TEvg, ты не понял! У водорода УИ выше!

Теги:космос
 
1 2 3 4 5

FILAS

втянувшийся

-НАСОСЫ. Из за малой плотности колесо насоса водорода должно иметь просто чудовищные скорости вращения -у Энергии. например, на пределе прочности специально созданных (!) материалов.
 


Такие вопросы без напряга решаются двухступенчатыми ЦБ насосами (НК-88). Не хватит - поставим трехступенчатый. На Сатурне-5, если не ошибаюсь стоял СЕМИСТУПЕНЧАТЫЙ ОСЕВОЙ насос (с учетом сжимаемости водорода - это можно назвать компрессором). Дело не столько в скорости вращения (тут больше ограничивают опоры, чем прочность диска), а в таком безразмерном параметре как "быстроходность". Для одноступенчатого водородного ЦБ насоса "быстроходность" получается очень низкой, что может означать даже технологическую невозможность изготовления такой крыльчатки. Разделяя потребный напор насоса на несколько ступеней можно добиться приемлимой "быстроходности".

Энергия задрала скорость вращения чтобы снизить габариты и массу насоса. А может не додумалась до многоступенчатости??? :D . Велика возможность личной неприязни к Кузнецовским двигательным технологиям. (Напомню, что самый навороченный ТНА - ТНА обслуживающий сразу несколько камер на Н-1. Он многовальный и двухроторный (!). Приводится в движение раскаленным кислородом.)


P.S. Кстати, Fakas, есть у меня есть "Теория ЖРД". Могу прочесть лекцию о водороде на первых ступенях.

Fakas

опытный

FILAS> Энергия задрала скорость вращения чтобы снизить габариты и массу насоса. А может не додумалась до многоступенчатости??? :D . Велика возможность личной неприязни к Кузнецовским двигательным технологиям. (Напомню, что самый навороченный ТНА - ТНА обслуживающий сразу несколько камер на Н-1. Он многовальный и двухроторный (!). Приводится в движение раскаленным кислородом.)

Да нет, у 11Д122 водородный насос 3-х ступенчатый. Все ОК. Те забываешь об еще одном аспекте ввысооборотистых ТНА — с ростом оборотов растет КПД турбины и падают ее габариты (ну не линейно конечно, но тренд таков).

FILAS> P.S. Кстати, Fakas, есть у меня есть "Теория ЖРД". Могу прочесть лекцию о водороде на первых ступенях. [»]
Валяй ;).
Мой прикидочный расчет показывает, что с ростом тяги растет влияние плотности топлива. если совсем уж на пальцах, то сравните 2-ю ступень Энергии и 1-ю ступень Зенита. А ведь тяги там оч. близкие (да, про время работы посню, но все равно не пропорционально). Тяга хлопцы тяга имеет значение. Если доводить до абсурда, то вообще лучше использовать ЭРД — у него импульс намного выше ЖРД. И используют, там где можно часами работать. На 1-й ступени так не получается.

Sapienti sat !  
RU igor_suslov #18.02.2005 10:38
+
-
edit
 

igor_suslov

втянувшийся

Wyvern-2> Не зря делают трехкомпонентные ЖРД

Зря. И, к тому же, их и НЕ делают. Нет НИ ОДНОГО летного образца.
См, например, Трехкомпонентные ЖРД (из Форума НК)
[a href="http://www.promtehsnab-chel.ru/index/?node_id=98"]Моя страничка ЗДЕСЬ[/a]  
RU igor_suslov #18.02.2005 10:39  @FILAS#18.02.2005 09:42
+
-
edit
 

igor_suslov

втянувшийся

FILAS> P.S. Кстати, Fakas, есть у меня есть "Теория ЖРД". Могу прочесть лекцию о водороде на первых ступенях. [»]

Fakas'у, похоже, такой лекции читать не нужно. Прочтите ее мне. Может быть есть эта книженция в сети?
[a href="http://www.promtehsnab-chel.ru/index/?node_id=98"]Моя страничка ЗДЕСЬ[/a]  

