Ещё одна ракета

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.
Monya> Не, еще потери в тракте рубашки охлаждения.

В безгазогенераторной схеме с третьим компонентом-охладителем ( ) компоненты топливной пары НЕ попадают в тракт охлаждения

Wyvern-2> В безгазогенераторной схеме с третьим компонентом-охладителем ( ) компоненты топливной пары НЕ попадают в тракт охлаждения

Камлаем приход в топик адепта ракетных двигателей на водяном пару? 🤔
Могу конечно ошибаться, но введение дополнительных компонентов увеличивает потери и ухудшает характеристики движка. Нет?

Alexandrc> Могу конечно ошибаться, но введение дополнительных компонентов увеличивает потери и ухудшает характеристики движка. Нет?

Если они на первой ступени, то потери несущественны. Тем более, можно поднять общую надёжность движка и без особых потерь УИ. Может даже с приобретением пары секунд. Движок, понятное дело, станет тяжелее. Минимум на 500 кг.

Alexandrc>> Могу конечно ошибаться, но введение дополнительных компонентов увеличивает потери и ухудшает характеристики движка. Нет?
Naib> станет тяжелее. Минимум на 500 кг.


откуда цифра?

CORVUS> откуда цифра?

Моя оценка потребного запаса теплоносителя исходя из того, что это жидкометаллический сплав типа калий/натриевого.

Alexandrc> Могу конечно ошибаться, но введение дополнительных компонентов увеличивает потери и ухудшает характеристики движка. Нет?

Нет Потому, что компоненты топлива в рубашке охлаждения НЕ вырабатываются до конца (это физически невозможно). Т.е. в одном случае у тебя просто инертный груз на борту, а во втором - этот же груз в виде недоработанного топлива с потерей УИ...

Потери в схеме с третьим компонентом есть - это масса теплообменников. НО! Теплообменники, хоть и тяжелее, но проще и дешевле, чем высокотемпературный газогенератор. И гораздо лучше управляемость двигателя и диапазон доступных тяг, и проще конструкция самой КС с трактом охлаждения - ведь и охладитель (хоть жидкий металл, хоть просто воду) и его динамику ты можешь выбрать какую хочешь

CORVUS>> откуда цифра?
Naib> Моя оценка потребного запаса теплоносителя исходя из того, что это жидкометаллический сплав типа калий/натриевого.

Это ненужное усложнение. Вообще надо добиваться как можно более низкой температуры газа на турбине (что б ее вообще из люминтия отливать ) И схема газ-газ заиграет совсем другими красками

Wyvern-2> В безгазогенераторной схеме с третьим компонентом-охладителем ( ) компоненты топливной пары НЕ попадают в тракт охлаждения
Да, согласен. Но этот компонент надо таскать за собой в виде балластной нерасходуемой массы. А нафига?
И так массу уменьшать приходиттся. Регенеративное охлаждение и схему с фазовым переходом не от красивых глаз придумали....
Каждое кило массы на верхней ступени во сколько тонн горючки на нижней обходится? А ты еще теплоноситель за собой таскать предлагаешь.. Как-то так...

Wyvern-2> Нет Потому, что компоненты топлива в рубашке охлаждения НЕ вырабатываются до конца (это физически невозможно). Т.е. в одном случае у тебя просто инертный груз на борту, а во втором - этот же груз в виде недоработанного топлива с потерей УИ...
Да, без вопросов, компоненты с рубашки охлаждения не выбрать. Ноо... Объем фрезерованой рубашки охлаждения двигла типа РД-170 - да пшик. Потери на погрешности работы регуля Km
Wyvern-2> Потери в схеме с третьим компонентом есть - это масса теплообменников. НО! Теплообменники, хоть и тяжелее
О, и тащить это с собой наверх? Оно того стоит?
Wyvern-2>но проще и дешевле, чем высокотемпературный газогенератор. И гораздо лучше управляемость двигателя и диапазон доступных тяг
Вот нифига не согласен. Конструкция даже окислительных газогенераторов и турбин под ТНА с дожиганием - уже неплохо отработана. А тут - начинай по-новой, таскай с собой пару тонн теплоносителя.
Тут на Маска за возврат ступеней ополчились. Уменьшение выводимой массы. А ты предлагаешь пару тонн охладителя на борту таскать
Ну вот скажи, чем тебе RL-10 не нравится. Шикарная схема, для верхних ступеней и орбитальных буксиров - ВО! И нафига схему с промежуточным теплоносителем городить?

