Russische Raumfahrt

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Jura

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Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2400 am: 14. April 2014, 20:04:10 »
Mal abgesehen davon, daß der Tank kleiner wird (in Zukunft werden muß) spart es doch sicher auch etwas Aufwand/Material, das Ganze dicht zu halten, oder ist das nicht so viel?

Habe leider die Frage nicht ganz verstanden!

Jura

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Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2401 am: 14. April 2014, 20:38:31 »
NPO Energomasch:

- Die Entwicklung des RD-175 Triebwerks mit 1000 Tonnen Schub erfolgt auch mit 3D Druckern.
- Das Unternehmen entwickelt auch Sauerstoff-Kerosin Detonations Triebwerk, der spezifischen Impuls nähert sich den  Eigenschaften von Sauerstoff-Wasserstoff Triebwerken.


- Auch in der Luftfahrt werden pulsierende Triebwerke entwickelt, in OKB Ljulkin. Die Eigenschaften sind schon fast revolutionär. Dazu der untere Link.

http://www.federalspace.ru/19786/

http://vpk.name/news/97406_v_rossii_ispyitali_pulsiruyushii_detonacionnyii_dvigatel.html

McFire

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Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2402 am: 14. April 2014, 22:34:05 »
Mit Aufwand beim Abdichten meinte ich, daß Methan doch nicht so freudig durch alles Mögliche diffundiert wie es Wasserstoff macht. So daß man evtl. an einer Beschichtung o.a. sparen könnte - vielleicht.

Diese pulsierenden Triebwerke - kann man die schon besser/langlebiger als Argus/Schmidt bauen? Mal abgesehen von der Lautstärke...

LOXRP1

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Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2403 am: 14. April 2014, 23:42:33 »
@McFire

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=3313.0
Vllt. wirst du hier fündig, vor geraumer Zeit gab es ein Thread dazu.  :)

Jura

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Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2404 am: 15. April 2014, 00:01:33 »
Neue Trägerraketen für Vostotschny, 15.04.2014

- Sojus-2.1a erhält eine digitale Steuerung.
- Die neue Startanlage ist fast analog zu der im Kourou mit mobilem Turm, schütz vor Wind, Regen und Schnee.
- Darüber hinaus setzen die Sojus-2 neue wiederaufladbare Nickel-Cadmium-Batterien ohne Verwendung der Akku-Ladestation für den Start.
- Trägerrakete bekommt einen neuen Digitalen Bordcomputer Malachit-7. Der ist wesentlich kleiner und leichter. 
- Zum Start kommen Sojus-2 in a,b,v Varianten.
- Der erster Träger für Vostotschny wird 2015 fertiggestelt sein, kommt in 2-3 Quartal nach Kosmodrom.
- Für den Träger als für den Transport der Triebwerke wurden neue Normativen festgelegt :
   a) Die Standzeit der Trägerrakete wurde bis auf 100 Stunden verlängert .
   b) Sicherstellung eines Transports der Triebwerke per Bahn und Flugzeug bis auf eine Entfernung von 10 000 km.

- Gemäß der globalen Praxis zur Verbesserung der Informationen, erhalten die Träger Bordsysteme mit einer Videoüberwachung. Das ist ein Novum in der russischen Raumfahrt!!! Ab dem zweiten ev. aber schon beim ersten Flug werden wir den Start und die Abtrennung der Booster sehen.

http://vpk.name/news/108608_obnovlnnyie_soyuzyi_dlya_vostochnogo.html

McFire

  • Gast
Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2405 am: 15. April 2014, 09:20:59 »
@McFire

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=3313.0
Vllt. wirst du hier fündig, vor geraumer Zeit gab es ein Thread dazu.  :)

Danke - freilich, jetzt wo ichs sehe erinnere ich mich  :-[

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Offline MR

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Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2406 am: 15. April 2014, 17:33:46 »
Das ist die Kernfrage. Ich glaube MR, daß die Umwandlung eines Kerosintriebwerkes in ein Methantriebwerk schwieriger wäre als die Umwandlung eines Wasserstofftriebwerkes. Aber wer will - außer vielleicht für Testzwecke -  schon ein Triebwerk umwandeln? Man entwickelt ein neues, wenn man eines braucht. Das ist für Methan mit Sicherheit wesentlich einfacher als für Wasserstoff. In der Entwicklung, vor allem aber im Betrieb.

