Гигантские ЖРД ракеты. Возможны или нет?

[Проходящий Кот]

У нас на орбите готовящаяся к старту межпланетная экспедиция. И цель всего процесса ----- её старт.
А не технические испытания двигателей ракеты-заправщика.

[Инопланетянин]

А что если их как-то ЗАГРУБИТЬ?
Основная тяга создается тупо-постонянно. А управление - отдельными мелкими движками из отдельных мелких баков, которые не подвержены таким вот чудовищным колебаниям? То есть большая ракета - тупая и грубая. А управляет ею маленькая ЖРД-ракета со своими маленькими баками и в силу своего "размера" не страдающая тем, чем страдают гиганты.
Мысль?

Мысль. Ещё можно сделать небольшой компенсаторный бак и для начала закачивать топливо туда. А из него уже в двигатели строго дозируемо.
В самом деле, лучше, чем замораживать всю ракету.

[alex_semenov]

Мысль. Ещё можно сделать небольшой компенсаторный бак и для начала закачивать топливо туда. А из него уже в двигатели строго дозируемо.

Вот-вот. Это кажется самым правильным решением. Компенсирующие (развязывающие) ёмкости. Но Солонин говорит что это не помогает. Не могу понять почему?
Вообще, почему именно НА БОЛЬШИХ ракетах  это- проблема?
Большой маятник? Два бака. Это по-сути два маятника (речь не о горизонтальном раскачивании а о продольном), каждый из которых меняет свою массу. Груз на пружине качается. При данной жесткости (массе груза, кстати, не причём) у маятника есть его собственная частота колебаний.



Теперь мы плавно уменьшаем массу (топливо расходуется) и это видимо как-то меняет "жесткость пружины" маятника (если бы мы сравнивали это с обычным маятником то говорили бы о переменной длине маятника).. Расходуя топливо и сползая по частот,  в какой-то момент мы тем самым "нащупаем" частоту колебаний самой системы и войдем в резонанс. В этом суть появления подобной нарастающей тряски, как я примитивно понимаю.
Что-то похожее происходит в газовых центрифугах, только там меняется частота оборотов и при определённых оборотах центрифугу разносит. И центрифуги - слишком простая система (там всё ясно. Когда это случится знают достоверно).
Как размер ракеты с этим может быть связан? Почему на "маленьких" ракетах всё это победить получается, а на больших  - шаманство?
Да, ясно что "маятник" там непростой. Многозвеньевой и там вообще чёрт ногу сломает (двухзвеньевой маятник уже может порождать хаос и странные аттракторы). Но видимо еще дело и в том, что большая ракета проходит через больший интервал частот чем маленькая. И столкнуться с неким неучтенным "резонатором" у такой ракеты шансов больше.  Поэтому и приходится шаманить.

У меня как у дилетанта появляется дурацкая мысль. Ну хорошо. Допустим мы не всостоянии ОПИСАТЬ во всех деталях мехаическую модель нашей ракеты как системы маятников и твердо сказать будет ли она при таких то режимах (параметрах, нагрузках) резонировать или нет... Но мы можем поставить на ракету некую следящую систему, которая будет фиксировать и ИЗМЕРЯТЬ данные колебания. То есть. Такая система могла бы...
Нет не могла.
Я хотел сказать что такая система могла бы вносить свои "поправки" в кобебания на основании измерений (к примеру). Но... для того чтобы это делать ПРАВИЛЬНО нужно знать как и куда вносить воздействия, которые будут газить колебания, а для этого вам нужна именно МОДЕЛЬ системы. Уравнение маятника. Система уравнений. Которой у нас изначально нет. То что есть - не достаточно точная система. Иначе, вы вместо обратной отрицательной связи (то есть затухание колебаний) приведёте систему к еще большему раскачиванию.
Да... засада....


