Autor Wątek: Rakiety  (Przeczytany 2805 razy)

0 użytkowników i 1 Gość przegląda ten wątek.

Offline robinson

  • Senior
  • ****
  • Wiadomości: 619
  • LOXem i ropą! ;)
Rakiety
« Odpowiedź #15 dnia: Styczeń 15, 2022, 20:39 »
Myślisz że oni tego nie policzyli? Wydajność silników na takim a nie innym poziomie jest niezbędna aby cała rakieta działała jak trzeba i mogła wynieść założony ładunek na orbitę.
Prawdopodobnie paliwo w postaci nafty było nie wystarczające.
Zauważ że inne firmy również przechodzą na metan. Nawet Rosjanie nowe silniki mają robić na metan.

Offline Jarek

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 241
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Rakiety
« Odpowiedź #16 dnia: Styczeń 16, 2022, 15:21 »
Z metanem to jest taki "złoty środek". Pod względem teoretycznych osiągów jest to pierwsze paliwo po wodorze. Nadal jest to kriogen, ale ma o niebo lepsze parametry przechowywania niż ciekły wodór (ten ostatni ma ekstremalnie małą gestość i niską temperaturę), lepsze nawet niż ciekły tlen. Baardzo odległym argumentem zastosowania metanu są też przyszłe misje międzyplanetarne, gdzie wraz z tlenem byłby wytwarzany i tankowany "na miejscu". Ważne też jest to, że w odróżnieniu od wodoru nie jest to paliwo syntetyczne -występuje w naturze, tak jak nafta.
Pozostaje z miejsca fundamentalne pytanie: dlaczego rakiety na metan wchodzą dopiero teraz? Myślę, że można by z tego może nie doktorat, ale pracę dyplomowa napisać  ;)  :)
 Moim zdaniem przyczyny są natury techniczno-historyczno-ekonomicznej. W skrócie:

Dawniej koncentrowano się na technicznej stronie, podchodząc z 2 przeciwstawnych kierunków. Czyli:
1a) Prostota konstrukcji silnika i dostępność paliwa, nieco kosztem wydajności (możliwy Isp) = rakiety na naftę i ciekły tlen
1b) Prostota konstrukcji silnika i łatwe przechowywanie paliwa, też kosztem wydajności = rakiety na pochodnych hydrazyny i tlenkach azotu
2) Absolutna maksymalizacja osiągów  kosztem innych cech użytkowych = drogie rakiety na ciekły wodór i tlen

Tyle teoria, a jak to wyglądało w praktyce? Pierwsze użytkowe orbitalne rakiety nośne na ciekłe materiały pędne korzystały z 1a i 1b, w obu (mocniej w tym drugim) widać echo pierwotnych zastosowań militarnych (ICBM). 1b wydaje się całkiem ślepą uliczką pod kątem optymalizacji ekonomicznej, mordowali się z tym Rosjanie (Proton i trochę innych rakiet), ESA (Ariane 4 i wcześniejsze), do dzisiaj Chińczycy i Hindusi. Dziś to łabędzi śpiew.
 A co z 2, czyli wodór? Zauważcie, że nie było nigdy rakiety nośnej wyłącznie na ciekły wodór/tlen. Tylko górne stopnie! Atlas-Centaur, Ariane 4, Ariane 5, HII, SLS, STS, sowiecka Energia itd. Wszystkie używały mniej wydajnych paliw w stopniach startowych (wliczam boczne odrzucane boostery). Zasada była taka, że do wyniesienia nad atmosferę używamy paliwa o mniejszym Isp, a za pomocą wodoru o wysokim Isp uzyskujemy prędkość orbitalną, co daje zmniejszenie masy II/III stopnia rakiety i/lub wzrost jej osiągów. Skrajną wersja tego podejścia był STS, Ariane 5, H II, SLS -boostery stałopaliwowe + ciekły wodór.
 Konstrukcyjnie i ekonomicznie to koszmar, także ze względu na infrastrukture naziemną - 3 do 4 różnych materiałów pędnych dla 1 rakiety. Dla Ariane 4 to były: mieszanka pochodnych hydrazyny, N2O4, LH2, LO2.
 Zmierzam do tego, że w celu optymalizacji ekonomicznej komercyjnej rakiety tak nie można. Dlatego Falcon 1/9 lata(ł) wyłącznie na taniej nafcie, optymalizując tę technologię do granic technicznych możliwości. Na wodorze tak się nie da, ze względu na koszty. I tu wchodzi metan - osiągi lepsze niż na nafcie, paliwo równie tanie i dostępne, wszystkie stopnie rakiety też można zrobić na tym samym materiale pędnym. A osiągi niewiele gorsze od wodoru. Tylko wcześniej nikt z tym nie eksperymentował na szerszą skalę, koncentrowano się na powielaniu już istniejących technologii. Teraz Musk i Bezos robią mała rewolucje, od dawna uzasadnioną z technicznego ale i ekonomicznego punktu widzenia.
Pozdrawiam
-J.
« Ostatnia zmiana: Styczeń 16, 2022, 15:25 wysłana przez Jarek »

