Гигантские ЖРД ракеты. Возможны или нет?

[MenFrame]

Годится если g - константа. Не меряется с высотой. Но в центробежном колесе это не так. Наверху - невесомость, внизу - максимальная сила тяжести.
Улавливаете?

На роторе зависимость между ускорением и расстоянием линейная....
Потому Ротор с растущим ускорением эквивалентен уполовиненному столбу с фиксированным.

Если мы посчитаем давление ПО ОТДЕЛЬНЫМ КОМПОНЕНТАМ - то это будет куда правильней.

Если только еще больше запутаемся.

[Vavanzer]

Ну не суть. 20-40 метров. Порядок будет один. У нас близкий порядок по оборотам, но почему у вас такая большая скорость концов?
Значит я что-то в попыхах "на салфетке" насчитал неверно?

   Надо начать с изучения темы накопления энергии маховиками. Там поднимаются вопросы и о прочности на разрыв, и биения, и трения подшипников.
 После этого оч легко дастся понимание роторных идей, в чем загвоздки все заключпются...
 Добавляем то, что надо тащить тыщщи тонн массы с 2-3-4х g . Т.е фактор подшипника. И вся бумажная идея опять распыляется на ветру!

[MenFrame]

Гм... Почти 1.45 маха... Да, шумноватый получается "пропеллер". Хотя где вы видели тихий ЖРД?

Дело не в тихости, а в избыточности той центробежной силы которую изначально закладывали.

Какой то нехилый запас получается 1 к 26, а нам нужно 1 к 2 или 1 к 3.

А значит и запас прочности стропа нужно умножать на эту разницу. П 1 к 2 вес стропа выходи 7 тонн, а если умножим на 13 это 91 тонна.

[Vavanzer]

А значит и запас прочности с тропа нужно умножать на эту разницу. П 1 к 2 вес стропа выходи 7 тонн, а если умножим на 13 это 91 тонна.

Вибрационные и ударные нагрузки забыли!)))
  Резонансы и пр хрень.
  Запас прочности закладыается из расчета на все прочие текущие нагрузки. Ну и , на длительность еще.
 А так, эффект бабочки, которая села волку в "Ну погоди", и штанга перевесила...
  Проще говоря , прочность на разрыв в идеально "тихих" условиях считается. Когда ничто вокоуг не шелохнется.

[alex_semenov]

На роторе зависимость между ускорением и расстоянием линейная....
Потому Ротор с растущим ускорением эквивалентен уполовиненному столбу с фиксированным.

Всё это разговор ни о чём. Я вам показал ИНТЕГРАЛ. Где ошибка?

Если только еще не больше запутаемся.

Нет. Напротив.
На самом деле НЕПРАВИЛЬНО считать усреднённое давление. Каждый компонент подаётся по своей спице. Каждый имеет свою плотность и каждый будет иметь своё давление на ободе (на конце окружности). Тот компонент который плотней - пропорционально больше давление.
Водородо очень неплотный флюид 70 кг/м3. Кислород плотней воды 1140 кг/м3.
Надо считать давления для каждого отдельно и потом думать КАК ВЫРАВНИВАТЬ.
Или.
Подбирать компоненты близкие по плотности. Наример, если бы двигатель разрабатывали в 30х то очень неплохо был бы кислород со спиртом, разведённый водой. Проблем с разностью давлений почти не было бы. Но это устаревшие компоненты.

И еще.
Посмотрите типичные ВОДОРОДНЫЕ ЖРД. В них давление куда ниже чем в том же РАПТОРЕ на кислород-метане. Обычно 250 Атм.

Дело не в тихости, а в избыточности той центробежной силы которую изначально закладывали.

А что там с центробежной силой? Ну порядка (при 20 м радиусе) 1000 g В чём проблема? Железо не выдержит таких нагрузок?
Сравните с давлением в 400 атм! Небо и Земля! Центробежная сила и рядом не лежала! Или я ошибаюсь?

[MenFrame]

Надо считать давления для каждого отдельно и потом думать КАК ВЫРАВНИВАТЬ.

Ну так в итоге придете к усредненному, или сомневаетесь? Если подумать то ротор раскручивая любой килограмм груза вдоль оси сообщает ему одну и туже энергию вне зависимости от плотности.

чем в том же РАПТОРЕ

Раптор это ж последний писк от гения моды....

[MenFrame]

Где ошибка?

