Твердотопливная пилотируемая ракета

41 posts in this topic

Posted

Известно что ракеты на твердом топливе гораздо проще и дешевле жидкостных. Представим себе тогда такую ракету которая могла бы мне только боеголовки за океан доставлять, а скажем человека на орбиту отправить и при чем дешевле чем на жидкостной. Как бы она могла выглядеть?  И когда могла бы появится, в 1950-х, 60- х, позднее?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Как бы она могла выглядеть? 

Как труба. Если серьезно, проекты многократно обсуждались и все кроме OTRAG выглядели как труба. OTRAG выглядела как пучок труб...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

На мой взгляд эффективна была бы такая схема:

1 ступень - смесь перхлората аммония плюс обычный уголь

2 ступень - перхлорат плюс уголь в смеси с алюминием или гидридом алюминия.

3 ступень - перхлорат и литий с бериллием или их гидридами.

Очень эффективная ракета бы  получилась, даже до 2 космической грузы разгонять могла бы. Причем ее вполне можно было бы сделать многоразовой что еще больше удешевило бы запуски. Илон Маск бы заценил.

Edited by Николай Ковалев

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Единственный адекватный дизайн - https://vashu11.livejournal.com/8459.html

 

Труба из голого топлива, снизу двигатель съедает ее кусочек за кусочком.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

Неплохо, а топливо какое? Какой размер ракеты максимальный может быть?

Я бы рассмотрел такие компоненты топлива как перекиси, озониды, твердые бороводороды, гидриды лёгких металлов. Ну и конечно нитрат и перхлорат аммония.

Edited by Николай Ковалев

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Как бы она могла выглядеть? И когда могла бы появится, в 1950-х, 60- х, позднее?

Как человек, в разработке именно таких ракет участвовавший, запускавший их, и некоторое время замахивавшийся на создание частной космической лавочки, могу обоснованно сказать что:

  1. Никак.
  2. Теоретически, годах в 1980-х - начале 1990-х.

Понимаете ли, жидкое топливо имеет два ключевых преимущества:

  1. Оно жидкое, благодаря чему его можно просто налить в ракету.
  2. Оно жидкое, благодаря чему его можно просто "выливать" через двигатель.

И то и другое усложняет конструкцию двигателя и ракеты, да. Но если оценить трудозатраты на разработку всех ТНА, наддуваемых баков с диафрагмами, и т.д., то получается гораздо проще, чем сделать ракету с РДТТ той же грузоподъёмности.

РДТТ имеет колоссальное количество технологических заморочек, связанных как с химией топлива (перхлорат+некое горючее - это отнюдь не всё, и предложенные вами смеси попросту не взлетят. Для нормальной работы такого топлива и обеспечения его технологичности в смесь нужен миллион присадок и очень специальные условия её изготовления), так и с технологией изготовления и эксплуатации двигателей (они требуют очень сложной процедуры заливки в них "шашек" с топливом, при соблюдении очень особенных условий по температуре, влажности, даже освещённости (!); существуют ограничения на размер шашек, готовые шашки требуют сложной дефектоскопии, сложной технологии хранения и транспортировки и т.д.)  Вдобавок к этому РДТТ имеют заведомо меньший УИ, избыточную тягу и хреново дросселируются.

Единственное преимущество РДТТ - почти мгновенная готовность к старту, за что они и любимы разнообразными военными.

Собственно, именно поэтому мы и не имеем на данный момент полностью ТТ РН, а в большой космонавтике РДТТ используются в основном в первых ступенях в качестве бустеров.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Но человека то на орбиту в такой ракете теоретически можно отправить?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

Но человека то на орбиту в такой ракете теоретически можно отправить?

Теоретически - да. Но теоретически можно и дуб повалить известным органом. На практике же так можно попробовать разве что от оооооочень большой нужды. И не факт что это будет успешно.

Edited by Daniil

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

Представление о "дешёвой и простой твёрдотопливной ракете" не то, чтобы совершенно неверно - но оно основывается на сопоставлении несравнимых вещей. Сверхдешёвой небольшой ракеты, даже не от "катюши", а вообще палестинской карамельки и полноценной ракеты-носителя. Сверхдешевизна тут за счёт того, что требования к точности по скорости, моменам включения и т.п. резко снижены. Если мы требует чего-то сравнимого с достижимым на ЖРД - резко возрастают требования к качеству топлива и резко усложняется управление.

Так что ответ таков: ракета с РДТТ вывести человека на орбиту сможет. Лет через 50 после того, как это сделает ракета с ЖРД. И примерно за вдвое большие деньги.

Edited by sanitareugen

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Ну и как примерно она могла быть устроена, какое топливо можно было бы применить? Я читал про одну разработку РДТТ где используется обычный водяной лед и мелкодисперсный алюминий. На испытаниях такая ракета давала импульс лишь немного меньше ЖРД.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

это реальность, китайцы спутники запустили, товарищ Си скажет - и китайцев запустят, полагаю

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

это реальность, китайцы спутники запустили, товарищ Си скажет - и китайцев запустят, полагаю

А, таки осилили? Я думал что не сделают, как и мы не сделали. Ну ОК, у китайцев китайцев много, молодцы, свою миску риса и кошкажену заслужили.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Твердотопливный двигатель ещё интересен тем что в нем можно применять различные экзотические и очень эффективные компоненты, вроде гидрида бериллия с перекисью лития или надперекисью калия. Там импульс будет как у кислородно- водородного ЖРД.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Там импульс будет как у кислородно- водородного ЖРД.

