Техника для вакуумно-атмосферных межпланетных пилотируемых полётов (к Венере)

[MenFrame]

так и не дошла вся глубина вашего поражения?

Дойдет когда вы сделаете свой расчет, который покажет что британские учёные не идиоты. Пока что вы мало отличается в своей вере от тех кто верит в невидимую руку рынка. Просто авторитеты у вас свои, удобные вам.

[MenFrame]

Почему в вашем расчёте водород нагревается ТОЛЬКО до 78 К?

Я уже исправил на 580К исходя из кпд теплообменника  в 90%, или 162К при 65% кпд.

Много букв. Не осилить!

А в моем мало...и тоже осилить не удалось.

Оставьте в покое какой-то там КПД! Не до него еще!

Нет именно от него зависит до какой температуры можно нагреть водород входящим горячим газом.

[alex_semenov]

так и не дошла вся глубина вашего поражения?

Дойдет когда вы сделаете свой расчет, который покажет что британские учёные не идиоты. Пока что вы мало отличается в своей вере от тех кто верит в невидимую руку рынка. Просто авторитеты у вас свои, удобные вам.

Я УЖЕ НАШЁЛ ВАШУ ОШИБКУ И ТКНУЛ ВАС В НЕЕ НОСОМ!

Вы считаете что в теплообменнике водород с 20 К отбирает тепло у ожиживаемого воздуха только до 78 К  и всё.
И в этом ВАША ОШИБКА!
Я специально привёл фрагмент из книги Маковецкого где эта ошибка именно и рассматривается. Мол, второе начало не обмануть и нельзя холодным нагреть тёплое.
Ваш "идеальный теплообменник" - барахло на картинке СЛЕВА:



Вы мыслите теплообменник ТАК. И это ДУРНОЙ теплообменник.  А у британских учёных, на самом деле теплообменник на картинке СПРАВА.

И лошара конченный, упёртый осёл - вы с вашим рассчётом!  Они, британцы - правы и умницы. У них ошибки нет. Это у вас ошибка в рассуждениях! Тупейшая, красивейшая, можно сказать парадигмистическая ошибка, которую надо специально преподавать студентам что бы они так не тупили как вы!

Я уже исправил на 580К исходя из кпд теплообменника  в 90%, или 162К при 65% кпд.

Вы явно - юлити. И это совсем уже некрасиво! Плейшнер прекрасен именно тем что он не дурак. Он всё понял и честно признал. Сделал вывод.
Но не все - такие. Ой не все!
Тут почти все не умеют признавать свои ошибки. Начинают изворачиваться и юлить. Вы ведёте себя так же "не по-мужски".

И что вы исправили? Почему ТЕПЕРЬ 580 К? Я спрашиваю, почему температура водорода на выходе из теплообменника не может быть 1000 К?
Ну если воздух ВХОДИТ в теплообменник с 1000 К (от ударного, гиперзхвукового сжатия) то почему водород не может выходить из теплообменника с той же температурой 1000 К?
В правильном теплообменнике (см. рисунок и график СПРАВА) так и будет!

[MenFrame]

Вы считаете что в теплообменнике водород с 20 К отбирает тепло у ожиживаемого воздуха только до 78 К  и всё.
И в этом ВАША ОШИБКА!

Ну так я вас услышал, и исправил....

Да, 78К это на выходе температура воздуха, 20К температура водорода на входе. Если предположить что КПД прямоточного теплообменника 90%, то температура воздуха на входе 580К. Но такой высокий кпд возможен только у жидкостных теплообменников. У теплообменников газ - жидкость кпд заметно хуже, в силу заметно худшей параллельности.

Это у вас ошибка в рассуждениях!

Покажите это свои расчетом.

[alex_semenov]

Покажите это свои расчетом.

То есть. Вы поняли где лоханулись и БЫСТРЕНЬКО слиняли (панически) теперь за некое КПД? Мол, всё равно британцы - лохи? А вы в белом?
Ну вот скажите, как можно быть такой интеллектуальной гнидой?
Вам самому за себя не стыдно?
Простите за слово "гнида". Но так же и есть. И не вы тут такой один. Тут многие именно так себя и ведут когда их припёрли к стенке. Мелочно-жлобски-некрасиво*. И бессовестно. Тут же съезжают и меняют тему как вы сейчас с КПД. Какой нафик КПД у теплообменника? Это тепловая машина? Нет. Это просто устройство где тепло САМОТЁКОМ перетекает от тёплого к холодному БЕЗ ОСТАТКА и там КПД не отличим от 1.

