N-1 potencial

Název mluví za vše

N-1 potencial

Příspěvekod BlackSheepOI2 » 31 črc 2017, 14:58

Zdravím raketových nadšencov.
Pri prehľadávaní zdrojov ohľadom N-1 rakety som natrafil na celkom zaujímavé vizualizácie
https://vimeo.com/124032359

S trendom SpaceX Falconu - viacmotorovej rakety, so všetkými pozitívami aj negatívami, ktoré to prináša, by som rád vedel, prečo vlastne N-1 konštrukčne neuspela. (Všeobecne nie historicky...)
Porovnaním jednotlivých stupňov - každý vychádza ako výkonnejší než konkurent Saturn V a aj napriek tomu užitočné zaťaženie bolo menšie.
Nie som odborník ale pri ódach na NK-15 resp. NK-33 by som rád vedel v čom tkvie rozdiel.

Otázkou ostáva, mal by podobný koncept v dnešnej dobe šancu, alebo ide už o dávno prekonanú konštrukciu?

Online výpočet výkonov rakety sa mi nepodarilo vyplniť na základe informacií, ktoré som bol schopný nájsť na internete. Užitočné zaťaženie 75ton vzhľadom na rozmery rakety a použitý počet stupňov, sily motorov mi príde nejaké nízke.


ďakujem za vysvetlenie.
šetrite ma, som laik nie odborník :oops:
BlackSheepOI2
Zájemce o vesmír
Zájemce o vesmír
 
Příspěvky: 93
Registrován: 22 úno 2017, 09:42

Re: N-1 potencial

Příspěvekod rexino » 31 črc 2017, 15:25

Vyjadrím sa iba k pár veciam.

-Saturn vedel vyniesť viac nákladu na orbit, pretože 2. a 3. stupeň používal ako palivo tekutý vodík a tekutý kyslík. Takéto stupne sú efektívnejšie ako tie, čo používajú tekutý kyslík a letecký petrolej (RP-1) (samozrejme je v tom viac faktorov... všeobecne je ale na stupeň, ktorý pracuje už vo vákuu najefektívnejší práve vodík a kyslík). Je to zložitejšia technológia a Rusi na to nemali čas a peniaze. Rusi sa veľmi dlho vyhýbali raketám s tekutým vodíkom. NK-33 používali tzv. Staged combustion cycle, čo je spaľovanie o väčšej efektivite, viac nech povedia odborníci, ja sa do toho rozumiem málo. Každopádne aj najefektívnejšie spaľovanie RP-1 a tekutého kyslíka je menej efektívne ako stupne s vodíkom. Efektivita motora sa meria tzv. špecifickým impulzom (čo to je a prečo to je v sekundách čítaj tu alebo tu , opäť sa necítim byť schopný to dobré vysvetliť) a NK-33 ma hodnotu 331s vo vákuu, J-2 (motory 2. a 3. stupňa Saturnu) majú túto hodnotu 421s vo vákuu čo je značný rozdiel. Horné stupne N1 mali trocha lepšie motory, ale stále sa dostali max na hodnotu 353s.

-N1 zlyhala aj kvôli tomu, že stupeň ako celok sa testoval prvý krát priamo pri štarte a pokiaľ viem aj niektoré motory mali prvý zážih až na rakete. Bol to klasický prístup ku konštrukcii u sovietov a na iný prístup peniaze nemali. Skúšali to, až kým to nepoletelo. Naopak Saturn V bol ako celok pred štartom testovaný. Počas prvých štyroch štartov sa vyriešilo veľa múch (ak ťa zaujíma viac, odporúčam tento dokument) a niektorí hovoria, že piaty štart by sa už možno podaril... kto vie.

-Áno, podľa mňa to dnes šancu má. Na tú dobu bolo vyriešiť riadenie toľkých motorov naraz takmer nadľudská úloha. Dnes sa už všetko testuje oveľa dokonalejšie. Muskova BFR má mať až 42 motorov.
"Sľúbili ste mi kolónie na Marse. Namiesto toho som dostal Facebook." Buzz Aldrin
Uživatelský avatar
rexino
Znalec vesmíru
Znalec vesmíru
 
Příspěvky: 619
Registrován: 13 kvě 2013, 15:00

Re: N-1 potencial

Příspěvekod Dugi » 31 črc 2017, 15:41

Podtrhl bych třetí bod, který jsi vypsal. Tehdejší technika (počítače se rodily) nebyla schopná uřídit takové množství motorů a vyladit jejich chod. Použití mnoha motorů místo několika větších bylo dáno tím, že Rusové nezvládali vyrobit velké motory. Ale na řízení mnoha malých jim zase nestačily počítače.
Obrázek