Ja, die Entwicklung eines Methan-Triebwerks ist etwas einfacher als die Entwicklung eines Wasserstofftriebwerks, aber immer noch deutlich komplizierter und damit teurer als ein Kerosin-Triebwerk. Das Problem ist, das der Brennstoff bei Flüssigkeitstriebwerken sehr viele Aufgaben hat. Er soll nicht einfach nur verbrennen, nein, er wird auch noch für die Kühlung der Vorbrenner bzw. Gasgenerator, Brennkammer und der Ausströmdüse verwendet und ist zudem für die Schmierung aller Lager zuständig. Mit Kerosin ist das alles ganz einfach. Es unterscheidet sich nur gering von normalem Schmieröl, so dass die Schmierung kein Problem darstellt. Zudem kann er sehr viel Wärme aufnehmen, ohne zu verdampfen. Damit stellt auch die Kühlung kein großes Problem dar, da das Kühlmittel immer flüssig bleibt. Methan ist hier wesentlich aufwendiger. Es muss bedacht werden, das die Schmierung der Lager mit einem Schmierstoff erfolgt, der ca. -180 °C kalt ist, ohne dass dabei die Lager einfrieren. Auch bei allen Ventilen muss sichergestellt sein, dass sie nicht einfrieren. Bei der Kühlung z.B. der Brennkammer muss beachtet werden, dass das Kühlmittel recht schnell verdampft und der Dampf wesentlich weniger Wärme abführen kann. Das macht die Kühlung wesentlich komplexer als mit Kerosin. Die Stelle, wo das Methan verdampft, wird sehr effektiv gekühlt, da der Phasenübergang zusätzliche Wärme benötigt, danach ist es aber kritisch, weil der Dampf nur noch sehr wenig Wärme aufnehmen kann. Sicher, flüssiger Wasserstoff ist noch deutlich kälter und kann zudem auch noch leicht durch Metalle diffundieren, ansonsten aber ist der Aufwand bei flüssigem Methan nicht viel geringer als bei flüssigem Wasserstoff und deutlich aufwendiger als bei Kerosin. Deswegen hat man bei den Tests in den 60ern auch modifizierte Flüssigwasserstoff-Triebwerke wie das RL-10 und keine Kerosin-Triebwerke verwendet. Gemessen am Aufwand lohnt sich Methan nicht, deswegen hat man es bis heute nie produktiv eingesetzt. Ein Methan-Triebwerk ist aufwendiger als ein Kerosin-Triebwerk, der Leistungszuwachs ist allerdings recht gering, bei gleicher Technologie der Triebwerke ca. 300 m/s. Flüssigwasserstoff  ist zwar etwas schwerer zu beherrschen als flüssiges Methan (und damit auch etwas teurer), bietet aber einen um ca. 900 m/s höheren spezifischen Impuls. Gerade in der Oberstufe, wo es um jedes kg und jeden m/s geht, ist das ein eindeutiges Votum für LH2.