*Да, неприятно, когда явно лоханулся. Очень. Сам сто раз переживал это и на этом форуме, и всякий раз - жжёт! Но надо ТЕРПЕТЬ и ПРИЗНАВАТЬ, да с горящими от стыда ушами. Да, хочется отравиться как Плейшнер. Но надо признаваться и терпеть. Бог терпел и нам велел! А как же иначе? Иначе - конец. Разложение. Падение вниз. Понимаете?
Почему большинство людей - умственные ничтожества? Они умные, но они - трусы. Они однажды еще в детстве вот так вот как вы сейчас обожглись на "дебильном теоретизировании", их публично высмеяли, и с тех пор иметь какое-то своё мнение на свой страх и риск? Да упаси бог! Буду как все! "В серединке". Так и живёт "премудрый пескарь" "под камнем".

[MenFrame]

И что вы исправили? Почему ТЕПЕРЬ 580 К? Я спрашиваю, почему температура водорода на выходе из теплообменника не может быть 1000 К?

Объясняю, у вас на входе горячий воздух, он отдает температуру водороду. Если кпд теплообмена 90% это значит что 90% энергии(разницы температур) он отдаст водороду, а 10%  у него останется. Температура начала сжижения 78К, значит температура воздуха входе не может быть выше 780К, в реальности она еще меньше поскольку температура, водорода не нулевая в баках, будет сила трения при прокачке. А сам теплообменник в проекте, не является аналогом прямоточного жидкостного который вы тут в картинках привели, там газ-жидкость с неизбежной турбулентностью и соответсвенно низким КПД.                                   

[MenFrame]

Какой нафик КПД у теплообменника?

Изучайте

[alex_semenov]

Если кпд теплообмена 90% это значит что 90% энергии(разницы температур) он отдаст водороду, а 10%  у него останется.

Откуда следует что то что вы называете КПД теплообменника 90%? Ну вот скажите, с какого ПЕРЕПУГУ?

У вас есть воздух с температурой 1000 К на входе. Как вы насчитали пусть 38 кг воздуха на 1 кг водорода (хотя вам сказали что надо воздуха меньше, но пока оставим в вашу пользу). Воздух надо охладить до 78 К. То есть в теплообменнике отобрать  (1000-78)*1005*38=35211180 Дж тепла от воздуха и передать это водороду. Я беру ваши цифры из вашего расчёта не проверяя. Теперь считаем до какой температуры эта энергия нагреет 1 кг водорода. Теплоёмкость водорода по вашему расчёту 14304 Дж/кг/к. Считаем назад разность температур 35211180/(14304*1) =2462 К.
Да, не получается. Не может быть более 1000 К.
В чём ошибка? Во-первых фазовый переход забыли. Теплота испарения водорода 448 000 Дж/кг. Учёл. Но и этого не хватает. 2450 К получается температура водорода на выходе теплообменника. Но она не может быть выше чем у воздуха на входе. Принятых 1000 К.
Значит? Нам явно не хватает массы водорода.
И тогда мы возвращаемся к поправке сделанной Dem-ом. Напомню:

Для сжигания одного килограмма водорода нужно 38 килограмм воздуха.

В реально использующихся ЖРД соотношение водород;кислород совсем не 1:8, как нужно для сжигания, а гораздо меньше, 1:4 - 1:6

То есть на ваши 38 кг воздуха нужен не 1 кг водорода а 2 или близко (чуть больше). В итоге я получил для 2 кг к 38 кг воздуха  1235 К водород на выходе теплообменника. Да всё равно чуть много. Но уже не смертельно. Уже ясно что концы с концами сходятся. И ваша попытка вскрыть заговор британских учёных против здравого смысла проваливается.

Какой нафик КПД у теплообменника?

