданию двигателей "сверхбольшой" (это сколько?) тяги я не вижу. В США, например, еще в 60-х разрабатывался и испытывался КВЖРД М-1 тягой в пустоте более 600 тс. Более того, именно водородные ЖРД, для которых не свойственны проблемы ВЧ, наиболее пригодны для создания ЖРД большой тяги.

Сверхбольшой - это от F-1 и выше, а лучше 1000 тонн и более, чтобы иметь преимущество перед существующим РД-170.

М-1 именно испытывался, или только проектировался? И какова там была мощность ТНА? Думаю что такой водородный двигатель уже будет близок к пределу возможностей производительности единичного водородного насоса.
То что водород хорошо подходит для больших КС - это так. Но никто не мешает делать двигатель многокамерным, КС не так сложна как ТНА. Так и тягу в 2000 тонн на плотном топливе получить возможно.

[Дмитрий В.]

М-1 именно испытывался, или только проектировался? И какова там была мощность ТНА? Думаю что такой водородный двигатель уже будет близок к пределу возможностей производительности единичного водородного насоса.

http://www.astronautix.com/engines/m1.htm
Мощность ТНА 100 тыс. л.с. Как я понял комплектный ЖРД испытаний не проходил.

[Shestoper]

У F-1 при большей на четверть тяге и почти таком же давлении мощность ТНА 55000 л. c.
С другой стороны чисто водородная ракета при равной ПН будет иметь меньшую стартовую массу, так что и тяга двигателей нужна меньшая.
Ладно, убедили, мощный водородник для первой ступени возможен и выгоден. При 5-6 таких двигателях на первой ступени для второй можно можно обойтись одним двигателем с высотным соплом.
Выгода от унификации двигателей и топливной инфраструктуры космодрома перевесит меньшую максимально достижимую тягу единичного двигателя по сравнению с керосином.

[Александр Ч.]

Будущее за криогенными высококипящими компонентами.

Высококипящими среди криогенных? Т.е. метан вместо водорода?

Ну ко пару плохих слов о семействе РН - "Энергия", "Энергия-М", "Зенит"

Ненадежный двигатель.
Энергия, в отличии от Зенита, просто не успела это продемонстрировать.

[Дмитрий В.]

Будущее за криогенными высококипящими компонентами.

Высококипящими среди криогенных? Т.е. метан вместо водорода?

Ну ко пару плохих слов о семействе РН - "Энергия", "Энергия-М", "Зенит"

Ненадежный двигатель.
Энергия, в отличии от Зенита, просто не успела это продемонстрировать.

"Надежность - функция доводки". Уверен, сохранись СССР РД-171/170 был бы доведен до уровня надежности РД-107/108. Да, кстати, и техническую культуру бы подтянули. К тому же "Энергия" была (как там "спейсэксовцы" выражаются) - толерантна к отказам ЖРД

[Александр Ч.]

"Надежность - функция доводки". Уверен, сохранись СССР РД-171/170 был бы доведен до уровня надежности РД-107/108. Да, кстати, и техническую культуру бы подтянули.

Этого мы теперь не узнаем никогда

К тому же "Энергия" была (как там "спейсэксовцы" выражаются) - толерантна к отказам ЖРД

А что еще оставалось с таким двигателем, так "любящим" посторон.частицы

[Дмитрий В.]

Alexandrc пишет:
 
Этого мы теперь не узнаем никогда

Легко! Надо эти ЖРД поставить на перспективные носители! А не кувыркаться с РД-0163:D

Alexandrc пишет:
 
А что еще оставалось с таким двигателем, так "любящим" посторон.частицы

Надо не допускать посторонних частиц :wink:

[Александр Ч.]

Я про доведение в СССР, а не про невозможность его вообще.
Чтобы недопускать "пч" надо менять технологии. Не знаю, может новый двигатель проще сделать, не чувствительный. Вот и кувыркаются с РД-0163.

[Дмитрий В.]

Я про доведение в СССР, а не про невозможность его вообще.
Чтобы недопускать "пч" надо менять технологии. Не знаю, может новый двигатель проще сделать, не чувствительный. Вот и кувыркаются с РД-0163.

Может, и проще, но долговременный эффект возможен при изменении технологий и, скажем так, психологии персонала.

[Александр Ч.]

Я про доведение в СССР, а не про невозможность его вообще.
Чтобы недопускать "пч" надо менять технологии. Не знаю, может новый двигатель проще сделать, не чувствительный. Вот и кувыркаются с РД-0163.

Может, и проще, но долговременный эффект возможен при изменении технологий и, скажем так, психологии персонала.

Поднять культуру производства?  Может и так. Стимулировать есть чем? Энтузиазма, я так понимаю, уже нет.

[MGouchkov]

А эффект - в лучшем случае 5-10% прироста массы ПГ, по сравнению с керосином

Главное, имхо,-  плюс к этим процентам- метан- сочетание всё же обоснованных предположений значимо бОльшей надёжности ЖРД нежели на керосине, и так же значимо меньших проблем в работе инфраструктуры чем с ворододом.
Смотрите, ДмитриЙ: Давление в камере ЖРД концепции РД-М,- от 120ти - до больше 140атм. Это всё же вдвое выше чем у РД-107/108, и F-1, схема которого со сбросом восстановительного генераторного газа в сопло, принималась и  для РД-М.

