Хвост для Протона.

[Гусев_А]

(Не претендуя на воплощение. Чисто теоретически. Мысли в слух.)[/size]

Центральный бак 1-й ступени Протона с низу не имеет ЖРД, и оканчиваться практически плоским днищем. При полете в плотных слоях атмосферы его донное сопротивление достаточно велико. А вот если (бы) в продолжение центрального бака приладить конус, то в этом случае он бы даже немного являлся и соплом наружного расширения для ЖРД, принося даже некоторый положительный вклад в тягу.

А вот если его еще наполнить например жидким пропаном, который при нагревании, под приличным давлением будет выпускаться у основания конуса в низ, вдоль стенок конуса, особенно между ЖРД. Пропан смешивается с атмосферным воздухом, воспламеняется от ЖРД, и еще увеличивает давление на конус.

По самым грубым приброскам такой хвост на протяжении 30-35 секунд смог бы создать тягу (в сравнении с донным сопротивлением)  до 120-150 тонн. А это будто седьмой движек. А стоимость самого стального конуса с пропаном, без всяких движков и насосов не велика. Самые большие затраты были бы связаны с переоборудованием (вернее с созданием нового) СК.

[kulch]

И еще полное перепроектирование первой ступени.

[Гусев_А]

А в каком месте нужно полное перепроектирование 1-й ступени?

Механическая силовая конструкция остается прежней. При установке на стартовом столе, вся масса опирается пяткой центрального блока на СК, здесь она тем же способом будет опираться на основание конуса, в полете дополнительное давление на это же место не проблема. То есть прочнистам работы нет.

Ни один агрегат 1-й ступени функционально ни как не связан с конусом, все работает автономно. Единственные совместные агрегаты -- это замки для фиксации.

Аэродинамическая связь не как не отразится не на возникновении вредных механических нагрузок, ни на устойчивости. Единственное, это будет не большое влияние на работу ЖРД, но оно не должно быть на столько велико, чтоб вносить изменения в конструкцию ЖРД.

[Salo]

Сгорит.  :roll:

[Гость 22]

При полете в плотных слоях атмосферы его донное сопротивление достаточно велико. А вот если (бы) в продолжение центрального бака приладить конус, то в этом случае он бы даже немного являлся и соплом наружного расширения для ЖРД, принося даже некоторый положительный вклад в тягу.

В принципе, если делать не из стали, а из например УУКМ (как насадки сопел), то работать это будет.

Однако в случае, когда двигатели установлены по внешней окружности днища, донное сопротивление обусловлено не только внешним обтеканием торца, но и отсасыванием воздуха от дна ракеты выхлопом двигателей. Тогда конус мало чем поможет для повышения давления у дна.

Как часть сопла внешнего расширения конус будет работать очень недолго, а у земли вообще не будет: там двигатели работают в режиме перерасширения (давление на срезе ~ 0.7 атм). Для того, чтобы давление на конус дало ощутимую тягу, недорасширение должно быть достаточно большим.

В общем, я сомневаюсь, что эффект оправдает доработку.

[Андрей Суворов]

Вообще-то, это место у "Протона" занято разъёмами Земля-Борт, как гидравлическими, так и электрическими.

Так что это не только полное перепроектирование первой ступени, но и перепроектирование стартового стола.

[Старый]

И вобще вес этого конуса и пропана внутри съест весь выигрыш от увеличения тяги. То есть суммарный эффект будет отрицательным, ПН кменьшится.
 Гусев, а каким образом вы получили столь невероятный прирост тяги равный тяге одного двигателя?

[Shestoper]

Вообще такой "хвост" прорабатывался для Н-1. Ещё когда у неё 24 двигателя было, без центральных. Посчитали - охлаждаемый "хвост" действительно увеличивал тягу, но давал и прибавку к массе. В общем слишком маленький выигрыш получался, чтобы этим заниматься.

[Гусев_А]

И вобще вес этого конуса и пропана внутри съест весь выигрыш от увеличения тяги. То есть суммарный эффект будет отрицательным, ПН кменьшится.
 Гусев, а каким образом вы получили столь невероятный прирост тяги равный тяге одного двигателя?

Ну конечно я и ногтя не дам на отсечение, за столь точные расчеты, но исходил из того:

Допустим имея 30 тонн пропана, и выбрасывая его почти по тонне в секунду просто имея внутреннее давление 30-40 очков, мы уже можем иметь тягу тонн 50.

