Доступный для России супертяж

[Дмитрий Инфан]

Павел73 пишет:
А потом, не останавливая производства, не переделывая радикально СК, создать на её же базе чуть более длинную метановую версию?

Вряд ли она окажется лишь "чуть более длинной версией" - практически это то же самое, что переделать под керосин "Протон". Кстати, стартовый комплекс под метан также придётся полностью переделывать.
ИМХО, усилия надо сосредоточить на ядерном буксире, отдав наивысший приоритет ему, а с супертяжем лучше не спешить.

[Большой]

Павел73 пишет:
Ага, приблизительно 3,5; т. е. в 1,4 раза больше, чем кислород-керосин при плотности, в 2 раза меньшей, чем у керосина. Получается, что при одних и тех же массе кислорода и объёме кислородного бака объём метанового бака будет примерно в те же 1,4 раза больше, чем керосинового. Выходит, при одном и том же диаметре баков ракетная ступень на метане будет всего лишь на 15-20 процентов длиннее, чем на керосине?

Меня терзает всё тот же вопрос: почему нельзя сделать ракету на керосине, на серийно выпускаемых двигателях, и в кратчайшие сроки запустить в эксплуатацию? А потом, не останавливая производства, не переделывая радикально СК, создать на её же базе чуть более длинную метановую версию?

одно время увлёкся размерностью блоков

вот что получилось. метановый ВРБ на 4 метра больше керосинового. РЗТ 330 и 360 т соответственно.

[Большой]

для сравнения можно взять боковой блок Энергии-5К и боковой блок от РН СТК ЦСКБ. Габариты практически одинаковые. Если заменить керосин на метан, то стартовая масса у метановой будет тонн на 300 меньше чем у керосиновой. старт не переделывать, добавить заправку метаном.

[Дмитрий Инфан]

Большой пишет:
старт не переделывать, добавить заправку метаном.

"Добавить" - это если у вас метановая третья ступень или разгонные блоки. А если на метане вторая ступень, то "добавить" уже не получится - старую керосиновую инфраструктуру нужно полностью менять. ИМХО, проще делать новый старт, с нуля. Соответственно - к старту полностью новый носитель, тоже с нуля.
Короче говоря, пятизенит можно рассматривать лишь как временный паллиатив - пока не будет готов основной метановый носитель.

[Павел73]

Вот и я думаю: лучше сегодня хорошая керосиновая ракета, чем завтра отличная метановая.

[Большой]

Дмитрий Инфан пишет:

Большой пишет:
старт не переделывать, добавить заправку метаном.

"Добавить" - это если у вас метановая третья ступень или разгонные блоки. А если на метане вторая ступень, то "добавить" уже не получится - старую керосиновую инфраструктуру нужно полностью менять. ИМХО, проще делать новый старт, с нуля. Соответственно - к старту полностью новый носитель, тоже с нуля.
Короче говоря, пятизенит можно рассматривать лишь как временный паллиатив - пока не будет готов основной метановый носитель.

Не надо. габариты носителя такие же. Стартовый стол тот же. Система заправки наполовину та же.

[Большой]

Павел73 пишет:
Вот и я думаю: лучше сегодня хорошая керосиновая ракета, чем завтра отличная метановая.

хорошая керосиновая может не получится. подходящих двигателей нет. Семейство РД-171 высоконапряжённые, тем более для пилотируемых полётов. если только НК-33.

[Павел73]

Павел73 пишет:
Вот и я думаю: лучше сегодня хорошая керосиновая ракета, чем завтра отличная метановая.

И имхо ничего страшного, если метановая ракета появится не завтра, а послезавтра: благодаря работе керосиновых тяжей и супертяжей на космодроме будет создана почти вся необходимая инфраструктура, и метан придёт не на пустое место; как в техническом, так и в экономическом смысле.

[Большой]

вот эти "боковушки" от Энергии-5К и РН СТК ЦСКБ.

[Вернер П.]

Павел73 пишет:
Вот и я думаю: лучше сегодня хорошая керосиновая ракета, чем завтра отличная метановая.

А у вас есть такая на примете? 

[Вернер П.]

Павел73 пишет:
утечка метана опаснее утечки водорода; водород быстро взлетает вверх, метан делает это намного медленнее

Тут лучше не доверяться своему разуму а обратиться к документам, а в них утверждается обратное. И хотя вторая часть вашего предложения верна, существуют еще другие критерии

[Mark]

Большой пишет:

Павел73 пишет:
Вот и я думаю: лучше сегодня хорошая керосиновая ракета, чем завтра отличная метановая.

хорошая керосиновая может не получится. подходящих двигателей нет. Семейство РД-171 высоконапряжённые, тем более для пилотируемых полётов. если только НК-33.

из диссертации

Одним из важнейших элементов ЖРД, определяющих надежность и ресурс работы двигателя, является система подачи компонентов топлива. Статистика показывает, что наибольшее число отказов ЖРД происходит именно в агрегатах этой системы. И наиболее часто неисправности в этой системе связаны с работой турбины турбонасосного агрегата (ТНА).

