Гигантские ЖРД ракеты. Возможны или нет?

[Алексей Николаевич.]

низкий

А зачем нам высокий КПД?
Нам на орбиту надо.
И желательно многоразово.

[muhserg]

низкий

А зачем нам высокий КПД?
Нам на орбиту надо.
И желательно многоразово.

Старшип уже есть. Если сгораемую 2ю ступень сделать, то 250 т на НОО.

Если нужно больше (например, обогатительный комбинат на Луну), то задействуем бомболет.
А дальше, уже что то крупное (каркасы межпланетных кораблей) запускаем с Луны (кислорода полно, водород из воды).

[Алексей Николаевич.]

задействуем бомболет.

Думаете он лучше для старта с Земли чем ракета с ЯРД классического типа?

[alex_semenov]

У Буревестника дозвуковой ПВРД. Соответственно, КПД низкий.

Кто вас убедил что там ПВРД?
Дозвуковой? Менее 5% КПД? И вы думаете, Путин на такую халтуру повёлся, где 95% энергии уходит в такой себе яркий-яркий инфракрасный след за ракетой?

[Николаев Александр]

задействуем бомболет.

Думаете он лучше для старта с Земли чем ракета с ЯРД классического типа?

А, извините, ярд "классического типа" (стало быть тепловой) себя отодрать от поверхности сможет? Не говоря уже о том, что бы вывести положительную пн на орбиту. А то как ни считают, но тепловой ярд имеет очень низкое отношение тягик весу, и требует для своей работы жидкий водород ( а если использовать более плотное топливо, то тяга, конечно, вырастет, вот только почти весь выигрыш в уи исчезнет. И оно того стоит?)

[petrovich1964]

яркий-яркий инфракрасный след

Ну если сделать ракету на жидкой углекислоте то за ракетой будет тёмный тёмный инфракрасный свет. А так по любому ракету пламя толкает.

[Николаев Александр]

Второе. Собственно говоря, а за чем мы гонимся? Какой смысл искать этот самый КПД? Ну наверное ЛИШЬ только для того что бы его повысить (или включить как параметр оптимизации системы в целом). А зачем нам нужно повышать КПД ракеты вообще? Что это нам даст? Меньший расход горючего? Ну допустим. И? Мы сильно сэкономим? Да, сэкономим, но насколько? Напомню:

Дело в экономии энергии, а не топлива. Собственно почти у любой ракеты с жрд большая часть топлива это скорее рабочее тело, потому что либо избыток окислителя, либо избыток горючего. Меня не очень интересуют оптимизация по массовому числу, меня  интересуют оптимизация по энергии.

Стоимость всего топлива заправляемого в ракету составляет лишь 0,003(3)-ю часть стоимости самой ракеты. То есть 0.3%. Так есть ли смысл экономить на ЭТОМ? Гнаться за каким-то там абстрактным КПД?

Это потому что ракеты как правило одноразовые. Даже у Маска они многоразовые лишь частично, и не рассчитанные на тот же срок службы что и, например, самолёт. Потому топливо и имеет такую скромную долю. У по настоящему многоразовой ракеты встанет вопрос топливной эффективности. И тут, как раз надо будет разделить оную на эффективность по массе ( мы делаем условно ракету с хорошим массовым числом), и энергетическую ( мы потратим по итогу меньше энергии, пусть даже и израсходуем много рабочего тела). С учётом законом реактивного движения, для достаточно большой ракеты имеет смысл оптимизировать энергетически.

А если вы при той же стартовой массе как-то повысите КПД ракеты в два раза, но чисто технически. Ну например, поставите ЯДЕРНУЮ ступень, которая даёт истечение в 2 раза лучше и есть все шансы выйти на лучший КПД... вы уверены что это ЗАМЕНА не будет вам ничего стоить?
Вы уже знаете. Будет. И очень дорого будет. Атомный двигатель - это куда сложней, опасней и дороже любой химии (даже того гептила с кислотой). Такая овчинка ну явно не будет стоить выделки. Верно?

