Мобильная версия
Войти

Все форумы
Авиационный
Сослуживцы
Авторские

SpaceX Dragon v2

 ↓ ВНИЗ

1234

DmitryBurkow
Старожил форума
11.06.2014 12:20
Old Cap, ну разумеется речь идёт о самом материале, а не защитном слое. Надо заметить, этот слой боросиликатного стекла наносится только с внешней стороны, служит для механической защиты и в общем-то не участвует в процессах теплопереноса.
DmitryBurkow
Старожил форума
11.06.2014 12:23
P.S. но это стекло участвует в процессе нагрева. Именно оно нагревается, а сама плитка служит барьером между стеклом и корпусом корабля. На нижней стороне корабля стекло покрашено в чёрный цвет для охлаждения излучением. Так что сам тепловой щит шаттла имеет толщину всего в несколько миллиметров, а остальная толщина плиток это изоляция щита от корабля. http://upload.wikimedia.org/wi ...
neustaf
Старожил форума
11.06.2014 12:38
to DmitryBurkow:

ваше посты интереснио читать, они очень информативны, спасибо.
с этим вашим утверждением трудно не согласится,

С КК всё сложнее, ему на этапе входа некуда рассеивать тепло и оно распределяется по нему. Но общий нагрев невелик, и сразу после торможения это тепло уходит в окружающий воздух.


а мой пост примерно того же содержания

neustaf:
а куда вся энергия уйдет на этапе торможения? только вовнутрь



вы сразу воспряняли в штыки

DmitryBurkow:

Неверно. Тепловая энергия не идёт внутрь корабля


DmitryBurkow
Старожил форума
11.06.2014 12:45
У вас лишнее слово "вся", а у меня не хватает слова "почти" :)
neustaf
Старожил форума
11.06.2014 13:03
DmitryBurkow:

У вас лишнее слово "вся", а у меня не хватает слова "почти" :)
//////

но к общему же решению мы прийдем - создание только тугоплавкового щита с условной температуров в 3000К не спасут КК от перегрева.
Саша1234
Старожил форума
11.06.2014 13:06
2 DmitryBurkow:
Это немного, но у Аполлона тепловой щит абляционный, так что излучение уносит лишь небольшую часть тепла. Думаю, полная энергия, снимаемая тепловым щитом (излучение + абляция) подходит к сотне мегаватт.

Можно же просто посчитать: СА Аполлона рассеивал около 700МВт. И менее 10% за счет излучения, остальное за счет абеляции.
В полтора раза тяжелый Дракон должен будет рассеивать под 1ГВт. И Вы желаете делать это полностью излучением.
Теплоизоляцию этого раскаленного вольфрама сделать можно. Но придем к хрупкой и капризной изоляции Бурана/Шаттла.
DmitryBurkow
Старожил форума
11.06.2014 13:23
Ну почему же? Давайте рассмотрим...

Схема: тепловой щит, за ним изолятор, за ним корабль. Эти схемы уже работают и сомневаться в этом не приходится.

Вводные данные: есть виртуальный корабль с такой схемой, который уже летает. Тепловой щит выдерживает 2000K, корабль при входе нагревается на 30 градусов.

Задача: прикинуть тепловые параметры вдвое более тяжёлого корабля.

Упрощения: Профиль входа считаем тем же, тепло, передаваемое кораблю не учитываем.

1) Масса вдвое больше, следовательно и энергия, которую надо рассеивать, вдвое больше.

2) Энергия излучения это 4 степень от температуры, следовательно, чтобы рассеять вдвое больше энергии нужна температура теплового щита на 19% выше (2400K).

3) Теплопередача теплопроводностью зависит оттемпературы линейно, так что корабль получит на 19% больше тепловой энергии.

4) Корабль весит вдвое больше, следовательно его нагрев составит 60% в сравнении с исходным, т.е. 18 градусов (сюрприз!) даже без изменения системы теплоизоляции.


