Super Heavy (BFR)
- Ketivab
- Správce profilu na Twitteru
- Příspěvky: 525
- Reputace: 1
- Bydliště: Země
- Registrován: 10.11.2016 16:27
Re: BFR - Big "Falcon" Rocket ?
Starship bude prý vypadat jako "tekuté stříbro" a nebude potřebovat žádnou pasivní tepelnou ochranu (Pica-X). Spodní část lodi má být chlazená aktivně pomocí kapalného metanu.
Naposledy upravil(a) Ketivab dne 25.12.2018 10:19, celkem upraveno 1 x.
Re: BFR - Big "Falcon" Rocket ?
Jsem zvědavý jak to bez PICA-X zvládnou.
Re: BFR - Big "Falcon" Rocket ?
To se mi nezdá. Jsem zvědavý jak to takto zvládnou. A co vršek lodi, tam bude namáhání při brzdění o atmosféru menší, že nebude nutno nijaké chlazení? Kdyby to bylo zcela i bez slabé vrstvy tepelného štítu.
- petrsida
- Zkušený inženýr kosmonautiky
- Příspěvky: 3884
- Reputace: 3050
- Bydliště: Lysá nad Labem, Tanvald
- Registrován: 27.1.2012 22:17
Re: BFR - Big "Falcon" Rocket ?
todtv píše:To se mi nezdá. Jsem zvědavý jak to takto zvládnou. A co vršek lodi, tam bude namáhání při brzdění o atmosféru menší, že nebude nutno nijaké chlazení? Kdyby to bylo zcela i bez slabé vrstvy tepelného štítu.
V tom tweetu to píše: zrcadlový povrch, horní část nepotřebuje nic dalšího, spodní aktivně chlazená tekutým metanem
To je přesně to co jsem myslel
Ocel vydrží hrozně moc, v kombinaci se zrcadlovým povrchem a aktivním chlazením by vlastně nebyl třeba žádný tepelný štít
To se pak nedivím, že jim to vychází líp, jak kompozity
Pokud se jim tohle povede, tak to bude průlom
- Pospíšil
- Velezkušený znalec kosmonautiky
- Příspěvky: 10833
- Reputace: 10283
- Bydliště: Pardubice
- Registrován: 22.7.2012 19:00
Re: BFR - Big "Falcon" Rocket ?
Jj, něco v tomto stylu, right?petrsida píše:Ocel vydrží hrozně moc, v kombinaci se zrcadlovým povrchem a aktivním chlazením by vlastně nebyl třeba žádný tepelný štít
---
"Mystery creates wonder and wonder is the basis of man's desire to understand." Neil Armstrong
"Mystery creates wonder and wonder is the basis of man's desire to understand." Neil Armstrong
- Ketivab
- Správce profilu na Twitteru
- Příspěvky: 525
- Reputace: 1
- Bydliště: Země
- Registrován: 10.11.2016 16:27
Re: BFR - Big "Falcon" Rocket ?
Ten termín horní a spodní část lodi je možná trochu zavádějící. Je to myšleno takto:
- Spodní - Windward - návětrná strana - ta strana lodi (cca polovina), která bude přímo narážet do atmosféry - nejde tedy jen o celé nádrže, ale o polovinu nádrží a polovinu nákladové sekce (kde bude muset být aktivní chlazení také umístěno).
- Horní - Leeward - závětrná - opačná strana, která bude "ve stínu" a nebude se zahřívat
- petrsida
- Zkušený inženýr kosmonautiky
- Příspěvky: 3884
- Reputace: 3050
- Bydliště: Lysá nad Labem, Tanvald
- Registrován: 27.1.2012 22:17
Re: BFR - Big "Falcon" Rocket ?
MP: yaah, right, a komu by se to nelíbilo, tak není fanoušek scifi
Jenom mě zaráží, že ve scifi filmu to použijí a v reálu to nikdo ani nezkusil
Ketivab: jo, přesně, tak je to lepší
Jenom mě zaráží, že ve scifi filmu to použijí a v reálu to nikdo ani nezkusil
Ketivab: jo, přesně, tak je to lepší
Re: BFR - Big "Falcon" Rocket ?
