[image]

Одноразовые vs многоразовые

Теги:космос
 
1 17 18 19 20 21 73
+
-
edit
 

permeakra

втянувшийся

Wyvern-2>> ЖРД интегрированных в разгонщик
Имхо, это сомнительная затея. ЖРД очень уж нагруженные, боюсь их менять будет слишком дорого.

Ну и речь шла об имеющихся самолетах. Патаму што сочинять спецсамолет под программу дороговато, вот серийный дооборудовать еще можно. Серийных сверхвысотных самолетов есть. Вот от них и хочется оттолкнуться. Это хотя бы не технофентзи.
   2828
+
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
zaitcev> В результате выходит 8 км/с против 7,4 км/с подъемника.

Как это потребная ХС может быть меньше, чем круговая скорость на высоте старта? Разгон с потерей высоты? :)
   

_B1_

опытный

Lamort> Я так понимаю, что речь идёт о башне высотой 40 километров? ;)
Lamort> Или это будет нечто вроде самолёта прыгающего на 40 километров? - В случае самолёта нужен такой самолёт, только и всего. :)

Это будет многоразовая первая ракетная ступень с ненапряженными двигателями на дешевых компонентах.
Смех смехом, а в KSP в итоге я к такой схеме и пришел - первая(ые) ступень поднимает основную часть над атмосферой и сообщает ей вертикальную скорость, достаточную чтобы тяговооруженности остального блока хватило чтобы "отодвигать" апогей от себя по горизонтали до выхода на орбиту.
Правда, спасать первую ступень мне в голову никогда не приходило... Надо будет завтра попробовать )
   22.022.0

Полл

координатор
★★★★★
_B1_> Правда, спасать первую ступень мне в голову никогда не приходило... Надо будет завтра попробовать )
Не получиться. Вязанки даже самых мощных парашютов обрываются (похоже, глюк в логике игры, по весу они должны были выдерживать), а управлять тягой двигателей после отделения ступени невозможно.
Но если я окажусь неправ, то с удовольствием! ;)
З.Ы. У тебя РН похоже без использования переливных магистралей?
   
+
+2
-
edit
 

zaitcev

старожил

zaitcev>> В результате выходит 8 км/с против 7,4 км/с подъемника.
Lamort> Как это потребная ХС может быть меньше, чем круговая скорость на высоте старта? Разгон с потерей высоты? :)
Ну Джон описывает это так, в графе "преимущество N.2":
If the upper stage T/W ratio is high enough (approximately 1.4) or if the first stage staging altitude is high enough, the first stage ends up soaking up most or all of the typically 1600m/s of losses that an SSTO design would face. This means that the upper stage only has to provide the ~7800m/s needed for orbital velocity, minus ~325-465m/s for the rotational velocity of the earth depending on launch site latitude, yielding a required delta-V of around 7400m/s for most US launch sites.
 

То есть скорость для 2-й ступени должна быть точно равна круговой скорости, а у самолетной большие потери на сопротивление воздуха и программу тангажа (Пегас сразу набирает высоту, это называется "гамма-поворот").
   21.021.0
+
0 (+1/-1)
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
zaitcev> Ну Джон описывает это так, в графе "преимущество N.2":
zaitcev> То есть скорость для 2-й ступени должна быть точно равна круговой скорости, а у самолетной большие потери на сопротивление воздуха и программу тангажа (Пегас сразу набирает высоту, это называется "гамма-поворот").

Без потери высоты скорость точно равна круговой в том случае, если ракету поставили на горизонтальные рельсы в вакууме и она стала разгоняться по этим рельсам без трения, - круговая траектория сформирована сразу консервативными внешними силами.
Она может быть меньше, если орбитальная скорость в перигее достигается за счёт тяготения, - условно, "над высоте h над точечной Землёй бросили камень с любой скоростью".

If the upper stage T/W ratio is high enough (approximately 1.4) or if the first stage staging altitude is high enough, the first stage ends up soaking up most or all of the typically 1600m/s of losses that an SSTO design would face. This means that the upper stage only has to provide the ~7800m/s needed for orbital velocity, minus ~325-465m/s for the rotational velocity of the earth depending on launch site latitude, yielding a required delta-V of around 7400m/s for most US launch sites.
 


Это заявление верно только в одном случае, - вся горизонтальная скорость набирается мгновенно сразу после старта, похоже автор просто не продумывал реальную траекторию.

_B1_> Это будет многоразовая первая ракетная ступень с ненапряженными двигателями на дешевых компонентах.
_B1_> ...