Вообще же самый надежный способ победить резонанс (неустойчивость) - внести в систему "резестивность". То есть механизм РАССЕИВАНИЯ энергии, диссипации. Простейший - жесткость. Но как раз у большой ракеты с "избыточной" жесткостью проблемы. Она вся такая... гибкая и непредсказуемая... как женщина...

[Инопланетянин]

У меня как у дилетанта появляется дурацкая мысль. Ну хорошо. Допустим мы не всостоянии ОПИСАТЬ во всех деталях мехаическую модель нашей ракеты как системы маятников и твердо сказать будет ли она при таких то режимах (параметрах, нагрузках) резонировать или нет... Но мы можем поставить на ракету некую следящую систему, которая будет фиксировать и ИЗМЕРЯТЬ данные колебания. То есть. Такая система могла бы...
Нет не могла.
Я хотел сказать что такая система могла бы вносить свои "поправки" в кобебания на основании измерений (к примеру). Но... для того чтобы это делать ПРАВИЛЬНО вам нужно знать как вносить, а для этого вам нужна именно МОДЕЛЬ системы. Система уравнений. Иначе, вы вместо обратной отрицательной связи (то есть затухание колебаний) приведёте систему к еще большему раскачиванию.
Да... засада....

Моя третья идея. А методом тыка? Если колебания усиливаются, меняем метод противораскачивания и так до победного?

Вот-вот. Это кажется самым правильным решением. Компенсирующие (развязывающие) ёмкости. Но Солонин говорит что это не помогает. Не могу понять почему

Ещё бы узнать ёмкость этого бака. Может, у них недостаточный был?

[alex_semenov]

Моя третья идея. А методом тыка? Если колебания усиливаются, меняем метод противораскачивания и так до победного?

Натаскать нейронную сеть? Мы ведь по-сути (живые организмы) такие проблемы решаем сплошь и рядом.
Но где набрать ПРИМЕРОВ для обучения?
Не проще ли просто подобрать нужную конструкцию этой самой ракеты методом пуска за бугор?

Ещё бы узнать ёмкость этого бака. Может, у них недостаточный был?

Вы представляете инженера, которые проектирует эти баки?
Верней группу РАЗНЫХ специалистов этим занятых?
Как вы думаете, у них  папки с выкладками, уравнениями и прочими ПОДСЧЕТАМИ (достаточности-недостаточности) достаточно ли тяжелые, что бы ударив вас или меня такой по голове (как следует ударив) убить?


Вспомнилось... Афоризм. Про женщин. В тему.
"Не важно сколько ты весишь. Главное - с каким достоинством ты это несёшь!"
Вот во-истину...

[Инопланетянин]

Не проще ли просто подобрать нужную конструкцию этой самой ракеты методом пуска за бугор?

Заодно и обеспечим многократные запуски Проходящего Кота

[Dem]

Да, ряд прекрасный. Но на ракетах КАК РАЗ ОН КОНЧИЛСЯ.
На Шаттлах.
Не смогла!

Шаттлы - да,не смогли. Но - просто ошиблись в концепции.

Вы действительно верите что власти и бизнеса  люди ценней грузов?

Смотря сколько у этих людей зарплата и страховка.

Никто не мешает вам укрепить "бочку" распорками внутри.

Ещё плюс бесполезный вес.

Роботы может быть и обслужат (машина тупая, инициативу дурноую, расхлябонность не проявляет) но вот кто будет обслуживать этих роботов?

Другие роботы.
Людям останется только нетривиальное, когда что-то непредсказуемо сломалось.

Между авто и самолётом - уж точно. Все кому не попадя за штурвал не сядут

Завтра и тем и другим бедет рулить автопилот

Ракета - ПРЕДЕЛЬНО напряженная конструкция. По нагрузкам, по температурам (в двигателе) по перепадам давлений (внутри, снаружи) по фазовым переходам, смене среды полёта...

Только потому чтоеё так спроектировали.
Если же ракета проектируется как многоразовая - она не будет иметь предельных элементов.
Да, КПД упадёт - но ну и что, если можно за те же деньги слетать десяток раз.