Зависит от типа движка, я думаю ядерно-импульсный (что Орион, что Коуло-лёт) будут лучше ЖРД, если мы говорим про ОЧЕНЬ большие ПН ( десятки тысяч и вплоть до миллионов).

А вот масштабирование ракеты вверх очень даже может оказаться выгодным в смысле удешевления килограмма груза на орбиту. Например, тот же "Морской дракон", тупая большая водоплавающая ракета делался из нержавейки. Почему? Во-первых дешевле. Во-вторых - можно. Именно из-за размера. Большой размер позволял использовать нержавеющую сталь (как и у Маска на его очень большой ракете, но Дракон был еще больше). Кстати нержавеющую сталь использовали и на "Атласе", но там она была настолько тонкая, что при потере наддува, она складывалась. Здесь же, в "Драконе" сталь могла быть (отношение поверхности к объему позволяло)  не просто держать форму сама по себе, но еще и держать давление до 40 атм внутри, что предполагалось как наддув баков для тупых двигателей с подачей вытеснением (никаких турбин). Это опять таки был подарок, связанный с большим размером. И эта громада обещала вывести на орбиту одним толчком ~500 тонн (и тогда бы давно были бы колонии и на Луне и на Марсе). То есть, тут как раз игра с масштабированием играла положительную роль в цене 1 кг. Особенно в плохо зависящих от размера ракеты расходах, которые были связаны со стартовыми операциями (важен не размер ракеты а количество старов). Хотя КПД ракеты в целом, я думаю там мог быть и 5-7% из-за слишком тупых двигателей. Но нам что надо? Шашечки или ехать?

Я думаю, что что-то подобное разумно использовать как первую ступень бомболёта. Что бы эту махину выпнуть за пределы атмосферы на высоту 150-200 км. Ну и тут такое дело, масштабировать слишком сильно вверх тоже не получится, должна быть верхняя граница при доступных нам материалах. Ну, и конечно для такой вот большой тупой первой ступени тоже хотелось бы КПД хороший, благо там конечная скорость немного превосходит скорость истечения, так что в одноступенчатом формате бустера для бомболётов КПД должен быть прличный.

[Николаев Александр]

.
Давайте разобъём всю скорость разгона 9,4 км/с на две подзадачи. Первая ступень разгоняется до 4,4 км/с (все, в основном гравитационные потери и есть смысл списать на первую ступень, то есть фактически она разгоняется до 3 км/с, но она "думает", по расходу топлива что 4.4), а вторая до 5 км/с.

Вот как раз таки на этом моменте у меня и возник вопрос. А корректно ли "пихать" в форму КПД характеристическую скорость? Просто, ну, физически у ракеты скорость 3 км/сек, то есть она "думает" что у неё именно такая скорость.
У самого же Зенгера приведены поправочные коэффы на гравитацию и сопротивление среды....

[Николаев Александр]

Кто вас убедил что там ПВРД?
Дозвуковой? Менее 5% КПД? И вы думаете, Путин на такую халтуру повёлся, где 95% энергии уходит в такой себе яркий-яркий инфракрасный след за ракетой?

Да, Буревестник дозвуковой. Это не американский SLAM, это малозаметная дозвуковая ракета. Как устроен там двигатель не ведомо, всё что мы знаем что там не прямая схема (то есть воздух напрямую через реактор не прокачивается).
Впрочем, ракеты с ЯГПВРД уже анонсированы как дальнейшее развитие Буревестника, так что возможно это и ПВРД (что тогда с тепловым следом вопрос).

[Karagy]

У Буревестника дозвуковой ПВРД.

Пишут - там таки турбореактивный двигатель, а не прямоточный.

[BlackMokona]

Не показатель. Всему - своё время. Главное - проект детально проработан и значит ничего невозможного в ней нет. Надо воплотить "в металл".
Бабки нужно вложить. И всё. А для этого нужна воля. Которая в поле... В поле ведь две воли, так ведь?  