Takže na nábežně straně by měla stačit vyleštěná ocel a aktivní chlazení potrubím/mezipláštěm metanem? Hmm dokud to neuvidím, tak neuvěřím.
1. Bude mě zajímat jak to bude řešeno u náběžných hran apod namáhaným částech konstrukce.
2. Velmi lesklý povrch bude potřebné po čase obnovovat - ale iv oceli řady 300 (které zahrnují široký rozsah podtříd a složení) je např. 18 - 30% Cr a povrch se počase i bez abraze částic větších/menších z atmosféry pokryje určitou vrstvičkou oxidů chromu. Leda by byl povrch upraven, resp. podtřída 300 typu v lesklosti a otěruvzdornosti jako např. každý známe z domova vodovodní baterie, které jsou stále velmi lesklé, a musí být taky pevně za nízkých a vysokých teplot.
3. Odvádění tepla z lesklého rozžhaveného povrchu chlazením metanem obdobně asi jako u trysek raket. motorů - buď chladící meziplášť neho hustá síť potrubí, případně jakoby skládaný dvouplášť s kanálky, a to po snad skoro polovině povrchu lodě. A s tím spojené jak moc toto ohřeje celkově použivaný metan - během této fáze asi nebude spalován v motorech jako při chlazení trysech - pasivní brzdící fáze. Tedy ohřátý metan půjde do nádrže, kde zbytek metanu ohřeje a vzroste jeho tlak.
Pokud se jim toto takto podaří vyřešit a bude to opakovaně fungovat bez tepelného štítu, tak potom kloubouk dolu.
1. Bude mě zajímat jak to bude řešeno u náběžných hran apod namáhaným částech konstrukce.
2. Velmi lesklý povrch bude potřebné po čase obnovovat - ale iv oceli řady 300 (které zahrnují široký rozsah podtříd a složení) je např. 18 - 30% Cr a povrch se počase i bez abraze částic větších/menších z atmosféry pokryje určitou vrstvičkou oxidů chromu. Leda by byl povrch upraven, resp. podtřída 300 typu v lesklosti a otěruvzdornosti jako např. každý známe z domova vodovodní baterie, které jsou stále velmi lesklé, a musí být taky pevně za nízkých a vysokých teplot.
3. Odvádění tepla z lesklého rozžhaveného povrchu chlazením metanem obdobně asi jako u trysek raket. motorů - buď chladící meziplášť neho hustá síť potrubí, případně jakoby skládaný dvouplášť s kanálky, a to po snad skoro polovině povrchu lodě. A s tím spojené jak moc toto ohřeje celkově použivaný metan - během této fáze asi nebude spalován v motorech jako při chlazení trysech - pasivní brzdící fáze. Tedy ohřátý metan půjde do nádrže, kde zbytek metanu ohřeje a vzroste jeho tlak.
Pokud se jim toto takto podaří vyřešit a bude to opakovaně fungovat bez tepelného štítu, tak potom kloubouk dolu.
- petrsida
- Zkušený inženýr kosmonautiky
- Příspěvky: 3884
- Reputace: 3050
- Bydliště: Lysá nad Labem, Tanvald
- Registrován: 27.1.2012 22:17
Re: BFR - Big "Falcon" Rocket ?
todtv píše:Takže na nábežně straně by měla stačit vyleštěná ocel a aktivní chlazení potrubím/mezipláštěm metanem? Hmm dokud to neuvidím, tak neuvěřím.
1. Bude mě zajímat jak to bude řešeno u náběžných hran apod namáhaným částech konstrukce.
2. Velmi lesklý povrch bude potřebné po čase obnovovat - ale iv oceli řady 300 (které zahrnují široký rozsah podtříd a složení) je např. 18 - 30% Cr a povrch se počase i bez abraze částic větších/menších z atmosféry pokryje určitou vrstvičkou oxidů chromu. Leda by byl povrch upraven, resp. podtřída 300 typu v lesklosti a otěruvzdornosti jako např. každý známe z domova vodovodní baterie, které jsou stále velmi lesklé, a musí být taky pevně za nízkých a vysokých teplot.