Выброс идет вдоль поверхности, где происходит смешивание с воздухом и воспламенение от струй из ЖРД, что может привести к повышению давления. Допустим на пол очка. При площади поперечного сечения корпуса около 12 м2, то можно рассчитывать на тягу до 60 тонн.

Пусть тонн 10 - 20 получаем от влияния работы ЖРД.

Кроме того компенсируем потери от  донного сопротивления, которого не станет.

Итого вот и тяга "7-ого" движка.

Пахабный, натянутый расчет? :?:

[Гусев_А]

Сгорит.  :roll:

Ну минимальное внешнее покрытие конечно нужно. Но сам конус будет охлаждаемым, притом довольно просто. Пропан для выброса будет забираться снизу, а двигаться вверх вдоль стенок конуса. А тонна в секунду, это достаточно для съема любого тепла.

[Дмитрий В.]

И все-таки, куда девать из ХО пневмогидравлические и электрические разъемы?

[Гусев_А]

И все-таки, куда девать из ХО пневмогидравлические и электрические разъемы?

Это конечно запарка.

Может реально растащить на края, по окружности? :?:

[Дмитрий В.]

И все-таки, куда девать из ХО пневмогидравлические и электрические разъемы?

Это конечно запарка.

Может реально растащить на края, по окружности? :?:

По окружности уже 6 баков "Г" и двигатели. С учетом того, что вся "аэродинамика" (включая донное сопротивление) "съедает", как правило, не более 100-200 м/с ХС ракеты-носителя, затея не стоит затрат.

[Гусев_А]

По окружности уже 6 баков "Г" и двигатели. С учетом того, что вся "аэродинамика" (включая донное сопротивление) "съедает", как правило, не более 100-200 м/с ХС ракеты-носителя, затея не стоит затрат.

Эти 100-200 м/с приходятся как раз на начальный участок полета, когда масса РН максимальна.

А дополнительная тяга, которую я предположил, вклада не сможет составить? :?:
 На сколько я адекватно её рассчитал? :?:

[Гусев_А]

Ладно, убедили, согласен.

[Вован]

Лучше на торец поставить седьмой двигатель, такой же, как на боковых баках. Разъемы с торца перенести в район приборного отсека, туда подвести кабель-мачту. Приделать сбоку от опор стола трубу КМ как у Зенита - не проблема. Выбросить в центре ПУ железо - запросто. Самое сложное - выкопать яму 40 м вместо 10 м.

[Старый]

Допустим имея 30 тонн пропана, и выбрасывая его почти по тонне в секунду просто имея внутреннее давление 30-40 очков, мы уже можем иметь тягу тонн 50.

Для того чтоб испарять в секунду тонну пропана, повышать его давление до 40 бар и разгонять до 600 м/с нужны соответствующие устройства и главное - энергия. Откуда они возьмутся?

Выброс идет вдоль поверхности, где происходит смешивание с воздухом и воспламенение от струй из ЖРД, что может привести к повышению давления.

Каким образом повысится давление после выхода пропана из форсунок? Увы, дальше оно будет только снижаться за счёт расширения пропана вовне.  Но главное - сколько нужно подать воздуха в секунду чтобы сжечь столько пропана? Каким образом обеспечить эту подачу? Пропан ведь у вас под давлением, как накачать к нему воздух?

Итого вот и тяга "7-ого" движка.
 Пахабный, натянутый расчет? :?:

Угу. Смотрите как правильно.
 Расчёт надо вести по формуле Циолковского. В неё входит удельный импульс и конечная масса.
 В ДУ Протона три тонны топлива выбрасываемые в секунду через двигатели создают тягу примерно 900 т что соответствует УИ примерно в 300 с. К вас тонна пропана создаёт 60 т тяги что соответствует УИ в 60 с. То есть суммарный УИ топлива подставляемый в формулу Циолковского снижается до 240 с. В итоге скорость ракеты только уменьшается. Одновременно увеличивается конечная масса за счёт этого конуса. Итого характеристическая скорость только уменьшается. Чтоб всётаки дотянуть ракету до орбиты остаётся единственный выход - снижать ПН. Вот это снижение ПН и есть эффект от вашего предложения.
 По сути вы подвесили к ракете тяжёлый неэффективный двигатель с крайне низким УИ. Кроме увеличения веса и снижения общего УИ он ничего не даёт даже если бы его и можно было какимто образом реализовать технически. Но он к тому же ещё и нереализуем т.к. требуется откудато подводить к пропану энергию и организовывать его расширение в сопле чтоб получить хотя бы эти 50 секунд.