"Země je kolébkou života, ale nelze žít věčně v kolébce ..." - Konstantin Eduardovič Ciolkovskij
Uživatelský avatar
Dugi
Administrátor
Administrátor
 
Příspěvky: 23302
Registrován: 23 říj 2009, 15:36
Bydliště: Jihlava

Re: N-1 potencial

Příspěvekod Samo » 31 črc 2017, 15:44

Ďalšia vec okrem efektívnejších stupňov je že N-1 mala gulové nádrže a potrebovali ešte kus materiálu na spojenie Saturn V mal nádrže v 2. a 3. stupni spojené a palivo od okyslicovadla delila len jedna stena čo ušetrilo celokm dosť na hmotnosti aj keď s tým isté problémy boli.
"When you wish upon a falling star, your dreams can come true. Unless it's really a meteor hurtling to the Earth which will destroy all life. Then you're pretty much hosed, no matter what you wish for. Unless it's death by meteorite."
Uživatelský avatar
Samo
Zkušený vesmírný veterán
Zkušený vesmírný veterán
 
Příspěvky: 1074
Registrován: 29 srp 2015, 22:52

Re: N-1 potencial

Příspěvekod Amper » 31 črc 2017, 16:35

Myslim ze problem nebyl v tehdejsich pocitacich obecne ale v tehdejsich pocitacich dostupnych v SSSR. Vzhledem k tomu ze podle Stalinova vyjadreni "kybernetika je buržoazní pavěda" je jasne ze se vyvoj v tedle oborech dost zbrzdil. Plus to brzdilo i to ze neexistoval poradny trh domaci elektroniky a tudiz nebyla k disposici vyvojova zakladna soukromych firem z cehoz pak tezil cely stat.
Uživatelský avatar
Amper
Zkušený vesmírný veterán
Zkušený vesmírný veterán
 
Příspěvky: 1721
Registrován: 20 črc 2012, 12:53
Bydliště: Plzeň

Re: N-1 potencial

Příspěvekod Map » 01 srp 2017, 02:29

Já si zase myslím, že by to nakonec sověti zvládli (při posledním pokusu jim chybělo jen 7 sekund do konce činnosti neotestovaného prvního stupně). Se ztrátami se v SSSR vždycky počítalo. Vždyť plánovali 10 "vývojových" startů. Podle mého důvod, proč N-1 nakonec neuspěla byl druhý start a zničení rampy a tím nucená přestávka téměř 2 roky. Z toho pak vyplynula ztráta politické podpory (vždyť američané tam už byli), odvolání Myšina a likvidace Gluškem nenáviděného lunárního programu.
Map
Vesmírný nováček
Vesmírný nováček
 
Příspěvky: 9
Registrován: 11 čer 2017, 22:56

Re: N-1 potencial

Příspěvekod Alchymista » 01 srp 2017, 07:19

Jeden z problémov rakety N-1 bol v tom, že sa vyrábala priamo na Bajkonure, kde sa snažili vybudovať výrobné zázemie. Z toho vyplýva aj kvalita práce pri montáži.
A tiež "šetrenie na nesprávnom mieste" v podobe značne obmedzeného rozpočtu na testy a skúšky - to sa tiež nakoniec vypomstilo.
Alchymista
Zkušený vesmírný badatel
Zkušený vesmírný badatel
 
Příspěvky: 535
Registrován: 14 zář 2016, 01:01

Re: N-1 potencial

Příspěvekod BlackSheepOI2 » 01 srp 2017, 10:58

ďakujem všetkým za komenty:

@rexino Väťčšinu z lodkazov som už prebehol.
Mňa skôr zaujíma 3stupňová raketa s menej výkonným prvým stupňom vs. 4stupňová s supervýkonným prvým stupňom.

Súhrne:
K Ruskému prístupu - nechcem to otvárať, bavím sa o technickej rovine rakety ako takej. 8-)
- Štartovacia rampa vyzerala impozantne.
-Zdvyh rakety na ňu je tiež by som povedal špecialita Ruskej školy.

N-1 - žiaden let nebol úspešný. Zlyhala stále pri prvom stupni. Prisudzuje sa to vypnutiu motorov a rázovej vlne v palivovej sústave.
Žeby rusy neriešili postupné vypínanie, resp. zanedbali takýto detail? Predpokladam, že skúsenosti mali. Podobné problémy by mali mať všetky viacmotorové jednotky, aj dnešný Falcon 9. Niekde sa spomína, že problém bol spôsobený centrálne umiestnenými jednotkami, viete mi to objasniť? :krčící rameny:

Vrchné stupňe síce boli slabšie, resp. menej efektívnejšie ako na Saturne, ale zasa to kompenzovali ďalším stupňom. Alebo to chápem zle?
Mali pripravenú aj nápravu - RD-57, ten by priniesol zlepšenie, len nikde som sa nestretol s parametrami pre tento typ motora.