3. Odvádění tepla z lesklého rozžhaveného povrchu chlazením metanem obdobně asi jako u trysek raket. motorů - buď chladící meziplášť neho hustá síť potrubí, případně jakoby skládaný dvouplášť s kanálky, a to po snad skoro polovině povrchu lodě. A s tím spojené jak moc toto ohřeje celkově použivaný metan - během této fáze asi nebude spalován v motorech jako při chlazení trysech - pasivní brzdící fáze. Tedy ohřátý metan půjde do nádrže, kde zbytek metanu ohřeje a vzroste jeho tlak.
Pokud se jim toto takto podaří vyřešit a bude to opakovaně fungovat bez tepelného štítu, tak potom kloubouk dolu.
Náběžná hrany by neměly dělat problém, v téhle fázi letu budou schované, respektive připažené k tělu
Metan při chlazení se bude ohřívat, ale to by nemělo dělat problém, nádrže budou skoro prázdné a tlakovat je stejně chtěli ohřátým metanem
Nejvíc namáhány by měl být čumák lodě
Re: BFR - Big "Falcon" Rocket ?
Přece jen pracuji v technologické firmě, takže v rámci měření teplot apod, ale na vlnové délce kolem 10 um jsem se zabýval odrazivostí materiálů Např. od vlnové délky cca 600 nm výše je už v odrazivosti nejlepší zlatý povrch (tedy se nedívím krátké informaci, že okna mohou být pokryta/zakryta tenkou vrstvou zlata třeba jen ve fázi brzdění o atmosféru).
U tohoto řešení jde o max efektivnost odrazu tepelného záření šokové vlny při brzdění. Např. pokud má šoková/rázová vlna nad povrchem rakety efektivní teplotu 2000 K, tak jsme s maximem vyzařování kolem 1000 nm (1um) a tam už může být lepší v odrazivosti vyleštěný zlatý povrch - ale není moc abrazivně odolný (prach apod. v atmosférách) proti vyleštěné nerez oceli.
Při takových energiích může být velký rozdíl mezi odrazivostí 99 % oproti 98 % - na povrch působí při 98 %ní odrazivosti 2x větší tepelná radiace než při 99 %ní odrazivosti (2% zbytku tepelné radiace proti 1 %). Proto má např. James Webb teleskop, který bude pracovat v IČ oblasti zlaté zrcadlo. Takže z tohoto hlediska musí i drobet vědět charakteristiku odrazivosti použité nerez oceli dle vlnové délky záření - dimenzování chlazení se pak může značně lišit v 10sítkách % až v násobcích.
Jinak jsem si všiml, že část lidí diskutuje použití brzdění motory před vstupem do atmosféry. Neuvědumují si, že např. zpomalení tělesa o např. 10 km/s v ideálním případě sebere stejné množství paliva jako jeho urychlení o 10 km/s!
Brždění o atmosféru, pokud máte vyřešenou výdrž bržděného tělesa v extrémních podmínkách, vlastně nespotřebuje cenné palivo na snižení rychlosti, ale energie potřebná na snížení rychlosti se NEpřenese na práci raketových morů - na/z energie paliva, ale na vytvoření rázové vlny a její zahřátí a vyzařování tepla z velké části do okolí, čímž se ušetří velké množství paliva srovnatelné s urychlením na původní rychlosti o kolik se tímto těleso zpomalí. Energie o kterou je nutno zpomalit se tak předá energii částic okolní atmosféry + nové vzniklému záření. Stejně jako když zabrzdíte auto, tak se energie pohybu auta předá ohřátým brzdným destičkám, ohřátému vzduchu okolo, rozprášení části meteriálu kolem brzdných destiček a kotoučů do okolí + ohřátí pneumatik a vzduchu v nich a ohřátí povrchu silnice a nikoliv aby jste na to plácali benzín z obrácení tahu motoru na zpomalení. Ale samozřejmě toto musí brzdné destičky, brzdící kotouč, pneumatiky atd. vydržet, takže nemůžete mít na autě obyčejná dřevěná kola s kaučukovou levnou hadicí.
Samozřejmě cenou je vyšší investiční náročnosti - nutná vyšší odolnost rakety za extrémních podmínek.