Aus meiner Sicht lohnt sich Methan daher nicht. Für die Startstufe genügt auch Kerosin, in der Oberstufe fährt man mit Wasserstoff besser. Die Delta 4 hat zwischenzeitlich sogar gezeigt, dass man auch einen Träger mit einer reinen Wasserstoff-Grundstufe zu vertretbaren Kosten entwickeln und betreiben kann. Die Entwicklung der Delta 4 hat lediglich 1,5 Milliarden Dollar gekostet, für das Geld können die Europäer aktuell nicht mal eine neue Oberstufe für die Ariane 5 entwickeln. Das neu entwickelte RS-68 sollte anfänglich nicht mehr als 15 Mio Dollar kosten. Sicher, die Kosten sind in der Zwischenzeit massiv gestiegen, das liegt aber nicht am Wasserstoff. Zum einen leisten sich die USA zwei Trägerlinien für den gleichen Nutzlastbereich, zum anderen sind auch die kommerziellen Starts eingebrochen. Durch das Ende der Delta 2 und des Space Shuttles haben sich auch die Triebwerke massiv verteuert, da jetzt die Fixkosten des Herstellers auf weniger Triebwerke verteilt werden müssen.

Grundsätzlich sehe ich kein Problem darin, ein Methan-Triebwerk zu bauen und zu betreiben, dazu sollte jede Nation in der Lage sein, die auch die aufwendigere Wasserstoff-Technologie beherrscht. Ich sehe aber keinen Nutzen darin. Die geringe Leistungssteigerung im Vergleich zu Kerosin lohnt die höheren Kosten der Methan-Technologie einfach nicht. Da kann man lieber noch etwas Geld drauf legen und gleich Wasserstoff verwenden, das zwar nochmal teurer ist als Methan, aber auch leistungstechnisch in einer anderen Liga spielt.

McFire

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Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2407 am: 15. April 2014, 19:09:35 »
Naja von Kerosin wird man wegkommen müssen.
Vergleiche, daß doch alle Flugzeuge zusammen viel mehr verballern als die paar Raketenstarts, taugen nichts angesichts dessen, daß Erdöl ein festumrissenes Ende hat, das durch Heerscharen von Geologen allenfalls ein paar Jahre verzögert werden kann.
Also Wasserstoff, ok.
Aber mich würde halt interessieren, ob man zukünftige Riesenraketen auch noch mit Riesentanks bauen kann oder ob man irgendwann aus strukturellen Gründen Methan nehmen muß, ob man will oder nicht.
Und eine "über alles" Kostenvergleichstabelle wäre auch interessant, also Synthese, Kohlenstoffbereitstellung bei Methan, Energieeinsatz, Handling etc. Daß LH2 aus Wasser hergestellt werden kann , überzeugt mich noch nicht. Ich möchte für mich Methan entweder mal streichen oder eben nicht.

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Offline MR

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Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2408 am: 15. April 2014, 20:01:52 »
Ist halt die Frage, ob Methan da so viel besser ist. Die Hauptquelle für Methan ist aktuell Erdgas und die Vorräte davon dürften nicht viel länger halten als beim Erdöl. Man könnte auf Biomasse setzen und als Brennstoff Alkohol einsetzen, wie bei der A4. Man kann Methan auch aus Biomasse gewinnen, theoretisch könnte man sogar Kerosin aus CO2 und H2O herstellen. Oder man setzt durchgehend auf Wasserstoff, den man per Elektrolyse von Wasser gewinnen kann.

Aber ein wirkliches Argument für Methan ist das nicht. Das Erdöl dürfte noch ca. 50 Jahre (vielleicht auch länger) reichen, da lohnt es sich im Moment noch nicht. Ein Träger, der heute entwickelt wird, bleibt keine 50 Jahre im Einsatz. Wenn man dann, in 30 - 40 Jahren, einen neuen Träger entwickelt, kann man alles neu bewerten. Eventuell schneidet Methan dann anders ab. Im Moment jedenfalls gibt es keine handfesten Gründe, die unbedingt für den Einsatz von Methan sprechen, außer man will unbedingt Methan einsetzen. Technisch zumindest ist der Einsatz von Methan als Raketentreibstoff kein Problem.

Jura

  • Gast
Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2409 am: 17. April 2014, 09:11:04 »
Die Entscheidung bezüglich Methan wurde schon vor Jahren getroffen, huptsächlich spielen ökonomische Aspekte als auch die sehr hohe Zuverlässigkeit der Technologie die Entscheidende Rolle. Dazu gibt es Informatioen von Mask und von Roskosmos (Auschreibung Triebwerk-2015, veröffentlicht 2010).