Wyvern-2> Это ненужное усложнение. Вообще надо добиваться как можно более низкой температуры газа на турбине (что б ее вообще из люминтия отливать ) И схема газ-газ заиграет совсем другими красками
Дык вот тебе классическая схема с дожиганием. Температура на турбине ниже, расход через нее прет больше. Турбинка активно-реактивная. Ну да, в кислом газу работает, но.... Проблемы решать научились. Даже РД-253 Протоновский по закрытому циклу на кислом газе вполне себе работает. Жует турбина ТНА газ богатый АТ, и ничего. На ресурс хватает.
И водородники, типа SSME и РД-0120 вполне неплохо по замкнутой схеме дышали. Там правда газ на ТНА сладки - но это специфика водородников. Объемный расход выше - выгоднее. Да и рабоспособность газа выше.

Wyvern-2>> Потери в схеме с третьим компонентом есть - это масса теплообменников. НО! Теплообменники, хоть и тяжелее
Monya> О, и тащить это с собой наверх? Оно того стоит?

Только на первой ступени и в концепции ракеты типа Ф-9, то есть с тяжёлой второй ступенью. Там потери на остаток теплоносителя почти никак не влияют на ПН.

Naib> Только на первой ступени и в концепции ракеты типа Ф-9, то есть с тяжёлой второй ступенью.
А нафейхоа? Ну есть отработанные схемы регенеративного охлаждения? Ну работают-же. И керосином научились охлаждать, и НДМГ. Вон Протон нормательно себя чувствует, Р-36М как-бы тоже не кашляет.
И смысл строить еще теплообменник, плюс насос нехилой мощности, чтоб охладитель через рубашку продавить с приемлемой скоростью?
А еще вопрос - что потом с этим теплом делать? Придется радиаторы с собой таскать? Или теплоообменники - горючку и окислитель греть? Так там его столько будет, что повскипает все нафиг
Регенеративная схема тем и хороша, что потери в суммарном УИ сокращает. То тепло, что на охлаждение забрали - назад в КС и вернулось.
А так, даже радиационное охлаждение соплового насадка пару десятых процентов в потери УИ двигательной установки (не путать с двигателем) вносит.

Monya> А нафейхоа? Ну есть отработанные схемы регенеративного охлаждения? Ну работают-же.

Ну, из любви к извращённому искусству, например

Monya> И смысл строить еще теплообменник, плюс насос нехилой мощности, чтоб охладитель через рубашку продавить с приемлемой скоростью?

Насос как раз будет менее мощным и значительно. Теплосъём натрием, ЕМНИП, 600 кДж/кг при дельте 500 градусов. И очень высокая теплопроводность, что позволяет делать трубки гладкими и с минимальными гидравлическими потерями.

Monya> А еще вопрос - что потом с этим теплом делать? Придется радиаторы с собой таскать? Или теплоообменники - горючку и окислитель греть? Так там его столько будет, что повскипает все нафиг

Это и требуется для такой своеобразной реализации схемы газ/газ.

Monya>> А нафейхоа? Ну есть отработанные схемы регенеративного охлаждения? Ну работают-же.
Naib> Ну, из любви к извращённому искусству, например
Ну разве что
Monya>> И смысл строить еще теплообменник, плюс насос нехилой мощности, чтоб охладитель через рубашку продавить с приемлемой скоростью?
Naib> Насос как раз будет менее мощным и значительно. Теплосъём натрием, ЕМНИП, 600 кДж/кг при дельте 500 градусов. И очень высокая теплопроводность, что позволяет делать трубки гладкими и с минимальными гидравлическими потерями.
А зачем еще один насос, если и так ТНА в наличии, и горючку уже качает. И в закрытой схеме все в камеру уходит. А так еще прирост потребления в связи с доп насосом?
Monya>> А еще вопрос - что потом с этим теплом делать? Придется радиаторы с собой таскать? Или теплоообменники - горючку и окислитель греть? Так там его столько будет, что повскипает все нафиг
Naib> Это и требуется для такой своеобразной реализации схемы газ/газ.
Это какой-же?

Naib>> Это и требуется для такой своеобразной реализации схемы газ/газ.
Monya> Это какой-же?

Тепло в КС снимается третьим компонентом и используется для газификации окислителя и топлива в теплообменниках.

Naib> Тепло в КС снимается третьим компонентом и используется для газификации окислителя и топлива в теплообменниках.
И вот зачем? И сколько надо тащить наверх этого третьего компонента, если два основных можно и так прекрасно газифицировать в газогенераторах, прогнать через турбину ТНА, попутно компоненты в камеру закачав, двигло охладив (заметь, вернув тепло обратно в КС), засунуть в КС и там дожечь. Тут за каждый килограмм полезной нагрузки битва, а ты предлагаешь пару тонн промежуточного теплоносителя за собой таскать, а?
РД-270 вполне себе на технологиях 70х работал. И вполне устойчиво. На сегодняшних ИМХО, так вообще без проблем. Было бы желание...

