ДУ КА на сжатых газах, метан+кислород

[Комодский Варан]

Дмитрий В. пишет:

Комодский Варан пишет:

Дмитрий В. пишет: Кстати, зачем нам радиус 0,23 м, когда Вы только что говорили про 1,29 м? Ась?

Чтобы доказать вам ошибочность вашей формулы на примере конкретного баллона.

У Вас ничего не получилось. Видите ли, милейший, приведенная мной формула выведена из уравнения Лапласа для сферических оболочек уже давно и вовсе не мной. То что Вы этой формулы не знаете, чести Вам не делает.

Нет, это у вас ничего не получилось. Видите ли, милейший, ваша формула даёт завышенную массу в 2 раза. 

А вот тут нормальная формула: 


Подставьте числа из приведённого мною выше бака. По вашей формуле его масса получается равной 20.6 кг, по формуле выше - 12.9 кг, реальная масса - 10.5 кг.

[Дмитрий В.]

Комодский Варан пишет:

Дмитрий В. пишет:

Комодский Варан пишет:

Дмитрий В. пишет: Кстати, зачем нам радиус 0,23 м, когда Вы только что говорили про 1,29 м? Ась?

Чтобы доказать вам ошибочность вашей формулы на примере конкретного баллона.

У Вас ничего не получилось. Видите ли, милейший, приведенная мной формула выведена из уравнения Лапласа для сферических оболочек уже давно и вовсе не мной. То что Вы этой формулы не знаете, чести Вам не делает.

Нет, это у вас ничего не получилось. Видите ли, милейший, ваша формула даёт завышенную массу в 2 раза.

А вот тут нормальная формула:
 

Подставьте числа из приведённого мною выше бака. По вашей формуле его масса получается равной 20.6 кг, по формуле выше - 12.9 кг, реальная масса - 10.5 кг.

То есть Вы продолжаете опровергать сопромат и строймех? Ню-ню, знавал я всяких опровергателей, некоторые даже закон Стефана-Больцмана не признают  А Вы, стало быть, на опровергательстве безмоментной теории специализируетесь.

[Комодский Варан]

Andrey пишет: 

В этом то и прелесть.
Там куда Комодский Варан ссылается приведены данные на волокно T-1000 фирмы Toray.
С прочностью 6.37 ГПа плотностью 1.81 г/см^3 и упругостью 294 ГПа.
Именно временная прочность волокна, неправильно переведенная с имперских единиц в СИ, и используется.

Хорошо, берём данные Дмитрия В. по обычному углеволокну:

Предел временной прочности:  600 МПа
Давление в баке:                        30 МПа
Плотность:                                  1600 кг/м3
Коэффициент надежности:        2
Объём бака:                                9 м3
Площадь поверхности бака:      20.9 м2
Радиус:                                        1.29 м

По формуле Дмитрия В: 
D=0.5*2*30*1.29/600 = 0.0645 м, Объём = D*S = 0.0645*20.9 = 1.348 м3, Масса = 1.348*1600 = 2157 кг.

По формуле Википедии:
M = 2*30*9*1600/600 = 1440 кг. 
Коэффициент надежности одинаковый, откуда разброс по массе в полтора раза?

[Formatik]

Самое забавное что формулы, приведённые вами идентичны) просто Дмитрий использует коэффициент запаса, а варан вставляет в формулу все без коэффициентов запаса. И одна формула переводится в другую двумя действиями. Вопрос лишь в том, что в формулу варана необходимо вставлять расчетную нагрузку, а не рабочую

[Комодский Варан]

Formatik пишет:
Самое забавное что формулы, приведённые вами идентичны) просто Дмитрий использует коэффициент запаса, а варан вставляет в формулу все без коэффициентов запаса. И одна формула переводится в другую двумя действиями. Вопрос лишь в том, что в формулу варана необходимо вставлять расчетную нагрузку, а не рабочую

В моей формуле изначально фигурирует коэффициент запаса 1.5, при расчётах я изменил его на 2.

[Дмитрий В.]

m-s Gelezniak пишет:

Дмитрий В.

User
Сообщений: 31694

Регистрация: 12.07.2005
#730 24.02.2017 20:11:30
Цитата
m-s Gelezniak пишет:
Кстати нижние обечайки первых ступкней РН тоже нехилые. Там далеко не три кг особенно с учетом перегрузки.
Типовая поверхностная плотность для малонагруженных оболочек из УКМ - порядка 5...10 кг/кв. м. Это конструкции типа головных обтекателей. Для оболочек нагруженных большим внутренним давлением наддува или большими сосредоточенными силами, все гораздо хуже.

Слабонагруженными их тоже трудно назвать. Наагрузки внешние. И схема перераспределения сил сложнее чем у оболочек нагруженных изнутри.
и расчет бака металл-ККМ и корпус РТТД несколько разный у мторого вибрационная картина намного хуже.

Можно, поскольку основной вид нагрузок - распределенное внешнее давление. Обтекатели, адаптеры и прочие элементы, расположенные в носовой части носителя - наименее нагружены в силовом отношении, отчего и имеют сравнительно малую поверхностную плотность. С оболочками, работающими на избыточное внутреннее давление, такие элементы сложно сравнивать, но тем не менее, явно невозможно поверить в 1 кг/кв. м для шар-баллона, держащего 30 Мпа.

[Formatik]

я думаю это поставит все на свои места?

[Комодский Варан]

Дмитрий В. пишет: явно невозможно поверить в 1 кг/кв. м для шар-баллона, держащего 30 Мпа.

А в 70 кг/м2 для ш/б, держащего 30 МПа?

[Комодский Варан]

Formatik пишет:

я думаю это поставит все на свои места?

А вы уверены, что число 3/2 не является тем самым коэффициентом f?