Проще говоря, если без ненужного экстремизма, это будет шаттловская схема, или та схема, которую сейчас пытается реализовать SpaceX на Falcon-9R. :)
   
+
-
edit
 

Полл

координатор
★★★★★
Lamort> Проще говоря, если без ненужного экстремизма, это будет шаттловская схема, или та схема, которую сейчас пытается реализовать SpaceX на Falcon-9R. :)
Ты уж определись: схема шаттловская или Фалкона-9Р, поскольку между ними общего только использование ракетных двигателей для выхода на орбиту. А то обобщение оказывается уж слишком общим.
   
RU Бывший генералиссимус #24.07.2013 10:48  @Wyvern-2#22.07.2013 20:39
+
+3
-
edit
 
Wyvern-2> Мы знаем, что ЯРД с УИ 900сек, тягой 40-50 тонн при мощности ~200МВт весил с защитой порядка 2 тонн...
Нет, мощность в 200 МВт при УИ 900 с соответствует тяге в 3,6 тонны (точнее, 36 килоньютон). Для 40 тонн тяги защита будет потяжелей. Ну и сам реактор "потолстеет", потому что его возможности теплосъёма ограничены.
   10.010.0
MD Wyvern-2 #24.07.2013 11:00  @Бывший генералиссимус#24.07.2013 10:48
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Wyvern-2>> Мы знаем, что ЯРД с УИ 900сек, тягой 40-50 тонн при мощности ~200МВт весил с защитой порядка 2 тонн...
Б.г.> Нет, мощность в 200 МВт при УИ 900 с соответствует тяге в 3,6 тонны (точнее, 36 килоньютон). Для 40 тонн тяги защита будет потяжелей. Ну и сам реактор "потолстеет", потому что его возможности теплосъёма ограничены.

Имелось ввиду из Гильзина:
Весь проведенный комплекс испытаний позволяет утверждать, что двигатель РД-0410 за 10 включений в течении 1 часа (3600 сек.) будет выдавать тягу 3.6 т и скорость истечения 8,93 км/с при тепловой мощности реактора 196 МВт. Агрегат с теневой защитой но без высотного сопла имеет длину 3.6 м, диаметр 1.6 м и массу 2 тонны.
Нужно отметить, что размерность выбиралась только из одного соображения - чтобы можно было испытать установку на существующих стендах. Но имеющиеся технологии позволяют без принципиальных изменений конструкции и почти не меняя размеров и массы создать двигатель тягой до 40 тонн - для межпланетных кораблей, стартующих с околоземной орбиты, или межорбитальных транспортеров этого больше чем достаточно.
 
   8.08.0
+
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Полл> Ты уж определись: схема шаттловская или Фалкона-9Р, поскольку между ними общего только использование ракетных двигателей для выхода на орбиту. А то обобщение оказывается уж слишком общим.

Траектория в смысле работы ступеней построена одинаково, - первая ступень с большой тягой "протыкает атмосферу", и формирует большую часть вертикальной скорости. Необходимую горизонтальную скорость по большей части формирует вторая ступень.
"Экстремизм" в виде ступени, которая летит только вертикально вверх не нужен. :)
   
RU Бывший генералиссимус #24.07.2013 11:59  @Wyvern-2#24.07.2013 11:00
+
+4
-
edit
 
Wyvern-2>>> Мы знаем, что ЯРД с УИ 900сек, тягой 40-50 тонн при мощности ~200МВт весил с защитой порядка 2 тонн...
Б.г.>> Нет, мощность в 200 МВт при УИ 900 с соответствует тяге в 3,6 тонны (точнее, 36 килоньютон). Для 40 тонн тяги защита будет потяжелей. Ну и сам реактор "потолстеет", потому что его возможности теплосъёма ограничены.
Wyvern-2> Имелось ввиду из Гильзина:

Гильзин выдаёт желаемое за действительное. Да, критмасса не зависит от мощности. Но теплосъём в РД-0410 находился на пределе возможного, и, для съёма в 10 раз большей мощности при той же температуре нужна была в 10 раз большая поверхность. Немного пожертвовав УИ, можно было уменьшить - не в 10 раз, в 5-6.

При этом поперечное сечение каналов увеличилось бы пропорционально расходу - скорость поднимать нельзя. Таким образом, диаметр реактора увеличился бы примерно вдвое, масса - в три раза. Масса защиты увеличилась бы пропорционально мощности, и, если в РД-0410 она составляла 380 кг, то в РД-0411 должна была быть 4 тонны с лишним. Суммарная масса РД-0411 должна быть в районе 8..10 тонн. Все эти выкладки были в дипломе Дяди Сидора.
   10.010.0
RU Lamort #24.07.2013 12:04  @Бывший генералиссимус#24.07.2013 11:59
+
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Б.г.> Масса защиты увеличилась бы пропорционально мощности, и, если в РД-0410 она составляла 380 кг, то в РД-0411 должна была быть 4 тонны с лишним.

