Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 62
Спасибо. Как всегда очень интересно!
Спасибо большое! Еще будет?
После чтения вот таких статей и понимаешь, почему полеты в космос столько чудовищно дороги. Казалось бы, за десятки-то лет стоимость должна была снизиться, ан нет, как посмотришь — есть за что платить и чему там стоить!
Спасибо!
Спасибо!
Это да. Причем, разнообразные попытки снизить эту стоимость пока не очень эффективны: посадка первых ступеней практически не использовалась, на многоразовости обожглись, воздушный старт пока тоже выглядит несерьезно.
А как в невесомости топливо подсасывается? Теоретически ему ничто не мешает слиться в шар в центре контейнера.
Зависит от ситуации, в которой надо запускать двигатель. Или очередная ступень запускается когда ещё работает предыдущая (соответственно, топливо прижато к «низу») или запускаются твёрдотопливные двигатели чтобы обеспечить прижатие, либо спользуется эластичная мембрана, на которую уже давит гелий.
А из чего изготовлена эластичная мембрана, способная сохранять эластичность при контакте с жидким кислородом?
Я предполагаю, что мембрана используется для подачи горючего/окислителя (не криогенных) в малые двигатели. Они запускаются и за счёт этого на «дно» опускается уже горючее для основных двигателей.
Вот тут написано, что в Аполлоне в качестве таких малых двигателей использовались, в т.ч., двигатели коррекции: en.wikipedia.org/wiki/Ullage_motor
Вот тут написано, что в Аполлоне в качестве таких малых двигателей использовались, в т.ч., двигатели коррекции: en.wikipedia.org/wiki/Ullage_motor
Еще — поверхностное гугленье показывает, что такие материалы есть (температуры вплоть до жидкого водорода). К примеру — лавсан, фторопласт, кевлар.
Они гибкие, но вроде ж не растягиваются.
Да, но думаю при соответствующей форме внутреннего объема бака и мембраны — можно обойтись без растяжения.
Мысль: если внутренний объем бака разделить на множество мелких секций (допустим, заполнить сотами), то можно обойтись без мембраны. Т.е. давление будет вытеснять пузыри жидкости по каждой «трубочке» по направлению к дну. Правда, полезная ёмкость бака сильно уменьшится.
Эластичная мембрана может решить большинство проблем, таких как возникновение воронки при опорожнении. Почему же до сих пор используют тяжёлые перегородки?
А если перегрузки не позволяют использовать мембрану, то возвращаемся к вышестоящему вопросу:
И на сколько я понимаю, наличие перегородок не позволит использовать мембраны.
А как в невесомости топливо подсасывается? Теоретически ему ничто не мешает слиться в шар в центре контейнера.
И на сколько я понимаю, наличие перегородок не позволит использовать мембраны.
Кстати, внизу в комментах уже опровергли эту идею habrahabr.ru/post/215959/#comment_7413985
Так ведь вроде стоимость запусков и снизилась, другое дело что инфляция путает цифры
| После чтения вот таких статей и понимаешь, почему полеты в космос столько чудовищно дороги.
| Казалось бы, за десятки-то лет стоимость должна была снизиться, ан нет, как посмотришь — есть за что платить и чему там стоить!
А вот самое интересное во всем этом — гений Королёва в СССР и фон Брауна в Германии и США. Это же все надо было сделать, все эти внутренности. Куча проблем и много замечательных инженерных решений. Именно их находки используются до сих пор. И как показало время они выбрали очень хорошие решения.
Коллективы, конечно, работали, но и без этих гениальных руководителей ничего бы не вышло. Все ведь было создано «с нуля».
| Казалось бы, за десятки-то лет стоимость должна была снизиться, ан нет, как посмотришь — есть за что платить и чему там стоить!
А вот самое интересное во всем этом — гений Королёва в СССР и фон Брауна в Германии и США. Это же все надо было сделать, все эти внутренности. Куча проблем и много замечательных инженерных решений. Именно их находки используются до сих пор. И как показало время они выбрали очень хорошие решения.
Коллективы, конечно, работали, но и без этих гениальных руководителей ничего бы не вышло. Все ведь было создано «с нуля».
Обожаю в любой инженерной области, что насколько простым при первом приближении может быть технология, настолько комплексной она может оказаться в деталях. Атомная энергетика ведь по идее простой чайник с двумя греющимися каменюками под донышком. Микропроцессор любой — ведёрко транзисторов в ряд. И о космонавтике, фейрверки тысячелетиями запускали, а стоит углубится, вот такая прелесть.
Помнится в какой-то теме недавно задавали вопрос про сферические баки и объяснением было то, что у сферы больше объем на еденицу чего-то там.
Но причина все же кроется в перегородке вытеснительной системы, по видимому.
Но причина все же кроется в перегородке вытеснительной системы, по видимому.
У шара максимальный объем при фиксированной площади (или, что то же самое, минимальный вес оболочки для фиксированного объема), поэтому там, где это технологично, используются сферические баки. Но не везде геометрическая экономия веса на сферических баках выгоднее, чем выгода от более плотной компоновки или ещё каких-нибудь факторов, поэтому при необходимости используются цилиндры, торы и более сложные формы (как, например, бак горючего на последней картинке).
Сфера прочнее иной конструкции аналогичной массы.
Спасибо!
А вроде мне казалось, что в некоторых ракетах, там не насос, а накачка давления в баки выхлопом шла? Или я совсем запутался уже, военка давно была…
А вроде мне казалось, что в некоторых ракетах, там не насос, а накачка давления в баки выхлопом шла? Или я совсем запутался уже, военка давно была…
А закрытых схем вроде три бывает. С дожиганием окислительного, восстановительного газов и полнопоточная. Или я о чём-то не том?