Изучайте

Что я должен изучать? Допустим у теплообменика САБЛИ КПД 90%. Куда денется 10% тепла? Пойдёт на РАСПЛАВЛЕНИЕ теплообменника?
Ну подумайте своей головйо!
КПД 90% означает что 10% кудат-то утекли. Куда? Тепло оставшееся в самой охлаждённой массе это не те 10% (как вы пытались это выше считать). 10% - это то что ушло из охлаждаемого вещества (воздух) 100% и не дошло в нагреваемый теплоноситель (водород) 90%.
Так куда эти 10% делись?
Обычные промышленные теплообменники конечно же не обладают кпд ~1. Там всегда есть утечки на сторону, в окружающую среду. Но на случай с САБЛЕЙ это не распространяется. Там чудовищный поток мощности. Даже 10% утечки просто уничтожит двигатель. Поэтому там всё такое хитро-тонкое и нежное потому что КПД теплообменника там не отличим от 1. Ну да, может 99% или даже 98... Не знаю. Но упирать в этот КПД как фактор неверности концепции - хвататься за соломинку.
Главную вашу ошибку вы так и не признали, быстро сменив логику расчёта. Замылились за "спасительный" КПД. И думаете никто этого вашего ПОЗОРА не увидел?
Мало того что увидели "чуть больше чем все", но еще и останется тут "в веках" (и будет ИИ над вами смеяться)!
 

Поймите же. Да, стыдно делать ошибки. Девки дебилам не дают. Знаем- с детства. Но еще больший позор не признавать свои ошибки.
Китайская мудрость "если мы потеряем лицо, мы потеряем всё", да, имеет смысл. Но смысл ЯЗЫЧЕСКИЙ. Допотопный. А вот уже христианский смысл "за одного битого двух не битых дают". Он - более глубокий. Хотя, да, есть "такой упёртый "битый", что его только могила исправит". В семье не без урода (у меня с детьми была такая проблема и кажется чуть-чуть но полечилась, если у вас есть свои дети, то личный позор ничто по сравнению с позором и стыдом за детей, поверьте! Это и есть - родительская Голгофа!)
Каждый из нас умён ровно настолько, насколько был "бит". То есть сколько осознал своих ошибок. Да, желательно непубличных. Но и публичные тоже - опыт. Ценный. Всё что нас не убило - сделало нас сильнее! Так что. Не вешать нос гардемарины!
 

[viesis]

Всё же искать какие-то принципиальные ошибки в проекте не правильно. А мелкие несомненно есть и много, просто не может не быть ввиду его сложности. Поэтому наверное он и не продвинулся.

[MenFrame]

Откуда следует что то что вы называете КПД теплообменника 90%?

Это просто пример хорошего жидкостного прямоточного пластинчатого теплообменника. Подобие того что изображено в ваших мурзилках.

В итоге я получил для 2 кг

Теплоемкость водорода в 14 раз выше теплоемкости воздуха, а стереохимическое соотношение 1:38. Для хорошего теплообмена нужно что бы на входах было одинаковое количество теплоты. Тогда итоговое соотношение будет 1:3 кислород к водороду.

[MenFrame]

Куда денется 10% тепла? Пойдёт на РАСПЛАВЛЕНИЕ теплообменника?

Останется в воздухе который пытались охладить водородом.

[alex_semenov]

Куда денется 10% тепла? Пойдёт на РАСПЛАВЛЕНИЕ теплообменника?

Останется в воздухе который пытались охладить водородом.

Нет. Это не тот КПД. Или я просто не правильно понимаю термин КПД теплообменника?
Всегда будет тепло, остающееся в охладжаемом веществе. Но к КПД (как я понимаю) теплообменника это тепло - никаким боком! Кпд теплообменника это какая часть из ушедшего из охлаждаемого потока тепла передалась принимающему потоку. Вот то что по-пути где-то потерялось - это и есть потери: 100%-КПД. Неидеальность процесса теплообмена. Именно ТЕПЛООБМЕНА.

КПД теплообменников по вашей ссылке в 85% это явно какие-то промышленные ДЕШЁВЫЕ (качество/разумная цена) теплообменники. Нельзя сравнивать их с теплообменником в САБЛЕ! Там супер-пупер-гипер-теплообменник! Это самое сердце системы. Там почти всё из ... "фольги"! Там почти идеальная система теплопередачи! Гигантская поверхность сложенная в малом объеме. На нее дышать нельзя было! Поэтому то она и не захотела на практике работать! Эта "фольга" обмерзала сухим льдом (углекислый газ из атмосферы) и теряла свои "идеальные" качества. Еще хуже - водяной пар-лёд. Все эти там миллиметровые зазоры и толщины стенок в доли миллиметров... Это всё забивалось и переставало работать, хотя в теории всё - прекрасно!
 