Fakas

опытный

FILAS>> P.S. Кстати, Fakas, есть у меня есть "Теория ЖРД". Могу прочесть лекцию о водороде на первых ступенях. [»]
igor_suslov> Fakas'у, похоже, такой лекции читать не нужно. Прочтите ее мне. Может быть есть эта книженция в сети? [»]

Да мне не надо ;). Я это уже больше чем 10 лет назад все прослушал ;).
Есть немного материальчика, не скрою, моего, но по водороду как горючему там расписано — попытка лекций по ЖРД
Sapienti sat !  
RU Vyacheslav #18.02.2005 11:51  @igor_suslov#18.02.2005 10:38
+
-
edit
 

Vyacheslav

опытный

Wyvern-2>> Не зря делают трехкомпонентные ЖРД
igor_suslov> Зря. И, к тому же, их и НЕ делают. Нет НИ ОДНОГО летного образца.
igor_suslov> См, например, Трехкомпонентные ЖРД (из Форума НК) [»]

То что не летного образца еще не о чем не говорит. Просто технических проблем , которые надо решить значительно больше. Тем не менее это не довод о их зряшности. А Ваша ссылка ничего не доказывает. Там просто высказыны различные мнения. причем сторонники трехкомпонентные ЖРД
выглядят более убедительно.
Проведены испытания экспериментальной установки трехкомпонентного ЖРД РД-704. Впервые в истории двигателестроения подтверждена возможность сгорания трех компонентов в одном огневом пространстве с достижением высокой эффективности горения.
 
 

FILAS

втянувшийся

Fakas'у, похоже, такой лекции читать не нужно. Прочтите ее мне. Может быть есть эта книженция в сети?
 


В сети таких книг не видел (А жаль. Недано, например, скачал Левантовского. Не пожалел). Пару книг видел в продаже в одном из интернет магазинов. Мой источник - букинистические магазины Питера.

До книги доберусь только к вечеру. И еще придется подождать пока наберу текст (сканер не работает :( )
UA Fakas #18.02.2005 12:33  @igor_suslov#18.02.2005 10:38
+
-
edit
 

Fakas

опытный

Wyvern-2>>> Не зря делают трехкомпонентные ЖРД
igor_suslov>> Зря. И, к тому же, их и НЕ делают. Нет НИ ОДНОГО летного образца.
igor_suslov>> См, например, Трехкомпонентные ЖРД (из Форума НК) [»]
Vyacheslav> То что не летного образца еще не о чем не говорит. Просто технических проблем , которые надо решить значительно больше. Тем не менее это не довод о их зряшности. А Ваша ссылка ничего не доказывает. Там просто высказыны различные мнения. причем сторонники трехкомпонентные ЖРД
Vyacheslav> выглядят более убедительно.
Ну визгу много, а шерсти мало. по крайней мере пока. Если мне кто-то покажет ПГС РД-704 тогда я скажу свое "весое слово". А до этого мне кажется интереснее тема ЖРД с внешним расширением.
Sapienti sat !  
RU igor_suslov #18.02.2005 13:22
+
-
edit
 

igor_suslov

втянувшийся

Fakas> Да мне не надо ;). Я это уже больше чем 10 лет назад все прослушал ;).

Я, кстати, тоже. И, примерно, 10 лет назад :)


Fakas> Есть немного материальчика, не скрою, моего, но по водороду как горючему там расписано — попытка лекций по ЖРД

Да, я читал это уже давненько. Спасибо.

[a href="http://www.promtehsnab-chel.ru/index/?node_id=98"]Моя страничка ЗДЕСЬ[/a]  
RU igor_suslov #18.02.2005 13:27
+
-
edit
 

igor_suslov

втянувшийся

Vyacheslav> То что не летного образца еще не о чем не говорит.

Правильно. Вот и я говорю, что отсутствие чистых (в тандемных ракетах) первых водородных ступеней, не является доказательством бесперспективности водорода :)


Vyacheslav> А Ваша ссылка ничего не доказывает. Там просто высказыны различные мнения. причем сторонники трехкомпонентные ЖРД выглядят более убедительно.

