[image]

Ещё одна ракета

Напечатана на 3D-принтере и с электроТНА
Теги:космос
 
1 2 3 4
+
-
edit
 

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆

The first 3D printed rocket will launched soon - RealTechToday

3D printed rocket presents an innovation in the field. It is based on electric motors, and its production costs less than $5 million. This 3D printed rocket // www.realtechtoday.com
 
   38.038.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Насчёт электроТНА для ракет "орбитальной" размерности - терзают сомнения. Для ЖРД со сколько-нибудь пристойным УИ необходимо давление в камере в несколько атмосфер (ну минимум от 10), что при расходах, характерных для тяг хотя бы от 10 тонн даёт уже большую мощностью насосов. Самый минимум - от сотни киловатт по порядку величины (в нормальных носителях на самом деле - мегаватты). Мощность-то такую батареи выдать в принципе смогут, но вот их масса (и цена!), чтобы запасти суммарную энергию для работы на протяжении ~ 10 минут...

Кстати, электромотор такой мощности - тоже не такой уж маленький должен быть.
   28.028.0
+
-1
-
edit
 

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
Посмотрел остальные ролики - обещает 110кг на LEO за $4.9 млн.
А что - мощность? Если электомотор тем же ЖК охлаждать - ток в него вдуть можно весьма нехилый при достаточно умеренных габаритах. Главное чтобы батареек хватило.
   38.038.0

paskal

втянувшийся

Дем> Если электомотор тем же ЖК охлаждать - ток в него вдуть можно весьма нехилый при достаточно умеренных габаритах.
Ну может если жидким гелием, до состояния сверхпроводимости... :)
   43.0.2357.8143.0.2357.81
RU Бывший генералиссимус #29.05.2015 22:15  @Fakir#29.05.2015 13:22
+
-
edit
 
Fakir> Насчёт электроТНА для ракет "орбитальной" размерности - терзают сомнения. Fakir> Кстати, электромотор такой мощности - тоже не такой уж маленький должен быть.
Мощность мотора - функция его оборотистости, и десятикиловаттный Turnigy 150cc весит лишь чуть больше трёх килограммов. А батареи надо сбрасывать по ходу полёта. Тогда можно не то, чтобы сравняться с открытой схемой, но уже небезнадёжно.
   11.011.0
RU Fakir #29.05.2015 22:24  @Бывший генералиссимус#29.05.2015 22:15
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Б.г.> Мощность мотора - функция его оборотистости,

...а потребление мощности насосом пропорционально кубу оборотов, а напор - квадрату, а расход - первой степени. И всё это увязать при разумных массах - может оказаться-таки нетривиальной задачей. Если решаемой.
   28.028.0
RU Бывший генералиссимус #29.05.2015 22:38  @Fakir#29.05.2015 22:24
+
-
edit
 
Б.г.>> Мощность мотора - функция его оборотистости,
Fakir> ...а потребление мощности насосом пропорционально кубу оборотов, а напор - квадрату, а расход - первой степени. И всё это увязать при разумных массах - может оказаться-таки нетривиальной задачей. Если решаемой.

Я прикидывал для движка в тонну тягой, с 45 атмосфер в камере, без регенеративки, перекись-керосин требует 40 киловатт, спирт-кислород чуть больше. При охлаждении спиртом и ресурсе 5 минут эта турнига форсируется в 2,3-2,4 раза, так что 2 таких моторов хватит. А батарея делается секционированной, и 2/3 батареи сбрасываются после израсходования 4/7 топлива, дальше мы летим на дросселировании 50%, тяга, расход и перегрузка падают вдвое.
И даже при таком затягивании первой ступени, если и 2 и 3 делать РДТТ, нужна баллистическая пауза после 1й!
   11.011.0
MD Wyvern-2 #30.05.2015 02:02  @Бывший генералиссимус#29.05.2015 22:15
+
+1
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★

Fakir>> Насчёт электроТНА для ракет "орбитальной" размерности - терзают сомнения. Fakir> Кстати, электромотор такой мощности - тоже не такой уж маленький должен быть.
Б.г.> Мощность мотора - функция его оборотистости, и десятикиловаттный Turnigy 150cc весит лишь чуть больше трёх килограммов. А батареи надо сбрасывать по ходу полёта. Тогда можно не то, чтобы сравняться с открытой схемой, но уже небезнадёжно.

