Путь от влажных фантазий к настоящим проектам лежит через ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ПРОСЧЁТЫ. И не надо думать что это какая-то волшебная магия доступная только академикам. У всех нас есть и вычислительные машины огромной мощности, и всепланетная сеть дающая доступ почти ко всем знаниям человечечества. Так что я предлагаю вам всем инженерное развлечение, разминку для ума. Возможно мы даже найдём что-то интересное, и это поможет человечеству в итоге. Начать предлагаю со СТРАТОСФЕРНОГО КОСМОДРОМА - ВОДОРОДНОГО АЭРОСТАТА. Почему водородного? Ну так посчитаем и в итоге по цифрам поймём. Просто мне пока кажется что много тонн водорода будут стоить гораздо дешевле чем даже чуть большее количество гелия. Но конечно только расчёты рассудят.
Итак, начать нужно с оценки выигрыша в массе топлива при старте с высоты в 40 км, ракеты способной вывести 200 тонн полезной нагрузки на низкую опорную орбиту. Каков будет выигрыш? Будет ли смысл это делать, или экономия будет в 10% топлива и 5% сухой стартовой массы? Или экономия будет в 70% топлива и 80% сухой стартово массы? Вот тут у меня проблемы, это я не знаю как посчитать, тут я прошу знающих анонов помочь.
Дальше, зная стартовую массу ракеты, стартующей с высоты в 40 км, мы можем посчитать требуемую грузоподъёмность космодрома. Но без стартового стола и любых направляющих, ибо защита от перегрева будет весить слишком много, так что запускать лучше из состояния "ракета висит примерно в 500 метрах под стратостатом, и стартует вбок, чтобы не поджечь стратостат." Также надо посчитать вес тросса длиной 80 км, способного поднять готовую к старту ракету, а также тросса, который будет поднимать грузовой тросс, опускать грузовой тросс, и какого-то негорючего участка, который будет удерживать космодром от улёт по ветру во время пуска. И вес шкива, который будетпропускать сквозь себя троссы, лёгкий для удержания и для подъёма грузового тросса, а также грузовой тросс.
Потом надо подобрать материалы баллонов по цене и водородопроницаемости. Посчитать стоимость водорода на весь космодром, и как часто надо будет дозаправлять несколько баллонов. Несколлько баллонов важны для надёжности и живучести, но это конечно увеличит площадь поверхности и скорость утечки водорода, а также вес и стоимость. Ах да, если есть вопросы о том, как совместить кучу огромных бадллонов - ответ прост, "бусы". Один баллон над другим, и сквозь них по центру проходит тросс, чтобы не делать оболочки баллонов сверхпрочными. Для защиты от сгорания по очереди, можно у бус сделать расстояние между баллонами достаточным, чтобы огонь одного баллона успел остыть пока долетит до второго. Если такой вариант в итоге окажется неприемлем, можно взять очень лёгкую раму - распорку, задача которой будет заключаться в разведении нескольких бус, троссы от которых в итоге сходятся вместе под рамой. В итоге сгорание одних бус не приведёт к потере космодрома и потребует лишь замены одной бусины.
>>487005 Как не то? >>487002 (OP) >СТРАТОСФЕРНОГО КОСМОДРОМА - ВОДОРОДНОГО АЭРОСТАТА. Омск, идеально для того треда. Более того, там регулярно обсасывается.
>>487013 Ебать ты обезьяна. Попросили как человека, а ты начал вопить как гамадрил. Твоя жизнь говно не потому что мир такой, а потому что ты - ебанутый.
>>487002 (OP) Сколько раз вам, дебилам, повторять. Высота сама по себе нихуя не даёт, для орбиты нужна ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ скорость.
Единственная схема, где есть профит с аэростата - это когда крылатую ракету с него бросают вертикально вниз, и она падает на землю с ускорением, но в последний момент за счёт крылышек она аэродинамически разворачивается и включает двигатели. Профит за счёт того, что у нас появляется "нулевая ступень", на которой при некоторых ухищрениях можно отыграть 1км/с дельты, а это позволяет очень прилично сэкономить на ракете при той же ПН. По сути тот же воздушный старт, только по-ёбнутому.
>>487111 Кому ты пиздишь, ты сам узнал об этом месяц назад, ещё никому ни разу не гшоворил и не повторял. НО ПОНТУЕШЬСЯ БУДТО МАТЁРЫЙ ИНЖЕНЕР. Фу таким быть.