Настолько детально проработан, что двигателя не имеет даже в проекте

[Алексей Николаевич.]

как ни считают, но тепловой ярд имеет очень низкое отношение тягик весу, и требует для своей работы жидкий водород ( а если использовать более плотное топливо, то тяга, конечно, вырастет, вот только почти весь выигрыш в уи исчезнет

Здесь тема о большой ракете, то есть по сути о способе поднять нагрузку на высоту 200-500 км.
Поэтому и спросил, мощный ЯРД с любым газом, либо вообще, водой, не может подняться на низкую орбиту?
Обязательно надо жечь сжиженные газы или яды?
Вопрос то простой по сути.
Что либо испарять, ту же воду и отбрасывать через сопла, или ещё интереснее - ( например настолько интенсивно что она будет разлагаться на компоненты, их опять же можно тут же жечь, в камерах сгорания).
Так вот, мне интересно, насколько хуже такое сочетание чем обычные ЖРД?

[Алексей Николаевич.]

хотелось бы КПД хороший,

Зачем паровозу большой КПД если он и так хорош?
Что за скупердяйство?

[BlackMokona]

У Буревестника дозвуковой ПВРД. Соответственно, КПД низкий.

Кто вас убедил что там ПВРД?
Дозвуковой? Менее 5% КПД? И вы думаете, Путин на такую халтуру повёлся, где 95% энергии уходит в такой себе яркий-яркий инфракрасный след за ракетой?

Ну убедили же сделать ракету, которой в принципе применений нет. В не ядерном конфликте смысла нет, в ядерном МБР уже завершат работу к прилёту чуда агрегата.

[petrovich1964]

настолько интенсивно что она будет разлагаться на компоненты, их опять же можно тут же жечь

Тут уже будут не столько химические реакции, а физические когда разорвали молекулу на атомы и потом они объединяются в \( O_2 \) и \( H_2 \) то скорость истечения гораздо выше чем от горения.

Совершенно новые возможности открыло бы применение однокомпонентного, так называемого атомарного топлива. Дело в том, что для разложения молекул разных веществ на атомы обычно приходится затрачивать большое количество тепла или другой энергии (например электрической), а при обратном соединении атомов в молекулы это количество тепла снова выделяется. Так, молекулы водорода, как известно, состоящие из двух атомов, можно расщепить с образованием атомарного водорода пропусканием водорода через вольтову дугу. Сразу же вслед за этим атомы водорода вновь соединяются в молекулы с выделением большого количества тепла, вследствие чего водород приобретает весьма высокую температуру. Этот процесс используется в так называемой атомно-водородной сварке. Если бы можно было воспользоваться атомарным водородом в качестве топлива для ракетных двигателей, то можно было бы получить исключительно большие скорости истечения, достигающие 10 000 м/сек, т. е. в четыре-пять раз больше существующих скоростей.
Ракетные двигатели, К. А. Гильзин
https://litlife.club/books/191589/read?page=16

[MenFrame]

Почему нет? Есть. Поэтому и КПД у неё всего 34%, а не все 45!

То есть вас не смутила скорость истечения которую я посчитал? Хотя расчетный КПД в 34%, более чем в два раза выше чем у обычных ракет, в первую очередь должен был смутить.

У Короны предполагаются 488 тс против 290 тонн собственной массы. То есть она должна очень лихо (в сравнении с типичной многоступенчатой ракетой-носителем) подниматься от старта с ускорением 0.68g

Да, если поднять тягу на старте, можно заметно снизить гравитационные потери. Второй важный момент, в том что у одноступенчатой ракеты отсутствует момент разделения ступеней, в котором тяги вообще нет несколько секунд. Далее нет понижения тяги, как в случае второй ступени. Гравитационные потери у второй ступени не велики, но их тоже можно снизить за счет мощности двигателя. Сколько получим экономии, 1км/с, вместо 1,4/? Тогда для достижения нужных характеристик двигателю короны нужна скорость истечения 4805 м/с

Ну да, надо дозалить еще 73 тонны... ну сделают как сделал Маск. Переохлаждённый кислород... Водорода совсем надо с гулькин нос добавить... Делов то!