[zeon111]

Меня ими кормили. И перекормили. Я глубоко и искренне уверен что это - ЛОЖЬ.

Для начала рекомендую ознакомиться с очень интересной книгой Левантовский В.И. "Механика космического полета в элементарном изложении. "  Там очень интересно несложным языком с картинками, графиками,  рассказывается об особенностях строения кораблей и особенностей полетов ракет. И даже формулы есть (а это очень хорошо). 
Возможно вас заинтересовать должно со стр 27 - глава "Структура ракеты".  И вообще интересное к данной теме с 27 по 34 страницу.
Особенно нужно обратить внимание на параметр S - "Конструктивная характеристика" ракеты!!   Там вообще в книге много рассказывается что ограничивает ракету, двигатель и др...
Возможно прочитав несколько страниц у вас отпадет куча вопросов. И вы поймете почему "Гигантские ЖРД ракеты" не то что "не рациональны" они в принципе практически не возможны!
Книга у меня есть в формате DJVU могу выложить на яндекс-диск:  https://disk.yandex.ru/i/F8DXW7FJsDfsLg  Левантовский В.И.
Из прочтенного вытекает что и полет на Марс с возвращением на Землю одной ракетой НЕ ВОЗМОЖЕН В ПРИНЦИПЕ!  (это даже Маск понял, поэтому у него в проекте несколько дозаправок- на орбите и на Марсе, только на Марсе ему заводик построить нужно для дозаправки...)

[Алексей Николаевич.]

Но в СССР ситуация была совершенно иная.

Спасибо,читал с интересом,и во многом согласен с Вами.))

[Алексей Николаевич.]

Сейчас некогда,но насчёт этих несчастных баков и пределов...
Американцы хвалились ПРЕДЕЛЬНОЙ степенью совершенства.
Стенку ракеты,да и местами,корабля,можно было проткнуть карандашом.
Куда дальше?
Карбон - шмарбон?
Это для маленьких боевых и то дорого до сих пор...
Всё,приплыли...
Больше не прокатит...
Системы с гигантским корпус - баком дошли до предела материалов и технологий...

Н-1 , и только она,и подобные ей!
Да,пусть КПД не тот.
Зато можно развивать до бесконечности почти!
И можно добавить, возможна и многоразовость...
И когда ЯРД нормальные сделают,то встроить в систему и их можно, при выходе лишнее отвалится,а сам корабль полетит уже на ЯРД...

[alex_semenov]

Для начала рекомендую ознакомиться с очень интересной

Для начала предлагаю вам уточнить своими словами что по-вашему я считаю ложью (кстати, я и сам уже забыл).
Мне кажется тут с вашей стороны некое фундаментальное недопонимание.
Но я вижу ваше страстное желание поставить меня на место как зарвавшегося профана-выскочку посредством Левантовского.
Видимо это и внесло некоторое замутнение несяность?

[Фантазер]

У меня электричества слегка не хватает вам всем отвечать. И что вам отвечать? Вы же упорно (как я понял) стоите на том, что сверхтяжи ЭКОНОМИЧЕСКИ невыгодны. Экономически, в смысле бабла на них не заработаешь.
Да. Если считать интересы отрасли, то так и есть.
Но мы говорим о "завтрашнем дне"

Зря вы так Я также как и вы ищу лучшие варианты выхода в космос.И таки нашёл несколько  ПМСМ интересных вариантов.Но в отличие от .... я ищу работоспособную систему Но почему-то все проходят мимо и ракетчики и энтузиазисты..
И зря вы не заглянули в ссылку.Так же проигнорировали "звуковой барьер ССтяжа.Просто я считаю что оптимум  перевозок на НОО ,а он пока самый востребованный  находится несколько в другом месте.
 А уж астроинженерия  о которой вы пишете потребует совсем других решений.Я не против супертяжей но даже сотня их погоды не сделает против целого флота гораздо меньших РН способных подняться и сесть в любой точке Земли.Авиация в том порукой,суперы себя не оправдали,основную массу пассажиров возят совсем другие самолёты и несть им числа.Маск показал чётко экономическую невыгодность СТ -СЛС даже против Ф-9.А его упёртость в гигантизм исходит из его задачи-Город на Марсе

[Алексей Николаевич.]