Суровая реальность 90х, алмазовский проект послойно напыляемой (сейчас сказали бы 3D-печатной) шашки. Берется тонкостенная стальная труба, внутри химически вытравливается сотовый рисунок, потом труба вращается, а ряд форсунок по оси изнутри напыляет на стенки сначала защиту от прогррания, потом топливо. Кривая ускорения регулируется изменением химического состава топлива по времени напыления.

 

Может даже взлетело - мне о конструкции С-400/450/500 не докладывают...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Интересно, а в чем недостатки комбинированной схемы? Той, в которой топливо - твердое, а окислитель - жидкость или газ.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

это реальность, китайцы спутники запустили, товарищ Си скажет - и китайцев запустят, полагаю 

Запустили. Но Лицзян-1 это переделка Дунфэн-31. Для военных в твердотопливных смысл есть, а экономически - клепать конверсионные гражданские ракеты это способ поддерживать производство боевых. То есть начать с твердотопливной не выйдет, сперва надо на ЖРД отработать, это быстрее и дешевле, а потом уж...

Так что получить спортивный успех - первыми в мире запустили человека на РДТТ - можно. Используя опыт ЖРД. А запустить первыми - не получится, как и запустить дёшево.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Твердотопливный двигатель ещё интересен тем что в нем можно применять различные экзотические и очень эффективные компоненты, вроде гидрида бериллия с перекисью лития или надперекисью калия. Там импульс будет как у кислородно- водородного ЖРД.

Более гуманного способа самоубийства нет ли?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

В реальной жизни твёрдотопливные ракеты-носители появились ещё в шестидесятые, у США и Японии, но людей сажать туда никто и не думал.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Зря, получили бы бесценный опыт

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

Водяной лёд плюс алюминиевая пудра, как говорится, все гениальное просто.;) 

Edited by Николай Ковалев

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Целых два признака, заставляющие искать мошенничество. Приставка нано- и упоминание экологии (не 100% признаки, и приставка такая в системе Си есть, и наука экология существует). Но "зону особого внимания" каждый из них создаёт, а уж оба...

Правда, это "мошенничество под прикрытием", что-то работает, и доказать в суде, что "добросовестно заблуждались, обещая прибыли инвесторам" можно.

Попробуем оценить. 2 моля алюминия (54 грамма) отнимут кислород у 3 молей воды (54 грамма), получив 3 моля (6 граммов) водорода. На что уйдёт половина энергии, полученной при окислении алюминия. Если опыт проводится в атмосфере - водород горит, образуя эффектный факел, очень убедительный для зрителей. В космосе так не выйдет.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Известно что ракеты на твердом топливе гораздо проще и дешевле жидкостных. Представим себе тогда такую ракету которая могла бы мне только боеголовки за океан доставлять, а скажем человека на орбиту отправить и при чем дешевле чем на жидкостной. Как бы она могла выглядеть? И когда могла бы появится, в 1950-х, 60- х, позднее?

Ряд проблем:

1) Твердое топливо имеет меньшую скорость истечения и менее эффективно, чем жидкое. Просто по определению.

2) Контроль работы твердотопливного двигателя - это сущее мучение. Его толком невозможно управляемо регулировать: можно только менять тягу по заранее заданному плану (формой прогорающих каналов в топливной шашке) или вырубать тягу вообще (вышибая боковые клапаны, и выпуская газ в обратную сторону)

3) Обеспечить правильную форму топливных шашек и высверленных в них каналах - ОЧЕНЬ тяжело. Моделирование процессов горения топливной шашки даже сейчас та еще головная боль.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

получив 3 моля (6 граммов) водорода. На что уйдёт половина энергии, полученной при окислении алюминия.

 

От ракетного топлива нужна не только энергия, но и низкая молярная масса продуктов реакции - они быстрее летят. Оттого скажем и интересен атомный двигатель - даже для скромных температур до 3000 гр на чистом водороде получаем импульс намного больше чем для химических двигателей, с их более тяжелыми продуктами.

 

Так что примесь водорода это и плюс. А целом емнип такое топливо интересно в первую очередь простотой получения первичных компонентов, в тч для внеземного пр-ва.

Edited by vashu1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

А целом емнип такое топливо интересно в первую очередь простотой получения первичных компонентов, в тч для внеземного пр-ва.

Добывать аллюминий на Луне или Марсе и делать из него топливные шашки... Ну когда нибудь может и просто, но сейчас это такое.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

От ракетного топлива нужна не только энергия, но и низкая молярная масса продуктов реакции - они быстрее летят. Оттого скажем и интересен атомный двигатель - даже для скромных температур до 3000 гр на чистом водороде получаем импульс намного больше чем для химических двигателей, с их более тяжелыми продуктами.   Так что примесь водорода это и плюс. А целом емнип такое топливо интересно в первую очередь простотой получения первичных компонентов, в тч для внеземного пр-ва.

Это не то, чтобы неверно, совершенно верно, но не сюда.

Потому как в данном двигателе идёт реакция 2Al+2H2O=Al2O3+6H2 и 96% массы выброса приходится на оксид алюминия с молярной массов 102. Средняя, конечно, меньше, но 16 против 18 у кислород-водородного с несравненно лучшей энергетикой преимущество сомнительное. Что в атомном двигателе водород, как рабочее тело,  хорош - несомненно. Но тут-то чистая химия.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!


Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.


Sign In Now