Последняя неиследованная возможность радикально поднять ПН РН.

[EvilShurik]

Все проводимые модернизации РН позволяли поднять ПН максимум на десяток-другой процентов. Средняя величина ПН от стартовой массы РН 3%. Переход на водород увеличивает соотношение максимум до 6%.
Тогда как есть возможность, доселе как следует не исследовавшаяся, радикально увеличить ПН, доведя её до 10-12% от стартовой массы РН! Подразумевается, что ПН выводится на низкую околоземную орбиту.
Это старая идея, выдвинутая ещё Фридрихом Артуровичем Цандером, о цельносгораемом РН. Сколь-нибудь она проверялась для твердотопливных РН, и результаты оказались не очень. Поэтому цельносгораемый РН и оказался невостребован.

Но! Попытаемся адаптировать эту идею к жидкотопливным РН. Всё-таки трёхкратное увеличение ПН стоит того.

Итак, самое простое, что приходит в голову - это сделать топливо одновременно и несущей конструкцией РН. Окислитель - старый добрый жидкий кислород.
Вырисовывается следующая конструкция РН: пластиковая труба, например, из полипропилена, является топливом. Внутри её залит жидкий кислород - окислитель. Снизу, там где находится двигательная установка, расположен агрегат для плавления трубы. Тепло для плавления можно снимать со стенок камеры сгорания и сопла, прокачивая через каналы сплав калия-натрия.
Специальный уплотнитель изолирует жидкий кислород от камеры, где идёт плавление корпуса.

Сразу оговорюсь - эта схема - не голое теоретизирование. Проведены опыты с моделью РН весом пятьдесят килограмм и корпусом - полиэтиленовой трубой. Результат хороший, схема работоспособна.
РН получается одноступенчатый. При полной массе заправленной ракеты в сто тонн, можно вывести на низкую орбиту ~200 км, 10-8 тонн груза. Что здесь любопытно - масса носителя позволяет его перевозить мобильной пусковой установкой. Что делает ненужным инфраструктуру классического космодрома.
При массовом выпуске таких носителей себестоимость за 1 кг выводимого груза можно довести до 50 долларов.

Собственно подобная конструкция РН - единственная оставшаяся для химических РН возможность радикально повысить ПН с одновременным удешевлением конструкции.

[Проходящий Кот]

Доклад "Инверсор" № 45 (1980?)

[armadillo]

Проведены опыты с моделью РН весом пятьдесят килограмм и корпусом - полиэтиленовой трубой.

Тепло для плавления можно снимать со стенок камеры сгорания и сопла, прокачивая через каналы сплав калия-натрия.

прямо так и делали?
По поводу просто сгораемого корпуса по типу ТТРД - идея интересна. По поводу ВСЕГО топлива в корпусе - 
Начиная с УИ такого топлива и заканчивая как раз идеями про натрий с калием.

[EvilShurik]

Проведены опыты с моделью РН весом пятьдесят килограмм и корпусом - полиэтиленовой трубой.

Тепло для плавления можно снимать со стенок камеры сгорания и сопла, прокачивая через каналы сплав калия-натрия.

прямо так и делали?
По поводу просто сгораемого корпуса по типу ТТРД - идея интересна. По поводу ВСЕГО топлива в корпусе - 
Начиная с УИ такого топлива и заканчивая как раз идеями про натрий с калием.

УИ такой же как и у керосина. Ведь полиэтилен и полипропилен это углеводороды, отличающиеся от молекул керосина лишь длинной углеродного скелета.
Тепло, отводимое от камеры сгорания, используется для размягчения корпуса РН внизу, в камере плавления, плав под действием веса корпуса продавливается в трубопровод и в виде пластичной массы подаётся в камеру сгорания.
Опыты кстати, проводившиеся в ирландии, показали хорошую технологичность подобной схемы. Есть технические ньюансы - например термоизоляция переохлаждённого жидкого кислорода от пластика корпуса. РН получается очень простой. Например, из-за того, что при выведении груза на орбиту отсутствуют паузы невесомости, вызываемые отстыковкой отработавшей ступени, нет необходимости ухищряться с подачей жидкого кислорода из бака. Он отлично и самотёком поступает в турбонасос.
ПН судя по предварительным данным составит при использовании топливной пары полипропилен-жидкий кислород не менее 10% от стартового веса.
РН можно целиком собирать на заводах, а заправлять на стартовой площадке, можно даже прямо на ракетовозе, оборудованном кислородной станцией.