Offline gszczepa

  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 393
  • LOX/CH4
Odp: Rakiety
« Odpowiedź #17 dnia: Styczeń 16, 2022, 15:34 »
Zauważcie, że nie było nigdy rakiety nośnej wyłącznie na ciekły wodór/tlen. Tylko górne stopnie!

Przede wszystkim zauważamy istnienie chociażby Delty IV Heavy, całkowicie na LH2/LOX

Offline Jarek

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 241
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Rakiety
« Odpowiedź #18 dnia: Styczeń 16, 2022, 16:32 »
Zauważcie, że nie było nigdy rakiety nośnej wyłącznie na ciekły wodór/tlen. Tylko górne stopnie!

Przede wszystkim zauważamy istnienie chociażby Delty IV Heavy, całkowicie na LH2/LOX

Uuu, faktycznie! Dzięki za korektę.
 No, to grubo pojechałem  ;D  ;D  ;D
 Niemniej, jest to raczej wyjątek od reguły. Czy jedyny (widzę jeszcze tylko 1 z wariantów DeltaIV Medium, ten bez stałopaliwowych boosterów, ktoś coś może dodać?) - to już po tej wpadce nie ośmielę się wypowiadać. Ale że operacyjnie latało bardzo niewiele rakiet w pełni zasilanych LH2/LO2, to pozostaje chyba faktem.
Pozdrawiam
-J.
« Ostatnia zmiana: Styczeń 16, 2022, 16:37 wysłana przez Jarek »

Polskie Forum Astronautyczne

Odp: Rakiety
« Odpowiedź #18 dnia: Styczeń 16, 2022, 16:32 »

Offline 19Grzesiek77

  • Pełny
  • ***
  • Wiadomości: 105
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Rakiety
« Odpowiedź #19 dnia: Styczeń 16, 2022, 17:37 »
Myślisz że oni tego nie policzyli? Wydajność silników na takim a nie innym poziomie jest niezbędna aby cała rakieta działała jak trzeba i mogła wynieść założony ładunek na orbitę.
Prawdopodobnie paliwo w postaci nafty było nie wystarczające.
Zauważ że inne firmy również przechodzą na metan. Nawet Rosjanie nowe silniki mają robić na metan.

Tylko ,że np. Rosjanie mają o wiele większe silniki np. RD -180. Także myślę ,że z merlinami też można by pojechać w górę.
Nie doprecyzowałem swojej wcześniejszej wypowiedzi - na pewno na miejscu Spacex stworzył bym obok tego co robią  sam projekt rakiety Falcon XX oraz projekt silników do niej i przetestowałbym same silniki . Nie są to tak duże koszty i myślę  ,że mogliby zrobić to bez większego uszczerbku dla codziennej działalności. A już opracowanie (lub zamówienie) większych osłon ładunku uważam za konieczność .
Ja nie jestem przeciwnikiem rakiet na metan/tlen.  Uważam po prostu ,że stworzenie "prostszych " Raptorów(obok tych nad którymi pracują a nie w zamian) miało  i ma sens - już mogliby być z rok dwa albo dalej do przodu ( testy orbitalne), jednocześnie spokojnie dopracowując te które maja teraz .
Ps. Pomijam w tym wszystkim przeciąganie się sprawy  pozwoleń administracyjnych , obawiam się ,że to nie jest przypadkowe i będzie trwało  dalej (  małe lub duże  opóźnienia rozwoju SS) , ale to temat na inny wątek :)
« Ostatnia zmiana: Styczeń 16, 2022, 18:29 wysłana przez 19Grzesiek77 »

Offline perian

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 1371
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Rakiety
« Odpowiedź #20 dnia: Styczeń 16, 2022, 17:48 »
Przede wszystkim zauważamy istnienie chociażby Delty IV Heavy, całkowicie na LH2/LOX

Niestety historia pokazała, że był to błąd. Ale szło o to, że mieli silnik i wymyślili dla niego zastosowanie.