[viesis]

Теплоемкость водорода в 14 раз выше теплоемкости воздуха, а стереохимическое соотношение 1:38. Для хорошего теплообмена нужно что бы на входах было одинаковое количество теплоты. Тогда итоговое соотношение будет 1:3 кислород к водороду.

Нигде не сказано, что именно весь воздух нагревается до большой температуры, а только слои обтекающие воздухозаборник. Потом избыточный водород дожигается в прямоточном контуре.

[alex_semenov]

Теплоемкость водорода в 14 раз выше теплоемкости воздуха, а стереохимическое соотношение 1:38. Для хорошего теплообмена нужно что бы на входах было одинаковое количество теплоты. Тогда итоговое соотношение будет 1:3 кислород к водороду.

Нигде не сказано, что именно весь воздух нагревается до большой температуры, а только слои обтекающие воздухозаборник. Потом избыточный водород дожигается в прямоточном контуре.

Да ясно что "ЛИШНИЙ" водород в камере сгорания ЖРД никогда не лишний! В трёхкомпонентных схемах его специально подают с избытком что бы именно выиграть в удельном импульсе, разбавив усреднённую молярную массу газа.
Надо тупо сесть и самому найти все параметры и пересчитать. Ну не могли люди ТАК ЯВНО валять дурака с этим двигателем!
Ну я не знаю как надо иметь мозги набекрень, что бы допустить такую "теорию заговоров"!
И эти люди не разрешают мне ковыряться в носу, когда я обвиняю глобальных банкиров от ФРС в заговоре против человечества (сдохните вы, но не мы!)? 

[alex_semenov]

Всё же искать какие-то принципиальные ошибки в проекте не правильно. А мелкие несомненно есть и много, просто не может не быть ввиду его сложности. Поэтому наверное он и не продвинулся.

Хотел было согласиться, но у нас есть реальный опыт Шаттла. Да, конечно там нет таких вот технических ляпов, котрые можно высчитать "на кончике карандаша". Разумеется. Но там есть комплекс неких глубинных, даже мало до конца до сих пор понятых ошибок. Хотя составлены многотомные отчёты-анализы. Но толку то?
Простой чётки и ясный (всем) ответ есть? Почему Шаттл - провалился?
А ведь провалился фундаментально. С треском!
Вместо того чтобы стать самым дешёвым извозчиком грузов на орбиту стал самым дорогим!
Позорище - запредельное же!



Кстати. А вот если на секунду представить... ну только ради ЛИТЕРАТУРНОГО замысла... что сущетвует всемирный заговор глобалистов против космоса. Ну вот они осознали в середине 60х, что если человечество и дальше так вот семимильными шагами начнёт двигаться в космос, то глобальному плану мирового господства - конец. Появятся внеземные колонии и хрен же на них всех распространишь свою власть денег и авианесущих ударных групп как здесь на Земле!
Значит?
Надо любой ценой начать вставлять палки в колёса! Ну с Луной мы уже опоздали. Да и нельзя Луну отдвать Красным. Так пусть слетают, воткнут флаг... а дальше мы всё - ОБРЕЖЕМ (так и случилось). Ну а дальше... Кризис будет, всё урежем окончательно. Оставим какую-нибудь фигню.. Что они там хотят? Многоразовый челнок на орбиту? Ну вот пусть его сделают так, что бы это стало тормозом номер один в космонавтике.
Надо бы объявить и миру о смене курса. Римский Клуб, группа Медоуза... Земля - не резиновая! Нажмём на соп-кран... (блин, этот ОНейл со своими колониями тут вылез, ни к месту ни к времени! Обещает нашу страшилку с перенаселением в космосе решить! Ну ничего, это - дуракчи-энтузиасты, без влиняния. Поорут-поорут и заглохнут сами. Без подержки.)
Есть еще русские...
Ну с ними мы будем разбираться отдельно. Что у них там? Н-1? Хорошо. Мы что-нибудь придумаем... Никсон с Лёней приватно поговорит, мы их за жабры возьмём КаМАЗом... Они же хотят мирного сосуществования? Ну вот пусть мирно пожмут нам руку на орбите и больше никуда дальше орбиты не суются. Ни мы ни суёмся ни они ни суются. Летают в своих бочках? Ну вот пусть и дальше летают. Друзей возят.
Ну а с годамы мы им всем постепенно куда надо мозги вправим.
Фундаментально. Всех ЖЛОБАМИ сделаем. Рыночными фундаменталистами. Папуасами карго-культа. Моя хата - с краю, ничего не знаю!
И в итоге полёт на Марс будет запредельно дорог и опасен. Ясный пень. Роботы заменят человека. А человеку в космосе делать вообще нечего.
Курочка - по зёрнышку клюёт. Так пол века пройдёт и будет поворот на 180 градусов!
Вот и у русских уже запели... "Мы дети Галактики, но самое главное, мы дети твои, дорога-а-а-ая Земля-а-а-а-а!" Еще немного и даже их космонавты застонут: "И снится нам не рокот космодрома, не эта неземная тишина..." Зарыдают, заплачут и ... всё повернётся как надо.

