Метан вместо водорода

Lamort> На метане зачем, чтобы "подороже ракета получилась"? Можете объяснить на кой заменять двигатель на первой ступени на двигатель с менее отработанной технологией для незначительного увеличения удельного импульса?
Наоборот, чтобы дешевле. насчёт отработанности технологии - вопрос технический, не факт что сделать движок на метане сложнее чем на керосине.
А вот температура у него как у кислорода - т.е. упрощение.
Lamort> Кстати, метан менее плотный и масса первой ступени увеличится за счёт величины баков.
Сухая масса. Хотя он и более лёгкий - так что можно будет бак потоньше сделать, тут частично скомпенсирует.
Но несмотря на более тяжёлый и дорогой бак - цена упадёт за счет более дешёвого его содержимого.

Дем> Наоборот, чтобы дешевле. насчёт отработанности технологии - вопрос технический, не факт что сделать движок на метане сложнее чем на керосине.

Охлаждение, пожалуй, будет потруднее, и катастрофический провал программы Galaxy Express тому подтверждение. Вытесниловку с метаном осилили многие, это-то легко. XCOR, C&S, и IHI делали такие.

Дем> Наоборот, чтобы дешевле. насчёт отработанности технологии - вопрос технический, не факт что сделать движок на метане сложнее чем на керосине.

В первую очередь он дороже потому, что его надо заново делать, помимо этого дороже будет инфраструктура хранения криогенного метана.

Дем> А вот температура у него как у кислорода - т.е. упрощение.

"Упрощение"?

И не "как у кислорода" у него температура.

Метан — Википедия Tпл = -182,5С

Кислород — Википедия Tкип = -183С

Одновременно кислород и метан не могут быть жидкостью.

Дем> Сухая масса. Хотя он и более лёгкий - так что можно будет бак потоньше сделать, тут частично скомпенсирует.

Не говорите ерунды, масса бака пропорциональна объёму бака и давлению внутри бака, в которое входит постоянная составляющая давления наддува, так что чем больше объём бака, тем он тяжелее.

При желании керосиновый бак можно сделать из композита, а вот криогенный делать из композита гораздо сложнее.

Дем> Но несмотря на более тяжёлый и дорогой бак - цена упадёт за счет более дешёвого его содержимого.

За счёт цены топлива?

Керосин стоит около 1 доллара за килограмм, вы думаете жидкий метан будет дешевле? А если и будет дешевле, то в ракете вроде Falcon-9 около 150 тонн керосина, пусть "космический" керосин стоит аж 3 доллара, - максимальная экономия на топливе не больше, чем около 500 тысяч долларов, это если жидкий метан вообще ничего не стоит.

Метан интересен более высоким УИ, и более ничем.

Lamort> Метан — Википедия Tпл = -182,5С
Lamort> Кислород — Википедия Tкип = -183С
Lamort> Одновременно кислород и метан не могут быть жидкостью.

Почему нет? Достаточно переохладить метан на полградуса. Их совершенно необязательно заливать кипящими.

Правка: в этом сообщении я явно перепутал плавление и кипение.

Lamort>> Метан — Википедия Tпл = -182,5С
Lamort>> Кислород — Википедия Tкип = -183С
Lamort>> Одновременно кислород и метан не могут быть жидкостью.
zaitcev> Почему нет? Достаточно переохладить метан на полградуса. Их совершенно необязательно заливать кипящими.

Ага, и держать кислород на уровне температуры кипения, рискуя тем, что он где-то локально перегреется, в результате чего ракета банально лопнет?
Это при том, что температура плавления кислорода -218 градусов, его можно держать охлажденным градусов на 20 и особо не чесаться относительно перегрева.

Так я что-то не пойму, что мы обсуждаем. Используя переохлаждение на 6 градусов как на "Зените", можно оба компонента заливать в баки с обшей стенкой и они не будут передавать тепло друг другу как в случае с водородом. Мы согласны? Или нет?

zaitcev> Так я что-то не пойму, что мы обсуждаем. Используя переохлаждение на 6 градусов как на "Зените", можно оба компонента заливать в баки с обшей стенкой и они не будут передавать тепло друг другу как в случае с водородом. Мы согласны? Или нет?