[MGouchkov]

Получится нечто вроде Н-1, только водородная.
А на метане сделать двигатель тягой порядка 1000 тонн не составит фундаментальных проблем.

ЖРД такой тяги невозможно обосновать в единственном и разумном подходе к обоснованию и поддержанию перспективы сверхтяжёй в современности: Ряде из блоков 1ой ступени для средней РН моноблока- на 10-20т, и тяжёлой РН моноблока- на 20-40, пакет из отработанных моноблоков которых и может быть обосновываемым в перспективе сверхтяжем.  
 Такой подход задаёт и минимальную тягу ДУ 1ой ступени порядка 700+от тонн, и главное из него следует соотношение потребной тяги 1ой ступени для средней РН, и для 1ой ступени тяжелого 20ти-40ка тонника.
Примерно 3/5- 1/1.5.
Ладно,- примем что для повышения тяговооружённости 1ой ступени средней РН (для отвода от СК при аварии, _и_ что бы оптимальнее "закрыть" важную нишу 20+ тонн) используем сравнительно небольшие РДТТ, а то и специально сконструированные _ТРД_ бустеры. На 1ой ступени тяжёлой РН тяга должна быть в полтора раза больше чем на 1ой ступени средней. То есть, минимум при унификации ЖРД получается- на 1ой ступени тяжёлой- 3ЖРД, на 1ой ступени средней- 2. Из известных абсолютных величин следует что тяга 1ого однокамерного ЖРД нужна 330-350тс.
Но расположение на 100+ тоннике- пакете из центра- блока тяжёлой РН и 4ёх боковух- блоков средней, камер ЖРД с тз взаимодействия струй, имхо куда красивее увязывается если на центра- блоке тяжёлой- 5ЖРД "крестом",- ближайшие к центру камеры ЖРД боковух примыкают возле "пустых углов" на центре.
 А коли на центре оптимально- 5ЖРД, то на боковухах которые обычно- блоки 1ой ступени средней РН, таких ЖРД может быть 3 (те и бустеры уже не обязательны, при аварии- форсироание работающих ЖРД) .
 То есть, класс тяги нового ЖРД 1ой ступени, универсального для ряда,-  250тс.

[Shestoper]

ЖРД такой тяги невозможно обосновать в единственном и разумном подходе к обоснованию и поддержанию перспективы сверхтяжёй в современности: Ряде из блоков 1ой ступени для средней РН моноблока- на 10-20т, и тяжёлой РН моноблока- на 20-40, пакет из отработанных моноблоков которых и может быть обосновываемым в перспективе сверхтяжем.  

....

 То есть, класс тяги нового ЖРД 1ой ступени, универсального для ряда,-  250тс.

А почему бы не сделать семейство наподобие РД-170/180/190? Но с параметрами камеры наподобие F-1.
Одна камера - 600 тонн, для 20-тонника.
Две - 1200 тонн, для 40-тонника.
Четыре - 2400 тонн для супертяжей.
На четыре такие камеры нужна будет мощность ТНА порядка 220 000 л. с., если давление в КС как у F-1, и около 300 000 л. c. при давлении под 100 атм.
Вполне сопоставимо с мощностью ТНА РД-170 - 190 000 л. c.

[Yegor]

Почему керосин?

США сделали Атлас-5 и Дельту-4 - стоимость двигателей была одинакова и ПН был примерно одинаков. Так вот выиграл Атлас-5. Значит получается, что  керосин для первой ступени лучше.

Что значит "выиграл Атлас-5"? Обе ракеты сейчас эксплуатируются при примерно одинаковом количестве запусков.

1) Потому что несколько лет назад, до объединения с Боингом, Локхид предлагал Атлас-5 на коммерческом рынке, в то время как Боинг заявил что он выводит Дельту-4 из коммерческого рынка и будет работать только на госзаказах.

2) ИМХО А сейчас МО не может закрыть Дельту-4 потому что та летает на отечественных двигателях в отличии от Атласа-5. Да и двигатели у Атласа-5 проблемные.
Возможно есть и другие причины по которым они сохраняют два ряда РН в одной весовой категории.

[Дмитрий В.]

[1) Потому что несколько лет назад, до объединения с Боингом, Локхид предлагал Атлас-5 на коммерческом рынке, в то время как Боинг заявил что он выводит Дельту-4 из коммерческого рынка и будет работать только на госзаказах.

2) ИМХО А сейчас МО не может закрыть Дельту-4 потому что та летает на отечественных двигателях в отличии от Атласа-5. Да и двигатели у Атласа-5 проблемные.
Возможно есть и другие причины по которым они сохраняют два ряда РН в одной весовой категории.

Основная причина одна - обеспечение независимого доступа в космос при любых обстоятельствах.
Что касается коммерческого рынка запусков, то он не слишком привлекателен, поэтому ни Атлас-5, ни Дельта-4 на нем не представлены.

[Yegor]

Народ вы тут сошлись на водороде для первой ступени.
А вот как вы себе представляете первую ступень на водороде для 100-тонника?

Сатурн-5 отдыхает.

Боинг как то рисовал 100-тонник с двумя 8-метровыми блоками.

А сколько будут стоить транспортировка, сборочные и пусковые сооружения для водородного 100-тонника?

А сколько будут стоить водородная инфраструктура?
Сооружения Энергии тоже отдыхают.

И сколько будет стоить водород для запуска?