Offline robinson

  • Senior
  • ****
  • Wiadomości: 619
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Rakiety
« Odpowiedź #21 dnia: Styczeń 16, 2022, 17:52 »
Zauważ cel Muska, to Mars. Na ile realny to się okaże. Jednak przynajmniej wg medialnych wypowiedzi tak jest i wszystko temu celowi podporzadkowal. Nafta jako niedostępna na Marsie z założenia została odrzucona.
Abstrahując od aktualnej sytuacji w której StarShip budowany jest pod kątem wynoszenia Starlinkow.
Metan jest bardziej przyszłością rakiet wogòle, a Raptory choć trudne zostaną dopracowane i będą działać.
Musk nie pierwszy raz postawił bardzo trudny cel i konsekwentnie zmierza w kierunku jego realizacji.

Offline 19Grzesiek77

  • Pełny
  • ***
  • Wiadomości: 105
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Rakiety
« Odpowiedź #22 dnia: Styczeń 16, 2022, 18:28 »
Zauważ cel Muska, to Mars. Na ile realny to się okaże. Jednak przynajmniej wg medialnych wypowiedzi tak jest i wszystko temu celowi podporzadkowal. Nafta jako niedostępna na Marsie z założenia została odrzucona.
Abstrahując od aktualnej sytuacji w której StarShip budowany jest pod kątem wynoszenia Starlinkow.
Metan jest bardziej przyszłością rakiet wogòle, a Raptory choć trudne zostaną dopracowane i będą działać.
Musk nie pierwszy raz postawił bardzo trudny cel i konsekwentnie zmierza w kierunku jego realizacji.

Tylko zobacz ,że teraz kamieniem milowym są dla spacex starlinki . To na tym Elon może zarobić krocie a tym samym wyprawa na Marsa może mieć finansowanie . Sam piszesz ,że obecnie StarShip jest budowany pod katem wynoszenia starlinków. Choć wydaje mi się ,że sam internet to sprawa trochę przesadzona to jednak te satelity a szczególni nowych wersji będą mogły robić wiele różnych innych rzeczy .
Ja naprawdę kibicuje Muskowi podejrzewam zresztą ,że  jak większość forumowiczów :)
Chcę za mojego życia zobaczyć ludzi na Marsie . Tylko wydaje mi się  ,że stawianie wszystko na jedną karte -czyli dzisiejsza konfiguracja SS i tylko to- jest wielkim ryzykiem. Wyobraź  sobie  StarShipa z prostszymi sinikami i  choćby Falcony 9 I Falcony Heavy z większymi osłonami ładunku . 

Offline robinson

  • Senior
  • ****
  • Wiadomości: 619
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Rakiety
« Odpowiedź #23 dnia: Styczeń 16, 2022, 18:32 »
Większe osłony zgoda, zwłaszcza dla FH. Jednak Musk wybrał drogę zastąpienia wszystkich swoich rakiet Starshipem i chyba nic nie jest w stanie go zawrócić .

Teraz zresztą jest za późno na jakiekolwiek kluczowe zmiany w konstrukcji F9 i FH.

Zostaje trzymać kciuki że po próbie pierwszego startu StarShipa nie będą budować Stage 0 od nowa

Offline 19Grzesiek77

  • Pełny
  • ***
  • Wiadomości: 105
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Rakiety
« Odpowiedź #24 dnia: Styczeń 16, 2022, 18:37 »
Większe osłony zgoda, zwłaszcza dla FH. Jednak Musk wybrał drogę zastąpienia wszystkich swoich rakiet Starshipem i chyba nic nie jest w stanie go zawrócić .

Teraz zresztą jest za późno na jakiekolwiek kluczowe zmiany w konstrukcji F9 i FH.

Zostaje trzymać kciuki że po próbie pierwszego startu StarShipa nie będą budować Stage 0 od nowa

Wcale się nie zdziwię jak tu nagle Elon wyskoczy z prostszym silnikiem do StarShipa :)

Offline 19Grzesiek77

  • Pełny
  • ***
  • Wiadomości: 105
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Rakiety
« Odpowiedź #25 dnia: Styczeń 16, 2022, 18:43 »
Większe osłony zgoda, zwłaszcza dla FH. Jednak Musk wybrał drogę zastąpienia wszystkich swoich rakiet Starshipem i chyba nic nie jest w stanie go zawrócić .

Teraz zresztą jest za późno na jakiekolwiek kluczowe zmiany w konstrukcji F9 i FH.

Zostaje trzymać kciuki że po próbie pierwszego startu StarShipa nie będą budować Stage 0 od nowa

Wcale się nie zdziwię jak tu nagle Elon wyskoczy z prostszym silnikiem do StarShipa :)

Mam na myśli prostszego Raptora:)

Offline robinson

  • Senior
  • ****
  • Wiadomości: 619
  • LOXem i ropą! ;)
Rakiety
« Odpowiedź #26 dnia: Styczeń 16, 2022, 18:59 »
W sumie to już to zrobił , Raptor 2 jest podobno dużo prostszy niż 1.
Niestety na yt lub twit widziałem film z testów sprzed dwóch dni gdzie próba skończyła się na zielono. Silnik spalił sam siebie. Czyli wniosek jest że problem występuje dalej. Cóż pozostaje czekać

Offline Borys

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 2340
Odp: Rakiety
« Odpowiedź #27 dnia: Styczeń 16, 2022, 19:22 »
Jeszcze do poprzedniej wypowiedzi coś dodam.
Chodzi mi o silniki na nafta/tlen . Skoro mają bardzo dobrze opanowaną produkcje merlinów - to czy nie można by na tej bazie stworzyć silnika tylko o wiele większego ? czyli przeskalować wszystko w górę ?

Można. Dlaczego metan zamiast nafty? Silnik rakietowy podczas pracy musi być chłodzony, co uzyskuje się poprzez przepływ paliwa w kanałach chłodzących wokół zespołu komorowo-dyszowego. Problem w tym, że podgrzana nafta kopci, a  powstająca przy tym sadza zatyka kanały chłodzące. W przypadku wielokrotnego użytku trzeba się liczyć z koniecznością systematycznej rozbiórki i czyszczenia takiego silnika. Dlatego proste węglowodory są lepsze (nie kopcą).

Offline Borys

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 2340
Odp: Rakiety
« Odpowiedź #28 dnia: Styczeń 16, 2022, 19:26 »
Pozostaje z miejsca fundamentalne pytanie: dlaczego rakiety na metan wchodzą dopiero teraz?

Ze względu na wielorazowość.

Offline 19Grzesiek77

  • Pełny
  • ***
  • Wiadomości: 105
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Rakiety
« Odpowiedź #29 dnia: Styczeń 16, 2022, 19:31 »
Jeszcze do poprzedniej wypowiedzi coś dodam.
Chodzi mi o silniki na nafta/tlen . Skoro mają bardzo dobrze opanowaną produkcje merlinów - to czy nie można by na tej bazie stworzyć silnika tylko o wiele większego ? czyli przeskalować wszystko w górę ?

Można. Dlaczego metan zamiast nafty? Silnik rakietowy podczas pracy musi być chłodzony, co uzyskuje się poprzez przepływ paliwa w kanałach chłodzących wokół zespołu komorowo-dyszowego. Problem w tym, że podgrzana nafta kopci, a  powstająca przy tym sadza zatyka kanały chłodzące. W przypadku wielokrotnego użytku trzeba się liczyć z koniecznością systematycznej rozbiórki i czyszczenia takiego silnika. Dlatego proste węglowodory są lepsze (nie kopcą).

Ten problem też występuje w Falconach 9 ?

Polskie Forum Astronautyczne

Odp: Rakiety
« Odpowiedź #29 dnia: Styczeń 16, 2022, 19:31 »