Нет, не согласен, - вы собрались переохладить метан на 6 градусов ниже температуры кристаллизации и рискуете, что он у вас во время полёта превратится в твёрдое тело.
Если заниматься такими вот "фокусами", то логичнее попробовать использовать озон, от которого энергетический эффект гораздо больше.

Lamort> Нет, не согласен, - вы собрались переохладить метан на 6 градусов ниже температуры кристаллизации и рискуете, что он у вас во время полёта превратится в твёрдое тело.

Хотел возразить с цифрами в руках, но что-то не получается. Не могу толковой фазовой диаграммы найти для кислорода (для метана есть). Я был уверен, что слышал, что VaPak в ракете QuickReach был устроен именно так. Но возможно, что я слышал звон, но не понял где он. Давай пока я признаю сокрушительное поражение, и потом как-нибудь поищу патент на VaPak, там возможно указаны температура сосуществования и давления в обоих баках.

zaitcev> Хотел возразить с цифрами в руках, но что-то не получается. Не могу толковой фазовой диаграммы найти для кислорода (для метана есть). Я был уверен, что слышал, что VaPak в ракете QuickReach был устроен именно так.

Дa слушaйте вы этого бaлaболa дaльше.
Гaзовую подушку нaддувa ни кто не отменял.
Нюaнс в гaзе нaддувa.
Если интересно то лучше нa ФНК. Здесь кормить троля не хочется.

zaitcev> Хотел возразить с цифрами в руках, но что-то не получается. Не могу толковой фазовой диаграммы найти для кислорода (для метана есть). Я был уверен, что слышал, что VaPak в ракете QuickReach был устроен именно так. Но возможно, что я слышал звон, но не понял где он. Давай пока я признаю сокрушительное поражение, и потом как-нибудь поищу патент на VaPak, там возможно указаны температура сосуществования и давления в обоих баках.

Я понимаю вашу идею, - за счёт давления газа наддува вы считаете возможным изменить соотношение температуры кипения кислорода и затвердевания метана, например, поднять температуру кипения кислорода. Допустим, это возможно, только можете объяснить на кой нужны такие сложности даже если кому-то впёрло использовать именно метан?

Понимаете, есть экономически эффективные керосиновые ракеты, которые летают без всех этих экзотических технических выкрутасов.

m.G.> Если интересно то лучше нa ФНК. Здесь кормить троля не хочется.

m.G. советую отвалить туда самому с его "милой манерой общения".

Lamort> можете объяснить на кой нужны такие сложности даже если кому-то впёрло использовать именно метан?

Насколько я понимаю из сообщений в печати, в российском контексте метан в основном нужен для надежных двигателей многократного использования. В каком-то смысле это отступление от наследия В.П. Глушко, хотя и незначительное — двигатели все равно будут использовать замкнутый цикл.

Элон Маск заявил в ноябре 2012-го, что его главный интерес - это использование синтетического горючего для возвращения с Марса. Керосина там не будет, а метан возможен.

Сложности, возможно, и не нужны, особенно Элону. В России, однако, баки с общей перегородкой модут быть и интересны. Хотя конечно все нормальные ракеты прекрасно летают и без них, так что такая конструкция является довольно слабым аргументом за метан.

zaitcev> Охлаждение, пожалуй, будет потруднее, и катастрофический провал программы Galaxy Express тому подтверждение.
Это который японцы? ну они вообще затейники.

Lamort> И не "как у кислорода" у него температура.
Давление в баках порядка 5 атмосфер, нужно для этой точки считать.
Потом, непосредственного контакта нет, вверху бака пузырь. Хватит минимальной теплоизолирующей прокладки.

zaitcev> Сложности, возможно, и не нужны, особенно Элону. В России, однако, баки с общей перегородкой модут быть и интересны. Хотя конечно все нормальные ракеты прекрасно летают и без них, так что такая конструкция является довольно слабым аргументом за метан.

zaitcev> Насколько я понимаю из сообщений в печати, в российском контексте метан в основном нужен для надежных двигателей многократного использования. В каком-то смысле это отступление от наследия В.П. Глушко, хотя и незначительное — двигатели все равно будут использовать замкнутый цикл.