Вывод1: если на 19% увеличить жаропрочность щита, то можно сделать корабль вдвое крупнее, и при этом ещё и сэкономить на весе теплоизоляции.

Вывод2: чем крупнее корабль, тем оправданнее на нём использование охлаждения излучением. И действительно, маленькие кораблики типа Союза имеют абляционную защиту, а большие космопланы и крупные капсулы уже охлаждаются излучением.

Вывод3: тепловой щит более крупного корабля проще сделать многоразовым. Правда, вылезают уже технологические особенности, с которыми погорели на шаттлах. Уверен, в SpaceX такого не допустят.





Да, не заметил пост выше про РД-0214, надо будет почитать.
Old Cap
Старожил форума
11.06.2014 13:29
2 DmitryBurkow: "P.S. но это стекло участвует в процессе нагрева. Именно оно нагревается, а сама плитка служит барьером между стеклом и корпусом корабля"
Уважаемый, это Вы мне рассказываете?! Просто надо понимать разницу между "плиткой" - то есть готовым элементом теплозащиты, не позволяющим никаких "фокусов", и заготовкой, которая действительно демонстрирует фантастическую теплопроводность материала. Там на самом деле много еще всяких разных "хитростей". Так что Вы мне зря Википедию приводите - загляните в мой профиль!
DmitryBurkow
Старожил форума
11.06.2014 13:33
Old Cap, я пишу не только вам, а чтобы было понятно всем остальным участникам форума. Если они пойдут гуглить "заготовка термальной плитки шаттла", то мало чего нагуглят. А вот по запросу "shuttle tile" сразу находится нужная фотография.
neustaf
Старожил форума
11.06.2014 13:34
2) Энергия излучения это 4 степень от температуры, следовательно, чтобы рассеять вдвое больше энергии нужна температура теплового щита на 19% выше (2400K).
///////

на счет четвертой степени сомнения меня берут, плюс рассеиваемая энергия идет и на сам КК, не вся в окружающую среду.


чисто аэродинамические моменты, увеличение массы вдвое ведут к уменьшние соотношения S/m - уменьшнеие аэродинамического торможения, кораблю придется гасить избыточную скорость.


DmitryBurkow
Старожил форума
11.06.2014 13:38
А вот про четвертую степень - погуглите. Находится очень быстро. Я недаром написал, что профиль входа считаем одинаковым. Вообще он зависит от баллистического коэффициента, т.е. соотношения площади и веса и там всё очень вариабельно.
Old Cap
Старожил форума
11.06.2014 13:44
2 DmitryBurkow: ОК, проехали!
Однако интересно, каков в конечном итоге будет вес прелагаемого Вами многоразового щита. Тем более, что получается щит - изолятор (старая, добрая проверенная плитка?)- корабль. Так вот сколь будет весить двухслойный "пирог" вокруг корабля?
DmitryBurkow
Старожил форума
11.06.2014 13:54
Цифры узнаем только когда SpaceX даст какие-то спеки. Пока можно только предполагать, что для корабля такого размера, как Dragon V2, вес радиационного щита получается меньше, чем абляционного. Ну или разница не настолько большая, чтобы отказываться от многоразовости.

Хотя вроде у нас ещё нет подтверждения, что там именно такой щит. Это предположение, т.к. такой идеально подходит для многоразового корабля.

Даже если будет использоваться плитка, как у шаттла - Dragon V2 осесимметричный, поэтому такого ужаса с кучей разных плиток не будет, а значит будет и намного дешевле производство и обслуживание.
neustaf
Старожил форума
11.06.2014 14:02
DmitryBurkow:

А вот про четвертую степень - погуглите. Находится очень быстро. Я недаром написал, что профиль входа считаем одинаковым.