Батареи, самые мощные (литий-тионилхлоридные), на сегодня это 700Вт*ч/кг. Ракетное топливо, которое есть источник энергии для ТНА - значительно больше.
Электродвигателей, даже самых высокооборотных, меньше 0,25кг/кВт - не существует. У газовых турбин - килограммы на МЕГАВАТТЫ.
В чем, собственно, выгода? 8-O
   22.022.0
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Wyvern-2> В чем, собственно, выгода? 8-O

Гипотетически - очень, очень гипотетически! - может быть, в цене. И надёжности (???). Без высоких температур и пр.
   28.028.0
RU Fakir #30.05.2015 13:11  @Бывший генералиссимус#29.05.2015 22:38
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Б.г.> Я прикидывал для движка в тонну тягой, с 45 атмосфер в камере, без регенеративки, перекись-керосин требует 40 киловатт, спирт-кислород чуть больше.

Хм, а насос? И все параметры сходились - и расход, и напоры, и мощность?
Сколько батареи потянули?

Ну и кроме того - тонна это явно мало. Не для заявленной ПН.
   28.028.0
+
-
edit
 

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
Wyvern-2> Электродвигателей, даже самых высокооборотных, меньше 0,25кг/кВт - не существует.
тут вопрос в том, сколько собственно массы добавляет электродвигатель.
Потому как ротор который одновременно и турбина - я себе представить вполне могу. Т.е вроде движок и есть, а прибавки массы нет, наоборот приводной крыльчатки не надо.
   38.038.0
RU Бывший генералиссимус #30.05.2015 15:28  @Fakir#30.05.2015 13:11
+
-
edit
 
Б.г.>> Я прикидывал для движка в тонну тягой, с 45 атмосфер в камере, без регенеративки, перекись-керосин требует 40 киловатт, спирт-кислород чуть больше.
Fakir> Хм, а насос? И все параметры сходились - и расход, и напоры, и мощность?
Fakir> Сколько батареи потянули?
Для однотонника - 18 кг. из них 12 кг сбрасывались на 118-й секунде, а 6 кг работали ещё 70 секунд. 1,3 кВт*ч до сброса батареи (три секции в параллель) и 0,162 кВт*ч - остаток в третьей секции (она вначале отдаёт меньший ток). На тяге в 50% давление и расход по 50%, соответственно, мощность потребная 25% от номинала.
Fakir> Ну и кроме того - тонна это явно мало. Не для заявленной ПН.
Да, но по циферкам сходится и до некоторой степени вверх масштабируется. Это, конечно, даже более убого, чем на разложении 85% перекиси, но не требуется отрабатывать турбину, газогенератор, переходные режимы, и т.д.
Кроме того, регулирование соотношения компонентов за счёт регулирования моторов гораздо удобнее, чем за счёт управляемых дросселей. Вообще, при прямом электронном управлении ПГС становится на порядок проще, на этом можно часть веса, потраченного на батареи, отбить обратно.
Я планировал ещё сбрасывать обшивку хвостового отсека, вместе с этими 2 секциями батареи.
   11.011.0
RU Fakir #30.05.2015 15:44  @Бывший генералиссимус#30.05.2015 15:28
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Повторюсь:

Fakir>> Хм, а насос? И все параметры сходились - и расход, и напоры, и мощность?

По потребной для насоса мощности - точно все вместе сходилось и увязывалось, все параметры разом? Обороты какие? И какие обороты движка для номинальной и форсированной мощности? (механического редуктора, полагаю, никому не хочется)


Б.г.> На тяге в 50% давление и расход по 50%, соответственно, мощность потребная 25% от номинала.

Если давление и расход по 50% - то мощность должна быть меньше 25% номинала. Но одновременно снизить ровно вдвое И расход, И напор - представляется мне если не невозможным, то непростым делом. Я ж говорю, у насосов всё очень сильно нелинейно.
Потому и спрашиваю про увязку по всем трём параметрам.

Б.г.> Для однотонника - 18 кг.