[Okub62]

Из пенополиэтилена делать, тогда доп. теплоизоляция не нужна. И в порах кислород чтобы был, чтобы совсем без балласта. Правда, рванёт, скорее всего, сразу. 

[EvilShurik]

Из пенополиэтилена делать, тогда доп. теплоизоляция не нужна. И в порах кислород чтобы был, чтобы совсем без балласта. Правда, рванёт, скорее всего, сразу. 

В точку. Внутренний слой поверхности трубы - вспененный полиэтилен. Примерно сантиметровый слой. Вспенивался водородом.
Двигательный блок увенчан крепёжным "стаканом", в который установлен корпус. Верхняя часть стакана удерживает корпус от падения и наклона, а внизу - камера, где материал корпуса размягчается.

[armadillo]

Ведь полиэтилен и полипропилен это углеводороды, отличающиеся от молекул керосина лишь длинной углеродного скелета.

хотелось бы таки справочника. Ну и главное выкладки за счет чего такой кпд. По формуле Циолковского даже если загнать массовое совершенство РН в небеса такого не получить.

На мой взгляд, идея неплоха, но реализация ужасает.

[vits]

Сразу оговорюсь - эта схема - не голое теоретизирование. Проведены опыты с моделью РН весом пятьдесят килограмм и корпусом - полиэтиленовой трубой. Результат хороший, схема работоспособна.

И что,реально залили в полиэтиленовую трубу 50 килограммов жидкого кислорода и у вас это полетело?
Блок двигателя увенчан стаканом.В это верю.

[EvilShurik]

Сразу оговорюсь - эта схема - не голое теоретизирование. Проведены опыты с моделью РН весом пятьдесят килограмм и корпусом - полиэтиленовой трубой. Результат хороший, схема работоспособна.

И что,реально залили в полиэтиленовую трубу 50 килограммов жидкого кислорода и у вас это полетело?
Блок двигателя увенчан стаканом.В это верю.

Гнилую иронию в сторону.
Нет конечно, до запусков пока далеко.
Установили макет на стенде, залили двадцать кило жидкого кислорода и запустили. Агрегат без эксцессов проработал минуту, и сжёг весь кислород, плюс две третьи примерно пластиковой трубы. Убедились, что схема по крайней мере работоспособна. В этом году намечены более продвинутые испытания, а в следующем - запуск носителя массой в тонну. 
Убедились, что двигательный блок держит трубу. Что труба оседает в плавильную камеру без перекосов. Кстати, благодаря тому, что корпус внизу вдавливается в трубопровод, сам корпус держится жёстко. Удерживает его блок за твёрдую, жёсткую часть над расплавом, поэтому труба не падает.
Больше подробностей пока по просьбе разработчиков выкладывать не буду.
Хочу узнать, может быть нечто подобное уже испытывали? Не мы одни такие умные. Или подобная схема РН нигде не предлагалась? Если были испытания подобного, хотелось бы узнать, чем они завершились.

[armadillo]

оведя её до 10-12% от стартовой массы РН! Подразумевается, что ПН выводится на низкую околоземную орбиту.

берем формулу Циолковского. Задаем массовое совершенство ракеты. Ищем где там возможности 12%.

[Крупин]

Решение давным-давно найдено русским царём

У меня тоже один такой был — крылья сделал. Я его на бочку с порохом посадил — пущай полетает!

[EvilShurik]

оведя её до 10-12% от стартовой массы РН! Подразумевается, что ПН выводится на низкую околоземную орбиту.

берем формулу Циолковского. Задаем массовое совершенство ракеты. Ищем где там возможности 12%.

Если по формуле Циолковского, то грубо получаем:
V=IxLn(M1/M2) Если взять удельный импульс I=3500м/с, то при отношении ПН к стартовой массе РН 10 получим V=8000м/с. Вполне достаточно для выхода на орбиту.
В отличии от многоступенчатых ракет, где масса опустевшей ступени бесполезно теряется, этот РН полностью, за исключением массы двигательного блока, используется для ускорения.