Йэу анонче! Инженр здесь. Я с тобой согласен, ОП. А профит тут такой: уменьшить гравпотери на...примерно...500 м/с и уменьшить аэродинамические потери до ~0 (то есть где-то 100 м/с ещё выигрываем). Итого 600 м/с. Для хорошей ракеты надо dV на орбиту 9 км/с. Хорошая ракета это, например, Зенит. Вот ты, ОП, можешь теперь посчитать по формуле Цилковского хотя бы: 9000 м/с и 8400 м/с.
Да, и замечу что идея с тросами по 80 км, которые будут держать несколько тысяч тонн веса...нууу...такое. Давай опустим дирижабль к земле, подцепим на него ракету (горизонтально), а потом поднимем обратно? Тут и тросы не нужны, как бы. А опасность манипуляций с огромным водородным дирижаблем нивелируется высокой культурой производства.
>>487153 Спасибо, добрый человек! Итак, у нас получается экономия топлива примерно в 6.6% Теперь мне кажется что вся эта затея совссем не рентабельна. Спасибо за помощь!
Кстати, это тред расчётиков, а не тред стратостатов, так что после завершения одних расчётов, можно запускать новые!
Следующая тема: Космическое охлаждение на основе очень горячих трубок из тугоплавких материалов, и циркулирующего по ним расплавленного металла температурой к примеру 2 тысячи градусов. В космосе почти нет проблем с окислением. И теперь надо посчитать, насколько эффективным будет теплоотвод через систему тонких трубочек, имеющую совокупный вес в 20 тонн вместе с теплоносителем. Посчитать какие материалы лучше, какой должгна быть толщина трубок чтобы оно смогло работать десятилетиями, и потом - мощность рассеиваемой энергии.
И первый кандидат в теплоносители - галлий. Температура плавления \t302,93 К (29,8°C) Температура кипения \t2477 K (2203,85 °C)!!! Вы где-то ещё видали такую разницу?
Кстати, трубки не обязательно делать из вольфрама, вот тут написано что есть и стали на 2000 градусов:
>>487396 О, охлаждение норм тема. Галлий по-моему сильно разъедает материалы. Не помню где видел, может на википедии? Предлагаю рассмотреть материал трубок - карбид-нитрид гафния. Это как карбид тантала-гафния, только там нет тантала, но есть азот. И карбид-нитрид гафния круче карбида тантала-гафния на целых 200 градусов. Но карбид тантала-гафния тоже достаточно крут и плавится при 4200 по Кельвину. Карбид-нитрид гафния получен не был, это результаты симуляции кристаллической решётка, а формула у него Hf N0,38 C0,51 На крайняк можно и карбид тантала-гафния, который Ta4 Hf C5 а температуру из соображений прочности понизить до 3600 по Кельвину. Тогда у тебя 1м2 радиатора будет излучать overdohu`ya Watt. Серьёзно, без шуток более 9000 кВт, при излучательном коэффициенте 0,95. over9000 килоВатт, анон! Теперь ты чувствуешь мощь карбида тантала-гафния? О, даааа
Зачем кипящий? А потому что теплоотдача при кипении сильная, а температура почти не меняется. То есть, грубо говоря, заводишь в радиатор паро-жидкостную смесь (закипевший алюминий), а выводишь уже жидкий, но почти такой же горячий. Радиатор излучает максимально эффективно, а прокачка алюминия чрез радиатор умеренная. А если он у тебя не кипит, то чтобы отдать много тепла нужно сильно охлаждать его. Градусов на 300. То есть заводишь при 2800, а выводишь при 2500. И средняя температура радиатора упадет, а излучение упадёт в четвёртой степени. 2650^4 разделить на 2800^4 = 0.8. Ну в общем на 25% будешь меньше излучать.
>>487396 >>487379 Это называется высокотемпературные радиаторы. И они нахуй не нужны при обычных задачах, там нужно отводить слишком мало тепла. Зато когда будут делать в космосе ядерные реакторы, на 1 МВт и более - это самое то
>>487461 Ну так на то и расчёт. Насколько я понял, сейчас главная проблема у ТЭМ с ЯЭУ - это именно охлаждение, они там даже микрокапельную систему вроде даже собрались делать, вот до чего отчаялись.
>>487443 Даже одноступ на водороде и тот 35% выгоды. Крч смысл будет только для одноступа на керосине. Но одноступы на керосине примется делать только безумец!
