О космосе - общая ветка

Да ну, ерунда. Трудовая этика работы на результат любой ценой существует у многих. Правда, администрация современных предприятий обычно успешно борется с этим .
 
Все хорошо , прекрасная маркиза ....Но Рогозин думает иначе.
Vik63, Вы определитесь с отношением к Рогозину. А то недавно насмех поднимали, а теперь цитируете, как эксперта.

---------- Добавлено в 00:04 ----------

Значит, это проблема конкретного производства, а не "советский союз".
 
На самом деле в этой истории есть 2 совершенно разных аспекта - научно-технический и технико-экономический. Попробую разобрать их по порядку, с попутным "ликбезом" по основным принципам ракет с ЖРД. Но для начала 3 элементарных замечания.

1) Жидкий метан и СПГ - это не совсем одно и то же: метан - основная часть природного газа (ПГ), но от всякого компонента ракетного топлива требуется сугубая воспроизводимость состава, а состав ПГ наверняка заметно различается у разных его источников. Так что в данном случае все-таки нужен достаточно чистый жидкий метан, а не СПГ.

2) Снижение стоимости пуска в 1,5...2 раза - это полнейшая чушь (мягко выражаясь). Стоимость одной заправки ракетного керосина Т-1 (он же - одна из марок авиационных керосинов) - малые доли % от полной стоимости запуска. И даже самые дорогие ракетные топлива стоят единицы % от полной стоимости запуска. Т.е., авторы такого "обоснования" считают всех остальных или полными дилетантами, или даже идиотами.

3) Я с детства (т.е., последние 50 лет) по-любительски интересуюсь ракетной техникой, а моя военная специальность - электрооборудование стратегических ракет. Так вот, все эти 50 лет я периодически натыкался на упоминания о перспективности топливной пары метан + кислород (подробнее см. ниже), и вроде даже десятки лет назад были экспериментальные ЖРД на таком топливе. Так что должны быть достаточно серьезные причины тому, что такое замечательное топливо до сих пор не применяется.

Теперь ближе к делу.

1. Массовая эффективность ракеты (отношение массы полезной нагрузки и стартовой массы ракеты) очень сильно зависит от выбора топлива. Конкретно, состав топлива влияет на эту массовую эффективность через следующие характеристики ракеты:
- скорость истечения продуктов сгорания из сопла двигателя, по элементарной теории ракетных двигателей пропорциональная кв. корню из отношения эффективной температуры в камере сгорания к молекулярному весу продуктов сгорания на срезе сопла;
- масса пустых баков, зависящая от плотности компонентов топлива (чем плотнее компонент, тем компактнее и легче его бак) и от конструкции теплоизоляции бака (если компонент - низкокипящий).

Метан содержит почти вдвое больше связанного водорода, чем керосин. Это должно существенно увеличивать скорость истечения сразу по двум причинам - заметно выше калорийность топлива и существенно ниже средний молекулярный вес продуктов сгорания (18 у воды потив 44 у двуокиси углерода).

С другой стороны, плотность жидкого метана (415 кг/м3) почти вдвое меньше, чем у ракетного керосина (795 кг/м3), а температура кипения (-165 град С) лишь немного выше, чем у кислорода. Поэтому метановый бак значительно больше керосинового, и нужна серьезная теплоизоляция этого бака. Т.о., несомненный значительный выигрыш в скорости истечения при замене керосина жидким метаном отчасти компенсируется увеличением массы пустого бака горючего.

Пара метан+кислород и по скорости истечения, и по массе баков является промежуточной между парами керосин+кислород и водород+кислород, причем ближе к первой из этих пар. Для справки: типичная скорость истечения в пустоте (у Земли - заметно меньше из-за противодавления атмосферы на срезе сопла) у современных ЖРД на керосине с кислородом - до 3,5 км/сек, а у ЖРД на водороде с кислородом - около 4,5 км/сек. Я "нутром чую", что метан с кислородом могут дать до 3,8...3,9 км/сек, но значительная часть этого выигрыша в скорости будет "сьедена" утяжелением бака горючего. Т.е., я уверен, что в итоге будет заметный выигрыш в массовой эффективности ракеты, но не настолько сокрушительный, чтобы оправдать переход на совершенно другую систему.

На самом деле при выборе состава топлива есть еще масса тонкостей (потери энергии из-за неполной рекомбинации возбужденных состояний продуктов сгорания в сопле, образование сажи при термическом разложении избыточного горючего, вообще оптимизация избытка горючего в топливе и т.д.) - но не будем здесь умножать сущности, ибо это уже не любительские, а сугубо профессиональные вопросы.

2. Очевидные технико-экономические проблемы перехода на существенно другую топливную пару, ИМХО, следующие.

1) Время - деньги. Разработка и отработка ЖРД на существенно новой топливной паре займет не менее 10...15 лет. Проектирование новой ракеты можно всерьез начинать только когда достигнута достаточная определенность с обликом и основными характеристиками ЖРД - а это дает задержку на значительную часть (порядка половины?) указанного срока. В общем, "срока огромные" (С).

