Разгруженые баки.

[RadioactiveRainbow]

Сабж. Идея может быть актуальна, пожалуй, только для водородников.

Суть мысли: Для непилотируемой полутора-двухступенчатой РН* водородный (а можно и кислородный) бак располагать над ПН.
+ Водородный бак разгружен от нагрузок кроме воздушного напора и внутреннего давления, что позволит поднять массовое совершенство бака.
+ Кислородный тоже можно расположить над ПН, но я не уверен что преимущество будет существенным, или, хотя бы, ощутимым.
+ Не нужен обтекатель. Экономим массу.
- По обтекателю - зато нечего сбрасывать после выхода из атмосферы. Ну, разве что, обшивку/панели отсека ПН сбросить можно.
- конструкция отсека ПН получается непростой. ПН должна быть только подкалиберной. Собственно, масса переходного отсека может съесть преимущество в массе водородного бака. А может и не съесть - считать надо.
- Процесс отделения ПН - придется сперва сбрасывать все что над ПН, оставляя на баках переходной отсек. Затем двигатель, вытащивший ПН из отсека, должен будет сам отцепиться.
- Акустические нагрузки на старте могут оказаться неприемлимыми.

* - т.е. с большим водородным ракетным блоком "наверху". Либо одноступ с бустерами, либо нечто типа Ариана/Ареса-5.

[RadioactiveRainbow]

Идея номер два:

1) Соотношение компонентов ЖРД оптимизируют не по максимальному удельному импульсу, а по максимальной характеристической скрости ракетного блока. Особенно это критично для кислород-водородных ступеней, где оптимум скорости явно балансирует между высоким УИ двигателя и высоким массовым совершенством баков.
2) По Циолковскому, чем ниже удельная масса топлива в составе ракетного блока, тем бОльшее значение имеет УИ. И наоборот - больше доля топлива - важнее массовое совершенство.

Вывод: А не получится ли увеличить запас скорости, смещая в процессе выработки топлива соотношение компонентов кислород-водородника в сторону максимального УИ?

[GREMLIN]

Сначала хотела написать что-то язвительное.
А потом думаю, подкину ка я в этот паноптикум ещё сценарий такого же уровня. :lol:

Схема РН пакет, подобие "Энергии" - М в головной части боковых ускорителей по спутнику с РБ для малых орбит, а на блоке Ц с разгонником довыведения по мощнее ещё ПН подальше.
Вот вам и увеличение ПН и коммерческая выгода. :lol:  :lol: :lol:

P.S. Ночь загадочное время рождающее фантомы :roll:

[ssb]

Всё-таки для начала надо определить, какую именно проблему мы собрались решать, и почему именно она является первоочередной  проблемой

[RadioactiveRainbow]

Эм... я даже не знаю как бы это сформулировать.
Это не проблема - это просто попытка совершенствования одноразовых носителей )   Точнее - снижение стоимости выведения ПН с помощью этих носителей благодаря увеличению относительной массы ПН и топлива.
А вторая идея имеет целью тупо выжать из виклород-водородной ступени еще пару темятков м/с.

2GREMLIN
Интересная идея  :lol:    Надо будет обдумать на досуге )))

[поверхностный]

Идея номер два:

1) Соотношение компонентов ЖРД оптимизируют не по максимальному удельному импульсу, а по максимальной характеристической скрости ракетного блока. Особенно это критично для кислород-водородных ступеней, где оптимум скорости явно балансирует между высоким УИ двигателя и высоким массовым совершенством баков.
2) По Циолковскому, чем ниже удельная масса топлива в составе ракетного блока, тем бОльшее значение имеет УИ. И наоборот - больше доля топлива - важнее массовое совершенство.

Вывод: А не получится ли увеличить запас скорости, смещая в процессе выработки топлива соотношение компонентов кислород-водородника в сторону максимального УИ?

При изменении соотношения компонентов меняется не только УИ, но и тяга. То есть меньше УИ - больше тяга, что тоже полезно.

В каком-то виде эта тема перекликается с 3-х-компонентниками, с форсажом путем добавления тяжелого компонента, с мотором Факира. Было бы интересно об этом всем почитать.

[Salo]

Помнится мне КБХА предлагало кислородно-водородный двигатель с большим диапазоном регулирования соотношения компонентов.

[mihalchuk]

Ну, вы, RadioactiveRainbow, даёте! Это же уже обсуждалось. Приоритет за разработчиком МАКСа, это их схема "Крот", от которой они же и отказались. А я принял такую схему для своей концепции многоразового танкера. Водородный бак - впереди. За ним - кислородный бак. Далее - бак третьего компонента, который на конечном участке выведения заполняется водой. При этом выяснилось следующее. При старте с земли наибольшие нагрузки на водородный бак идут от скоростного напора и в разы превышают остальные. Поэтому идея воздушного старта имеет смысл. Кроме того, выяснилось, что такая схема оптимальна для специализированных грузовых носителей, предназначенных для доставки на орбиту плотных, прежде всего - жидких грузов.
Хорошо было бы дать ссылку на мой сайт, но нет его, надо восстанавливать. :cry:

[RadioactiveRainbow]

Да, насчет баков не спорю =)

А как насичет изменения соотношения компонентов?
Я что-то никак не могу сообразить с энергетической точки зрения - получается или нет...

Считать, наверное, придется


Подскажите по массовому совершенству кислородных и водородных баков, а?  Диапазон приблизительно.

[mihalchuk]

Да, насчет баков не спорю =)

А как насичет изменения соотношения компонентов?

Я таких расчётов не делал, они были только в планах, так как прочих выводов было достаточно для моей цели. Думаю, что это много не даст. Для двигателя (водородника) максимальный УИ при давлении в камере 150 атм. и наружном 0,1 атм достигается при к=5,555. У Шаттла, с учётом массы конструкции баков и Рк=200 атм оптимальное к=6,0. С ростом массового совершенства оптимум к будет снижаться. Если давление не ниже 150, то, возможно, вы подберётесь к к=5,8, и это даст какие-то крохи (пара процентов) к масск ПГ.

Я что-то никак не могу сообразить с энергетической точки зрения - получается или нет...

Считать, наверное, придется


Подскажите по массовому совершенству кислородных и водородных баков, а?  Диапазон приблизительно.

Считать придётся, так как я этого не делал и имею только общие соображения по этому вопросу. Если соберётесь считать, можно обсудить.

[fagot]

Соотношение компонентов менялось на 2-й ступени Сатурна-5, но там основной эффект был в снижении гравпотерь на начальном этапе ее полета за счет большей тяги при большем соотношении компонентов.

[khach]

Еще в коллекцию извращений- коаксиальные баки, вернее один бак разделенный на два обьема продольной (на всю высоту бака)диафрагмой. Диафрагма (тонкостенная труба) не несет практически никакой нагрузки. Давления наддува уравнены, диаметр трубы- диафрагмы выбран так, чтобы уровень компонентов при расходе был одинаков. Годиться для топливных пар с близкими температрурами (метан-кислород например).
Кстати, чтобы было меньше подобной болтологии. Может у кого есть цифровые модели носителей (баки и вся конструкция) для механических КАДов (типа Адины или Абакуса). В принципе за неделю-две такая конструкция прощитывается на домашнем компе с достаточной для оценки бред-небред точностью.