Только этот с гулькин нос, даст нехилый прирост объема, в силу малой плотности жидкого водорода. Вообще кислород водородная пара любит гигантизм, поскольку вес баков растет обратно пропорционально квадратному кубу от объема. При этом вес баков для пары кислород водород, дает самый большой вклад в вес сухой ступени. Потому делать маленькие ракетки на этой топливной паре, вроде как не самый лучший выбор.

[MenFrame]

потому что либо избыток окислителя, либо избыток горючего.

А вам известны двигатели с избытком окислителя? Если не считать атмосферных...

Вот как раз таки на этом моменте у меня и возник вопрос. А корректно ли "пихать" в форму КПД характеристическую скорость?

Не корректно, это сугубо упрощение что бы объяснить суть и объем потерь обывателю.

[alex_semenov]

Ну убедили же сделать ракету, которой в принципе применений нет. В не ядерном конфликте смысла нет, в ядерном МБР уже завершат работу к прилёту чуда агрегата.

А куда вы торопитесь?
Если для первого удара (как это пранируют США) то да, смысла нет. Но если как месть за их первый удар - то смысл очень даже есть.
Так вам что? Вы хотите нанести первый удар? Так это вы у нас хотите начать внезапную ядерную войну? А только прикрываетесь миротворцами?
Я потрясён.
Ну почему? Почему все либе... ралы мыслять СОВЕРШЕННО ОДИНАКОВО?
У вас что? Одна методичка? Пуль управления один?
Любые. Западные, русскоговорящие. Все как один! Строем! Аж скучно. На Reddit пендосы  тоже все бегают и орут то же что и вы тут. Мол, никуда не годная ракета! Путин - идиот. Может у него там что-то на атомной тяге и полетело (уже за мультики не выдашь) но это самое не имеет никакого военного смысла. Извиваются ужом! Жалко же на вас всех смотреть!

Объясняю. Я сам был удивлён зачем Путину понадобилось делать именно копию "Томогавка" с неограниченным радиусом действия? Мол, если атомная тяга, так давайте дадим сразу 3 маха! А эта ракета почему-то выглядит как "Томогавк", ведёт себя как "Томогавк", несёт так же как "Томогавк". Попадает в цель  как "Томогавк" (предельно точно). Но всё это делает куда дальше. Зачем? Ответ прост. С 80х годов США доминирует над СССР по именно таким тактическим крылатым ракетам высокой точности. И хотя в СССР поднимали с самого начала вопрос, что их высокоточные крылатые ракеты нарушают именно СТРАТЕГИЧЕСКИЙ баланс сил (как, например развитое ПРО), американцы включали дурака и говорили, что не согласны с этим. Мол, нащи "томогавки" - это тактическое, хирургическое оружие "поля боя" и к балансу стратегических сил это отношение не имеет. Хотя на самом деле у них даже были планы обезоружить СССР внезапным ударом крылатой высокоточки с окружающих Хардленд на всех границах баз. Мол, когда наступит время, мы этих Русских, голыми руками, одной высокоточкой возьмём. Без всякого ядерного удара! СССР а потом Россия потратил массу сил что бы хоть как-то противостоять этой новой  и дополнительнй угрозе (ПРО в Европе - это уже было последняя капля). И всякий раз, когда опять начинались вроде как "полюбовные" тёрки "за мир во всём мире", мол давайте будем сокращать по-честному, со стороны уже России поднимался вопрос о крылатых ракетах морского и наземного базирования. Но американцы всякий раз включали старого неизменного дурака и делали вид что ничего не понимают. Причём тут наши "томогавки"? Потому что сама ГЕОГРАФИЯ (расположение сил географически) ставило их с их "томогавками" в преимущественное положение.  Даже когда уже Россия обзавелась своими версиями "томогавков", это ничего особо не меняло. Руки были коротки у русских дотянуться до США этим. До Европы? Ради бога. Её - не жалко. А до США - хрен когда дотянетесь. Физически ГОРЮЧКИ не хватит! Поэтому дурака влючаюи как обычно, заверяя что ЛОГИЧЕСКИ эти ракеты никакой стратегической силы не имеют.
Ну вот... "голожопая русня" додумались до системы, когда "горючки" теперь хватит. И если теперь американцы прибегут и начнут требовать внесли "Буревестник" в список СТРАТЕГИЧЕСКОГО оружия (что бы торговаться, как привыкли: вы нам шило, а мы вам мыло), им тут же напомнят, что в течении десятилетий они, хитро вые... ные мудаки-пендосы, делали морду топором (именно что топором-томогавком) и всеми силами доказывали, что подобные системы оружия не являются стратегическими, исключительно тактическими, и ни под какие договора не должны попадать. За что боролись - на то и напоролись братцы!
Именно поэтому Путин приказал СНАЧАЛА сделать крылатую ракету типа "томогавк" или "х-101" (один в один) но с неограниченным радиусом действия (что возможно даже сложней чем трехмаховый свехзвук). Что бы вылились кошке, мышкины слёзки. Он  мужик со своеобразным чувством юмора, мстительный (к власти иные не приходят). И как любитель восточных единоборств знает, что месть - блюдо, которое надо есть холодным.
 