2) Нужна новая инфраструктура горючего при испытательных стендах в КБ и на заводе-изготовителе, а также новый заправочный комплекс на стартовой позиции, причем все это - криогенное и с жесткими требованиями по взрывобезопасности (хотя и не столь "драконовскими", как для водорода).

Я подозреваю, что неприемлемые сроки разработки ЖРД и ракеты с существенно новой топливной парой - это основная причина того, что пара метан+кислород до сих пор не применяется. Вообще, при разработке космических ракет (в отличие от боевых ракет) массовое совершенство обычно далеко не на первом месте. Я об этом уже подробно писал, с примерами из жизни ( http://aviaforum.ru/showthread.php?p=1260077#post1260077 , см. также "ликбез" по разбиению ракеты на ступени в http://aviaforum.ru/showthread.php?p=1257876#post1257876).

В общем, это предложение очередного "грандиозного проекта", цель которого - не решить существующие громадные проблемы отечественной космонавтики, а получить долгосрочное финансирование под "светлое будущее".
 
Последнее редактирование:
xoid, я по отношению к Рогозину определился давно.Но не в этом отношении дело. Какое бы оно отношение не было, если человек говорит правильные вещи - я же не буду говорить, что это неправильно , только лишь что у меня относительно него какое-то отрицательное мнение . И во-вторых, мнение о системном кризисе в космической отрасли не только им озвучивалось .
Совершенно согласен, именно это я и почувствовал интуитивно , а Вы, как всегда убедительно, обосновали технически.
Чувствуя общие настроения глобально-геополитического характера в стране , ЦСКБ решило подсуетиться , и под шумок сделать попытку протолкнуть программку с "благой" целью обеспечить финансирование своего предприятия .
 

В ракетной технике обычно оперируют категориями "удельная тяга" и "удельный импульс", (которые естественно, являются производными от скорости истечения, но не только от нее), поскольку именно этими параметрами однозначно определяется весовое совершенство ракеты.

Действительно удельная тяга у метановых двигателей повыше будет, чем у керосиновых, но и "сухая массы метановой ракеты" тоже. В итоге энергетического выигрыша действительно почти нет. А вот заморочек с использованием второго криогенного компонента прибавляется существенно. Поэтому и интерес к метановым ракетам долгое время был исключительно "академическим"


В этих нюансах как раз суть вопроса.

Существенно многоразовый двигатель проблематично построить на паре керосин-кислород.

Во-первых, газогенератор турбонасосного агрегата. Для многоразового двигателя он должен быть "восстановительным", то есть работать с избытком горючего (вопрос ресурса и надежности) Керосин дает твердую несмываемую сажу (практически кокс), поэтому такой ЖРД может быть исключительно "открытой" схемы (без дожигания генераторного газа), что существенно ограничивает двигатель по достигаемому удельному импульсу. Плюс идея "многоразовости" упирается в регулярную переборку и механическую чистку газогенератора и турбины. Для пары же метан-кислород вопрос сажи не является острым.

Во-вторых, охлаждающая способность жидкого метана существенно выше, чем у керосина - а это и удельный импульс, и весовое совершенство и ресурс ЖРД.

Ракетный керосин (РГ-1) - он как бы не совсем как авиационный, однако http://www.market-oil.ru/raketnoe_toplivo.shtml
И насколько я знаю, изготавливается из нефти единственного месторождения (Троицко-Анастасиевского в Краснодарском крае), которое уже истощено. Аналоги РГ-1, получаемые из других сортов нефти, а также синтетическим образом, как бы существенно дороже.

Потом в истории космонавтики был прецедент, когда отменили три миссии Аполлона (18, 19, 20) по причине экономии средств. Матчасть была изготовлена, инфраструктура актуализирована, экипажи подготовлены - так на чем же решили сэкономить, однако? Кроме как на заправке компонентами топлива (керосином, кислородом, водородом) иных непроведенных затрат особо уже и не было.


Метан из природного газа выделяется относительно недорогим способом - через разницу в температурах кипения компонентов природного газа. Получаемое горючее существенно дешевле, чем РГ-1 и исключительно стабильно по химсоставу вне зависимости от месторождения ПГ
 
Последнее редактирование:
Недавно наткнулся в своем фотоархиве на фото 2007 года из музея МБР "Титан", штат Аризона, США. По одному из договоров ракеты данного типа были сокращены, шахты уничтожены. Одну оставили в качестве музея. Попал я туда случайно, можно сказать, находясь в одной из командировок в США. В работе был недельный перерыв, изучал достопримечательности. Пишу по памяти, возможны мелкие неточности.