>>487406 >>487414 Ух сколько вкусной информации! Пойду читать подробности, спасибо!
А насчёт температуры, я искал низкую температуру плавления из соображения облегчить расплавление и запуск циркуляции в трубках излучателей, в случае остановки реактора. В случае с температурой плавления гафния это получится сделать возможно даже просто подставив излучатели под свет солнца. А вот в случае с более тугоплавким теплоносителем, потребуется создать систему разогрева. Причём в ситуации когда реактор не работает. С этой точки зрения суперперегретый пар или просто газ во втором контуре будет заметно удобнее, и возможно в итоге легче. Но теперь нужно считать какая теплоёмкость у газа или пара при невысоком давлении (чтобы не делать трубки слишком прочными и толстыми), и с какой скоростью надо будет прокачивать газ, не начнётся ли там износ, вибрации и тому подобное? Пар и газ температурой 2-3 тысячи градусов - это как раз и есть то что выходит из автогена, продукты сгорания - это вода и углекислый нгаз, и эта хрень запросто режет сталь. А ещё есть идея полностью отказаться от теплоносителей, которые слишком легко теряются при пробитиях микрометеоритами. Да ещё и жидкий теплоноситель первого контура закипая или как-то ещё утекая из реактора приводит к расплавлению активной зоны. Может с такими-то крутыми материалами как карбиды-нитриды получится сделать цельнометаллический радиатор, прямо отводящий тепло от активной зоны, и который будет эффективен за счёт очень высокой температуры? Останется только придумать как в таком варианте снимать энергию.
>>487465 Скорее отчаялись. У них поди на охлаждающую систему выделено 10 тонн, и при низкой температуре мегаватт они рассеять там не смогли. Ну или не смогли с таким бюджетом.
>>487470 у них реактор газоохлаждаемый, температура 1400 Кельвин. Даже если на радиаторе 1200 Кельвин, это неплохой такой радиатор. Сложность, по-моему, из-за того что радиатор надо делать раскладным, чтобы на ракету влез.
>>487474 Зачем раскладным, если его можно сделать собираемым на орбите? Сейчас роботы смогут.... ах да, мы же в рашке, тут создание такого робота станет отдельной одиссеей боли по кабинетам чинуш.
>>487477 Ну в проекте так, чел. Типа "запускаем на заре, на Ангаре". А Ангара это такая труба диаметром метров в 5. Соответственно, если твои радиаторы шире чем 5 метров, прижётся их раскладывать. А капельные "радтаторы" не надо так уж раскладывать, потому что их нет. Пустил капли - хоба - появились! Но капельные радиаторы это поебень больного мозка. На мой скромный имхо-взгляд)
>>487482 Ну не то чтобы совсем поебень, так как по сути огромная площадь поверхности при нудевой массе радиаторов. И ловить можно большой кастрюлей, потому что аэродинамика в космосе не нужна. Я так понял с каплями самая большая проблема в испарении, и невозможости летать месяцами и годами без дозаправки. И если найти неиспарающуюся в космосе при вымсокой температуре и при всех прочих условиях жидкость, то такой вариант был бы вполне рабочим.
>>487468 Почему не делает? Да потому что одноступенчатый на керосине ничего тебе не поднимет. Он захлебнётся, надорвётся и выведет на орбиту только самого себя и ничего больше. Ну или, ок, выведет микрогруз. У нормальной ракеты Маска полезная нагрузка 4%, а у этого одноступа будет 0,8%. Название даже придумал Zaebis-raketa
>>487485 Но это же всё теория! Представь, летят у тебя миллионы капель, летят далеко, на 200 метров например. Если две капли столкнутся, то они изменят направление и врежутся в другие капли и т.д. И в итоге у тебя при малейшем возмущении начнётся разбрызгивание потока и потери вбок/вверх/вниз, - утечки в общем. Или вот "кастрюля". Ты уверен что она всё поймает, и не вылетят, опять же, брызги?
>>487487 А я думал из-за дороговизны. Потому что водород скоро станет бесплатьным в любыхз объёмах, я встречал много новостей об успехах фотосинтеза водорода. И организмами, и даже вроде как-то неорганически.
>>487490 бесплатным станет, говоришь? ну это круто, да. ниче так. неплохо. Надо в омский тред продублировать, чтобы они тоже знали. А то не знают ведь, не ведают.