[Дмитрий В.]

Formatik пишет:

я думаю это поставит все на свои места?

Ай, зря выложили! Надо было от Варана дождаться.

[Formatik]

Комодский Варан пишет:

Formatik пишет:

я думаю это поставит все на свои места?

А вы уверены, что число 3/2 не является тем самым коэффициентом f?

Other shapes besides a sphere have constants larger than 3/2 (infinite cylinders take 2), although some tanks, such as non-spherical wound composite tanks can approach this.
3/2 зависит от формы бака, и не является коэффициентом запаса

[Formatik]

 
а вот формула, которую привел Дмитрий. Видимо все дело в том, что на википедии не указывают коэффициенты запаса. Это и сбило с толку. А если серьёзно, то по мне нельзя считать композитные баллоны таким методом. Тут нужно считать именно как композит, с учётом анизотропии и условий намотки

[Andrey]

Дмитрий В. пишет: 
Можно, поскольку основной вид нагрузок - распределенное внешнее давление. Обтекатели, адаптеры и прочие элементы, расположенные в носовой части носителя - наименее нагружены в силовом отношении, отчего и имеют сравнительно малую поверхностную плотность. С оболочками, работающими на избыточное внутреннее давление, такие элементы сложно сравнивать, но тем не менее, явно невозможно поверить в 1 кг/кв. м для шар-баллона, держащего 30 Мпа.

Ну почему, толщина баллона пропорциональна радиусу при прочих равных условиях.
Поэтому у совсем мелких баллонов это возможно.

[Дмитрий В.]

Formatik пишет:

а вот формула, которую привел Дмитрий. Видимо все дело в том, что на википедии не указывают коэффициенты запаса. Это и сбило с толку. А если серьёзно, то по мне нельзя считать композитные баллоны таким методом. Тут нужно считать именно как композит, с учётом анизотропии и условий намотки

Совершенно верно, безмоментная теория годится лишь для приближенных проектировочных расчетов. Для композитных оболочек надо учитывать работу лейнера + особенности укладки нитей (лент).

[Ded]

Коллеги, предлагаю отвлечься от увлекательного обсуждения толщин обечаек.

Изначальный посыл не совсем корректен. При более аккуратном подходе  вторая фраза из заголовка темы исчезнет (применительно к ГСО).

Известная мне и летающая ДУ (сухая) весит около 190 кг..

[Дмитрий В.]

Да вообще тему надо закрыть, как неперспективную.

[Комодский Варан]

Дмитрий В. пишет:
Да вообще тему надо закрыть, как неперспективную.

Рано ещё.

Хорошо, тогда удельная масса баллона равна 2700 кг/9 м3 = 300 кг/м3. Теплопроводность у газов намного меньше, чем у жидкостей. Поэтому используем 2 баллона, кислород охлаждаем до -115 С, метан - до -80 С.
Объём метанового баллона = 2.4 м3, масса метана = 727 кг.
Объём кислородного баллона = 3.34 м3, масса кислорода = 2473 кг.
Масса топлива = 3200 кг
Суммарный объём = 5.74 м3,
Масса баллона = 5.74 м3*300 кг/м3 = 1722 кг
Масса ДУ = 1722 кг + 120 кг = 1842 кг
Итого масса = 5042 кг
Массовое совершенство = 1842/5042 = 0.365

Сравним 2 типа спутниковых платформ: с массовым совершенством ДУ = 0.365 и УИ = 390 сек и с массовым совершенством ДУ = 0.15 и УИ = 310 сек. Удержание на ГСО происходит за счет ионников.

DeltaV = 1800 м/с.

Спутниковая платформа с моей ДУ: 

Масса спутника за вычетом массы ДУ и массы топлива: 41%
Масса ДУ:                                                                            21.5%
Масса топлива:                                                                    37.5%
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Спутниковая платформа с вонючкой:


Масса спутника за вычетом массы ДУ и массы топлива: 46.8%
Масса ДУ:                                                                             8.5 %
Масса топлива:                                                                    44.7%

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DeltaV = 1500 м/с.

Спутниковая платформа с моей ДУ: 


Масса спутника за вычетом массы ДУ и массы топлива: 49%
Масса ДУ:                                                                            18.6%
Масса топлива:                                                                    32.4%
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Спутниковая платформа с вонючкой:


Масса спутника за вычетом массы ДУ и массы топлива: 53.6%
Масса ДУ:                                                                             7.4 %
Масса топлива:                                                                    39%


Как видим, моя ДУ проигрывает классической ДУ всего лишь на 9-14% по массе ПН. Если понизить коэффициент надежности с 2.5 до 2, либо научиться делать композиты с лучшими удельными характеристиками, то моя ДУ сравняется с классической ДУ, а затем и превзойдёт её по энергомассовым характеристикам. При этом, моя ДУ имеет множество преимуществ:

- нетоксичность 
- простота конструкции 
- надёжность (ГРД может работать даже на одном компоненте, хоть и с меньшим УИ) 
- дешевизна (затраты на производство композитных баков окупаются отказом от НДМГ и АТ, специализированная комната для заправки не нужна) 
- перспективность (можно будет заправлять LM кислородом, добытым на Луне)

[Комодский Варан]

Дмитрий В. пишет:
Да вообще тему надо закрыть, как неперспективную.

Ангара тоже неперспективная, а 400+ страниц понаписали уже.

[Дмитрий В.]

Комодский Варан пишет:

Дмитрий В. пишет:
Да вообще тему надо закрыть, как неперспективную.

Ангара тоже неперспективная, а 400+ страниц понаписали уже.

По Ангаре вопрос более менее спорный, в отличие от.

[avmich]

Меня больше смущает снижение хладоресурса, нужного для охлаждения.