Der ISP ist nicht ausschlaggebend, sondern immer das Gesamtpaket angefangen von der Arbeit an Drehbank, Montage bis zum Start. So zum Beispiel ist der ISP von Acetam (bei rк=120 кгс/см2) nur 380s (70/30), bei H2O um 452s. Die Nutzlast ist aber fast gleich. Es geht schlichtweg um Einsparungen von Milliarden.

Bei wiederverwendbaren Triebwerken ist Methan die beste Alternative, es gibt momentan nichts besseres.

McFire

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Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2410 am: 17. April 2014, 10:20:29 »
Zitat
Der ISP ist nicht ausschlaggebend, sondern immer das Gesamtpaket angefangen von der Arbeit an Drehbank, Montage bis zum Start.

Das ist der Schlüssel und wird gern, allzugern außer acht gelassen....

Jura

  • Gast
Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2411 am: 17. April 2014, 11:06:10 »

Zitat
Der ISP ist nicht ausschlaggebend, sondern immer das Gesamtpaket angefangen von der Arbeit an Drehbank, Montage bis zum Start.

Das ist der Schlüssel und wird gern, allzugern außer acht gelassen....

Schon der Vergleich der Gas-Gas Triebwerke (RD-0162) zu Gas-Flüssigkeit, haben wir eine enorme Reduzierung der Wärmeströme bei gleichen Druckverhältnissen und somit eine signifikante geringe Materialbelastung die wiederum die Zuverlässigkeit erhöht.

tobi

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Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2412 am: 17. April 2014, 14:50:05 »
Lopota von Energija soll vielleicht angeklagt werden:
http://en.itar-tass.com/russia/728205

Worums genau geht, habe ich nicht verstanden.

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Offline roger50

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Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2413 am: 17. April 2014, 15:07:10 »
Hier ist noch ein Artikel zum Fall. Es handelt sich wohl um "Korruption". Aber wie exakt, habe ich da auch nicht herauslesen können.

http://www.themoscowtimes.com/article/498191.html

Gruß
roger50

Jura

  • Gast
Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2414 am: 17. April 2014, 15:16:09 »
Lopota von Energija soll vielleicht angeklagt werden:
http://en.itar-tass.com/russia/728205

Worums genau geht, habe ich nicht verstanden.

Es geht um eine nicht rechtmäßige Verwendung von Gelder, für den entstandenen Schaden in einer Höhe von 41 millionen Rubel muss sich jetzt Lapota verantworten. Interesant ist aber, ob er den Zuschlag für seine gepriesene Schwerlastrakete bekommt ??

McFire

  • Gast
Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2415 am: 17. April 2014, 15:59:26 »
Naja, daß ein Herr Lopota das Geld "für sich" abgezweigt hat, glaub ich nicht. Eher hat er ein ungeliebtes oder abgelehntes Projekt heimlich weiterfinanziert, weil davon überzeugt ist.

Jura

  • Gast
Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2416 am: 17. April 2014, 17:07:07 »
Naja, daß ein Herr Lopota das Geld "für sich" abgezweigt hat, glaub ich nicht. Eher hat er ein ungeliebtes oder abgelehntes Projekt heimlich weiterfinanziert, weil davon überzeugt ist.

Für sich nein, nur unrechtmässig andere Finanziert. !

Jura

  • Gast
Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2417 am: 17. April 2014, 17:11:29 »
Boris Katorgin, Entwickler der RD-170 und RD-180 Triebwerke, über strategische Aufgaben.

Entwicklung von Treibstoffen wie Methan mit Acetylen. Mit dieser Mischung werden die Nachteile von Methan (seine Dichte) eliminiert. Mit Methan/Acetylen erhalten wir Treibstoff mit der Dichte von Kerosin, obwohl der ISP gleich bleibt, durch die hohe Dichte erhalten wir eine grössere Nutzlast. 

Entwicklung von Drei Komponenten Triebwerken für die erste und zweite Stufe. Beim Start erfolgt die Verbrennug von Sauerstoff, Kerosin und mit einen 5% Zusatz von H2O. Danach bei entsprechender Höhe arbeitet das Triebwerk nur mit H2O und Sauerstoff. Dadurch eine sehr hohe Schubleistung.


An einen experimentellen Triebwerk mit 7 Tonnen Schub wurden insgesamt 44 Brennversuche durchgeführt. Die Arbeiten haben eine hohe Zuverlässigkeit und effektive Verbrennung bestätigt. Die Arbeiten werden von NPO Energomasch auf einen neuen Level fortgeführt.

http://сделаноунас.рф/blogs/33046/

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Offline MR

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Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2418 am: 17. April 2014, 18:43:07 »
Irgendwie klingt das für mich wie die üblichen tollen Ankündigungen der russischen Raumfahrtindustrie, von denen man im Nachhinein nie wieder etwas hört (Kliper, Baikal usw.).

Wie will man die Zuverlässigkeit von Methan bewerten, wenn es bis heute nicht im realen Einsatz (also in einem echten Träger / Stufe) verwendet wird? Da lässt sich meiner Ansicht nach kaum eine vernünftige Aussage über die Zuverlässigkeit treffen. Zudem lässt sich auch mit Kerosin / LOX oder LH2 / LOX sehr hohe Zuverlässigkeit erreichen, wie die Triebwerke F-1, J-2, RS-27, RS-68, RD-180 und nicht zuletzt SSME beweisen. Sogar mit Hydrazin / NTO lässt sich eine sehr hohe Zuverlässigkeit erzielen, Paradebeispiel ist da das Viking der Ariane 1 - 4. Meiner Meinung nach ist die Zuverlässigkeit vor allem von der gewählten Technologie des Triebwerks abhängig, weniger von den Treibstoffen. Ein Hauptstromtriebwerk mit 300 Bar Brennkammerdruck wird immer weit höhere Anforderungen stellen und weniger Zuverlässig sein als ein Nebenstromtriebwerk mit nur 80 Bar.

Führerschein

  • Gast
Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2419 am: 17. April 2014, 19:37:13 »
Ob die Programme umgesetzt werden, ist eine Sache. Aber den Russen Sachverstand bei der Beurteilung von Triebwerken abzusprechen, ist, sagen wir mal  -  naiv.

Jura

  • Gast
Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2420 am: 17. April 2014, 20:07:11 »
@ MR

Deine Aussage ist nur subjektiv, hat wenig mit der Realität zu tun. Nach 30 Jahren Methanforschung und zigtausenden Parameter bei den Brennversuchen, sind die russischen Ingenieure führend. Heute geht die Entwicklung in Eisen über. Mask als Geschäftsmann hat auch eindeutig Position bezogen und baut gleich einen 380 Tonnen Methanträger.

Möchte aber was richtigstellen. Es geht nicht primär um Methan, sondern um die hohen Kosten bei der Raumfahrt. Ohne Investitionen haben wir keine Kostensenkung und keine Effektivität. Das ist Fakt und wenn ein Land x das nicht macht, begibt sich eines Tages auf dem Niveau von Somalia.

Es ist aber auch ganz einafach, wenn der Staatshaushalt Investitionen nicht zuläst, sind natürlich Basen auf dem Mond und Mars als auch andere Pläne nicht realisierbar.

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Offline MR

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Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2421 am: 17. April 2014, 20:38:04 »
Ob die Programme umgesetzt werden, ist eine Sache. Aber den Russen Sachverstand bei der Beurteilung von Triebwerken abzusprechen, ist, sagen wir mal  -  naiv.