ваш подход весьма приблизителен, все процессы нелинейны, а вы считаете потере тут же и в 4 степени, температура набирается не мгновенно,
по 4 степени это рост максимального излучения в волновом диапазоне или рост всего интегрального излучения во всем диапазоне ИК и частично видимого спектра?
Old Cap
Старожил форума
11.06.2014 14:09
"поэтому такого ужаса с кучей разных плиток не будет" - ну, насчет "ужаса", пожалуй, сильно сказано - даже не как в том анекдоте по "ужас-ужас!". Конечно, проще монтировать однотипные элементы теплозащиты. Но, надо отметить. что производство и обслуживание врядли будет заметно дешевле - с какого перепуга? То. что технология отработана - само собой снизжает затраты. А станку с ЧПУ без разницы, какую форму выпиливать! Да и все последующие операции не оченнь зависят от формы плитки. Разве что непосредственно монтаж на борт корабля - проще или сложнее. Но это - капля по сравнению со всем основным объёмом.
Pedro
Старожил форума
11.06.2014 15:47
О чем вы? Материал и технология изготовление теплозащитного экрана (PICA-X) на нынеших Dragon и на V2 один и тот же, и ничего нового в нем нет. 5 лет назад уже все сделано и уже трижды испытано при возвращениях Dragon.

http://appel.nasa.gov/2010/10/ ...
Pedro
Старожил форума
11.06.2014 15:53
"Хотя вроде у нас ещё нет подтверждения, что там именно такой щит. "
"Даже если будет использоваться плитка"

Давно все расписано.

http://136.142.82.187/eng12/hi ...
DmitryBurkow
Старожил форума
11.06.2014 16:06
Этот документ про первый Dragon, а нас интересует Dragon V2.
Pedro
Старожил форума
11.06.2014 16:18
"а нас интересует Dragon V2"

Что именно интересует? Материал и технология экрана один и тот же по сути, на Dragon называется PICA-X V2, на Dragon V2 PICA-X V3. Даже исходный PICA (основное отличие которого - более высокая себестоимость производства) пригоден для reentry со скоростями около 12 км/с, что и было продемонстрировано StarDust.
Саша1234
Старожил форума
11.06.2014 16:51
2 Pedro:
Что именно интересует? Материал и технология экрана один и тот же по сути, на Dragon называется PICA-X V2, на Dragon V2 PICA-X V3. Даже исходный PICA (основное отличие которого - более высокая себестоимость производства) пригоден для reentry со скоростями около 12 км/с, что и было продемонстрировано StarDust.

Пардон, один момент - он что, тоже работает по абеляционнному принципу????
Т.е. это покрытие ПИКА заново наносится после каждого полета?
То, что сама структура держит более высокую температуру вроде понятно.
DmitryBurkow
Старожил форума
11.06.2014 16:51
Если именно это используется на V2, то тогда можно похоливорить на тему многоразовости корабля с абляционным щитом. А последние две страницы обсуждений были напрасными.
Саша1234
Старожил форума
11.06.2014 17:00
2 DmitryBurkow:
Если именно это используется на V2, то тогда можно похоливорить на тему многоразовости корабля с абляционным щитом. А последние две страницы обсуждений были напрасными.

Ну почему же напрасными?
Они вполне точно показали, кто верит в рекламу, а кто в понятия законов физики. Я же предлагал прикинуть температуру щита излучением сбрасывающем энергию 7 км/сек для капсулы в 7-8 тонн за 2-3 минуты. Температура получалась ну совсем не реальная))) и по этому в аргументы вступала "вера".
DmitryBurkow
Старожил форума
11.06.2014 17:51
А какая именно "совсем нереальная" у вас получилась?
neustaf
Старожил форума
11.06.2014 18:07
DmitryBurkow:

А какая именно "совсем нереальная" у вас получилась?

вот эта


2) Энергия излучения это 4 степень от температуры, следовательно, чтобы рассеять вдвое больше энергии нужна температура теплового щита на 19% выше (2400K).



Саша1234
Старожил форума
11.06.2014 18:09
2 DmitryBurkow:
А какая именно "совсем нереальная" у вас получилась?

Энергии по крайней мере в 16 раз больше, температура минимум в 2 выше (даже если 4 степень принять). Итого за 3000 получается. И все это под скоростным напором, т.е. еще и прочность требуется. Плюс кислород.
Назовете реально существующий в таких количествах нужный материал да еще доступный для обработки и разумный по цене?
Pedro
Старожил форума
11.06.2014 18:12
"Пардон, один момент - он что, тоже работает по абеляционнному принципу????"

Нет, по абляционному.

"Т.е. это покрытие ПИКА заново наносится после каждого полета?"

Нет.
Саша1234
Старожил форума
11.06.2014 18:14
2 neustaf:
2) Энергия излучения это 4 степень от температуры, следовательно, чтобы рассеять вдвое больше энергии нужна температура теплового щита на 19% выше (2400K).

Почему в двое? В 16 раз.
Саша1234
Старожил форума
11.06.2014 18:18
2 Pedro:
Нет, по абляционному.

Нет.

Пардон за терминологию. Я в латыни да и вообще в названиях не очень... Смысл тот же - передать энергию на испарение и увести с испарениями?
А как его можно не восстанавливать? Ну или там просто все днище сменное, как и у Союза?
neustaf
Старожил форума
11.06.2014 18:22
Саша1234:
Т.е. это покрытие ПИКА заново наносится после каждого полета?

так пока все полеты были разовые зачем что-то наносить заново.
Pedro
Старожил форума
11.06.2014 18:22
Для тех, кто не в курсе - на Dragon V2 экран предполагается использовать 10 раз, в теории в будущем можно дойти до 100, но практического смысла в этом нет. Это если не купать его в морской воде, что является одной из причин выбора посадки на сушу на двигателях.
Pedro
Старожил форума
11.06.2014 18:32
"А как его можно не восстанавливать?"

Его не "восстанавливают", его заменяют полностью, когда потеря материала выше определенного предела.

"Ну или там просто все днище сменное, как и у Союза?"

У Союза нет ничего "сменного". Есть часть оборудования, которое можно повторно использовать.
Саша1234
Старожил форума
11.06.2014 18:41
2 Pedro:
Его не "восстанавливают", его заменяют полностью, когда потеря материала выше определенного предела.
У Союза нет ничего "сменного". Есть часть оборудования, которое можно повторно использовать.

Т.е. при штатном использовании он испаряется всего на 10% (если он 10 полетов может служить)?
То что Союз одноразовый - понятно. Я к тому, что экран крепится как отдельный элемент, а не наносится как обмазка на Восток/Восход.
neustaf
Старожил форума
11.06.2014 18:48
Pedro:

Для тех, кто не в курсе - на Dragon V2 экран предполагается использовать 10 раз
//////

в первых полетах Dragon корабли были различные, а днище тоже самое прикрепляли? пока все разовое.
Pedro
Старожил форума
11.06.2014 19:17
"Т.е. при штатном использовании он испаряется всего на 10% (если он 10 полетов может служить)?"

Получается, что существенно меньше, иначе последний станет катастрофой :)

"в первых полетах Dragon корабли были различные, а днище тоже самое прикрепляли? пока все разовое."

Не "прикрепляли", зачем? Dragon приводняется номинально, V2 - нет.

Саша1234
Старожил форума
11.06.2014 19:26
2 Pedro:
Получается, что существенно меньше, иначе последний станет катастрофой :)

нанотехнологии?
неужели "классический" состав на столько тяжел/дорог, что использование этого многоразового выгодно по весу и по стоимости? Ведь явно после каждого полета будут на дефектоскопию и пересертификацию отправлять.
EDD
Старожил форума
18.12.2014 15:18
Первая посадка на реактивной тяге планировалась 16 декабря (Dragon CRS5).
Увы, "по техническим причинам" запуск отложен на неопределённый срок.
1234




 

 

 

 

← На главную страницу

Чтобы публиковать комментарии, вы должны войти на сайт.
Все форумы
Авиационный
Сослуживцы
Авторские

Реклама на сайте Обратная связь/Связаться с администрацией
Рейтинг@Mail.ru