Идеи с ледяными ракетами шикарны...
Ещё у Казанцева в "Фаэтах" именно так и было сделано,айсберги они на Марс доставляли.
Изо льда было почти всё,кроме двигателей.

Идея с замороженными криогенными компонентами увы,безумна на Земле.
На Плутоне,может быть...
Ибо нагнать температуру замерзания кислорода или фтора и водорода,и держать её долго в масштабах 3000 тонн - абсурд даже для будущего...
Это не нужно...
Сделайте Н-1 в исполнении современном,больше в два раза,многоразовой,и хватит на всё...

[Алексей Николаевич.]

Кстати,насчёт спасительных от перегрева проектов...
Посчитать,сколько энергии надо выбросить при изготовлении, выводе всех конструкций,(озвучены миллиарды тонн), ну,снизим до миллионов...
И окажется,что планету тот проект погубит раньше Солнца...
Уж лучше этими же силами увести планету с орбиты,либо искусственные отражающие Солнце облака на низкой орбите создать...

[alex_semenov]

Зря вы так Я также как и вы ищу лучшие варианты выхода в космос.

Может быть я и резок. Но вы упорно уводите в тему "НУЖНЫ ЛИ очень большие ракерты?"
А тема о том "НАСКОЛЬКО БОЛЬШИМИ  могут быть в принципе ЖРД ракеты?"
Возможны ли ракеты, большие, чем уже летали?

Посчитать,сколько энергии надо выбросить при изготовлении, выводе всех конструкций,(озвучены миллиарды тонн), ну,снизим до миллионов...

Нет нет. Если речь о тепловом экране для Земли то никто не собирается выводить эти миллионы тонн с Земли. Тогда уж лучше брать их наЛуне, а скорей для этого используют некий околоземный астероид. Но всё равно, объём работ и выводимой техники будет огромен. По-сути придется колонизировать околоземное пространство как не крути. И вот на "москитах" это никак не сделать.
Потребуется радикально более грузоподъемное транспортное средство с Земли.
Тепловой экран - это лишь пример ситуации, когда нам может понадобится радикально иной грузооборот с космосом чем теперь. Но миллиарды тонн с Земли никто поднимать никогда не будет.
Максимум... ну может суперорино? Но там предел 8 миллионов тонн. Больше - никак не получится за раз.

[Проходящий Кот]

Кстати,насчёт спасительных от перегрева проектов...
Посчитать,сколько энергии надо выбросить при изготовлении, выводе всех конструкций,(озвучены миллиарды тонн), ну,снизим до миллионов...
И окажется,что планету тот проект погубит раньше Солнца...
Уж лучше этими же силами увести планету с орбиты,либо искусственные отражающие Солнце облака на низкой орбите создать...

Подобные проекты реализуются из лунного материала.
С Земли доставляются лишь начальные станки. Это аксиома космоинженерии.

[Алексей Николаевич.]

Но зачем делать сверхмасштабные конструкции, коль достаточно нечто вроде облаков из блестяшек рассеивать на высокой орбите?
Они не хуже отразят излишек энергии...
Это на случай большой беды...

А так то,конечно, "Сфера Дайсона", то,сё...
Это мощно...
Но там тоже посчитать...
Может легче Марс подтянуть,освоить спутники Юпитера и Сатурна,пояс астероидов...
Лет на 300-500 хватит работы...
А далее может развитие вовсе перестанет быть в материальном смысле...
Это всё идеи безграничной экспансии,(капитализма), будем,мол, расширяться,пока не лопнем...
Они в далёком будущем явно не прокатят...
Извините, не по теме пишу,я больше не буду...