EDIT: Pro posouzení vhodnosti chlazení metanem. Měrná tepelná kapacita kapalné vody je 4,18 kJ/(kg*K). U kapalného metanu se to dle podmíněk může pohybovat od 2 do 3 kJ/(kg*K). Jeho hustotä je kolem 0,44 kg/l. Takže metan na tom není na chlazení tak úplně špatně. Např. měrná tepelná kapacita železa je 0,45 kJ/(kg*K). Co se týče výparného tepla x chlazení, tak tam jsme o 3 řády výše v MJ/kg, ale jak se při chlazení změní metan na plyn, tak už se zhoršuje přestup tepla stěna+plynná fáze apod. proti stěna + kapalná fáze. Taky objem methanu se vypařením zvýší o 3 řády při stejném tlaku (hustota vypařením při tlaku 1 atmosféry klesne z asi 440 kg/m3 na 0,7 kg/ m3).
U tohoto řešení jde o max efektivnost odrazu tepelného záření šokové vlny při brzdění. Např. pokud má šoková/rázová vlna nad povrchem rakety efektivní teplotu 2000 K, tak jsme s maximem vyzařování kolem 1000 nm (1um) a tam už může být lepší v odrazivosti vyleštěný zlatý povrch - ale není moc abrazivně odolný (prach apod. v atmosférách) proti vyleštěné nerez oceli.
Při takových energiích může být velký rozdíl mezi odrazivostí 99 % oproti 98 % - na povrch působí při 98 %ní odrazivosti 2x větší tepelná radiace než při 99 %ní odrazivosti (2% zbytku tepelné radiace proti 1 %). Proto má např. James Webb teleskop, který bude pracovat v IČ oblasti zlaté zrcadlo. Takže z tohoto hlediska musí i drobet vědět charakteristiku odrazivosti použité nerez oceli dle vlnové délky záření - dimenzování chlazení se pak může značně lišit v 10sítkách % až v násobcích.
Jinak jsem si všiml, že část lidí diskutuje použití brzdění motory před vstupem do atmosféry. Neuvědumují si, že např. zpomalení tělesa o např. 10 km/s v ideálním případě sebere stejné množství paliva jako jeho urychlení o 10 km/s!
Brždění o atmosféru, pokud máte vyřešenou výdrž bržděného tělesa v extrémních podmínkách, vlastně nespotřebuje cenné palivo na snižení rychlosti, ale energie potřebná na snížení rychlosti se NEpřenese na práci raketových morů - na/z energie paliva, ale na vytvoření rázové vlny a její zahřátí a vyzařování tepla z velké části do okolí, čímž se ušetří velké množství paliva srovnatelné s urychlením na původní rychlosti o kolik se tímto těleso zpomalí. Energie o kterou je nutno zpomalit se tak předá energii částic okolní atmosféry + nové vzniklému záření. Stejně jako když zabrzdíte auto, tak se energie pohybu auta předá ohřátým brzdným destičkám, ohřátému vzduchu okolo, rozprášení části meteriálu kolem brzdných destiček a kotoučů do okolí + ohřátí pneumatik a vzduchu v nich a ohřátí povrchu silnice a nikoliv aby jste na to plácali benzín z obrácení tahu motoru na zpomalení. Ale samozřejmě toto musí brzdné destičky, brzdící kotouč, pneumatiky atd. vydržet, takže nemůžete mít na autě obyčejná dřevěná kola s kaučukovou levnou hadicí.
Samozřejmě cenou je vyšší investiční náročnosti - nutná vyšší odolnost rakety za extrémních podmínek.
EDIT: Pro posouzení vhodnosti chlazení metanem. Měrná tepelná kapacita kapalné vody je 4,18 kJ/(kg*K). U kapalného metanu se to dle podmíněk může pohybovat od 2 do 3 kJ/(kg*K). Jeho hustotä je kolem 0,44 kg/l. Takže metan na tom není na chlazení tak úplně špatně. Např. měrná tepelná kapacita železa je 0,45 kJ/(kg*K). Co se týče výparného tepla x chlazení, tak tam jsme o 3 řády výše v MJ/kg, ale jak se při chlazení změní metan na plyn, tak už se zhoršuje přestup tepla stěna+plynná fáze apod. proti stěna + kapalná fáze. Taky objem methanu se vypařením zvýší o 3 řády při stejném tlaku (hustota vypařením při tlaku 1 atmosféry klesne z asi 440 kg/m3 na 0,7 kg/ m3).