Тем не менее, насколько я помню, все в итоге согласились, что трехкомпонентник бесперспективен. Даже ярые по-началу его сторонники.
[a href="http://www.promtehsnab-chel.ru/index/?node_id=98"]Моя страничка ЗДЕСЬ[/a]  
+
-
edit
 

anovikov

втянувшийся

Вот что пишет Уэйд про Атлас-3 :)


Stage Number: 1. 1 x Atlas IIIA Gross Mass: 195,628 kg. Empty Mass: 13,725 kg. Thrust (vac): 423,052 kgf. Isp: 337 sec. Burn time: 132 sec. Isp(sl): 311 sec. Diameter: 3.05 m. Span: 3.05 m. Length: 29.00 m. Propellants: Lox/Kerosene No Engines: 1. RD-180 Status: In production.
Atlas booster and sustainer engine arrangement replaced by Glushko engines developed for Zenit. Not capable of single stage to single stage to orbit capability (an Internet spaceflight urban myth).


 
RU CaRRibeaN #19.02.2005 00:48
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

>у Энергии. например, на пределе прочности специально созданных (!) материалов.

Это для Рд-170, вполне себе керосиновых делали какой-то уникальный порошковый материал, что бы получить нужные трансверсальные скорости на насосе.
Shadows of Invasion.  
+
-
edit
 

Fakas

опытный

>>у Энергии. например, на пределе прочности специально созданных (!) материалов.
CaRRibeaN> Это для Рд-170, вполне себе керосиновых делали какой-то уникальный порошковый материал, что бы получить нужные трансверсальные скорости на насосе. [»]

Стоп, ты ничего не путаешь ? Я абсолютно четко знаю, что турбина 11Д122 сделана по технологии порошковой металлургии с выжиганием лопаток электроискровым методом. Точно не путаешь ?
Sapienti sat !  
RU CaRRibeaN #20.02.2005 00:38
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

>Я абсолютно четко знаю, что турбина 11Д122 сделана по технологии порошковой металлургии с выжиганием лопаток электроискровым методом.

Ну очевидно и там и там роторы напряженные и требуют передовых технологий. Просто для РД-170 искали материал, которые выдержал бы 800+ м/с.
Shadows of Invasion.  

FILAS

втянувшийся

Выложил файл с оценкой эффективности топлив, как и обещал. да, расчетов там я не делал просто привел теорию.
 
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
FILAS> Выложил файл с оценкой эффективности топлив, как и обещал. да, расчетов там я не делал просто привел теорию. [»]

Влияние характеристик топлива на показатели ракеты
.....
Т.е. для первых ступеней ракет выгодно применение топлив, обладающих наряду с довольно высоким значением удельного импульса и высокой плотностью. Применение таких топлив приводит в ряде случаев к значительному выигрышу в массе полезного груза.
.....
Это означает, что если объем топлива не лимитирован, влияние плотности топлива на величину Vид уменьшается. Этим объясняются рекомендации применять для верхних ступеней ракет топлива с высоким удельным импульсом, хотя бы и с малой плотностью, например, жидкий кислород с жидким водородом.
 

Строго математически...топик закрыт :D

Ник
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  

Fakas

опытный

Ну наконец то ;). Для меня это как теорема Пифагора — истина доказуемая точно математически, но все ли вы с ходу докажете школьную теорему ? ;)
Filas, спасибо ! А то я ужеумучился ;). Ну теперь надеюсь на ближайшие полгода вопрос закрыт ;).
Sapienti sat !  