[Старый]

Сгорит.  :roll:

Чуда эта какраз не сгорит т.к. будет охлаждаться испаряющимся пропаном. Но лучше бы сгорела т.к. тогда не пришлось бы тащить этот тяжёлый неэффективный агрегат.

[Старый]

Эти 100-200 м/с приходятся как раз на начальный участок полета, когда масса РН максимальна.

И вы решили её ещё больше увеличить добавив этот агрегат с запасом пропана в нём... Притом пропан под давлением 40 атмосфер...

А дополнительная тяга, которую я предположил, вклада не сможет составить? :?:

Если тяга создаётся с меньшим УИ чем у основных двигателей то общий вклад устройства отрицателен.

На сколько я адекватно её рассчитал? :?:

Совершенно неадекватно. Тяга взята вами произвольно, а должна рассчитываться по молекулярной массе топлива, подводимой энергии и параметрам сопла. Реально даже 60 тонн тяги и 60 секунд удельного импульса у вас не будет.

[Гусев_А]

Допустим имея 30 тонн пропана, и выбрасывая его почти по тонне в секунду просто имея внутреннее давление 30-40 очков, мы уже можем иметь тягу тонн 50.

Для того чтоб испарять в секунду тонну пропана, повышать его давление до 40 бар и разгонять до 600 м/с нужны соответствующие устройства и главное - энергия. Откуда они возьмутся?

Энергия, как раз есть -- это нагретый корпус. А перед стартом весь этот бак можно заранее нагреть от наземных источников. А так как в форсунки выдавливается жижа, а не газ, то этой энергии вполне хватит. А дополнительные устройства как раз не нужны, единственное что нужно, чтоб бак выдержал эти 40 очков.

Выброс идет вдоль поверхности, где происходит смешивание с воздухом и воспламенение от струй из ЖРД, что может привести к повышению давления.

Каким образом повысится давление после выхода пропана из форсунок? Увы, дальше оно будет только снижаться за счёт расширения пропана вовне.  Но главное - сколько нужно подать воздуха в секунду чтобы сжечь столько пропана? Каким образом обеспечить эту подачу? Пропан ведь у вас под давлением, как накачать к нему воздух?

Основная часть форсунок должна быть установлена между боковушками, и на некоторой скорости приток воздуха будет уже приличный. Теперь про давление: первый фактор тот, что пропан испарится и "немножко" как бы увеличится в размере; далее произойдет пусть частичное, но все таки воспламенение -- тут опять немного "расширится". Вот и факторы позволяющие иметь то, хоть и не кучерявое, но все же давление. Кроме того возникает некоторое давление при торможении струи газа из сопел ЖРД об воздух, что то же действует во благо.

Итого вот и тяга "7-ого" движка.
 Пахабный, натянутый расчет? :?:

Угу. Смотрите как правильно.
 Расчёт надо вести по формуле Циолковского. В неё входит удельный импульс и конечная масса.
 В ДУ Протона три тонны топлива выбрасываемые в секунду через двигатели создают тягу примерно 900 т что соответствует УИ примерно в 300 с. К вас тонна пропана создаёт 60 т тяги что соответствует УИ в 60 с. То есть суммарный УИ топлива подставляемый в формулу Циолковского снижается до 240 с. В итоге скорость ракеты только уменьшается. Одновременно увеличивается конечная масса за счёт этого конуса. Итого характеристическая скорость только уменьшается. Чтоб всётаки дотянуть ракету до орбиты остаётся единственный выход - снижать ПН. Вот это снижение ПН и есть эффект от вашего предложения.
 По сути вы подвесили к ракете тяжёлый неэффективный двигатель с крайне низким УИ. Кроме увеличения веса и снижения общего УИ он ничего не даёт даже если бы его и можно было какимто образом реализовать технически. Но он к тому же ещё и нереализуем т.к. требуется откудато подводить к пропану энергию и организовывать его расширение в сопле чтоб получить хотя бы эти 50 секунд.

Я ведь совсем не спорю с формулой Циолковского. Если нужно я сам буду отстаивать её правоту.

Если допустим существует какое то устройство (без оглядки на этот хвост) начальной массой 50 тонн и конечной массой 15 тонн, и на протяжении 30 секунд создает тягу пусть даже всего 100 тонн. (его УИ в три раза ниже УИ ЖРД самой ракеты) После 30 секунд это устройство отпадывает. То кто скажет, что это устройство не поможет разгону ракеты? (давайте пока экономику не трогать)

Вот теперь и рассчитайте по формуле Циалковского, только не забудьте весь путь поделить на отрезки. :roll: