Новый российский космический корабль

[Serrgee]

Температура разложение перекиси зависит от ее концентрации. Цитата :  С другой стороны, растворы перекиси водорода с концентрацией выше 65 % могут выделить достаточно энергии, чтобы нагреть продукты разложения до высокой температуры ( например до 750 в случае 90-проц  http://www.ngpedia.ru/id248680p1.html

Дело в том что углеводороды окисляются без пламенно с выделением тепла даже на воздухе в присутствии платины как катализатора. Пример - каталитические грелки где топливом выступает чистый бензин марки "Галоша", или ему подобный.

То есть пропуская перекись и керосин через платиновый катализатор мы получим смесь кислорода , водяного пара и керосина с температурой за 500 градусов на платиновом катализаторе. Точно не знаю , но предположу что там сразу пойдет самовоспламенение.

[Маска]

Двигатели мягкой посадки на "Союзе", кстати, отказывали, кажется, пару раз.

Да
3 июня 1980 - "Союз-35" (Валерий Кубасов, Фаркаш Берталан) незапуск двигателей мягкой посадки http://www.buran.ru/htm/gud%2023.htm (в конце страницы)
14 августа 1997 - "Союз ТМ-25" (Василий Циблиев, Александр Лазуткин) двигатели мягкой посадки сработали на высоте 5,8км.
Да,кстати система управления спуском Союза на перекиси(в отличии от Аполлона,к примеру)
"100 рассказов о стыковке"(Владимир Сергеевич Сыромятников)
http://src.space.ru/book-r.htm#5
"Неожиданно кабина начала наполняться токсичными газами. Дело в том, что реактивные двигатели продолжали включаться, "стараясь" погасить естественное раскачивание капсулы на парашютах, а этого вовсе не требовалось, наоборот оказалось смертельно опасным. Продукты неполного сгорания "азотных компонентов" в набегавшем воздушном потоке стали засасываться внутрь кабины через "дыхательный" клапан, который к этому времени открылся.Бранд и Слейтон потеряли сознание. Самый стойкий, "железный" Том сумел отстегнуться и достать кислородные маски сначала для себя, а затем и своих товарищей. Включив наддув воздушных баллонов, чтобы стабилизировать капсулу, и переведя ее в вертикальное положение, они открыли крышку. Свежий воздух стал поступать в кабину."

11Д830 - двигатель мягкой посадки спускаемого аппарата

[библиограф]

 

Что если пойти дальше ? Подаем на платиновый катализатор перекись и керосин. По идее мы должны сразу же получить разложение высококонцентрированной перекиси с подъемом температуры на более чем 500 градусов. И каталитическое горение керосина в кислороде. Получим туже систему самовоспламенения компонентов топлива.

 Вам привет из Германии от профессора Вальтера - чего только с перекисью не вытворяли!
После войны это всё попало к нам и было воспринято, изучено и внедрено...
."Лучшее, что можно сделать с перекисью водорода — это заинтересовать ею потенциальных противников!" (Густон Б. Субмарины в цветах. 1976)
 http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/374062

[Serrgee]

"Лучшее, что можно сделать с перекисью водорода — это заинтересовать ею потенциальных противников!" (Густон Б. Субмарины в цветах. 1976)

Это давно не так. Перекись чувствительна к чистоте поверхностей. Плюс есть добавки дополнительные стабилизаторы. На флоте где с ней работали обычные моряки, где она использовалась в крупносерийных изделиях, и где масса ржавчины и всякой грязи типа масел - там очевидно были проблемы.
Космические корабли единичные изделия, работают специалисты высокого класса, в чистых помещениях. То что перекись использовалась в Союзах (кораблях) в системах управления, говорит само за себя - надежно. Так что это не проблема.

[Dem]

Если делать всё правильно и аккуратно - то и гидразин безопасен.

[Serrgee]

Если делать всё правильно и аккуратно - то и гидразин безопасен.

Посмотрите посты выше, откуда пошел разговор о перекиси. И фотки МКС со следами от работы гептиловых движков. Если двигатели будут на мачте , то часть будет попадать на корпус. Поэтому нужно чистое высококипящее топливо. Перекись с керосином - самое то, если сделать самозажигающуюся систему на катализаторе.
Заодно -, бонусом , более высокий удельный импульс, чем у гептила.

[Dem]

Э, не надо путать гидразиновые, из которых этот недоразложенный гидразин летит в количестве, да и УИ никакой, и гептил-тетроксидные, в которых всё нафиг сгорает.

[Serrgee]

Э, не надо путать гидразиновые, из которых этот недоразложенный гидразин летит в количестве, да и УИ никакой, и гептил-тетроксидные, в которых всё нафиг сгорает.

Но есть одно но - всякие продувки, неполное сгорание и тому подобное. Что то по любому будет попадать, а корабль многоразовый. Не хотелось бы его этим пачкать, цитата :

НДМГ - токсичное вещество,отнесенное к 1 му классу опасности. По физиологическому воздействию на организм человека и животны его можно квалифицировать как суперэкотоксикант. Он обладает высокой летучестью, хорошо адсорбируется на различных поверхностях, в том числе металлических, легко испаряется и десорбируется, смешивается с водой практически в любых соотношениях, т.е. является мобильны токсикантом, легко мигрирующим по любым объектам окружающей природной среды (опс).
http://elib.altstu.ru/elib/books/Files/pv2004_04/pdf/177Ushakova.pdf

В такой ситуации, если есть возможность создать самовоспламенение в системе с чистыми компонентами топлива, лучше гептил обойти стороной. ИМХО - перекись с керосином самое то.

[Dem]

НДМГ - это конечно яд... но очень не любящий ультрафиолета. И растения его любят.

[Serrgee]

НДМГ - это конечно яд... но очень не любящий ультрафиолета. И растения его любят.

Если продукты сгорания не токсичны, и с поверхности в вакууме ндмг будет испаряться, то наверно можно и с ним. В общем это уже вопрос к спецам технологам. Главное - единая двигательная установка для нового корабля.

[Святогор]

Есть ещё один нюанс по применению топлив- это запас энергии на КА! Например, когда мы моделировали Лунную космическую станцию, то прорабатывали вопрос хранения криогенных топлив на орбите Луны для дозаправки. Получили смешной  результат - энергии необходимо столько, сколько вырабатывается солнечными батареями площадью примерно 2 футбольных поля, причём КПД СБ должно превышать 40%.
Если на борту КА был бы источник около мегаватного класса, то и подошла  бы пара кислород+водород.

[Dem]

Получили смешной  результат - энергии необходимо столько, сколько вырабатывается солнечными батареями площадью примерно 2 футбольных поля

Э, а разве недостаточно просто заэкранироваться от солнечного света? И любой объект остынет до температуры реликтового излучения.

[Serrgee]

Появился вопрос , может кто подскажет :

Почему для теплового щита спускаемых капсул не используются плитки подобные тем , что были на Буране ? Даже если они не тянут по температуре, ведь можно разработать более жаростойкие ? Они должны быть значительно легче чем обычные щиты, цитата:

Плитки состояли на 90% из воздуха, чтобы достичь минимальных показателей теплопроводности. Разогретую в печи до тысячи ста – тысячи двухсот градусов по Цельсию плитку можно было держать на руке. А для защиты стыков многослойных теплозащитных элементов ВИАМ разработал специальные «жгуты-герметики». Но чтобы создать основу теплозащитной плитки, нужно было получить особо чистые пустотелые кварцевые волокна.

Если они не дотягивают по температуре - можно ведь продолжить разработку, создать более жаростойкие.

[anovikov]

Современные ТЗП давным-давно переплюнули эти плитки. ТЗП Бурана весила 10% от всего веса при входе в атмосферу, у Драгона сейчас менее 1%, и там этого ТЗП с большим запасом (а у Бурана прогорело крыло)

[Serrgee]

Современные ТЗП давным-давно переплюнули эти плитки. ТЗП Бурана весила 10% от всего веса при входе в атмосферу, у Драгона сейчас менее 1%, и там этого ТЗП с большим запасом (а у Бурана прогорело крыло)

можно линк на тзп будущей Федерации или тзп Союза, интересуют именно наши корабли. По поводу Бурана - у него всего 6 плиток заменяли, а у шаттла заменяют после полета более 100. Если про прогоревшее крыло это про те две плитки что на стыке друг с другом отошли, так говорить про прогоревшее крыло без той информации что я выше написал - это чистая манипуляция и наброс на вентилятор.

И добавлю еще - ТЗП Бурана, как и шаттла это не диск на днище , а очень большая форма включая крылья и киль. В отличии от конических капсул, где тзп - это щит на днище капсулы. Так что сравнение не корректно !

[Маска]

Современные ТЗП давным-давно переплюнули эти плитки. ТЗП Бурана весила 10% от всего веса при входе в атмосферу, у Драгона сейчас менее 1%, и там этого ТЗП с большим запасом

Не факт.
http://kosmolenta.com/index.php/754-2015-11-22-orion-heat-shield
"В конце 2007 года компанией Boeing, которая выступала в качестве субподрядчика Lockheed Martin, был изготовлен прототип теплозащитного щита из PICA. Однако в апреле 2009 года для экономии массы спускаемого аппарата и снижения его стоимости было принято решение заменить PICA на AVCOAT – абляционный материал, созданный еще для лунных кораблей «Аполлон».

Если они не дотягивают по температуре - можно ведь продолжить разработку, создать более жаростойкие.

Спускаемый аппарат Аполлона,Ориона,ПТК представляет собой капсулу с малым аэродинамическим качеством ,вход в атмосферу производится со второй космической скоростью,что увеличивает тепловые нагрузки и соответственно массу ТЗ (массу на 20-30%). http://kmapp.narod.ru/st015.htm
Феоктистов пишет ,что температура газа перед лобовым щитом,в этом случае,достигает 10 000°. http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/znan/1980/03/3-feoktist.html Так что никаких плиток,-только абляционный материал.

можно линк на тзп будущей Федерации или тзп Союза, интересуют именно наши корабли.

                       

[Serrgee]

Похоже по пика-х нашел :

http://136.142.82.187/eng12/history/spring2013/pdf/3131.pdf

 Space-X's new PICA-X heat shield material boasts a density of only 0.27 g/ cm3, near the density of solid cork (0.24 g/cm3)

The material needs only be a few centimeters thick (typically around 6 cm) in order to protect the spacecraft from the intense heat experienced during reentry.

шестая страница.

При 0,24 г\см3 и толщине 6 см , квадратный метр будет весить 14,4 килограмма. Но это чисто само покрытие , без подложки и силовых элементов на которые оно опирается.

Вполне сопоставимо с нашим щитом для Федерации : у нас 17,5 на М2 , у них 14,4 как минимум. Так как на фото написанно что это покрытие плюс подложка , плюс силовая трехслойная оболочка (у нас) то можно считать равными. Кто точно чуть чуть выигрывает это наверно только технологи скажут.

[Serrgee]

Еще добавлю - это при том что Федерация рассчитывается на вхождение со второй космической в атмосферу, как и Орион. А Дракон - только сход с орбиты. Так что получается что наш то новый материал , получше драконовского будет и его скорее с боинговским сравнивать надо. Так то вот.

[anovikov]

Но это означает общую массу щита в 200 кг (3.65м в диаметре = 150кг + закругление + клей) на 8-тонный спускаемый аппарат. Не знаю что там получится у Федерации (вроде как консенсусное мнение даже здесь - что проект чисто бумажный и его даже не будут пытаться строить), но по сравнению с Союзом, где тепловой экран составлял более четверти массы СА - это улучшение больше чем на порядок. Щит Дракона построен на возвращение с Марса, Маск об этом с самого начала писал.

Главное в этом - что нынешние массы теплозащиты снимают нужду в модульном принципе построения кораблей. Если корабль с возможностями "Союза" строить на такой теплозащите, то вес её уменьшится в 4 раза даже если возвращать всё - и приборно-агрегатный, и бытовой отсек - и резкое упрощение компоновки - можно всё сделать одной большой "фарой", и отсутствие нужны в системах разделения - сэкономит много веса. Аналогично скажем, нет никакого смысла в лунном посадочном модуле - можно сажать сразу весь аппарат, включая теплозащиту, и целиком возвращать - по весу получится дешевле. 10x улучшение с 60-х по сути перечеркивает весь предыдущий опыт конструирования КК, изрядно упрощая их.

[Serrgee]

С Союзом все просто - его форму никто переделывать кардинально не будет - только постепенные улучшения. Грузить туда больше просто некуда - там и так под завязку набито и космонавты как сельди в банке, почти. Менять ракету на более легкую так же не будут - РН Союз так и останется.
Из этого следует что выиграть в массе груза уменьшая вес защиты для Союза не получится. А вот удорожить его новым материалом (который очевидно будет дороже) - вот это будет. Поэтому для Союза менять ТЗП  вряд ли станут.

Федерацию делают, финансирование идет, сметы и планы осваиваются. Я уверен что она полетит. Скорее всего не так быстро как хотелось бы, очевидно что сроки будут двигаться, но она будет. Хорошо бы при этом она была кораблем пришедшим на смену Союзу, а не как у США - их Орион это чистый пристиж, в отличии от спейсиксовского дракона.