[Streamflow]

1.

Даже Королёв верил в профсоюзные путёвки в космос...

Старый з/к гнал туфту.

2. Что-то мне подсказывает, что для РД замкнутого цикла "газ-газ" высокочастотные автоколебания опасности не представляют. Похоже, ещё Глушко догадывался об этом не менее шестидесяти лет назад.

3. Для подавления низкочастотных колебаний типа "пого" наиболее общим решением может являться установка непосредственно перед камерой сгорания небольших струйных бустерных насосов, работающих в противофазе с этими колебаниями.

[Физ. лицо]

При увеличении размеров ЖРД должна расти и их прочность, а она ограничена свойствами имеющихся материалов. Огромный двигатель просто не выдержит нагрузок и развалится. Это как сделать купол-перекрытие для целого города. Невозможно. Для стадионов ещё научились делать, да и то уже на пределе. Так же и с ЖРД.

[alex_semenov]

Но зачем делать сверхмасштабные конструкции

Это отдельная огромная тема. Я просто привел это как пример возможного прожекта когда человечеству могут понадобится большие грузоперевозки в космосе. При этом "одноразовые". В смысле, что строить что-то в духе космического лифта (самая плохая и несбыточная идея) или кольца Юницкого (тоже монстра вокруг земного экватора) даже что-то пороще в духе петли Лофстрома - слишком накладно. Такие транспортные системы надо загружать навсегда. И в этом их проблема (даже отвлекаясь от их физической возможности реализовать и проблем политических с этим). Пока нет такой транспортной системы, космос не стал нашим вторым домом. Но что бы такую систему построить, надо уже иметь космос в вторым домом. Замкнутый порочный круг. Поэтому ракетные корабли остаются единственным реальным шансом для нас выйти по-настоящему из колыбели.
При этом один шанс мы точно прогадили, отказавшись от концепции атомного взрыволёта (все остальные атомные прожекты не то что не годятся в подмётки этому, но даже не больно способны тягаться с традиционной химией).
Второй шанс - гипертяжи.
Гигантские ракеты на химии, способные выводить много. 500 тонн - минимум. Основная идея в том, что большой размер имеет свои преимущества. Так, подобные ракеты можно делать из стали, а не из алюминия и титана (или композитов). То есть они могут быть большими и тупыми. Сам размер уже работает на них. Если же научиться их пускать из воды, наземных проблем с их транспортировкой и запуском можно избежать. Еще один огромный плюс - отношение поверхности к объему с ростом размера - уменьшается. То есть проблема теплоизоляции криогеики у больших ракет должна быть явно проще чем у обычных. Это позволяет раскатывать губу на обильное использование водорода на них (скажем как второе топливо-разбавитель на последней стадии разгона). Кстати, на них мыслимо использование тупых простых двигателей или множество мелких (серийных). В общем, это как с дирижаблями. Чем дирижабль больше, тем он лучше.
Главное. Пусковые операции. В них многое НЕ МАСШТАБИРУЕТСЯ. То есть что для большой что для малой ракеты - одно и то же. В частности время, затраты времени. Если и масштабируются, то очень незначительно.
Ну и последнее. Риски. Большие ракеты пускать по-сути так же рисковано как и малые (в смысле сбоя). Но пустив 10 больших ракет вы доставите в космос объем оборудования, которое доставит 100 или 500 мелких ракет. И риски пуска такого количества ракет (да и время их производства) - несравнимы.
Кстати. Трудозатраты. Большая ракета содержит по-сути то же количество структурных элементов что и обычная. А так как изготовление ракет это МЕЛКИЕ партии (по-сути единичные изделия), то по-большому счету и трудозатраты на большую ракету будут хоть и больше, но не пропорционально выводимой массе.