Новая ракета для большого космоса

Naib> Скорее общая скорость горения будет падать, так как колонны центрального заряда уменьшают площадь горения быстрее, чем идёт прирост площади за счёт разгара оболочки. Детальнее надо считать, конечно, так как там и давление играет роль. А ещё лучше - прожечь изделие.
Ну вообще-то заряд с поверхностью горения, постоянной по времени, как раз и проще всего изготовить из набора полых цилиндрических шашек (горят с обеих сторон). Например, в ускорителях старых ЗРК так и было. А вот для скрепленных зарядов как раз приходилось изгалятся с формой каналов - звезда хитрой конфигурации (горит то только с одной стороны) - чтоб получить постоянную поверхность. Сейчас просто - проги есть. В институте на курсовом я еще эпюры горения на миллиметровке строил и площадь считал . Было что-то типа такого - движок возврата капсулы с фотопленкой. Там что-то типа пятилучевой звезды получалось с практически равной площадь горения во времени.
В первых РДТТ САС советских "Союзов" (там двигло тоже было наборное из шашек баллиститного топлива), ЕМНИП, чтоб получить растущую площадь горения (и тягу, соответственно) часть шашек даже футеровалось с наружной стороны и горело только по внутренней.

Monya> Ну вообще-то заряд с поверхностью горения, постоянной по времени, как раз и проще всего изготовить из набора полых цилиндрических шашек (горят с обеих сторон). Например, в ускорителях старых ЗРК так и было. А вот для скрепленных зарядов как раз приходилось изгалятся с формой каналов - звезда хитрой конфигурации (горит то только с одной стороны) - чтоб получить постоянную поверхность.

Поверхность горения должна уменьшаться по мере выгорания топлива и стенок. Прочность ведь падает и к финишу горения она вообще определяется только прочностью корпуса двигателя.
Потому и полые шашки подходят не очень - у них скорость горения постоянна.
Второй момент, при использовании полых шашек на центральном заряде время его горения составит 10-12 секунд и тут уже другая дилемма: или ронять первую ступень на стартовый комплекс (так как отделение произойдёт на сравнительно небольшой высоте и скорости и увести её в сторону не хватит кинетики) или ставить большое стартовое ускорение (до 4 единиц на момент пуска двигателей)

Ну а в целом, такой РДТТ можно рассматривать как литой заряд с каналом хитрой формы.

Naib> Значит, примем, что шашки 400 мм диаметром вполне пригодны и безопасны. Сформируем из них колонну длиной 5 метров, склеим между собой, соберём “пучок” из 7 колонн
Стоп. А как насчет площади поверхности горения?
У одной макаронины площадь регулируется профилировкой канала. У "склеенного пучка" автоматически получается огромная площадь. А если делать клей негорючим и заполнять им всё, получается, что где-то шестая часть веса тупо инертна. Мы тащим огромный лишний вес. Который потом еще и повредит сопло, вылетая кусками. Или переткнет часть его сечения, вызвав рост давления и взрыв.

>и намотаем слой пироксилинового волокна толщиной 220 мм. Волокно склеим, скажем, пластифицированной эпоксидкой.
А оно под тем давлением точно горит медленнее? И как насчет обгорания волокна со всех сторон сразу?
И что значит "горит на 2 секунды медленнее"?
Полное сгорание происходит 2 секундами позже? Это при горении линии вдоль, или поперек волокна?
И что имеем при ситуации разгара шашек, когда площадь горения максимальна, а толщина еще не сгоревшего "волокна"уже резко уменьшена? имхо, чистый разрыв.
Кроме того, если вспомнить физику, сила равна давлению на площадь. То есть, стенки более толстого корпуса надо делать толще.
Мож в этоц ситуации логичнее делать шашки в отдельных более легких корпусах?
В плюшки имеем
- полный контроль площади горения,
- отсутствие несгорающих или медленно горящих материалов в топливе - ака риск перекрытия или повреждения сопла
- более легкий корпус с гарантией прочности в отличие от.
- возможность компоновки пакетов без проектировки новых корпусов каждый раз под пакет нужного диаметра.
- серийность вместо ручного труда, как с намоткой и проклейкой )

Bredonosec> Мож в этоц ситуации логичнее делать шашки в отдельных более легких корпусах?
А я знал, что дело Лутца Кайзера победит

zaitcev> А я знал, что дело Лутца Кайзера победит
Дело Лузера Кайтца...
Кто этот человек?