Ну как сюжетец?
Клеится?
Еще как!!!
Резун-Суворов и близко не ночевал!
 

[MenFrame]

Всегда будет тепло, остающееся в охладжаемом веществе. Но к КПД (как я понимаю) теплообменника это тепло - никаким боком!

В данном случае речь, не о тепле как таковом, а разнице температур. При идеальном 100% кпд, разница температур будет сохраняться. Скажем если с одной стороны вода 80гр, а с другой 10гр, то в идеальном на выходе там где было 80 станет 10, а где было 10, станет 80. В неидеальном, разница температур будет уменьшаться, скажем где было 80 станет 15, а где было 10 станет 75.

Нельзя сравнивать их с теплообменником в САБЛЕ!

Нельзя, он должен быть хуже потому что там не соблюдена ламинарность, встречных потоков.

Нигде не сказано, что именно весь воздух нагревается до большой температуры,

Тот который пытаются охладить весь нагревается. То что мимо пролетает не охладишь.

[-Asket-]

Ну, нельзя сказать, что сомнений в достижимости заявленной эффективности ни у кого раньше не возникало:
...Отметим, что единственным хладагентом на борту ЛА является жидкий водород. Гелий же является лишь теплоносителем, обеспечивающим передачу тепла от воздуха к водороду. Это усложнение цикла, в отличие от непосредственного охлаждения воздуха водородом, объясняется, скорее всего, значительным снижением пожароопасности (в цикле отсутствует непосредственный рекуперативный контакт водорода с воздухом), в отличие от СУ самолёта JAXA. Вызывает сомнение степень захолаживания воздуха, заявленная разработчиками, – вплоть до начала сжижения воздуха. В этом случае обеспечить необходимый температурный перепад на режиме полёта с числом М_п≈5 (T^*_H=1250К) не представляется возможным даже при непосредственном охлаждении воздуха водородом...
https://journals.ssau.ru/vestnik/article/viewFile/9887/pdf

[Андрей 2]

Вместо того чтобы стать самым дешёвым извозчиком грузов на орбиту стал самым дорогим!
Позорище - запредельное же!

Из-за ракетной схемы запуска, не больше не меньше.

[alex_semenov]

Ну, нельзя сказать, что сомнений в достижимости заявленной эффективности ни у кого раньше не возникало:
...Отметим, что единственным хладагентом на борту ЛА является жидкий водород. Гелий же является лишь теплоносителем, обеспечивающим передачу тепла от воздуха к водороду. Это усложнение цикла, в отличие от непосредственного охлаждения воздуха водородом, объясняется, скорее всего, значительным снижением пожароопасности (в цикле отсутствует непосредственный рекуперативный контакт водорода с воздухом), в отличие от СУ самолёта JAXA. Вызывает сомнение степень захолаживания воздуха, заявленная разработчиками, – вплоть до начала сжижения воздуха. В этом случае обеспечить необходимый температурный перепад на режиме полёта с числом М_п≈5 (T^*_H=1250К) не представляется возможным даже при непосредственном охлаждении воздуха водородом...
https://journals.ssau.ru/vestnik/article/viewFile/9887/pdf