Я так смотрю, все современные ракеты это — летающие баки =)
del
А чисто практически возможно собрать ракету, что б вывести на орбиту, например 2 кг полезного груза?
Почитайте про первый спутник. 83.5 кг на 215-939 км орбиту.
А вот DIY боюсь у Вас не получится. В принципе можно залить стартовый стол, собрать фермовую конструкцию старта, десяток прототипов. Но вот после запуска такого «фейрверка» Вас очень быстро возьмут за пятую точку. :( Даже если до орбиты не долетит…
А в плохих раскладах сработает предупреждение о незаконном пуске на территории РФ и начнется третья мировая, она же первая и последняя ядерная.
А вот DIY боюсь у Вас не получится. В принципе можно залить стартовый стол, собрать фермовую конструкцию старта, десяток прототипов. Но вот после запуска такого «фейрверка» Вас очень быстро возьмут за пятую точку. :( Даже если до орбиты не долетит…
А в плохих раскладах сработает предупреждение о незаконном пуске на территории РФ и начнется третья мировая, она же первая и последняя ядерная.
В космос, на суборбитальную, уже запускали самоделку. То есть, самоделка она, конечно, не из серии «я его слепила из того, что было», но, тем не менее, — любительская ракета: пруфлинк. А чтобы не настучали по пятой точке — надо предупредить соответствующие органы. В США это, насколько я знаю, не проблема. В России — кто ж его знает?
Как говорил Остапу Ибрагимовичу известный дворник: «Кому и 20 километров — суборбиталка». У меня к сожалению нет денюжков на водородно, кислородную систему, чтобы хотябы по экспериментировать с таким типом двигателей. Из доступных схем можно рассмотреть реактивный двигатель Вальтера. Остальное встает в нехилые бабки или несовсем DIY.
ddeville.com/derek/Qu8k.html — это один из лучших экземпляров, выполненных любителями. Ракета поднялась на 36км от поверхности, но с почти нулевой тангенциальной составляющей, то есть очень далеко от вывода на орбиту.
Эпилог
Рекомендую посмотреть сериал «Moon Machines» (русская версия, английская версия). Очень хорошо и наглядно показаны сложности, которые приходится решать при проектировании космической техники.
На 17:53 говорят, что серфингисты оказали огромную помощь лунной программе. Кто-нибудь понял, какую именно? В Рунете не нашёл других упоминаний.
Кажется, речь шла о теплоизоляции для баков, имеющей небольшой вес (точно не помню, впрочем).
За что люблю эту серию — за замечательный ненавязчивый юмор, и эта история — одна из лучших. В вольном пересказе: «Для бака жидкого водорода мы использовали сотовую теплоизоляцию, и в первое время у нас с ней были проблемы. Мы работали в Южной Калифорнии, в городе, где было много серферов, и случайно узнали, что они делают доски из такого же материала, как и наша сотовая теплоизоляция. Ну мы и начали в итоге их нанимать. Они были классные ребята, но с одним недостатком — в сезон серфинга было много прогулов, приходилось с этим бороться. Но в итоге они очень помогли лунной программе своим уникальным опытом работы с материалом».
Очень интересно! Я еще знаю, что в некоторых типах баков, где слив топлива происходит в нижней части бака в центре, используют воронкогаситель, для исключения образования топливной воронки внутри бака и, как следствие, последующего двухфазного течения жидкостно-газовой смеси.
У меня наивное предположение: а почему бы не сделать бак цилиндрической формы с поршнем внутри? Газ будет давить на одну сторону, а с противоположной не будет ни плеска ни пузырей.
Герметизировать такой разделитель нереально. Все криогенные компоненты парят и текут, так что все, что есть с одной стороны, будет и с другой.
Такой бак должен иметь плоские стенки, что недопустимо.
Кажется, в Юном Технике было озвучено развитие этой идеи: Двигатели выносятся на нос ракеты, на подобие кавитатора торпеды Шквал или на выносных штангах; Бак делается с подвижным дном, как тюбик зубной пасты, то есть он все время заполнен «под пробку», а остающиеся свободные стенки предлагалось срезать горелкой.
Плюсы: 1) при должной прочности конструкции такую ракету можно ставить на землю, а значит и появляется возможность плавной посадки
2) улучшение характеристик, за счет сбрасывания ненужной массы на ходу
Минусы: существенно усложняет конструкцию бака за счет дополнительной теплоизоляции и организации подвижного дна
Плюсы: 1) при должной прочности конструкции такую ракету можно ставить на землю, а значит и появляется возможность плавной посадки
2) улучшение характеристик, за счет сбрасывания ненужной массы на ходу
Минусы: существенно усложняет конструкцию бака за счет дополнительной теплоизоляции и организации подвижного дна
Как решают проблему повторного запуска ЖРД, связанную с разлетанием компонентов топлива по внутренностям бака после остановки, т.е. фактически в невесомости? Как заставить топливо и окислитель собраться возле слива? Вопрос возник после того, как заметил «капли» топлива свободно плавающие по баку в конце 9ой минуты видео про внутренности Сатурн-V.
Расскажите, пожалуйста, как-нибудь еще и про наземные сооружения. Там ведь тоже, наверняка, масса незаметных сложностей?
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Незаметные сложности ракетной техники: Часть 4. Ещё про двигатели и баки