Bredonosec> Стоп. А как насчет площади поверхности горения?
Bredonosec> У одной макаронины площадь регулируется профилировкой канала. У "склеенного пучка" автоматически получается огромная площадь. А если делать клей негорючим и заполнять им всё, получается, что где-то шестая часть веса тупо инертна. Мы тащим огромный лишний вес. Который потом еще и повредит сопло, вылетая кусками. Или переткнет часть его сечения, вызвав рост давления и взрыв.

Площадь большая, но совсем не огромная. Более того, она быстро уменьшается по мере горения заряда, это необходимо, чтобы к финишу выгорания его не разорвало. Клей, конечно, горючий. Нанесён только на торцы шашек, формирующих колонны центрального заряда. Между колоннами - каналы горения.

>>и намотаем слой пироксилинового волокна толщиной 220 мм. Волокно склеим, скажем, пластифицированной эпоксидкой.
Bredonosec> А оно под тем давлением точно горит медленнее? И как насчет обгорания волокна со всех сторон сразу?
Bredonosec> И что значит "горит на 2 секунды медленнее"?
Bredonosec> Полное сгорание происходит 2 секундами позже? Это при горении линии вдоль, или поперек волокна?

Да хоть с той же скоростью. Заряду (условно) гореть 200 мм, стенкам 220. Скорость горения 7,5-10 мм/сек. Но вообще, скорее всего гореть будет медленнее. Да, горит исключительно поперёк волокна.

Bredonosec> И что имеем при ситуации разгара шашек, когда площадь горения максимальна, а толщина еще не сгоревшего "волокна"уже резко уменьшена? имхо, чистый разрыв.
Bredonosec> Кроме того, если вспомнить физику, сила равна давлению на площадь. То есть, стенки более толстого корпуса надо делать толще.

Намотанный цилиндр из пироксилинового волокна - это и есть стенки. Эквивалентные 15-20 см высококачественной стали. Разрыва при прогорании не будет, так как даже остаток - это более 15 мм стального эквивалента. Плюс корпус самого РДТТ.

Bredonosec> Мож в этоц ситуации логичнее делать шашки в отдельных более легких корпусах?
Bredonosec> В плюшки имеем

А в минусах - запредельные стартовые ускорения, очень большое количество двигателей (что снижает общую надёжность), в целом увеличенную балластную массу.

Bredonosec> - серийность вместо ручного труда, как с намоткой и проклейкой )

Намотка - это не просто серийный. Это сверхсерийный процесс. Ткацких производств - масса.

Bredonosec>> Мож в этоц ситуации логичнее делать шашки в отдельных более легких корпусах?
zaitcev> А я знал, что дело Лутца Кайзера победит

Почитал про Кайзера. Его вариант выглядит монструозно и при этом как-то внутренне сильно неправильно. Не нужно редуцировать технологии до карамельных ракет.

Naib> Разрыва при прогорании не будет, так как даже остаток - это более 15 мм стального эквивалента. Плюс корпус самого РДТТ.

Ну, короче, мы тут все ждём прочностного расчёта. Хотя бы прикидочного. А то дискуссия пошла по кругу.

Naib>> Разрыва при прогорании не будет, так как даже остаток - это более 15 мм стального эквивалента. Плюс корпус самого РДТТ.
Sandro> Ну, короче, мы тут все ждём прочностного расчёта. Хотя бы прикидочного. А то дискуссия пошла по кругу.

Мда...
Двойной облом однако.
Первое. Волокно нитроцеллюлозы больше не выпускают.
Второе. Прочность на разрыв того, что выпускали была что-то 10 кг/мм². Если я не обсчитался в порядках величин, то при внутреннем диаметре 1,2 м прочность колонны на разрыв что-то под 60 атм всего. Интуитивно - раз в 10 должно быть больше.

