РД на метане

[Bell]

Обечайки весьма легкие.
Скажем, Павел Пушкин писал, что метр обечайки УРМа весит что-то порядка 300 кг.
Дмитрий В. может точнее сказать, у него есть экселевский файлик расчетов баков.
Ну это если ссылаться на участников форума, а не лезть в справочники. 
Для блока диаметром 3,9 м метр это 12 м3 объема баков, то есть простая и технологически освоенная обечайка на 50 м3 будет весить, грубо говоря, порядка 1,5-2 т

[Bell]

Тут в связи с этим делом вспомнилась одна моя шальная идея    

http://forums.airbase.ru/2018/05/t103661--ideya-dlya-raketnogo-startapa-metan-aerospajk.3319.html

Пошаговая концепция создания простого и дешевого семейства носителей по аналогии Н1-Н11-Н111.

 1. Разрабатывается маленькая камера сгорания на метане и кислороде тягой порядка 7 тс в вакууме. Размер в 2 раза меньше (по тяге), чем рулевые камеры РД-107/108

 2. Разрабатывается ТНА открытой схемы производительностью на 4 таких камеры. В качестве отработки технологии и накапливания опыта разрабатывается двигатель из такого ТНА и указанных камер.

 3. На основе полученного опыта из 16 камер с 4 ТНА собирается двигатель большей размерности с, ВНИМАНИЕ! соплом внешнего расширения. Охлаждение центрального тела - метаном, поскольку его теплоемкость позволяет обеспечить охлаждение, в отличие от керосина.

 4. На основе полученных двигателей разрабатывается двухступенчатая РН легкого класса, порядка 2,5-3 т на ЛЕО. Отрабатываются бортовые системы, производятся испытательные запуски. Начинается опытная эксплуатация.

 5. На основе 64 исходных камер и центрального тела большего диаметра разрабатывается маршевый двигатель для трехступенчатого варианта, средней РН с ПН порядка 15 т.

 6. При использовании первой и второй ступени получается носитель промежуточной грузоподъемности - порядка 10 т.

 7. ПРОФИТ! )))

 Поскольку аэроспайк своеобразно работает в атмосфере и вакууме в отличие от обычного сопла Лаваля, то двигатель второй ступени будет одинаково работоспособен как с земли, так и в качестве второй ступени РН. Ну там понятно тяга будет разная, но не будет проблем с недо/перерасширением.
 Использование метана позволит качественно решить вопрос с охлаждением теплонапряженного центрального тела.
 Более высокий удельный импульс метана позволит компенсировать потери от открытой схемы и выйти на приемлемую мюПН.
 Ну а последовательная разработка от простого к сложному и использование на всех ступенях фактически одного маленького двигателя позволит существенно снизить расходы на разработку.                         

Немного подумал, надо кое-что уточнить

 Базовая КС будет чуть больше рулевика РД-107/180, поскольку расход компонентов порядка 20 кг/с.
 За основу можно взять камеру от РД-0110.

 Для первой и второй ступени тяжелого варианта маловато 16 и 64 шт., надо соответственно 20 и 80, чтоб выйти на необходимую тяговооруженность. Ну да это не принципиальная разница.

 В перспективе есть 2 пути модернизации:
 1. Переходить на безгенераторную схему - благо теплонагруженность центрального тела позволяет снять дофига тепла
 2. Таким же образом "расти вниз" - сделать еще бОльшую "минус-первую" ступень

[Neru]

Bell, по поводу предложения - интересно.

Однако непонятно, зачем делать большой двигатель, состоящий из множества небольших. И почему надо применять отдельные небольшие камеры сгорания вместо одной кольцевой.

В штатах - студенты метеоракету сделали с таким соплом, правда на спирте. 
А у нас только конструкторы Короны мечтают об таком двигателе. Но Корона - на водороде.

Для меня непонятен ответ на вопрос, почему подобные сопла не нашли широкого применения? 
Видимо есть какой-то "подводный камень", препятствующий их широкому применению.

[Дмитрий Инфан]

Neru пишет:
Однако непонятно, зачем делать большой двигатель, состоящий из множества небольших.

Чтобы смотрелось извращённее

[sychbird]

Bell пишет:
Десятки тонн, да? ТЭО, блин

Разница в десятки тонн стартовой массы возникает из-за разницы уд. импульсов при выведении одинаковой ПН. Это влечёт много лишних тонн высокотехнологичных конструкций старта и стоимости монтажных работ.
Вот их то и надо считать. Стоимость ремонта, амортизации, обслуживания.

Там ещё куча других позиций, лениво перечислять. И ТЭО считается не по одному пуску, а за длительный срок эксплуатации КРК. 

[Bell]

sychbird пишет:
Там ещё куча других позиций, лениво перечислять. И ТЭО считается не по одному пуску, а за длительный срок эксплуатации КРК.

И тем не менее, Флакон выводит больше Зенита...
Он просто не знает про кучу других позиций...

[Bell]

Neru пишет:
В штатах - студенты метеоракету сделали с таким соплом, правда на спирте.

Угу. Студенты. На спирте.


а вот поновее и поменьше:

[sychbird]

Bell пишет:

sychbird пишет:
Там ещё куча других позиций, лениво перечислять. И ТЭО считается не по одному пуску, а за длительный срок эксплуатации КРК.

И тем не менее, Флакон выводит больше Зенита...
Он просто не знает про кучу других позиций...

С другой широты, без ограничений по полям падений и по железнодорожному габариту.

Если бы с Мерлином и Фальконом все было в шоколаде, не было бы смысла в возне с Раптором.

У нас с амерами такие разные граничные условия по экономической эффективности и по реализованным компетенциям, что копирование их опыта напрямую имеет мало смысла.