K nádržiam. Predpokladám, že celý konštrukčný návrh bol jednoduchý, teda aj nádrže neboli niečim výnimočné. Len celkom nechápem prečo by malo toto riešenie byť o toľko slabšie v porovnaní so Saturn V.

V dnešnej podobe - náhrada týchto nádrží za kompozitné a la Falcon - znamenalo by to riešenie na odľahčenie konštrukcie a zvýšenie výkonu?

Trend u SpaceX predpoklada skôr 1stupňovú raketu, čo by malo byť menej efektívne ako viacstupňová raketa. N-1 je pre mňa vzorom stupňovania, ale tie výkony sú také nejaké diskutabilne aj na teoretickej úrovni.

Vidíte to ináč?

odporúčam:

http://www.b14643.de/Spacerockets_1/
BlackSheepOI2
Zájemce o vesmír
Zájemce o vesmír
 
Příspěvky: 93
Registrován: 22 úno 2017, 09:42

Re: N-1 potencial

Příspěvekod rexino » 01 srp 2017, 13:51

Saturn mal väčšie stupne, neboli rovnakej veľkosti. Tam kde mal Saturn 3. stupeň, tam mala N1 už lunar lander. Všimni si o koľko je 1. stupeň Saturnu väčší.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f7/N1%2BSaturn5.jpg/800px-N1%2BSaturn5.jpg

-Pri každej nehode bol problém iný. Raz sa tuším dostala do motora nečistota. Pri poslednom teste sa prejavila trocha iná vec. Nevypínali sa všetky motory naraz. Pri lete sa malo vypnúť centrálnych 6 motorov, aby sa zmiernili následky Max Q na raketu. Keďže raketu na zemi netestovali, netušili čo to spraví. Spôsobilo to hydraulicky šok a ďalej už históriu poznáme.

-To riešenie s nádržou bolo slabšie, lebo bolo ťažšie a teda raketa musela hore ťahať viac.

-Môžeme stupňovať koľko chceme, efektivita motoru vždy dosť zaváži. Vo vákuu je jednoducho efektívnejší vodík namiesto RP-1. Európa s Ariane 5 má horný stupeň s vodíkom, Atlas V tiež, Delta IV je okrem SRB celá vodíková, Indovia majú horný stupeň s vodíkom tiež a môžem pokračovať ďalej. Väčšina novších heavy-lift rakiet sa robí ako stupne na vodík + rakety na tuhé palivo. SLS, raketoplán tak fungoval, ruská Energia fungovala podobne, akurát oni mali urýchľovacie bloky na RP-1. Čo je lepšie je ťažko povedať. Musk to robí s jedným stupňom kvôli znovupoužiteľnosti. Ak by mal hore ťahať 4 stupne a každý pristávať osobitne, každý by musel mať samostatný tepelný štít a to je veľa váhy navyše. To by určite nebolo viac efektívne. A viac stupňov znamená viac vývoja atď..
"Sľúbili ste mi kolónie na Marse. Namiesto toho som dostal Facebook." Buzz Aldrin
Uživatelský avatar
rexino
Znalec vesmíru
Znalec vesmíru
 
Příspěvky: 619
Registrován: 13 kvě 2013, 15:00

Re: N-1 potencial

Příspěvekod Alchymista » 01 srp 2017, 21:58

K porovnávaniu SaturnV a N-1ešte jednu vec:
Vodíkové stupne "klamú telom" - vyzerajú síce mohutne, ale keďže vodík je veľmi ľahký aj ako tekutý, len cca 70kg/m3 - takže stredná hustota palivovej zmesy LH/LOX je cca 0,27-0,33/cm3 - menej než jedna tretina RP/LOX. Takže vodíkový stupeň je pri nejakej hmotnosti paliva zhruba o štvrtinu až tretinu výkonnejší (Isp 350sec vs 450sec), ale má najmenej tri krát väčšie nádrže (a "hrubšie izolácie" na vodíkovej nádrži).
Alchymista
Zkušený vesmírný badatel
Zkušený vesmírný badatel
 
Příspěvky: 535
Registrován: 14 zář 2016, 01:01

Další

Zpět na Volná diskuse

Kdo je online

Uživatelé procházející toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 2 návštevníků