Naib> Поверхность горения должна уменьшаться по мере выгорания топлива и стенок.
А почему собственно должна? А если мне необходим движок с растущей характеристикой по тяге?
Тогда уж давай говорить в аксепте ©Выбегалло твоего проекта. Конфиг разгара стенок заряда сейчас вроде считается элементарно, соответственно циклограмму тяги можно получить любую.
А нада какую?
На двигле того-же древнего САС тяга росла, ЕМНИП, на протяжении ~3 секунд, чтоб тушка, спасаемая от перегрузок не окочурилась (плавный набор перегрузки вроде организм легче воспринимает), затем переходила на постоянный режим, и гасила РДТТ с одновременным уводом вбок путем вскрытия бортовых сопел тяги. За все тонкости техники не скажу - не мой вопрос был, но где-то так оно работало. Рисуй каналы, наполняй двигло шашками - получишь все, что хочешь.
Но, блин, ИМХО, нескрепленный наборной заряд для таких тяг - знатное извращения.
Вот, блин, и повод Варбана вспомнить. Его б сюда.

Naib> Первое. Волокно нитроцеллюлозы больше не выпускают.
Ага, ваопрос? А собсно, чего ты так в баллиститные топлива уперся?
Ну понятно, во время великой войны, производства заточены под пороха - все ясно.
Ну а сейчас? Если экономику просчитать?
Сколько стоит тонна какой-нибудь смолы? Да, проблемки технологии отверждения заряда массой за 50 тонн - тот еще вопрос. Мешалки всякие. Но в сущности, вопрос производства нитроцеллюлозы в таких количествах наверняка не сложнее производства какого-нибудь HTRB. Да, просто заводов по производству пороха намного больше, увы. Но в сумме не проще ли окажется на смесевом?

Naib>> Поверхность горения должна уменьшаться по мере выгорания топлива и стенок.
Monya> А почему собственно должна? А если мне необходим движок с растущей характеристикой по тяге?
Monya> А нада какую?

В данном случае всё просто. Хочется сэкономить на массе корпуса - следовательно перекладываем прочностной аспект на намотку из топлива. Так как стенка из топлива по мере прогорания уменьшает прочность, то давление в КС нужно снижать. Можно, конечно, увеличить сечение критики, но это потеря УИ, и так не очень большого.
Если нужны иные характеристики тяги, то тогда предел прочности нужно сразу закладывать на корпус.

Monya> Но, блин, ИМХО, нескрепленный наборной заряд для таких тяг - знатное извращения.

Господа знают толк... ©

Monya> Вот, блин, и повод Варбана вспомнить. Его б сюда.

Это да...

Naib> В данном случае всё просто. Хочется сэкономить на массе корпуса - следовательно перекладываем прочностной аспект на намотку из топлива.
Вот блин. Да не прав ты не разу. Подчитай теорию РДТТ. Проходили уже. Скрепленный заряд дорог, но дает существенный выигрыш по массогабаритным характеристикам.
Мы с Варбаном эту тему,. кстати, обсасывали. Если интересно, подыми архивы. У него там фраза была, за которую подпишусь даже под расстрелом - любой технолог все будет пытаться делать все на баллиститном топливе (за точность цитирования не ручаюсь, увы).
Но, блин, времена меняются, технологии тоже.
И чем смесевуха хуже? Заливай наполнитель, окислитель, получай программируемые характеристики? Это конечно не шашку на токарном станке точить, но давайте жить по новому, а .

Naib>> Первое. Волокно нитроцеллюлозы больше не выпускают.
Monya> Ага, ваопрос? А собсно, чего ты так в баллиститные топлива уперся?

Нравиццо.
Хлоратные - наоборот недолюбливаю. Да - УИ, да - возможность делать большие заряды, но какая же гадость при горении. Это или американцам, с возможностью сброса продуктов горения в океан, или на МС, по той же причине. Если такое массово запускать с Байконура - то можно так изгадить округу, что гептил удобрением покажется.
Смесевые на аммиачной селитре, ЕМНИП, склонны к детонации.