Monya> И вот зачем?

Ну "фишка" в отсутствии газогенератора. Велосипед не мой - это больше к Виверну.
На прикидку глаз + палец - система даёт несущественные потери ХС при использовании на первой ступени. И конечно - слишком роскошна для верхних ступеней ракет.

Monya>> И вот зачем?
Naib> Ну "фишка" в отсутствии газогенератора. Велосипед не мой - это больше к Виверну.
Naib> На прикидку глаз + палец - система даёт несущественные потери ХС при использовании на первой ступени. И конечно - слишком роскошна для верхних ступеней ракет.

Много, много раз писал про эту схему... Суть в том, что преимущества этой схемы - интегральные. Их нельзя просто ("глаз-палец", качественно) назвать - они проявляются только в поэлементном сравнительном анализе. Дело еще осложняется тем, что исходная статья исчезла (тоже симптомчик, да? )

Кратко, поверьте на слово: схема позволяет кардинально, в разы, снизить стоимость РД, причем на всех этапах жизненного цикла - от проектирования до выбора материалов и технологий при незначительном снижении массы забрасываемой ПН. Причем РД по этой схеме находятся в классе (по УИ) самых совершенных РД с замкнутой схемой.

Wyvern-2> Много, много раз писал про эту схему... Суть в том, что преимущества этой схемы - интегральные. Их нельзя просто ("глаз-палец", качественно) назвать - они проявляются только в поэлементном сравнительном анализе. Дело еще осложняется тем, что исходная статья исчезла (тоже симптомчик, да? )

Я помню. Тут была ветка про 40-тонный безгенераторный двигатель. Статья вроде бы там была, но читал давно, так что с уверенностью не скажу. Я помню и обсуждение теплоносителей и вроде как я лично браковал Даутермы и силиконовые масла

Wyvern-2> Кратко, поверьте на слово: схема позволяет кардинально, в разы, снизить стоимость РД, причем на всех этапах жизненного цикла - от проектирования до выбора материалов и технологий при незначительном снижении массы забрасываемой ПН. Причем РД по этой схеме находятся в классе (по УИ) самых совершенных РД с замкнутой схемой.

Ник, я прикидывал вариант 5-ти ступенчатой ракеты на примерно 35 тонн на НОО. Первые 3 - РДТТ, полёт в атмосфере. Потом гептил/амил - основная разгонная заатмосферная ступень. Ну и 5 - для точного довыведения, тоже гептил/амил. УИ достаточно скромные, так что ПН берётся брутфорсом, то бишь стартовой массой.

Вот такой я адепт гептила

Стоимость постройки и заправки этого инженерного ужаса была около 2 млн убитых енотов за штуку.

Naib> На прикидку глаз + палец - система даёт несущественные потери ХС при использовании на первой ступени. И конечно - слишком роскошна для верхних ступеней ракет.
Вот тут видишь - ли ХС двигла или интегральный ХС двигательной установки. Он немного по другому считается. И там каждое лишнее кило - ой - в минус. Почему схемы ДУ ( а не просто двигателей) открытого варианта не позволяют давления в КС больше 80-100 атмосфер поднять? Не задумывался?
А зря... Почетай учебники Алемасова, Овсянникова. Там расписано...
Вот как то-так...

Monya> Вот тут видишь - ли ХС двигла или интегральный ХС двигательной установки. Он немного по другому считается. И там каждое лишнее кило - ой - в минус. Почему схемы ДУ ( а не просто двигателей) открытого варианта не позволяют давления в КС больше 80-100 атмосфер поднять? Не задумывался?

Растут непродуктивные потери на работе газогенератора.
Моня, я немного не о том.

Предположим, у нас двухступенчатая ракета с развесовкой 400 т первая ступень (сухая 30) и 100 вторая (сухая 5). И сверху ещё 15 тонн ПН.

УИ первой для круглого счёта равен 300. Первая ступень даёт 3730 м/с.
Теперь туда же добавим 2 тонны теплообменников за счёт уменьшения топлива, УИ тот же. Тогда первая ступень даст 3690 м/с. Я понимаю, что скорость наше всё, но разница на первой ступени всё таки невелика. Что даёт индульгенцию на практически любые эксперименты