Ошибки вроде нет, цифры у нас похожие

То есть при 400 атм давление столба кольцо ротора у меня должны двигаться со скоростью  478 м/с..

у вас, а у мена 60Мпа  и 585 м/с

Железо не выдержит таких нагрузок?

Вес строп растет. Да и вес железа двигателей тоже вырастет, для компенсации таких нагрузок.

П 1 к 2 вес стропа выходи 7 тонн, а если умножим на 13 это 91 тонна.

[alex_semenov]

Ну так в итоге придете к усредненному, или сомневаетесь?

Я считаю что максимальное давление внизу, на роторе надо РАЗМЕНИВАТЬ через "гидротрансформатор". И ротор считать по самой тяжёлой жидкости.
Это - правильно (и тогда концы не переходят через сверхзвук даже на роторе радиусом 10 м!) Просто самая тяжёлая жидкость будет иметь диаметр  столба - больше и всё. И она будет замедляться на гидротрансформаторе подгоняя менее плотную жидкость.



Вы скажете это усложняет конструкцию? Да. Но не сильно если гидротрансформатор один а спицу, а на спице несколько камер сгорания. Но это всё равно лучше чем перегнуженный сложнозапутанный ТНА закрытого типа. Гидротрансформатор это гидротурбина крутящая другую гидротурбину. Только и всего. Чистая гидродинамика. Никакой термодинамики.

Если подумать то ротор раскручивая любой килограмм груза вдоль оси сообщает ему одну и туже энергию вне зависимости от плотности.

Не надо думать, если есть правильный расчёт.
Меня ДУМАТЕЛИ тут начинают  уже бесить своей гениальной думкой. Некоторые (не будем указвыать пальцем)... Думают они... ЗАТКНИСЬ И СЧИТАЙ!!!! (С)

Раптор это ж последний писк от гения моды....

На всякого мудреца - достаточно простоты. Мы уже определились с "пороком сердца" этого бегуна. Он имеет НЕНОРМАЛЬНО избыточное давление в магистралях. Этакая гипертония. И она его быстро прикончит.  На длинных дистанциях (многоразовость и/или надёжность) мы выиграем у него!

у вас, а у мена 60Мпа  и 585 м/с

И у вас и у меня насчитана ерунда.
Надо всё считать с начала. Аккуратно и вдумчиво.

П 1 к 2 вес стропа выходи 7 тонн, а если умножим на 13 это 91 тонна.

. Надо всё пересчитывать.

[MenFrame]

Я считаю что максимальное давление внизу, на роторе надо РАЗМЕНИВАТЬ через "гидротрансформатор".

Это как бы без сомнения надо.

Вы скажете это усложняет конструкцию?

Для начала надо прикинуть сможем ли мы вообще нагнетание осилить ротором, без чрезмерного увеличения веса.

Не надо думать, если есть правильный расчёт.

Ну так если вы "условно" в воображении смешаете две жидкости, в тех пропорциях которые идут в двигатель получив ту самую усредненную плотность которую удобно считать. Представьте вы по одной трубе пускаете то кислород, то водород. Демоны следят что бы они не смешивались. А потом обратно разделяете.

И у вас и у меня насчитана ерунда.
Надо всё считать с начала. Аккуратно и вдумчиво.

Ну сколько у вас получается при 60Мпа и радиусе 40 метров? По формулам?

Надо всё пересчитывать.

У меня есть подозрение что на маленьком роторе, большое давление получить проще. С точки зрения веса материалов.

[alex_semenov]

Ну сколько у вас получается при 60Мпа и радиусе 40 метров? По формулам?

Не считал. Но послушайте. Радиус 40 м. Это диаметр 80 метров. Вы представляете СКОЛЬКО это? Я смотрю в окно своей комнаты. Пятиэтажка напротив - 50 метров от меня. Это хрен знает где! 50 метров-  безумно далеко. Вы хотите ротор в 80 метров... Это  большего в два раза диаметр, чем плита 4000 тонного Ориона?
Я люблю гигантоманию. Большим задачам - большие размеры! Но не до такой же степени!
Я представляю ротор 45 метров в диаметре (для "Саламандры") и мне жутко от его диамерта.