Monya> Ну а сейчас? Если экономику просчитать?
Monya> Сколько стоит тонна какой-нибудь смолы?

Или примерно равная, или баллиститы дешевле. В том числе из-за массового производства. Смолы стоят порядка единиц уе за кг. НЦ примерно столько же. ПХА дороже, алюминий - немного дороже.

Naib> Хлоратные - наоборот недолюбливаю. Да - УИ, да - возможность делать большие заряды, но какая же гадость при горении.
Во блин. А НДМГ+АТ - ну просто чистое здоровье? Сколько там один РН атмосферу загадит? Смех просто, али нет?

Naib>> Хлоратные - наоборот недолюбливаю. Да - УИ, да - возможность делать большие заряды, но какая же гадость при горении.
Monya> Во блин. А НДМГ+АТ - ну просто чистое здоровье? Сколько там один РН атмосферу загадит? Смех просто, али нет?

Али нет. При горении вонючки продукты вполне безопасны (ну, относительно). А при горении ПХА наверняка примесь диоксинов. В условиях Казахстана срок их распада лет 70-100. Плюс кумуляция по пищевым цепочкам. Мутагены, тератогены.

Naib> А делают ли смесевые на НЦ связке? Вроде компромиссный вариант, особенно с НА как окислителем.

Делают, но, из-за худших физико-механических свойств НЦ по сравнению с каучуками, эти топлива очень дорогие.

Есть такое топливо, с гидридом алюминия, динитрамидом аммония, азотсодержащей связкой и т.д. Удельный импульс в вакууме - 304 единицы. Использовалось в последней модификации РТ-23УТТХ. Естественно, только на последней ступени.

Так вот, подполковник в Балабаново-1 сказал, что эта третья ступень стоила больше, чем целый "Тополь". В смысле, старый.

Б.г.> Использовалось в последней модификации РТ-23УТТХ. на последней ступени.
Б.г.> Так вот, подполковник в Балабаново-1 сказал, что эта третья ступень стоила больше, чем целый "Тополь". В смысле, старый.
Третья ступень РТ-23 весит порядка 12 тонн, "Тополь" первых серий 39 тонн,- всего лишь тройное увеличение стоимости за рост импульса с 255 до 304 сек.
Это нормально...
Для такого же роста (20%) импульса на РН, надо переходить на водородники и так же платить тройную цену.

Divergence> Для такого же роста (20%) импульса на РН, надо переходить на водородники и так же платить тройную цену.
Импульс в 300 секунд имеют кислородно-керосиновые двигателя.
А водородные дают импульс до 450 секунд, это прибавка в 50%.

Полл> Импульс в 300 секунд имеют кислородно-керосиновые двигателя.
Даже Мерлин1D "паровоз открытой схемы" имеет импульс 347 сек.
Не говоря о РД-0124.
Полл> А водородные дают импульс до 450 секунд, это прибавка в 50%.
RS-68 разве не водородный?
Купи китайский калькулятор и до посинения сравнивай импульс RS-68 c РД-180,- до посинения Карл!!!

Divergence> Не говоря о РД-0124.
Да, жидкостные РД намного превосходят твердотопливные по удельному импульсу.

Divergence> Купи китайский калькулятор и до посинения сравнивай импульс RS-68 c РД-180,- до посинения Карл!!!
RS-68 это "китайский водородный", и сравнивать его с семейством РД-170-го это оскорблять последнее.
А RS-25 свои 450 с в вакууме имеет.

Полл> А RS-25 свои 450 с в вакууме имеет.
Вот и сравнивай его с высотным же РД-0124,- до посинения!

Полл>> А RS-25 свои 450 с в вакууме имеет.
Divergence> Вот и сравнивай его с высотным же РД-0124,- до посинения!
Ок, согласен, превосходство водородных движков перед керосиновыми по УИ около 30%, про 50% я погорячился.