При массе самого движка в ...?
   28.028.0
RU Бывший генералиссимус #30.05.2015 16:33  @Fakir#30.05.2015 15:44
+
-
edit
 
Fakir> Повторюсь:
Fakir>>> Хм, а насос? И все параметры сходились - и расход, и напоры, и мощность?
Fakir> По потребной для насоса мощности - точно все вместе сходилось и увязывалось, все параметры разом?

Да. Обороты насоса мы можем, в определённой мере, выбирать, изменяя диаметр его колеса. Напор с оборотами связан более-менее линейно.

Fakir> Обороты какие? И какие обороты движка для номинальной и форсированной мощности? (механического редуктора, полагаю, никому не хочется)

Режим 50% тяги, или 25% мощности движка, это где-то 51% от его номинальной, а режим 100% тяги, соответственно, это 204% от его номинальной. Номинальная же у него 9800 W: Turnigy RotoMax 150cc Size Brushless Outrunner Motor

Б.г.>> На тяге в 50% давление и расход по 50%, соответственно, мощность потребная 25% от номинала.
Fakir> Если давление и расход по 50% - то мощность должна быть меньше 25% номинала. Но одновременно снизить ровно вдвое И расход, И напор - представляется мне если не невозможным, то непростым делом. Я ж говорю, у насосов всё очень сильно нелинейно.

Ну, на самый плохой случай, можно поставить не 2 двигателя, а 4, и два просто выключать. Но это хуже не только тем, что больше моторов и колёс, но и клапанов, закольцовок, для избежания гидроудара, и т.д.

Fakir> Потому и спрашиваю про увязку по всем трём параметрам.
Б.г.>> Для однотонника - 18 кг.
Fakir> При массе самого движка в ...?

2 x 2,5 кило (см ссылку).
   11.011.0
RU Fakir #30.05.2015 17:46  @Бывший генералиссимус#30.05.2015 16:33
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Б.г.> Напор с оборотами связан более-менее линейно.

Примерно квадратично. Откуда и все проблема и кубическая зависимость потребляемой насосом мощности от оборотов.
   28.028.0

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
Wyvern-2> Ракетное топливо, которое есть источник энергии для ТНА - значительно больше.
Только недожигается оно в ТНА очень сильно

Fakir> Ну и кроме того - тонна это явно мало. Не для заявленной ПН.
При заявленной ПН тяга каждого движка по полтонны где-то. Итого тонн пять.

Б.г.> Но это хуже не только тем, что больше моторов и колёс, но и клапанов, закольцовок, для избежания гидроудара, и т.д.
Возможно, можно без всего этого обойтись плавно снижая мощность движка до нуля. И только потом перекрыть трубу
   38.038.0
RU Бывший генералиссимус #30.05.2015 20:46  @Дем#30.05.2015 18:10
+
-
edit
 
Дем> Возможно, можно без всего этого обойтись плавно снижая мощность движка до нуля. И только потом перекрыть трубу
не до нуля - а до нулевого расхода через отключаемый насос. если до нуля, через него посвищет обратно то, что качает второй насос
   11.011.0
RU Дмитрий В. #31.05.2015 12:09  @Fakir#29.05.2015 13:22
+
-
edit
 
RU Дмитрий В. #31.05.2015 12:09  @Дмитрий В.#31.05.2015 12:09
+
-
edit
 

Дмитрий В.

опытный

Fakir>> Мощность-то такую батареи выдать в принципе смогут, но вот их масса (и цена!), чтобы запасти суммарную энергию для работы на протяжении ~ 10 минут...
А зачем батареи? Турбогенераторы от газа, отбираемого из камеры, например. А запуск ЭНА можно и от наземной системы выполнить.
   43.0.2357.8143.0.2357.81
RU Fakir #31.05.2015 12:34  @Дмитрий В.#31.05.2015 12:09
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
А зачем тогда моторы? В смысле электро :) Единственно редукторы выкинуть, если ТНА не однороторный. Других плюсов не вижу - чуть большую управляемость разве. Но турбина со всеми её особенностями, нагруженность и пр. никуда не девается.