А в чём вообще проблема с защитой, он же орбитальный вроде бы? Оттащили реактор на расстояние в 3-4 раза больше, только и всего. :)
   
+
-
edit
 

Полл

координатор
★★★★★
Lamort> Траектория в смысле работы ступеней построена одинаково, - первая ступень с большой тягой "протыкает атмосферу", и формирует большую часть вертикальной скорости.
И где у "Шаттла" "первая ступень"? У него основные движки запускаются со старта.

Lamort> "Экстремизм" в виде ступени, которая летит только вертикально вверх не нужен. :)
Если мы не хотим делать первую ступень многоразовой, а вторую максимально легкой, то "да".
Пусть общая эффективность системы по грузоподъемности и понижается по сравнению с оптимальной траекторией. Зато снижаются эксплуатационные расходы на первую ступень: ей не нужно выдерживать скоростной напор, не нужно перевозить после запуска с места посадки на космодром. И снижается цена второй ступени: опять же нет необходимости выдерживать скоростной напор. В результате экономически подобная система вывода может быть эффективнее.
   
MD Wyvern-2 #24.07.2013 12:15  @Бывший генералиссимус#24.07.2013 11:59
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Wyvern-2>> Имелось ввиду из Гильзина:
Б.г.> Гильзин выдаёт желаемое за действительное.

Нет. Там все дело в поблочном испытании и в том, что РД-0410 никогда НЕ СОБИРАЛСЯ полностью. Если читать внимательно, то видно, что на реакторе, вернее на отдельных сборках ТВЭЛ-ов, было достигнуто рекордное удельное тепловыделение 33кВт/см3 с теплосъемом(!), но испытания двигательного компонента (ТНА и проч.)происходили из расчета ~3-4кВт/см3, т.е. примерно как в американских ЯРД.
Именно ЭТО имел ввиду Гильзин, когда писал про возможное увеличение мощности и тяги до 40 тонн.

P.S. Опять же, если верны расчеты Дяди Сидора, то можно принять и 4 и 5, да хоть 7 тонн для диапазона тяг 40-50 тонн
   8.08.0
+
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Полл> И где у "Шаттла" "первая ступень"? У него основные движки запускаются со старта.

Вообще, "ступень" это участок траектории, соответствующая часть ракеты, которая отделяется по окончании этого участка называется "ускоритель такой-то ступени". :P

Lamort>> "Экстремизм" в виде ступени, которая летит только вертикально вверх не нужен. :)
Полл> Если мы не хотим делать первую ступень многоразовой, а вторую максимально легкой, то "да".
Полл> Пусть общая эффективность системы по грузоподъемности и понижается по сравнению с оптимальной траекторией. Зато снижаются эксплуатационные расходы на первую ступень: ей не нужно выдерживать скоростной напор, не нужно перевозить после запуска с места посадки на космодром. И снижается цена второй ступени: опять же нет необходимости выдерживать скоростной напор. В результате экономически подобная система вывода может быть эффективнее.

Что касается перевозки, то, в общем-то да, - вот в SpaceX и пытаются решить эту проблему путём возврата к старту. Посмотрим, что получится. :)

Относительно скоростного напора, - эту проблему для первой ступени вы изобрели лично, давление наддува гораздо больше скоростного напора и для ступеней вообще такой проблемы нет, - "выдерживать скоростной напор".
Она есть для обтекателя ПН. :)
   
+
0 (+1/-1)
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Что касается РД-0410, интересный вопрос, - а он вообще мог работать второй раз? Это как-то не из чего не следует. ;)
   
+
+2
-
edit
 

ED

старожил
★★★☆
Полл> И где у "Шаттла" "первая ступень"? У него основные движки запускаются со старта.

У семёрки тоже все двигатели работают со старта. Тем не менее первая и вторая ступени.
   28.0.1500.7228.0.1500.72
+
+1
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Lamort> Что касается РД-0410, интересный вопрос, - а он вообще мог работать второй раз? Это как-то не из чего не следует. ;)

Вообще то он допускал до 10 включений, с суммарным временем работы до 3600сек. Так было изначально записанно в ТЗ, а на испытаниях превзойдено: до 4400 сек и до 15 включений.
   8.08.0
RU Бывший генералиссимус #24.07.2013 13:07  @Wyvern-2#24.07.2013 12:15
+
+2
-
edit
 
Wyvern-2>>> Имелось ввиду из Гильзина:
Б.г.>> Гильзин выдаёт желаемое за действительное.
Wyvern-2> Нет. Там все дело в поблочном испытании и в том, что РД-0410 никогда НЕ СОБИРАЛСЯ полностью.