Да, даже глядя на схему двигателя становится страшно:



На самом деле тепло не передавалось напрямую от сжатого воздуха к водороду. Был посредник. Это значит что было два контура теплообмена.
Зачем так сделано я кажется помню. Водородное охрупчивание. Как они в гелиевом контуре это решили - не знаю. Но да, промежуточный тпелоноситель - это конечно же сон разума.
Там же в той же статье чуть выше:

Расход водорода превышает расход, необходимый для работы основной КС, и для сохранения топливной эффективности его избыток сжигается в прямоточных КС. По оценкам разработчиков прямоточный контур обеспечивает значительный вклад в создание тяги двигателя на атмосферном участке полёта.

То есть MenFrame в общем то прав, что 1 кг водорода необходимый для сжигания 38 кг воздуха (где 21% - кислород) не обеспечивает теплоотвод. И даже 2 кг на 38 кг будет маловато (как насчитал на коленке я). То есть даже при подаче водорода не стехиометрически 1 к 8, а 1 к 4 (избыток водорода по Dem) не обеспечивает теплоотвод. И всё равно еще надо где-то пол-кило на доохлаждение.

Но за этими всеми спорами MenFrame слил главную свою и совершенно позорно-смешную ошибку которую будут непроизвольно делать, я думаю, все. Что, якобы, водород при 20 К может нагреваться в теплообменнике только до  78 К (температура ожиживания воздуха?).  И всё.  То что он может продолжать отбирать тепло "порциями" от "встречного" потока воздуха-нагревателя он явно по-началу не понимал. И именно на этом основании (да, получается чудовищное несоответствие! вопиющее!) начал обвинять британских учёных в подделке и профанации. Хотя на самом деле это он не до конца понял как на само деле работают теплообменники.
А они действительно могут работать (да так и работают!) очень красиво, что и описывает Маковецкий в задаче, которую я тут привёл. И изначальная задумка британцев, надо признать была красива, даже изящна. Даже после того как они ввели промежуточный теплоноситель и замутили настолько сложную схему.
Как по мне САБЛЯ - своего рода вершина в области воздушно-космической мысли. Да, есть попытки летать на более чем 5 махах, свехзвуковое сжигание, там кучи проблем... тем более что сейчас всё это перекочевало в оружие (твердотопливные ГПВРД). Но оружие чем хорошо? Оно ОДНОРАЗОВОЕ. Там можно использовать эффекты абляции и прочие "одноразовости", что на многоразовых системах уже... не работает.

Кстати. В МЕЖЗВЁЗДНЫХ двигателях... В очень-очень отдалённой перспективе... Прямоточки тоже очень заманчивая идея таки прорваться к 0.05-0.25с с бортовым источником энергии/масс. Таранный конвертер и таранный звездолёт (я даже теперь допускаю и с лазерным инерционным термоядом, чего раньше не мыслил). Хотя там такие условия и такие проблемы при адиабатическом сжатии... мама не горюй!
Что меня бесит? Вот все те "изобретатели"-новаторы межзвёздных двигателей туда не смотрят. Ибо дебилы с мозгами набекрень (все дураки "мыслят" одинаково). А зря туда не смотрят! Там есть определённый потенциал (и что бы только понять в чём - нужно разбираться в теме не-по-детски) и если в будущем человечество его раскроет, то это будет очень круто! Но боюсь там будут такие же сложности как и в САБЛЕ. Гладко будет на бумаге, но появятся овраги... Поэтому эту перспективу я всегда рассматриваю как именно НА ПОСЛЕЗАВТРА...

[Андрей 2]

А зачем разгон по горизонтали? Когда нужен и подьем и уменьшение плотности воздуха по мере роста скорости!?
 Самолеты почему летают повыше и именно там максимальную скорость развивают?

Именно там, и только горизонтальный разгон, благодаря ему сводятся на нет грав. потери, а меньшая плотность воздуха снижает сопротивление набегающего потока, благодаря сложению этих факторов корабль получает максимальную энергетику от ракетных двигателей в 1-м режиме работы, затем в 2 этапа переходит  на ракетный угол и переключается на режим кислород-водород.