Na ja, wenn man sich anschaut, was für Ankündigungen teilweise aus Russland kommen, so sehe ich ein kritisches Hinterfragen dieser Ankündigungen gewiss nicht als naiv an. Ich habe keinerlei Zweifel, das ein Methan-Triebwerk funktioniert, im Gegenteil: Ein Methan-Triebwerk dürfte sogar sehr gut funktionieren. Probleme bei Entwicklung und Einsatz erwarte ich nicht. Ich hab allerdings Zweifel daran, das sich ein Methan-Triebwerk lohnt. Ein Methan-Triebwerk ist aufwendiger und teurer als ein Kerosin-Triebwerk, bei nur leicht höherer Leistung. Zumindest aktuell bei Einweg-Trägern lohnt sich das in meinen Augen nicht. Sicher, bei einem wiederverwendbaren Träger mag die Beurteilung anders ausfallen, aber so weit ist es noch nicht. Abgesehen vom gestrichenen Baikal-Booster sehe ich im Moment keinen erfolgversprechenden Ansatz für ein wirtschaftlich erfolgreiches wiederverwendbares System.

@ Jura

Musk hat schon oft eindeutig Position bezogen, ohne das da etwas verwertbares rauskam.  Das wird bei dem tollen Großträger nicht anders. Sicher könnte man einen Großträger mit Methan antreiben, aber Vorteile sehe ich da nicht. Allerdings ist diese Diskussion aber akademisch, denn aktuell kann sich SpaceX die Entwicklung eines solchen Trägers schlicht nicht leisten.

An den hohen Kosten der Raumfahrt wird sich so schnell nichts ändern lassen. Der Space Shuttle war ein sehr innovatives wiederverwendbares System, aber er war deutlich teurer als ein Einweg-Träger. Ob zukünftige wiederverwendbare Systeme die Kosten wirklich senken können, weiß heute noch keiner. Zumindest eine gesunde Skepsis ist angebracht.

Jura

  • Gast
Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2422 am: 17. April 2014, 20:41:20 »
Gegenwärtig laufen intensive Arbeiten für den russischen Träger für bemannte Mondflüge. Als Beispiel hier eine Methanträgerrakete von Progress. Die Offiziellen Bilder als auch Kostenanalysen darf ich nicht posten, es handelt sich noch um interne Materialien. Wegen den hohen Kosten bei der H2O Technologie, hat Progress bei den Arbeiten auf den Treibstoff verziehtet. Greift aber auf Fesstoffbooster wie bei SLS zurück, aber natürlich mit ganz anderen Parameter. Hier noch der Vergleich:

SLS -        130 Tonnen, Startmasse bei 2950 Tonnen
Methan -  130 Tonnen, Startmasse bei 2776 Tonnen



Der ganze Träger verwendet nur RD-0164, einen Treibstoff Methan und standartisierte Booster. Für Raumschleper als auch Landemodule auf dem Mond kommt auch H2O zum Einsatz.



Technische Daten des RD-0164 aus den internen Dokumenten die auch veröffentlicht worden.

Führerschein

  • Gast
Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2423 am: 17. April 2014, 20:50:57 »
Ob die Programme umgesetzt werden, ist eine Sache. Aber den Russen Sachverstand bei der Beurteilung von Triebwerken abzusprechen, ist, sagen wir mal  -  naiv.

Na ja, wenn man sich anschaut, was für Ankündigungen teilweise aus Russland kommen, so sehe ich ein kritisches Hinterfragen dieser Ankündigungen gewiss nicht als naiv an.

Verstehst du mich absichtlich falsch? Sieht so aus. Ich habe mich völlig unmißverständlich ausgedrückt. Ich sprach vom russischen Fachverständnis für Triebwerke, das du anzweifelst. Ich steigere mein - naiv auf absurd.

Jura

  • Gast
Re: Russische Raumfahrt
« Antwort #2424 am: 17. April 2014, 21:07:21 »


RD-0164 von Progress Dokumenten.