Obecné otázky o kosmonautice

[rexino]

Zdravím opäť mám otázku hlavne k raketám.
Ako sa udržiava teplota napr. tekutého kyslíku. Zaujímalo by ma hlavne ako udržiavali takú nízku teplotu v raketách V2 kde technika nebola možno až tak pokročíla.. A taktiež ako sa teplota udržiava napr. v raketopláne ešte pri tekutom vodíku ktorý je v tekutom stave ešte chladnejší a ako sa udržiava teplota pri dlhších letoch kde musí stupeň s vodíkom a kyslíkom čakať aj 2 orbity a to aj pri slnku kde je tá teplota veľká.
Druhá otázka je ohľadom Saturnu 1. Ten bol zložený tuším z 8 rakiet redstone ale to je jedno. Ide o to že raketa redstone bežala na kyslíku a etyl alkohole. Lenže Saturn I bežal na RP-1 a kyslík. To nádrže sa medzi etyl alkoholom a leteckým petrolejom dajú len tak "vymeniť" alebo sa tam museli tie nádrže nejako upraviť čo sa týka pomeru paliva a kyslíku?

[Dugi]

K první otázce: Všechno je to hlavně o velmi důkladné izolaci. Používají se nádrže, které přïpomínají velké termosky - jsou vícevrstevné a z vnitřního prostoru je odčerpaný vzduch - vakuum izoluje. V takové nádrži se mohou několik hodin uchovávat i velmi chladné materiály.

Druhá otázka: On v podstatě není mezi těmi dvěma kapalinami žádný rozdíl. Obě jsou chemicky stálé, nejsou tolik korozivní jako třeba deriváty hydrazinu a navíc nádrž je takové "hloupé" zařízení, že toho ani moc umět nemusí. Rozdíly bychom našli až v potrubí a hlavně spalovacím zázemí.

[petrsida]

A netušíš, jak je to s objemem, ten by se teoreticky mohl lišit?

[rexino]

To ma práve zaujíma že či ten pomer kyslík/palivo je u etyl alkoholu a RP-1 rovnaký.

[Dugi]

Trochu jsem googlil a pokud srovnáme spalovací poměr mezi okysličovadlem a palivem (oxidizer to fuel ratio), výsledek je následující:

U rp-1/lox je O/F ratio 2.56
U etanol/lox je OG/ ratio 1.3

Čili rozdíl tu je, ale to se mohlo řešit třeba odlišným množství natankovaného paliva.

[Agamemnon]

potrebuješ tam hustotu ku tomu ešte... aby si vedel povedať objem...
tu je kalkulačka hustoty
http://ddbonline.ddbst.de/DIPPR105Densi ... ionCGI.exe

[Dugi]

Matika mi nikdy nešla tak snad v tom neudělám žádný kopanec.
Hustota etanolu je 788 kg/m3 při 20°C. Hustota RP-1 je při stejné teplotě 810 - 1020 kg/m3. Což je docela problém kvůli značnému rozptylu. Vezmeme tedy průměrnou hustotu 915 kg/m3.

Představme si, že máme nádrž s okysličovadlem, ve které je 50 tun lox.
Jelikož je o/f ratio u Rp-1 2,56, pak bude 50 tun lox stačit na 19 tun rp-1. Tohle množství bude zaujímat objem 20,87 m3.
O/f ratio u etanolu je 1,3, takže 50 tun lox bude stačit na 38 tun etanolu. Ten bude zaujímat objem 48 m3.

Dokážu si představit, že u Saturnu se prostě natankovala nádrž s kyslíkem ne do plna - tím se zároveň ušetřila hmotnost, která byla vyvážená větší účinností RP-1.
Rozptyl u hustoty RP-1 v tom dělá docela nepořádek. Při započítání nejnižší uváděné hustoty by 50 tun lox vystačilo na 23 m3 rp-1, u nejvyšší hustoty by pak vydalo na 18,6 m3 rp-1. jen doufám, že jsme to všechno spočítal dobře.

P.S. Svou roli v tom hraje i teplota, která ovlivňuje hustotu paliva.

[rexino]

Fuha Dugi vďaka za vyčerpávajúcu odpoveď Tak to je ale zaujímavé, oplatilo sa im teda tam mať viac "mrtvej hmotnosti" ako trocha pozmeniť nádrže?

[Dugi]

Hlavně věděli, že Saturn 1 je pouze mezistupeň, dočasné provizorium, protože chystali Saturn 5.

[Raul]

Redstone nepoužíval 100% etanol, ale směs 75% etanolu a 25% vody. Takže hustota cca 841 kg/m3.


Redstone měl v jedné nádrži odděleny přepážkou 5,051 tun (6m3) paliva a 11,47 tun (10m3) kyslíku.

Prví stupeň Saturnu 1 měl velkou centrální nádrž na LOX + další 4 prodloužené Redstone nádrže na LOX a 4 prodloužené Redstone nádrže na kerosen. Celkový objem pak 155m3 kerosenu a 250m3 kyslíku.