>>487497 Ну, почти бесплатным. Копеечные разовые расходы на фермы, больше похожые на теплицы и на сжижение, а потом тысячи тонн водорода, а возможнол и кислорода будут доступны бесплатно.
>>487500 так падажжи, энергия-то откуда, от Солнца? И какой там КПД, процентов 50? А у электролиза от солнечных батарей КПД в сумме 25-30%. И этот водород нифига не бесплатный и даже не дешёвый. Трольчанский, чел?
>>487490 >А я думал из-за дороговизны. >Потому что водород скоро станет бесплатьным В сравнении с стоимостью ракет и инфраструктуры, стоимость топлива пренебрежимо мала. Водород стоит вроде как 3,66$ за кило. Стоимость водорода в Дельте IV Heavy менее полумиллиона долларов. Общая стоимость запуска порядка 400 миллионов.
>>487379 Где-то считали такую хуиту для гигантского космического ядерного дредноута. У анона был переход тепла от холодного к горячему без помощи теплонасосов, и цифры не сходились. Кто понмит?
>>487541 Да, солнца. Кпд... не надо вскрывать эту тему когда энергия халявная. Пусть даже кпд 2%, но культура гмо-водорослей в теплице просто будет производить водород, просто валяясь на солнце. Плевать какой КПД, если энергия дармовая и почти не ограничена. Солнечных батареи дороги в производстве, потом электролизёры тоже не бесплатны, и воду для них нужно фильтровать. А у нас будет теплица высотой 30 сантиметров из полимеров или стекла, и всё. Хоть пол сахары заставь такими теплицами, и потом просто перекачивай газ.
Короче, такой газ будет радикально дешевле, на практике любая компания, которая будет так добывать водород выйдет даже не в ноль а в плюс, от продаж водорода и кислорода. Даже с учётом предпринятия строжайших мер чтобы гмо-растения не попали в мировой океан и не взоравли атмосферу планеты, которые скорее всего будут заключаться в исключении возможности для таких организмов размножаться, как делает монсанто со своими семенами.
>>487558 Ну так пол миллиона на дороге не валяются, а при создании многоразового космосамолёта это будет самый главный расходник. А теперь представь сколько водорода потребуется чтобы вывести на геостационарную орбиту космический лифт весом чуть больше 6 тысяч тонн. КОроче, фотосинтез водорода - одно из лучших изобретений человечества в истории.
>>487593 Большая стоймость этого водорода не в его получении, а в его хранении и захолаживании. Перестань экономить на том, на чем экономить нахуй не сдалось.
>>487633 Ну на двигателях, например. И на других компонентах ракеты. На стоимости межполетного обслуживания при многоразовой системе. Вот как упадет цена ракеты раз эдак в 50, так что доля цены топлива начнет составлять хотя бы целые проценты, тогда и появится смысл думать о цене топлива.
>>487633 Тот, другой анон прав, анон. Делать надо такое изделие, чтобы оно работало сотню раз. Водород хорош, но как раз тем что сгорает без остатка, не чадит, не пригорает до нагара в каналах охлаждения. Двигатель на водороде отлетает 50 раз - и выглядеть будет как в первый. Простой открытый движок, с низким даалением (всё-равно он работает с 30км) и очень большим моторесурсом). И дрочи одну-единственную ракету вверх-вниз. А денежки всё идут, доход прибывает. Вот тебе бизнес-модель!
>>487796 Я так понимаю проблема в конструкционных материалах, особенно сопла и камеры сгорания. И сделать их более стойкими может потребовать применения гораздо более дорогих материалов, типа платины или тантала. А может ты и прав, и дело в том что такие материалы не рассматривали ранее именно из-за одноразовости ракет, а сейчас, когда маск только-только сделал многоразовость, старые варианты забыли вспомнить. Хм, а мы тут сможем посчитать долговечность разных материалов в камере сгорания?
>>487827 >Вот маск сделал использование ступеней снова. Но цена доставки всё равно плохая. Но давай посмотрим. Маск за реюз сейчас дает скидку 10%. Цена топлива в стоимости запуска Фалькона порядка 0.3%. То есть как бы мы не экономили на топливе для Фалькона, даже тридцатой части того прогресса, который достигнут реюзом первой ступени не получить никак. Не одну тридцатую от стоимости запуска, а одну тридцатую от той скидки, которую Маск дает за реюз первой ступени. >И как экономить? В любом случае не на топливе.