Температурные нагрузки на рабочее колесо турбины, приводящие к пластическому деформированию конструкции, вносят существенный вклад в напряженно-деформированное состояние внутренних элементов конструкции ТНА.

Именно поэтому конструкторские решения и технологические мероприятия, направленные на понижение температуры генераторного газа на входе в турбину, повышение запасов работоспособности турбины, считаются наиболее эффективными при решении задачи по повышению надежности, увеличению ресурса работы и обеспечению возможности работы двигателя на форсированных режимах.

В этой ситуации представляет интерес ряд свойств метана как компонента жидкого ракетного топлива. Во-первых, хорошие охлаждающие свойства метана позволяют организовать надежное охлаждение камеры метанового ЖРД при значительно меньших расходах и перепадах на тракте охлаждения камеры, чем на прототипе камеры РД-170, охлаждаемой керосином, более того, упростить конструкцию камеры в части охлаждения, например, перейти на схему охлаждения камеры без щелевых завес [29].

Во-вторых, метан, как криогенное горючее, будучи нагретый в тракте регенеративного охлаждения камеры, может быть использован в качестве рабочего тела турбины в системе подачи компонентов топлива. Широко известны аналогичные примеры использования тепловой энергии, полученной охладителем - рабочим телом турбины в тракте охлаждения камеры, для получения механической работы турбины. Многие из них относятся к кислородно-водородным двигателям: в двигателе КВД1 разработки КБ Химмаш имени А.М.Исаева водород, нагретый в тракте охлаждения камеры, используется для привода турбины бустера горючего, а в двигателе RL-10 разработки Pratt&Whitney турбина, работающая на водороде, нагретом в тракте охлаждения камеры, используется для привода насосов компонентов топлива.



В отличие от водорода метан, после срабатывания на турбине можно сбрасывать на вход в насос. Более того, его можно, в отличие от водорода, охладить кислородом в теплообменнике перед поступлением в насос. Т.е. в случае использования метанового горючего появляются новые схемные решения системы подачи компонентов топлива, которые могут быть реализованы в метановых ЖРД в целях понижения температуры генераторного газа на входе в турбину и разгрузки турбины.

Первое новое схемное решение - использование нагретого в тракте охлаждения камеры метана в качестве рабочего тела турбины метанового бустерного турбонасосного агрегата (БТНА). При этом метан после срабатывания на турбине подается на вход метанового насоса ТНА.

[Александр Ч.]

Дмитрий Инфан пишет:
А если на метане вторая ступень, то "добавить" уже не получится - старую керосиновую инфраструктуру нужно полностью менять.

Получится, если керосин с метаном не через одну дырку в попе заливать.

[Seerndv]

Павел73 пишет:

Меня терзает всё тот же вопрос: почему нельзя сделать ракету на керосине, на серийно выпускаемых двигателях, и в кратчайшие сроки запустить в эксплуатацию?

- а вы никогда не интересовались почему ту же "Русь" проектировали не непосредственно на РД-180, а на двигателях которые проектировались под неё на основе РД-180?
С Жоржем на пару.

[Bell]

Павел73 пишет:
Ага, приблизительно 3,5; т. е. в 1,4 раза больше, чем кислород-керосин при плотности, в 2 раза меньшей, чем у керосина. Получается, что при одних и тех же массе кислорода и объёме кислородного бака объём метанового бака будет примерно в те же 1,4 раза больше, чем керосинового. Выходит, при одном и том же диаметре баков ракетная ступень на метане будет всего лишь на 15-20 процентов длиннее, чем на керосине?

плотность равной массы топлива (окислитель+горючее)у метана на 15% больше, но за счет большего УИ разница размеров и масс для равной ПН стремится к 0 (в зависимости от массового совершенства и учета факторов второго порядка)

[Bell]

Большой пишет:
вот эти "боковушки" от Энергии-5К и РН СТК ЦСКБ.

И что характерно - для боковушек длина не столь критична, как для первой ступени тандема.
Т.е. можно для тандемной РН делать, скажем, первую ступень с навесными баками и получить предельную высоту всей РН, а для сверхтяжа на базе того же блока сделать моноблочную боковушку такой же массы, но большей длины и все равно будет приемлемо.

[Mark]

В старых книгах писали о возможности смесь метана и этилена с мольным содержанием метана от 5 до 25% добавки.

- Плотность как у керосина, около 950 кг/см3
- УИ будет как при использовании топлива метан+кислород. 
- Да, баки будут мнеише,
- ето позволит снизить массу конструкции на несколко процентов, как и большыю ПН.

[George]

Большой пишет:
Семейство РД-171 высоконапряжённые

Ужас! 

[George]

Большой пишет:
подходящих двигателей нет.

Непогрешимость в надежности двигателей на метане забавляет. А если в них песочек насыпать? Насколько надежны двигатели на метане по отношению к керосиновым? Стоит ли овчинка выделки? И почему до сих пор ни одного полета на метане не осуществлено?

[George]

Seerndv пишет:
 Жоржем

Я в курсе.