Стратегически имело бы смысл сразу проектировать метановую ступень под РД 162, но там получаются невязки по тайм-лайну. Да и это дороже по затратам первоначальным.

"Вчера были по три, но маленькие. Сегодня большие, но по пять."(С)

[Neru]

Раз пошла такая тема ... увидел недавно картинку:


Если в верхнюю левую картинку по центру усеченного тела поставить небольшое стандартное сопло (как внизу), станет эффективнее и более похоже на картинку сверху посередине?
Извиняюсь за оффтоп...

[KBOB]

Тут, говорят Raptor готов уже к полетам.

https://www.teslarati.com/spacex-raptor-engine-flight-readiness-bfr-spaceship-testing/

[axxenm]

KBOB пишет:
Тут, говорят Raptor готов уже к полетам.

 https://www.teslarati.com/spacex-raptor-engine-flight-readiness-bfr-spaceship-testing/

Не понятны только характеристики..хотя бы приблизительные - по тяге..
А то за масковыми метаниями с метаном  хрен уследишь
2013 год - 300 тонн
2014 - 700 тонн
2015 - 230 тонн
2017 - 180 тонн
..что в 2019 обещать будут?
..
да и с Безосом непонятно - перешагнет ли за 200 тонн?

[Юрий Темников]

Neru пишет:
В штатах - студенты метеоракету сделали с таким соплом, правда на спирте.
А у нас только конструкторы Короны мечтают об таком двигателе. Но Корона - на водороде.

Радикальное средство против аэроспайка -воздушный старт.С большим количеством плюсов.(ну и естественно минусов).Что перевесит?Кто знает?

[axxenm]

Юрий Темников пишет:

Neru пишет:
В штатах - студенты метеоракету сделали с таким соплом, правда на спирте.
А у нас только конструкторы Короны мечтают об таком двигателе. Но Корона - на водороде.

Радикальное средство против аэроспайка -воздушный старт.С большим количеством плюсов.(ну и естественно минусов).Что перевесит?Кто знает?

Смотря что подразумевать под воздушным стартом:
1.самолетный -
-  никаких коммерческих перспектив - особые требования к ПН по нагрузкам , отсутствие эффективных самолетов носителей и тд и тп.
если только у вояк - и то это может быть связанно со скрытностью запуска ,а не с "преимуществами" воздушного старта.
И в теме про метан это оффтопик.
2.специализированная  многоразовая ступень вертикального старта , 
избавляющая 2ю ступень от бремени прохождения атмосферы( высотное сопло , отсутствие обтекателя , отсутствие тяжелых силовых элементов) 
и большой части гравитационных потерь -
- вполне может быть оправдана и полезна..
И метан в ней будет четко  в тему.
Тут пример и опыт СпИкса весьма полезен , хоть их  реализация  достаточно абсурдна(нет экономического обоснования) и служит лишь пиар-приманкой для широкой публики и инвесторов.

[tnt22]

Blue Origin BE-4 Engine Compilation

Blue Origin

Опубликовано: 27 сент. 2018 г.

The BE-4 is our fourth-generation liquid rocket engine, made to take us into orbit and beyond.

The BE-4 uses oxygen-rich staged combustion of liquid oxygen and liquefied natural gas to produce 550,000 lbs. of thrust. Liquefied natural gas is commercially available, affordable, and highly efficient for spaceflight. Unlike other rocket fuels, such as kerosene, liquefied natural gas can be used to pressurize a rocket's propellant tanks. This is called autogenous pressurization and eliminates the need for costly and complex pressurization systems, like helium. Liquefied natural gas also leaves no soot byproducts as kerosene does, simplifying engine reuse.

United Launch Alliance has selected Blue Origin's BE-4 as the engine that will power the Vulcan rocket's first stage. The announcement ends the need for the Russian made RD-180 on their next-generation vehicle Vulcan with the American-made BE-4.

(0:56)

[Сергей]

Может Безосу удастся шагнуть за 210 тс земной тяги на горшок.  Но вот проектной тяги 245 тс может и не достичь.

[axxenm]

Сергей пишет:
Может Безосу удастся шагнуть за 210 тс земной тяги на горшок. Но вот проектной тяги 245 тс может и не достичь.

Проектной тяги на первых рабочих(в реально запущенной РН) точно не будет..даже 220 тс не будет.

[axxenm]

Жаль старый не смог донести до Юлы тезис о бесперспективности метана...заплутали бедняги

[Сергей]

axxenm пишет:
Жаль старый не смог донести до Юлы тезис о бесперспективности метана...заплутали бедняги

Ну это всего лишь ваше мнение. Для Безоса, Маска, Юлы выбор метана вполне обоснован. Даже в  РФ придется заниматься, правда уже вынуждено.

[Not]

Сергей пишет:

axxenm пишет:
Жаль старый не смог донести до Юлы тезис о бесперспективности метана...заплутали бедняги

Ну это всего лишь ваше мнение. Для Безоса, Маска, Юлы выбор метана вполне обоснован. Даже в РФ придется заниматься, правда уже вынуждено.

Не, ну ясен пень. Керосинку сделать не шмогли (АР-1 почил в бозе), остается метан. Таким образом, для Безоса выбор технологический, для Маска... косяковый, а для Юлы - политический (РД-180 не дает Конгресс). Причем тут РФ - не понятно. Может у Сергея тараканы в голове знают, но ему не рассказывают?  

[axxenm]

Сергей пишет:

axxenm пишет:
Жаль старый не смог донести до Юлы тезис о бесперспективности метана...заплутали бедняги

Ну это всего лишь ваше мнение. Для Безоса, Маска, Юлы выбор метана вполне обоснован. Даже в РФ придется заниматься, правда уже вынуждено.

сарказм вам не знаком?