Лажа это, - мол керосин коксуется, а метан коксоваться не будет. Метан точно так же коксуется и будет ли существенно проще решать эту проблему для метана никто не знает.
SpaceX, как я понимаю, считает свои двигатели 1-й ступени многоразовыми и не боится никакого кокса.

Что касается многоразовых двигателей вообще, - есть "водородный прототип", но, так как есть прототип, идея не пахнет экзотикой и уникальщиной, по коей причине выбросить просто так деньги сложнее.

zaitcev> Элон Маск заявил в ноябре 2012-го, что его главный интерес - это использование синтетического горючего для возвращения с Марса. Керосина там не будет, а метан возможен.

Там есть вода, значит вполне можно использовать "сладкую парочку" LH2+LO2, давление даже на поверхности планеты "никакое", так что удельный импульс будет высоким.

zaitcev> Сложности, возможно, и не нужны, особенно Элону. В России, однако, баки с общей перегородкой модут быть и интересны. Хотя конечно все нормальные ракеты прекрасно летают и без них, так что такая конструкция является довольно слабым аргументом за метан.

Совершенно верно, при этом с точки зрения конструкции главным возражением является то, что бак горючего будет почти в два раза больше керосинового.

zДем> Давление в баках порядка 5 атмосфер, нужно для этой точки считать.
Дем> Потом, непосредственного контакта нет, вверху бака пузырь. Хватит минимальной теплоизолирующей прокладки.

Давление наддува аж 5 атмосфер? Это зачем, чтобы бак был потолще, конструкция потяжелее?

Lamort> Лажа это, - мол керосин коксуется, а метан коксоваться не будет. Метан точно так же коксуется и будет ли существенно проще решать эту проблему для метана никто не знает.

В гораздо меньшей степени, чем керосин: углерода существенно меньше, а температура термического разложения выше чем у керосина. Поэтому ни в проточном тракте, ни в газогенераторе твердая фаза практически не выделяется.

Lamort> Совершенно верно, при этом с точки зрения конструкции главным возражением является то, что бак горючего будет почти в два раза больше керосинового.

Для ЖК-керосина соотношение компонентов 2,25-2,7, тогда как для ЖК-ЖМ 3,4-3,5. Поэтому не в два, а существенно меньше.

Дем> Потом, непосредственного контакта нет, вверху бака пузырь. Хватит минимальной теплоизолирующей прокладки.
Насколько я понимаю, днище не плоское, а посему пузырь только изолирует небольшую часть его поверхности.

Д.В.> В гораздо меньшей степени, чем керосин: углерода существенно меньше, а температура термического разложения выше чем у керосина. Поэтому ни в проточном тракте, ни в газогенераторе твердая фаза практически не выделяется.

Бегите, сообщите об этом ракетчикам, они считают, что наоборот, метан при контакте с высокотемпературными частями двигателя склонен к образованию угольной пыли.

Содержание углерода, - в керосине ( условная формула CH2 ) - 85,7% от общей массы; в метане ( CH4 ) - 75%. "Невероятно большая разница".

Относительно температуры пиролиза не знаю, но должно быть наоборот, поскольку связи H-C слабее связей C-C, а одним из распространённых способов получения водорода является восстановление его из метана углеродом.

Д.В.> Для ЖК-керосина соотношение компонентов 2,25-2,7, тогда как для ЖК-ЖМ 3,4-3,5. Поэтому не в два, а существенно меньше.

Да, действительно, бак будет больше только на 40%, хотя, по-моему, вы несколько занизили оптимальрное соотношение окислитель/топливо для метана, - полное сгорание при соотношении 4.

Вообще, ЖРД на метане это типичный "заразный бред сивой кобылы", - совершенствование ракет лежит в организационно-экономической сфере, этого никто не умеет делать, вот бредят разного рода "суперджетами".