Двигатель - да, не собирался. Реактор собирался, но испытывался на стенде с внешней подачей водорода - без ТНА и прочих двигательных причиндалов. И отражатель и замедлитель охлаждались от отдельного источника

Wyvern-2> Если читать внимательно, то видно, что на реакторе, вернее на отдельных сборках ТВЭЛ-ов, было достигнуто рекордное удельное тепловыделение 33кВт/см3 с теплосъемом(!), но испытания двигательного компонента (ТНА и проч.)происходили из расчета ~3-4кВт/см3, т.е. примерно как в американских ЯРД.

Если читать ещё внимательнее, то это работало при температуре водорода 2500 К, а, чтобы дойти до 3100 К, нужно было прибегнуть к физическому профилированию - за счёт снижения содержания ядерного топлива уменьшить тепловыделение, чтобы при той же т-ре ТВЭЛов получить более высокую т-ру водорода. Именно это я и имел в виду, что, жертвуя УИ, можно уменьшить площадь.
   10.010.0
+
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Lamort>> Что касается РД-0410, интересный вопрос, - а он вообще мог работать второй раз? Это как-то не из чего не следует. ;)
Wyvern-2> Вообще то он допускал до 10 включений, с суммарным временем работы до 3600сек. Так было изначально записанно в ТЗ, а на испытаниях превзойдено: до 4400 сек и до 15 включений.

А что с ним происходило после выключения двигателя? При испытаниях охладить его не составляло труда, а вот на орбите нет халявного хладагента, так что это составило бы определённую проблему.
Про НК-33 кое-где тоже писали, что был достигнут суммарный ресурс 10000 секунд, однако как многоразовый его никто пока не собирается использовать. :)
   
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Wyvern-2>> Вообще то он допускал до 10 включений, с суммарным временем работы до 3600сек.
Lamort> А что с ним происходило после выключения двигателя?

Охлаждался излучением - АЗ же высокотемпературная, а остаточная мощность меньше 5% и быстро падает во времени.
   8.08.0
RU Бывший генералиссимус #24.07.2013 13:09  @Wyvern-2#24.07.2013 12:58
+
+2
-
edit
 
Wyvern-2> Вообще то он допускал до 10 включений, с суммарным временем работы до 3600сек. Так было изначально записанно в ТЗ, а на испытаниях превзойдено: до 4400 сек и до 15 включений.

Но не по суммарной произведённой энергии. Т.е. он ни разу не испытывался на полную мощность. В имеющихся у меня сведениях нет вообще упоминания о том, что он хоть раз испытывался на полной мощности. Про 63 МВт написано.
   10.010.0
+
0 (+1/-1)
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Lamort>> А что с ним происходило после выключения двигателя?
Wyvern-2> Охлаждался излучением - АЗ же высокотемпературная, а остаточная мощность меньше 5% и быстро падает во времени.

Охлаждается излучением с поверхности двигателя? Что-то мне так кажется, 1% мощности хватит для того, чтобы он расплавился. :)

Хотя проблема хоть и неприятная, но вполне решаемая, - тратим часть водорода на охлаждение реактора, будет несколько меньше удельный импульс, только и всего. :)
   
RU Бывший генералиссимус #24.07.2013 16:49  @Lamort#24.07.2013 16:31
+
+2
-
edit
 
Lamort>>> А что с ним происходило после выключения двигателя?
Wyvern-2>> Охлаждался излучением - АЗ же высокотемпературная, а остаточная мощность меньше 5% и быстро падает во времени.
Lamort> Охлаждается излучением с поверхности двигателя? Что-то мне так кажется, 1% мощности хватит для того, чтобы он расплавился. :)
Lamort> Хотя проблема хоть и неприятная, но вполне решаемая, - тратим часть водорода на охлаждение реактора, будет несколько меньше удельный импульс, только и всего. :)
В книжке, что есть у меня, написано, что охлаждали его азотом, а не водородом, т.к. водород повышает реактивность, а азот понижает. К тому же, азот негорюч, а для испытаний с выхлопом в атмосферу это важно.

Да, средний удельный импульс от этого страдает.
   10.010.0
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Lamort> Хотя проблема хоть и неприятная, но вполне решаемая, - тратим часть водорода на охлаждение реактора, будет несколько меньше удельный импульс, только и всего. :)

Можно просто учитывать в циклограмме пуска РД работу с остаточным теплом. Да, УИ упадет (чем короче импульс, тем сильнее) но не критически. Но, повторюсь, в космосе его после останова охлаждать принудительно не предполагали.
А на земле - да, азотом, который дешевле, пожаробезопасен и правильно влияет на реактивность.
   9.0.19.0.1
1 17 18 19 20 21 73

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