Ну и главное. Я не считал. Но я ТВЁРДО ЗНАЮ из формул что центробежная сила растёт ЛИНЕЙНО с радиусом вращения (при прочих равных):



А давление (ради чего мы и вращаем) всего столба жидкости, растёт с квадратом радиуса (при прочих равных):



О чём это говорит? Без всяких расчётов, из этого мне абсолютно ясно, что чем больше у вас диаметр вращения тем у вас всё получается лучше в смысле давления. Нужное давление можно получить при меньших перегрузках на краях.
Но конечно же предел этому счастью наступает очень быстро из-за того что при масштабировании любых механических конструкций вверх их хрупкость (способность держать нагрузки) быстро растёт. Блоха скачет с ускорение 100g и если бы мы так прыгали, мы перепрыгивали бы небоскрёбы, слон сломает шею упав с высоты своего роста. То есть, надо знать меру своей мегаломании.

То есть. Я думаю (надо искать) Есть некий минимальный размер, когда всё это имеет смысл (скажем, 4 м в диаметре) и есть некий максимальный (скажем 40 м) и где-то будет, видимо оптимум.

[MenFrame]

Но послушайте. Радиус 40 м. Это диаметр 80 метров. Вы представляете СКОЛЬКО это? Я смотрю в окно своей комнаты. Пятиэтажка напротив - 50 метров от меня. Это хрен знает где! 50 метров-  безумно далеко. Вы хотите ротор в 80 метров... Это  большего в два раза диаметр, чем плита 4000 тонного Ориона?
Я люблю гигантоманию. Большим задачам - большие размеры! Но не до такой же степени!
Я представляю ротор 45 метров в диаметре (для "Саламандры") и мне жутко от его диамерта.

Пропорции примерно соблюдены

[MenFrame]

Но я ТВЁРДО ЗНАЮ из формул что центробежная сила растёт ЛИНЕЙНО с радиусом вращения

В нашей ситуации важно как растет вес стропа.

Но я ТВЁРДО ЗНАЮ из формул что центробежная сила растёт ЛИНЕЙНО с радиусом вращения (при прочих равных):

Она уменьшается линейно при увеличении радиуса вращения, при прочих равных.

[alex_semenov]

Она уменьшается линейно при увеличении радиуса вращения, при прочих равных.

Если "прочие равные" линейная скорость. Если же частота оборотов - то растёт.

Гм... Вы подсказали мне правильную мысль. Я до сих пор приязывлся к R - радиусу и n - числу оборотов.
Но это - фигня. Мы всякий раз потом проверяем привысила ли линейная скорость v на конце ротора скорость звука или нет?
То есть. Вы правы. Ключевой "протий равный" должен быть именно линейная скороть, желательно меньше скорости звука.
Скажем предельная 300 м/с

А теперь как от этого зависит давление? А оно от РАДИУСА вообще никак не зависит...



Если привязаться к линейной скорости, то от радиуса вращения - никак не зависит!!! Вот этого я не ожидал.

[MenFrame]

Если "прочие равные" линейная скорость.

Давление столба у нас получается пропорционально линейной скорости и не зависит от диаметра?

[alex_semenov]

Давление столба у нас получается пропорционально линейной скорости и не зависит от диаметра?

Да. Из формулы получаетя так. То есть ускорение на ободе падает с ростом радиуса. И это хорошо. А вот давление в камерах сгорания... от радиуса никак не зависит.  Ну если мы зафиксируем v =300 м/с (дозвук)



Я сразу бросился считать, а какое при этом будет давление? У кислорода  510 Атм (более чем достаточно!), а водорода (70 кг/м³) ... всего 31,5 атм. Мало. Но можно попробовать обменять. Надо 250 атм. Это более чем нормально. Это почти идеал для водород-кислородного двигателя.
То есть на ободе мы можем поставить гидротрансформатор который поднимет давлнение водорода за счёт торможения (падения давления) более тяжёлого кислорода.
Метан (при плотности 500 кг/м³) будет создавать давление 225 атм. То есть метан можно в принципе жечь без всякого гидротансформатора.
Как всегда. Вородр - самое крутое топливо. Но с ним и тут - больше всего геморроя! Водород есть водород!


Мысль.
Эжекторый насос нельзя ли использовть (избыточным давлением кислорда подсасываь недостаточное давление водордоба?), совместив его с форсунками?

1. -Сопло предназначено для преобразования потенциальной энергии потока в кинетическую, т.е для получения высокоскоростной струи.
2. -Приемная камера предназначена для приема пассивного потока.
3. -В рабочей камере происходит смешение активного и пассивного потоков, передача энергии от активного потока пассивному, т.е происходит энергообмен. На выходе камеры оба потока перемешаны и имеют одинаковый напор.
4. -Диффузор предназначен для преобразования части кинетической энергии в потенциальную, т.е. скорость потока в диффузоре снижается, а давление повышается.