Кстати, отбор газа из КС на турбину всё же остался большой экзотикой.
   28.028.0
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★

Wyvern-2>> Ракетное топливо, которое есть источник энергии для ТНА - значительно больше.
Дем> Только недожигается оно в ТНА очень сильно

Подумай внимательно, что ты сейчас сказал ;) Сам то понял? :F
   9.09.0
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★

Wyvern-2>> В чем, собственно, выгода? 8-O
Fakir> Гипотетически - очень, очень гипотетически! - может быть, в цене. И надёжности (???). Без высоких температур и пр.

Для этого есть прекрасная, очень эффективная безгенераторная схема замкнутого цикла с тремя компонентами (топливо-оксилитель-теплоноситель). Где КС охлаждается специальным теплоносителем (третьим компонетом) который затем газифицирует одни(или оба) криогенный компонент топливной пары, срабатывающийся далее на турбине и возвращаемый обратно в переохлажденную жидкую фазу. Никаких сверхдавлений1, высоких температур, можно вообще ТНА делать из серийных компонентов.


.1 - давление в самой схеме ТНА обычно в 2-2,5 раза превосходит давление в КС. Т.е. чтот бы в КС было 100 атм, в ТНА надо достигнуть 200-250 атм. В данной схеме максимальное давление в ТНА может быть всего на 10-15% выше максимального в КС, фактически - только потери на сопротивление форсунок.
   9.09.0
+
-
edit
 

Monya

опытный

Wyvern-2>>> В чем, собственно, выгода? 8-O
Fakir>> Гипотетически - очень, очень гипотетически! - может быть, в цене. И надёжности (???). Без высоких температур и пр.
Wyvern-2> Для этого есть прекрасная, очень эффективная безгенераторная схема замкнутого цикла с тремя компонентами (топливо-оксилитель-теплоноситель).
Да в общем-то и с двумя компонентами прекрасно работает. RL-10 сколько модификаций претерпел? И летает до сих пор вполне успешно.
Мало того, еще и теплоноситель в виде бесполезной массы таскать за собой не надо.
   75.0.3770.14275.0.3770.142
Это сообщение редактировалось 24.07.2019 в 22:16

Monya

опытный

Дем> Только недожигается оно в ТНА очень сильно
Дык там все посчитано... Не дурной народ же считал.
В движке открытой схемы используется активная турбина, как самая малорасходная. А работоспособность восстановительного газа выше. Произведение RT никто не отменял.
Ну а двигла закрытой схемы все наоборот - расход-то весь потом один черт в камеру пойдет. И чем расхода больше, тем турбине легче. Поэтому и гонят окислитель, чуть разогретый (если только это не водородник - там выгоднее горючку, объемный расход выше). А дальше пофиг - в камере все догорит и на полный суммарный удельный импульс уже не влияет. Турбина соответственно активно
-реактивная, с приличной степенью реактивности.
Правда создание такой турбинки, да еще работающей в окислительной среде - задача нетривиальная.
Впрочем, и для сладкого водородного газа - тоже не подарок. Водородное охрупчивание еще никто не отменял.
   75.0.3770.14275.0.3770.142
+
-
edit
 

Monya

опытный

Wyvern-2> .1 - давление в самой схеме ТНА обычно в 2-2,5 раза превосходит давление в КС. Т.е. чтот бы в КС было 100 атм, в ТНА надо достигнуть 200-250 атм. В данной схеме максимальное давление в ТНА может быть всего на 10-15% выше максимального в КС, фактически - только потери на сопротивление форсунок.
Не, еще потери в тракте рубашки охлаждения. Причем в штатовских паяных поменьше (правда они все или открытой схемы типа F-1, или с фазовым переходом, типа RL-10), в наши фрезерованых - поболе.
Для движков замкнутой схемы как-бы не до 100 атмосфер. Если не больше. Иначе скорость потока, а соответственно теплосьем с камеры не обеспечить. Причем для двигла на вонючих компонентах (АТ+НДМГ) с центробежными форсунками только перепад на форсуночной головке в 6-10 атмосфер нормальным считался.
Плюс еще перепад на органах регулирования. Один регулятор Km жрал порядка 6 атмосфер.
Так что таки-да, вот и набегает. Ты еще мало сказал У того-же РД-170 порядка 600 за ТНА при давлении, ЕМНИП, в КС 250
   75.0.3770.14275.0.3770.142
1 2 3 4

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