Naib> Теперь туда же добавим 2 тонны теплообменников за счёт уменьшения топлива, УИ тот же. Тогда первая ступень даст 3690 м/с. Я понимаю, что скорость наше всё, но разница на первой ступени всё таки невелика. Что даёт индульгенцию на практически любые эксперименты
Ну где-то ты прав. На первой ступени еще можно поиграться.
Хотя надо сесть самому посчитать.
Но стоит ли овчинка выделки - менять отработанную конструкцию регенеративного охлаждения на конструкцию с промежуточным теплоносителем?
Прикинь затраты на разработку ТНА для промежуточного теплоносителя? Качать, кстати, ты его собирался? Отдельным ТНА или общим?
Если общим - то уж больно разные параметры, если как у тебя в проекте, для жидкого натрия. Придется монстра с редукторами громоздить, вот не помню, где такой стоял, тол-ли на Торе, то ли на Юпитере. Тут постили картинки. А если отдельным - то по схеме с дожиганием - ну сильно круто получится. Если электронасосы - надо массу батарей прикидывать. Если по открытой схеме - вот тебе и доп потери удельного импульса

Monya> Но стоит ли овчинка выделки - менять отработанную конструкцию регенеративного охлаждения на конструкцию с промежуточным теплоносителем?

Из декларируемых плюсов:
1 Отказ от высоконапряжённых (термически и механически) газогенераторов и ТНА.
2 Улучшенное охлаждение КС, лимитируемое только теплопроводностью через стенку камеры, что в теории даёт отказ от топливных завес.
3 Схема газ/газ, что должно дать прирост УИ.
4 общее снижение давлений везде по системе, что должно дать прирост надёжности ДУ.

Monya> Прикинь затраты на разработку ТНА для промежуточного теплоносителя? Качать, кстати, ты его собирался? Отдельным ТНА или общим?

И близко не прикину Даже не представляю сколько это может стоить. Из общих соображений - качать надо отдельным насосом. Отработанный на нём газ дожигать в камерах рулевых двигателей. Отбор газа осуществлять из тракта маршевого двигателя, после турбины, перед форсунками.

Вот как-то так...

Monya>> Но стоит ли овчинка выделки - менять отработанную конструкцию регенеративного охлаждения на конструкцию с промежуточным теплоносителем?
Naib> Из декларируемых плюсов:
Naib> 1 Отказ от высоконапряжённых (термически и механически) газогенераторов и ТНА.
Да, и это оч. важно. Высокотемпературный газогенератор -самая сложная и дорогостоящая часть ЖРД. А "кислый" газогенератор - вообще наивысший хайтек... Одновременно резко снижается температура на турбине/турбинах (в оригинале был керосин-кислород и газифицировался только кислород - от 2% до 10% в зависимости от температуры газа на турбине)

Naib> 2 Улучшенное охлаждение КС, лимитируемое только теплопроводностью через стенку камеры, что в теории даёт отказ от топливных завес.
Да, потому, что охлаждает не криогенный газ где допустимо ничтожное (5-7К) повышение его температуры, а надежный охладитель, хоть та же вода, которую можно греть больше, чем на 100К и с гораздо большей теплоемкостью и теплопроводностью...

Naib> 3 Схема газ/газ, что должно дать прирост УИ.
Газ-газ это мои фантазии на тему метан-кислород

Naib> 4 общее снижение давлений везде по системе, что должно дать прирост надёжности ДУ.
Да, причем более, чем в ДВА раза. Что оч. важно -можно получить высокое давление в КС используя стандартные, промышленные элементы (шланги, уплотнители и т.д.). Что опять таки снижает стоимость и оч. серьезно.

Monya>> Прикинь затраты на разработку ТНА для промежуточного теплоносителя? Качать, кстати, ты его собирался? Отдельным ТНА или общим?
Naib> И близко не прикину

Там никакого ТНА - просто насос, посаженный на вал турбины (или одной из) - расход на прокачку теплоносителя НИЧТОЖНЫЙ. Поток теплоносителя через рубашку КС в разы, если не на порядки, меньше, чем расход топливного компонента. Моя идейка - сделать насос на электроприводе (раз уж на нем целые ТНА ваяют ) Что еще больше упростит конструкцию и (внимание!) УПРАВЛЕНИЕ ТНА

P.S. Да, и еще раз - никакого лишнего груза в виде теплоносителя РН НЕ НЕСЕТ! Потому, что топливный компонент в тракте охлаждения ТОЖЕ НЕ ВЫРАБАТЫВАЕТСЯ!

Wyvern-2> P.S. Да, и еще раз - никакого лишнего груза в виде теплоносителя РН НЕ НЕСЕТ! Потому, что топливный компонент в тракте охлаждения ТОЖЕ НЕ ВЫРАБАТЫВАЕТСЯ!
Я правильно догоняю мысль?.. Что теоретически. С учётом газификации обоих компонентов.
Такой двигатель может работать до полного исчерпания компонентов топлива? То есть до абсолютно сухих баков - после того как закончится один из компонентов через двигатель какое-то время будет дуть пар другого компонента, унося тепло накопленное в теплоносителе.