[BlackMokona]

Если для первого удара (как это пранируют США) то да, смысла нет. Но если как месть за их первый удар - то смысл очень даже есть.

Окей. Представим дикую ситуацию. США вынесли весь ядерный арсенал из строя, только гордый Буревестник и остался. Он отправляется нести мстю во имя разрушенной родины.
Факел его двигателя засекают спутники системы ПРО. Ведь их никто не сбил. После чего штатно навидятся перехватчики и сбивают сие чудо инженерной мысли. Всё же это дозвуковая ракета, ничего из себя с точки зрения выживания не представляющая.
Тем самым в этой ситуации, оружие так же бесполезное.

[alex_semenov]

Окей. Представим дикую ситуацию. США вынесли весь ядерный арсенал из строя, только гордый Буревестник и остался. Он отправляется нести место во имя разрушенной родины.
Факел его двигателя засекают спутники системы ПРО. Ведь их никто не сбил. После чего штатно навидятся перехватчики и сбивают сие чудо инженерной мысли. Всё же это дозвуковая ракета, ничего из себя с точки зрения выживания не представляющая.

Я постоянно поражаюсь насколько вы глупы и инфантильны бываете порой. Да, не всегда, но порой да! В этом - особенно. У меня нет слов вам отвечать на такой поток инфантильной глупости! Вы же рисуете детсадовский, пропогандистский лубок на предмет "Наша родина сильна, охраняет мир она!" Но Родина у вас в Вашингтонске, разумеется...

У вас есть РЕАЛЬНАЯ статистика проажения дозвуковых крылатых ракет над Украиной? Не пропагандистская туфта, с каждой из сторон, а реальные данные? У меня тоже нет. Я лишь раз в жизни видел своими глазами как крылатую ракету перехватывают прямо перед моим носом. Я успел обос... но всё же я заметил еще кое-что. Вторая ракета чуть дальше и выше - ушла. По сути из 6 или 8 ракет ударивших  тогда по Заводу (не будем уточнять какому), который уже плотно прикрыли зенитными средствами, сбили только одну (наши заявили сбитыми две). Хотя ПВО подтянули тогда, как мы поняли по фейерверку в воздухе, знатное. Я видел три вспышки за той второй ракетой   и... она дошла до цели (мы считали глухие наземные взрывы, они сильно отличаются от взрывов противоракет в воздухе). То есть, сказки про чудо-ПВО и тем более про некие спутники, которые всё увидят (как любые сиски на пляже) - оставьте Голливуду. Да, теоретически. Но между теорией и практикой - очень большой разрыв. С дивана это не видно. А он - есть.