Bell

аксакал
★★☆
Пока совсем топик не закрыли :)
Наткнулся на такой расчет:
avmich, 15.02.2005 22:27:48:
Быстро попробуем посчитать... Рассмотрим две двухступенчатые ракеты, с одинаковой ПН и второй ступенью. Пусть ХС второй ступени тоже одинакова... Тогда можно считать, что ХС первой ступени тоже одинакова :) почти. Пусть она составляет 4 км/с. Пусть масса второй ступени с ПН - 40 тонн. Тогда

при УИ 337 с и ХС 4000 м/с общее массовое совершенство - 3,353
при массовом совершенстве ступени 13,7 -
(40 + x) * 3,353 = x * 13,7
x = 12,96
полная масса ступени - 12,96 * 13,7 = 177,6

при УИ 420 с и ХС 4000 м/с общее массовое совершенство - 2,640
при массовом совершенстве ступени 8,5 -
(40 + x) * 2,640 = x * 8,5
x = 18.02
полная масса ступени - 18,02 * 8,5 = 153.17

Водородная ступень (заправленная) легче.

Может, при меньшей ХС результат будет другой?..
[»]
 

и вот что подумал:
А с какого фига тут считается по вакуумному УИ???
Ступень-то первая и летит исключительно в атмосфере. Потери на низкий атмосферный УИ у водородной ступени трижды съедят эти 24 т. Признатся я всегда думал, что водород не применяют на первых ступеня именно из-за низкого атмосферного УИ...

Разве не так?



ЗЫ. Пардон, но мне это напоминает расчеты Прохожего на Иракваре :)

ЗЗЫ. Да, вот такой я злой и неблагодарный :))))))
Иногда мне кажется, что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун "Криптокащенизм и клоунада шовинистического толка". (с) au Если круг оказался вдруг и не круг, не квадрат, а так...  
+
-
edit
 

avmich

координатор

Там первыми словами написано - "быстрый расчёт". Белл, посчитай по своим данным. Вполне может другой вариант выйти...

Мне тоже кажется, что водород на первых ступенях должен проигрывать. Однако пока только Игорь привёл хоть какой-то расчёт (не считая вашего покорного слуги). Мне оба расчёта неубедительны - потому что, на мой взгляд, существенно зависят от слабых изменений исходных данных, и, самое главное, не объяснены результаты.

Кстати, мне также неочевидны недостатки трёхкомонентников :) .

Да, кстати, Факас, я не знаю школьной теоремы, которую не докажу с ходу :) .
 

Fakas

опытный

avmich> Кстати, мне также неочевидны недостатки трёхкомонентников :) .
Еще раз говорю, что бы говорить о недостатках трехкомпонентников надо поглядеть на ПГС. Я лично хочу понять как :
1) работает 3-х компонентный ТНА.
2) организовано охлаждение.
3) работают форсунки.
А так это спор на уровне прикидок на пальцах.
avmich> Да, кстати, Факас, я не знаю школьной теоремы, которую не докажу с ходу :) . [»]
Нууу... А я уже много позабывал. Так что с ходу не докажу. :( Новедь это не есть признак их неверности ;) ?
Ребята, Филас вам привел математический анализ, я пример расчета. Оба говорят одно и то же — не смотря на более высокий удельный импульс тяги водород потребует большего объема баков. На первой ступени это губительно по причине значительных тяг. Сравните размеры Зенита и центрального блока Энергии. А ведь тяги там близкие.

Sapienti sat !  

Bell

аксакал
★★☆
2Авмич

Честно говоря, я не совсем понимаю, что такое "общее массовое совершенство"... :(

Я бы считал по реальному атмосферному УИ - 310 и 350 с соответственно у керосина и водорода.
Иногда мне кажется, что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун "Криптокащенизм и клоунада шовинистического толка". (с) au Если круг оказался вдруг и не круг, не квадрат, а так...  
RU igor_suslov #22.02.2005 11:32
+
-
edit
 

igor_suslov

втянувшийся

Fakas> Ребята, Филас вам привел математический анализ, я пример расчета. Оба говорят одно и то же — не смотря на более высокий удельный импульс тяги водород потребует большего объема баков.

В анализе Filas'а я, например, вычитал следующее:
"Т.е. для первых ступеней ракет выгодно применение топлив, обладающих наряду с довольно высоким значением удельного импульса и высокой плотностью. Применение таких топлив приводит в ряде случаев к значительному выигрышу в массе полезного груза. При больших, характерных для баллистических и межконтинентальных ракет, увеличение удельного импульса более выгодно, чем увеличение плотности топлива."
 

