Определение размеров и массы бака.
Рабочее давление 2МПа.
Давление разрыва 3МПа. или 305915кгс/м.кв
Заданный диаметр 2,9м.
Материал:
http://carbonstudio.ru/item/aramidnaya-tkan-style200hfДля цилиндра:
2,9м.х305915=887153,5кгс.=>887153,5/200см.=4435,8кг/см. или 43500Н/см.
=>43500/1400=31,07 или 32 слоя ткани. Масса 1м.кв. стенки при 200гр/м.кв.=6,4кг. толщина =10мм.
Для перегородок:
наибольшая площадь сечения сферы=7,06м.кв.; длина окр.=9,424м. =>7,06х305915=2162386кг.
=>2162386/9,424=2294,5522кгс/см. или 22502Н/см. =>22502/1400=16,07 или 17 слоёв ткани,масса 1м.кв.=3,4кг.
Топливо кислород+керосин 134т. при соотношении 2,62. Отсюда:
Керосин 37т. при 0,82т/м.куб., объём=45,12м.куб.
Кислород 97т при 1,14т/м.куб., объём=85,08м.куб.
Потребный объём газовой подушки до 5%. тогда:
ёмкость под керосин 47,37м.куб.
ёмкость под кислород 89,34м.куб.
Система наддува - гелиевая, холодная, при t=273K.
Состоит из двух мягких, взаимосвязанных ёмкостей (шаробаллонов),
рабочим давлением 11,4МПа., давление разрыва 16МПа. (газообразный гелий).
Толщина стенок 81 слой или 26мм., масса 1м.кв=16,2кг.
Суммарный объём 24м.куб.
Масса заправляемого газа 482кг.
Цилиндр
высота=23м.
ширина=2,9м.
масса=1388кг.
Шаробаллон
диаметр=2,9м.
масса=458кг.
Нижняя перегородка
масса=50кг.
Итого: 2354кг.
Скорость потока жидкости в трубопроводах 6-10м/с.
Скорость в газопроводах 10-20м/с.
Массовый расход топлива двигателем РД-191 650кг/сек.(для форсированного до 282,6кгс/см.кв.)
Отсюда:
потребное сечение трубы окислителя при 6м/с. 689см.кв. или D=30см.
материал трубы арамид, толщина стенок 4 слоя, давление разрыва 3МПа.
масса 10м. трубы 10кг.
потребное сечение газовой трубки при 10м/с. 83см.кв. или D=10,3см.
толщина стенок 6 слоёв, давление разрыва 16МПа. масса 16-ти метровой трубки 7кг.
Герметизирующий слой СВМПЭ толщиной 1мм. общей площадью 300м.кв. и плотностью 940кг/м.куб.
Масса внутренней герметизирующей оболочки 280кг.
Разъёмное соединение трубы окислителя представляет собой две соединённые на баке шайбы и отъёмный оконечник трубы.
материал титановый сплав, масса одной шайбы 18,6кг., в сборе 80кг.
Аналогичным узлом для доступа в полость бака оборудована и нижняя секция горючего, т.е. ещё 80кг.
Блок управления в ударостойком корпусе 50кг.
Набор беспроводных датчиков, газовых дросселей и предохранительных клапанов 100кг.
Залитый РД-191 2520кг.
Двигательный отсек предположительно 1000кг.
Крепление бака к двигательному отсеку осуществляется четырьмя ремнями с замками.
Крепление бака к второй ступени аналогично. Масса одного узла 10кг.
Итого: 7043кг.
Таким образом масса отработанной ступени с учётом не выработанного топлива 7300кг.
Перед контактом с землёй, на высоте не менее 30м. происходит отсоединение двигательного отсека и сброс наддувного газа через открытые разъём нижней секции и трубу окислителя,
что позволяет затормозить падение бака и увести его в сторону от обломков ДО. Газ остаётся только в шаробаллонах, обеспечивая положительную плавучесть и предохраняя блок управления от прямого удара о землю.
Масса бака после приземления 3126кг.
Экономический выхлоп считался следующим образом:
Оригинальная А1.2 и мягкотелая были замоделины в ПО Sputnik и получены произведения их абсолютных скоростей на высоту при одинаковой ПН и прочих условиях. Разность двух произведений и есть количество раз, в которое эффективность по выводу ПН одной системы больше чем другой и равно 1,205.
На основе прошлых подсчётов (http://paralay.iboards.ru/viewtopic.php?p=527506#p527506) 12млн.у.е-8(двиг+второй этаж)=4млн.у.е., 4млн./10=400тыс. => 12/8,4=1,428 => 1,428+1,205=2,633 раз
Таким образом, вывод полезной нагрузки на НОО дешевле в 2,633 раз при 10-ти кратном использовании и условии, что стоимость производства мягкого бака не превысит 4млн.у.е.
шутка