[BK]

А хватет ли прочности полимерного корпуса? Ведь армирование не сделаешь?
А на 1 кг трубы будет приходится 3,4 кг кислорода, полюс полезная нагрузка, не забываем про ускорение.

[EvilShurik]

А хватет ли прочности полимерного корпуса? Ведь армирование не сделаешь?
А на 1 кг трубы будет приходится 3,4 кг кислорода, полюс полезная нагрузка, не забываем про ускорение.

Почему не сделаешь? Вполне можно поиграться разными пластиками, для придания конструкции доп. жёсткости. Лишь бы плавились вместе с основным материалом корпуса. Впрочем, думается, что и прочности обычного полиэтилена, тем более полипропилена хватит при массе РН до ста тонн.
Проект получается "очень вкусным". В чём особенность? Нет мусора - отработанных ступеней, масса носителя намного меньше, чем обычных, и сама конструкция подразумевает "штамповку". РН получается чем-то вроде подвесного бака. Появляется возможность сделать полёты в космос по-настоящему массовыми. Вдобавок, можно воспользоваться опытом, накопленным при создании подвижных пусковых установок.
Кстати, к такому РН в качестве ПН можно пристыковать многоразовый СА типа "Спираль". И тогда получаем бустер, закидывающий многоразовый "ракетоплан" на орбиту по совершенно смешной цене для пассажиров, сравнимой с ценой билета на "Конкорд".

[Fortunatus_]

Выглядит заманчиво, но мучит один вопрос - почему это не пытались (или не смогли) сделать раньше?

[Okub62]

Выглядит заманчиво, но мучит один вопрос - почему это не пытались (или не смогли) сделать раньше?

Какие наши годы, может увидим ещё.
Решат проблему прочного и безопасного материала или ингибитора какого, чтобы до времени не долбануло. А то наливать жидкий кислород в пористый горючий материал опасно как-то, "оксиликвит" погуглите, пожалуйста.

[EvilShurik]

Выглядит заманчиво, но мучит один вопрос - почему это не пытались (или не смогли) сделать раньше?

Вот и нас это интересует. Пока кроме исследований ТРД со сгораемой оболочкой, найти интересной инфы по данной проблеме не получается.
С оклиликвитом параллель некорректна - нет пропитки пористого материала жидким кислородом. Стенка контактирующая с окислителем сплошная. При поступлении в камеру плавления материал корпуса плавно нагревается, и кислород, проникший через уплотнение, успевает испариться и улетучиться из камеры, до того, как материал корпуса достигнет температуры вспышки.
Испытания прошли без пожара.

[vits]

Выглядит заманчиво, но мучит один вопрос - почему это не пытались (или не смогли) сделать раньше?

Учитывая количество организаций,занимающихся ракетной тематикой во всем  мире и вбуханых туда средств наверняка ктото занимался,царство ему небесное,,,

[Okub62]

Вот и нас это интересует. Пока кроме исследований ТРД со сгораемой оболочкой, найти интересной инфы по данной проблеме не получается.
С оклиликвитом параллель некорректна - нет пропитки пористого материала жидким кислородом. Стенка контактирующая с окислителем сплошная. При поступлении в камеру плавления материал корпуса плавно нагревается, и кислород, проникший через уплотнение, успевает испариться и улетучиться из камеры, до того, как материал корпуса достигнет температуры вспышки.
Испытания прошли без пожара.

По Вашему утверждению, внутренняя поверхность корпуса выполнена из вспененного (да еще водородом!) полиэтилена. Если при испытаниях маломерной модели кислород не успел пропитать этот слой (и, кстати, смешаться ещё там с водородом), какая вероятность, что он не будет проникать за эту плёночку в массовых образцах?
С учётом ещё того, что при температуре жидкого кислорода полиэтилен, наверняка, хрупок.
Не подходит он, по моему скромному мнению. В этом часть проблемы.

[IceTechno]

пластмассу жечь неэкологично..
шо за мода, америкосы резину жгут, тут пластмассу...