Вам что-то из этого очевидно? Мне - нет. "Довольно высокий" - это НАСКОЛЬКО высокий? Нет НИ ОДНОГО РЕАЛЬНОГО РАСЧЕТА.
Теперь вернемся к Вашим, Fakas, расчетам. Вот, что пишите Вы:
"Возьмем РД-170 Iудз=3028,2 м/с и гипотетический водородник равной тяги с удельным импульсом как у 11Д122 Iудп=4459 (я взял даже пустотный импульс !).
Тяга 7930 кН. В дальнейшем 103 я опускаю — для сравнения это не важно.
Считаем массовый расход топлива.
РД-170 — 2,618717390 кг/с
Водородник — 1,778425656 кг/с"
 


Пользуясь Вашими расчетами массовых расходов, берем 180 секунд работы двигателя, получаем массу компонентов (сумма, горючее, окислитель):
Kеросин+Кислород 471,3660 130,93 340,43
Водород+Кислород 320,1120 045,72 274,39

Пересчитываем объемы (аналогично):
Kеросин+Кислород 0,4555 0,1569 0,2986
Водород+Кислород 0,8819 0,6412 0,2407

Считая баки сферическими, считаем площади поверхностей баков (горючее, окислитель):
Kеросин+Кислород 1,4066 2,1606
Водород+Кислород 3,5961 1,8712

Принимая поверхностную плотность материалов баков РАВНУЮ для каждой компоненты (7,5 кг на метр квадратный), получаем массы баков для ракет:
Kеросин+Кислород 26,7535 18,6187 (массовое совершенство)
Водород+Кислород 41,0048 08,8066 (массовое совершенство)

Добавляя массу арматуры, трубопроводов и двигателей (опять же равную) получаем сухие и заправленные массы ракет (принимаем эту величину равную 15 кг):
Kеросин+Кислород 41,753 513,119
Водород+Кислород 56,004 376,116

Считаем идеальные скорости:
Kеросин+Кислород 7596,916
Водород+Кислород 8491,996

Делаем выводы: масса баков (как и общая масса сухой ракеты) будет БОЛЬШЕ у водороной ступени, НО чтобы развить равную скорость, водороднику нужно ГОРАЗДО меньше топлива, чем керосиннику.
Задаем вопросы: Где же я ошибся? :) Какие посылы неверны?
[a href="http://www.promtehsnab-chel.ru/index/?node_id=98"]Моя страничка ЗДЕСЬ[/a]  
UA Fakas #22.02.2005 13:47  @igor_suslov#22.02.2005 11:32
+
-
edit
 

Fakas

опытный

igor_suslov> Делаем выводы: масса баков (как и общая масса сухой ракеты) будет БОЛЬШЕ у водороной ступени, НО чтобы развить равную скорость, водороднику нужно ГОРАЗДО меньше топлива, чем керосиннику.
igor_suslov> Задаем вопросы: Где же я ошибся? :) Какие посылы неверны? [»]
Все правильно, едем дальше ;). Выигрыш за счет массы топлива съедается массой баков, их размерами. Вот и все.
А немного некорректно принятие одинакового массового совершенства баков и магистралей. Водород намного сложнее — теплоизоляция, вся дребедень нужная для захолаживания и т.д.

Sapienti sat !  
RU igor_suslov #22.02.2005 16:32
+
-
edit
 

igor_suslov

втянувшийся

Fakas> Все правильно, едем дальше ;). Выигрыш за счет массы топлива съедается массой баков, их размерами. Вот и все.

Где все?
[a href="http://www.promtehsnab-chel.ru/index/?node_id=98"]Моя страничка ЗДЕСЬ[/a]  

Bell

аксакал
★★☆
Дык я не понял - ваша идеальная первая ступень работает в вакууме?
Иногда мне кажется, что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун "Криптокащенизм и клоунада шовинистического толка". (с) au Если круг оказался вдруг и не круг, не квадрат, а так...  
1 2 3 4 5

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru