by Epis » 27 Nov 2011, 19:28
es te tā spekulatīvi uzmetu pāris ciparus kāda varētu būt pirmā F1 rakeš pakāpe ja izmantotu visu LOX ražošanas processā radīto lieko šķidro slāpekli N2, un ja ar to šķidro slāpekli samazinātu rakeš dzinēja degvielas patēriņu 4x tad cipari izskatītos tādi:
- . 1. pakāpe LOX = 3937 kg ; Rp-1 = 1789kg ; LN2 = 39.5 tonas -> kopā 45.2 Tonas šķidrās vielas, un kā redzams N2 ir 7x vairāk nekā LOX+RP1 summa, kas nozīmē ka sadegušais 1kg dzinēja izplūdes gāzu tiks dzesēts ar 7kg LN2 šķidrā slāpekļa, un 1kg to sadegušo gāzu ir ļoti liels energijas apjoms 45MJ, un izkausēt teorētiski ar tādu daudzumu varētu kādus 100 kg šķidrā slāpekļa, tākā tie 7 kg slāpekļa tiks uzkarsēti vismaz līdz 1500C tempertūrai, un tempertūra kristu tad no 3500K līdz 1773K ka sajauksies ar slāpekli, un dzinēja jauda (thrust) vaidzētu būtiski pieaugt vairāks reizes, es domāju no 3-4x īsti cik nezinu, nēsu rēķinājis vēl nekad pēc tām rakeš dzinēju formulām tos degušog gāzu vienādojumus, bet skaidrs ir viens ka dzinējs grūdīs ārā 7x vairāk massas, bet gāzu izejas ātrums būs zemāks un šo divu parametru kombinācija arī nosaka to thrust (N) jaudu,
- ja standart F1 raketei 1 pakāpes degvielas svars = 22.7 T ta tagat tas ir 45.2T faktiski dubultā pieaug raketes svars, bet tas nenozīmēs ka vaidzēs jauna tipa dzinējus kas strādātu zemākās gāzu tempertūrās kā jau te minēju pie 1500C nevis 3300C kā tagat, un aukstāki dzinēji nozīmē to ka tie būs lētāki, un daudzkārt izmantojami, nevaidzēs tur eksotiskus matreālus, arī nevaidzēs nekādu ārēju dzesēšanu, faktiski tāda tempertūra ir aviācijas turbīnās kur ja kas arī degšana notiek vidē kur ir daudz lielāka gaisa massa nekā degvielas un skābekļa kas sadeg. tāpēs tur tempertūra arī ir daudz zemāka, šeit ir kas līdzīgs, tikai gaisa vietā, to nesīs sašķidrinātu līdzi.
- šitā ideja ir obligāti jākombinē ar tuneļa katapultu, kas vertikāli iedzītu to super smago raketi līdz kadiem >200-300m/s un tā varētu būt gāzes katapulta, jo skaidrs ka junās pirmās pakāpes dzinēju darbības laiks būs 3-3.5x īsāks, proti 150 sekunžu degšanas kā tas ir tagat F1 raketei šitā pakāpe visu bāku iztukšos 40-45 sekundēs jo ISP būs divtik zems ~150s tāpēc ja startē no zemes kā parastā rakete ta tajās 40-45 sekundēs nekur tālu tikt nevarēs, savkārt ja startē ar katapultu un mazākas jaudas dzinējiem, kas lēnāk tukšos bākas, ta varēs panākt to pašu effektu ko standart F1 rakete, bet atšķirībā no tās šitā versija patērēs >50% mazāk energijas.
- runājot par katapultu ta ja izmanto karstu gāzu spiedienu ta tur neko īpašu nevaig, vienkārši vertikāla šahta kurā iegrūst iekšā raketi un tākā šitai raketei izplūdu gāzu tempertūra ir zema (to var arī vēl pazemināt pamainot Ln2 dzesētaja daudzumu, kas nozīmē ka tā darbotos kā tvaika katapulta. man ienāca doma ka nebūtu slikti pielikt kādas 2vas nelielas jaudas parastās turbīnas, no kāda helekoptera, jo ejot pa tuneli vaidzētu kautkā tikt vaļā no priekšējā gaisa, lai nevaidētu stumt ārā priekšā esošo gaisu tā vietā to varētu iesūkt iekšā un izmantot spiediena radīšanai, ta vaidzēs mazāk dedzināt šķidro slāpekli, un vispār varētu katapultēties bez rakeš dzinēj palīdzības ar tām turbīnām, un vēlāk ka rakeš pakāpe atdalītos ta ar turbīnas noderētu mājup lidošanai, un to jaudai vaidzētub būt ļoti mazai, tik lialai lai varētu tukšu rakeš pirmo pakāpi ar nedaudz degvielu pacelt (atpakaļ ceļam) noturēt gaisā, un šitā protams nav ideja kur trakie iesaka izmantot tikai turbīnas raketes pirmai pakāpei, bet tikai sausās pirmās pakāpes atgriešanai un piezemēšanai, tākā izmēri turbīnām būtu vismaz >25-30x mazāki nekā tajos projektos kur visu raketi ness uz turbīnām.
- visbeidzot tākā pirmai rakeš pakāpei ir jebūt daudzkārt izmantojamai >1000x ta šitā kombināicja ar zemas tempertūras <1500c rakeš motoru + mazām turbīnām priekš tuneļa un atpakaļ ceļa, varētu būt ekonomiski izdevīga kombināicja, jo lai arī cena tām turbīnam, un jauniem rakeš motoriem, ar lielāku izmēru būtu lielāka nekā tagadējās raketes, jo 1 pakāpe būs 2x smagāka nekā esošās, tā sevi atpelnīs ar 1000x lidojumiem, un pateicoties 2x mazākām degvielas RP1 un LOX izmaksām būs arī daudz lētāka uzpildīšanā.
- ja runā par ugunsdrošibu, ta šāda 1 pakāpe kur lielākā daļa massas ir šķidrs slāpeklis kas nedeg, un tiek izmantots šķidrā LOX tanka dzesēšanai padara visu pasākumu daudz drošāku, jo ja arī notiks kāds negadījums ta nebūs nekādi Mega sprādzieni jo LN2 pa lielo visu energiju absorbēs, savāks visu termālo enerigju un visu nodzēsīs. vismaz tā nebūs mumba ar laika degli kādas tagat ir raketes, un tas iet roku rokā ar daudzkārt izmantojamu rakeš pakāpju prasībām, kur tām ir jābūt 100x drošākām lai kalpotu > 1000 cikliem, un 1 solis drošībā ir samazinātais degvielas apjoms 4x, otrais ir šķidrā LN2 apjoms kas ietvers LOX bāku un kā ārējs dzesētājs pasargās, noversīs jebkādu LOX noplūdi, un ja kautkas degs, ta kalpos kā ūdens tornis kas uguni nodzēsīs. tākā domāju ka drošibai ir būtiski jāpalielinās, arī no tā ka dzinēji strādās zemākās tempertūrās, un ne uz robežas, jo šeit jau netiek taupīts uz katru svara kg.
kā varētu realitāte būt tāds hibrīd LOX+LN2 / RP-1 vai Ch4 dzinējs grūti iztēloties. bet intresanta ideja.