>>487872 >Цена топлива в стоимости запуска Фалькона порядка 0.3%. Откуда информация? Ты уверен, что это от себестоимости, а не от цены для покупателя услуг?
>>487878 https://www.spacex.com/reusability-key-making-human-life-multi-planetary >SpaceX’s Falcon 9 rocket currently carries a list price of about $54 million. However, the cost of fuel for each flight is only around $200,000—about 0.4% of the total. ~0.4%? а точнее 0,37% это при цене в 54 ляма. При стандартной цене в 62 ляма (https://www.spacex.com/about/capabilities) это уже ~0,32%. По себестомости ракеты я видел только упоминания, что новая суммарно стоит около 40 лямов - 25 первая ступень, 9 вторая и 6 обтекатель. Можно предположить, конечно, что это не так, и у SpaceX просто маржа огромная, что бужет забавно на фоне постоянной конспирологии, что Маск демпингует и пускает себе в убыток на деньги ЦРУНАСА, дабы убить всех штатовских конкурентов, но тогда ответ на твой вопрос >>487827 >И как экономить? >Как ещё можно уменьшить? Есть идеи? Становится достаточно очевиден - нужна конкуренция, что бы Маск был вынужден срезать маржу и пускать по цене ближе к себестоимости.
И не надо думать что это какая-то волшебная магия доступная только академикам. У всех нас есть и вычислительные машины огромной мощности, и всепланетная сеть дающая доступ почти ко всем знаниям человечечества. Так что я предлагаю вам всем инженерное развлечение, разминку для ума.
Возможно мы даже найдём что-то интересное, и это поможет человечеству в итоге.
Начать предлагаю со СТРАТОСФЕРНОГО КОСМОДРОМА - ВОДОРОДНОГО АЭРОСТАТА.
Почему водородного? Ну так посчитаем и в итоге по цифрам поймём. Просто мне пока кажется что много тонн водорода будут стоить гораздо дешевле чем даже чуть большее количество гелия. Но конечно только расчёты рассудят.
Итак, начать нужно с оценки выигрыша в массе топлива при старте с высоты в 40 км, ракеты способной вывести 200 тонн полезной нагрузки на низкую опорную орбиту.
Каков будет выигрыш? Будет ли смысл это делать, или экономия будет в 10% топлива и 5% сухой стартовой массы? Или экономия будет в 70% топлива и 80% сухой стартово массы?
Вот тут у меня проблемы, это я не знаю как посчитать, тут я прошу знающих анонов помочь.
Дальше, зная стартовую массу ракеты, стартующей с высоты в 40 км, мы можем посчитать требуемую грузоподъёмность космодрома. Но без стартового стола и любых направляющих, ибо защита от перегрева будет весить слишком много, так что запускать лучше из состояния "ракета висит примерно в 500 метрах под стратостатом, и стартует вбок, чтобы не поджечь стратостат."
Также надо посчитать вес тросса длиной 80 км, способного поднять готовую к старту ракету, а также тросса, который будет поднимать грузовой тросс, опускать грузовой тросс, и какого-то негорючего участка, который будет удерживать космодром от улёт по ветру во время пуска. И вес шкива, который будетпропускать сквозь себя троссы, лёгкий для удержания и для подъёма грузового тросса, а также грузовой тросс.
Потом надо подобрать материалы баллонов по цене и водородопроницаемости. Посчитать стоимость водорода на весь космодром, и как часто надо будет дозаправлять несколько баллонов.
Несколлько баллонов важны для надёжности и живучести, но это конечно увеличит площадь поверхности и скорость утечки водорода, а также вес и стоимость.
Ах да, если есть вопросы о том, как совместить кучу огромных бадллонов - ответ прост, "бусы". Один баллон над другим, и сквозь них по центру проходит тросс, чтобы не делать оболочки баллонов сверхпрочными.
Для защиты от сгорания по очереди, можно у бус сделать расстояние между баллонами достаточным, чтобы огонь одного баллона успел остыть пока долетит до второго.
Если такой вариант в итоге окажется неприемлем, можно взять очень лёгкую раму - распорку, задача которой будет заключаться в разведении нескольких бус, троссы от которых в итоге сходятся вместе под рамой. В итоге сгорание одних бус не приведёт к потере космодрома и потребует лишь замены одной бусины.
Приглашаю всех поучаствовать.