Пару вступительных слов. До этой экскурсии я представлял себе что шахта МБР представляет собой целый подземный город, что-то вроде линии Мажино сегодняшних дней, с метро, командными пунктами, десятками и сотнями единиц персонала, вобщем нечто грандиозное. То, что увидел меня поразило будничностью, минимализмом и визуальной простотой. Шахта, несколько помещений, соединенных тунелями, пульты и шкафы с аппаратурой. Вахта состояла из 2! всего офицеров, которые на неделю спускались под землю и находились без связи с внешним миром. При поступлении команды двумя раздельными ключами нужно было открыть сейф с кодами и... Вот как выглядят миллионы смертей в потенциальном состоянии, просто-буднично и от этого не менее ужасно.


П.с. Считаю что того, кто смеет говорить с экрана о ядерном пепле и т.д. нужно изолировать от общества и поместить в дом для умалишенных.





Теперь несколько фото.



















 
как я помню из прочтенного ранее...одна из главных причин отмены этих миссий были не только и не столько финансы ...манагеры Апполло после 13 миссии решили не "пушить свой лак" далее...основная цель была достигнута и внутри самой НАСы шла оживленная дискуссия на тему а что же дальше? Конгресс бухтел ибо за $18млд /запуск нужно было показывать новые результаты. К тому же "скорбный труд" Фон Брауна не пропал даром ибо построенный для 18 миссии Сатурн был переделан под запуск "СкайЛабы"..мой склероз может изменять ))))
 
Ну раз с газовым двигателем не так все однозначно, тогда еще вопрос: а если заправлять ракету пропан-бутановой смесью? Бак простой, давление небольшое. У меня в автомобиле проканало .
 
Последнее редактирование:
Можно и этим. 8А11 (ака Р-1 ака Vergeltungswaffe-2 ака Фау-2) вообще вон на спирте и кислороде летала. (лафа в ракетных войсках была покруче чем в авиации). В принципе, всем, что окисляется кислородом. Академик В.П. Глушко по молодости исследовал такие вот мыслимые топливные пары, что потом вылилось такой себе "Справочник по термодинамическим и теплофизическим свойства веществ" в 10-ти томах.

Так вот пара метан-кислород согласно академику Глушко и его единомышленникам будет существенно лучше, чем пара пропанбутан-кислород, то бишь удельная тяга ЖРД (а значит и масса выводимого груза у одинаковых по стартовому весу ракет) будет больше.
Ну и если Вы обратили внимание, метан на заправках существенно дешевле пропан-бутана, поскольку последний является "нефтяным" газом, то есть продуктом термического разложения нефти.

А для конструкции бака пропан, метан, водород или керосин - большой разницы нет - горючее заливается в бак как обычная жидкость (видели когда нибудь, как храниться жидкий азот в сосуде Дьюара?), свободная полость бака дренируется, так что никакого "запредельного" давления (как в автомобильных газовых баллонах) там нет и помине. Разумеется, идет потеря заправки на испарение, посему криогенные баки подпитываются.
 
Imkas, но ведь пропан-бутану теплоизоляции надо совсем чуть?
 
Смотрите на вещи ширше©. Как-раз в свете современного состояния пилотируемой космонавтики пора намечать новые цели - на околоземной орбите человеку делать уже буквально нечего и полеты в космос стали чем-то вроде демонстрации государственных яиц. Если что-то захочется еще изучить - это можно сделать беспилотными орбитальными станциями а-ля Х-37. Выдйет и дешевле, и безопасней.
 

Чего же он натворил, что собрался свалить на Марс?
 
По поводу Марса:

22 мая, AEX.RU - Президент ракетно-космической корпорации "Энергия" Виталий Лопота считает, что человечество должно озаботиться вопросом колонизации Марса из-за расширения Солнца и угрозы гибели Земли. Об этом сообщает Газета.ru.
"Астрофизики считают, что наше светило начнет расширяться в ближайшие миллионы лет. Расширение остановится между Землей и Венерой. И человечество продлит свою жизнь, только переместившись на Марс", - пояснил он.
Высутпая на открывшемся в четверг в Санкт-Петербурге Международном экономическом форуме, Лопота подчеркнул, что "это один из наиболее реальных прогнозов на сотни миллионов лет". "Но начинать надо сегодня", - подытожил глава РКК "Энергия".
 

Но есть и благоприятные факторы в свете вот этой новости:
http://www.discred.ru/news/gazokhim...matiruet_vsju_mirovuju_otrasl/2014-05-25-5933

Расстояние от проектируемого (одного из крупнейших в мире!) Белогорского ГПЗ до площадки строящегося космодрома Восточный всего 100 км. На ГПЗ проектируется гелиевый завод, а значит и крупнотоннажное криогенное производство. Далее. С Восточного вроде как собираются запускать РН тяжёлого и сверхтяжёлого класса, достаточно часто, значит вопрос по обеспечению топливом существенный. И ещё. Срока, конечно, огромные (внедрение метановых двигателей). Но и запасов Чаяндинского и Ковыктинского месторождений хватит на 45 лет работы ГПЗ с производительностью 60 млрд. кубов в год. Ну и газогидраты в перспективе.