[Vavanzer]

Водородо очень неплотный флюид 70 кг/м3. Кислород плотней воды 1140 кг/м3.

   Кстати, с чего вообще взяли, что водород после оаких экзекуций через все системы останется флюидом!?)))
  Мож он вскипит еще до того, как попадет в ротор)) Или прям в нем же. Теплообмен никто не отменял еще!
  Подкипать, пузыриться будет.
 

Я сразу бросился считать, а какое при этом будет давление? У кислорода  510 Атм (более чем достаточно!), а водорода (70 кт/м3) ... всего 31,5 атм. Мало. Но можно попробовать обменять. Надо 250 атм. Это более чем нормально. Это почти идеал для водород-кислородного двигателя.

  По этому для водорода и метана проще поставить "ТНВД", а не извращаться с роторами! Каким бы слодным и энергонапряженным этот узел, топливонагнетающий , не был, по мтогу за счет компактности и предсказуемости используют именно его,))

То есть. Вы правы. Ключевой "протий равный" должен быть именно линейная скороть, желательно меньше скорости звука.
Скажем предельная 300 м/с

А теперь как от этого зависит давление? А оно от РАДИУСА вообще никак не зависит...

   Сорость звука в какой среде!?))) Она для разных веществ  разная.
 При одной и той же частоте вращения "центростремительное"  ускорение пропорционально радиусу.
   
  Давление столба в трубке ротора при сохранении баланса ускорения (скорость и радиус) будет больше в системе с длинным радиусом, при том же ускорении, и √2 скорости. За счет "высоты столба".
  Проще говоря, система с

Я сразу бросился считать, а какое при этом будет давление? У кислорода  510 Атм (более чем достаточно!), а водорода (70 кт/м3) ... всего 31,5 атм. Мало. Но можно попробовать обменять. Надо 250 атм. Это более чем нормально. Это почти идеал для водород-кислородного двигателя.

По этому ТНА и предпочтительнее. Как компактная система. Хоть и недолговечная. Но достаточно легкая и производительная.
 

Давление столба у нас получается пропорционально линейной скорости и не зависит от диаметра?

   Формулы же есть.а=v^2/r. Ускорение - это прямой коэфициент силы. К сила в свою очередь - коэфициент давления (F/s) , на площадь.
  Радиус дает нам рост длины столба жидкости. Т.е массу, которая давит, которая тоже является частью силы. F=am.
  По итогу, что имеем? Имеем то, что линейное  увеличение радиуса дает возможность получить меньшее ускорение, за счет меньшей скорости вращения в √2 раз. При сохранении того же давления. Частота вращения снижается, давление нет.

[MenFrame]

А оно от РАДИУСА вообще никак не зависит...

А знаете что у нас от радиуса зависит? Объем воздуха который описывает крыло. Большой ракете нужна мощная опора чтобы взлететь по вертолетной схеме.

[MenFrame]

Двигатель Raptor: разбор со специалистом

[Vavanzer]

 Парочка интересных статеек. "Поразвлечь ум", что называется. Вопросы интересные поднимались. Про Старшип и про Н-1
https://pikabu.ru/story/starship__voprosyi_ot_diplomirovannogo_raketchika_10182931
 https://www.manonmoon.ru/articles/st9b.htm

Еще , "Воспоминания ракетчика"... Тож интересно.
https://www.manonmoon.ru/articles/st50.htm
Про РД-270
http://www.lpre.de/energomash/RD-270/

Королев считал невозможным создание большого двигателя, и был уверен, что фон-Браун "встретится со стеной". Он говорил: "Пусть поковыряется, пока не упрется в стену. Мы это уже проходили"...

Речь о том некоем пределе, дальше которого тогда не смогли продвинутся в увеличении размеров РД.

[Алексей Николаевич.]

Парочка интересных статеек.

Спасибо, вот это интересно. Я о Н-1 почти всё это читал в других источниках, что подтверждает косвенно их правоту и подлинность.
Ракета, как я всегда и говорил, прекрасная была.
А кто её охаивает, тот вместе с врагами народа это делает и множит ложь...
Очень разные причины но одна судьба...
И "Н-1" и "Энергия" стали жертвами заговоров и врагов народа...
Насколько нашу страну это отбросило назад, одному Богу известно!
И не только нашу страну, но и всё Человечество...
Отвратительно, если честно, всё это, и очень печально...