Все всполошились ? Ну хорошо. Давайте смотреть:
- стоимость: не сообщается, сравнивать не с чем
- удельный импульс: в вакууме почти такой же как у керосиновых РД-170/180/190, а вот на уровне моря всё хуже: 284.5 сек против 311,9 сек у РД-180, а ведь это и есть основной режим работы двигателя, то, ради чего всё и затевалось.
- тяга:
заявлено 67,1 тс (658 кН) на уровне моря для одиночного двигателя TK-12, умножаем на 4 двигателя - получаем и 268,4 тс для первой ступени. Для сравнения недорогая рабочая лошадка однокамерный
РД-191 выдаёт 196,0 тс.
На первый взгляд кажется, что разница в удельных импульсах небольшая, но это только на первый взгляд. Упрощая расчёты буду использовать формулу Циолковского и не учитывать массу конструкций ракеты.
Предположим, что нам нужно разогнать полезную нагрузку до выхода на орбиту вокруг Солнца - это чуть больше второй космической скорости равной 11,2 км/с, округляю до 12 км/с. Удельный импульс китайского двигателя (упрощая приму только первой ступени - она давлеет над всем остальным) равен 284,5 сек.
Тогда для вывода полезной нагрузки массой 10 тонн, этим китайским метановым двигателем, потребуется
суммарно 680 тонн топлива+окислителя.
Для РД-191 с его 311,5 с
масса топлива+окислителя будет 471 тонна. Что меньше почти в полтора раза - уже это одно покрывает с лихвой разницу в стоимости газообразного метана и жидкого керосина. А ведь разница в импульсах - меньше 1/10 !
Теперь об экономичности. Цены на 12 июля 2023:
С одной стороны метан дешевле керосина, текущая стоимость газообразного метана на хабе в Нидерландах - 314$ за 1000 м куб., что, при нормальной плотности метана 0,6682 кг/м куб., даёт
470$ за тонну газообразного метана без учёта стоимости очистки, охлаждения, сжижения, хранения и расходов на испарение.
Стоимость метрической тонны авиационного керосина, в тех же Нидерландах и на то же число -
675,5$, при этом стоимость доставки и хранения многократно ниже. Осушение и химическая очистка не требуется. Можно прикинуть, что в при нынешних ценах стоимость тонны жидкого метана даже в лучшем случае будет дороже стоимости тонны авиационного керосина.
Реальный удельный импульс метана со временем превысит таковой у керосина на величину до 3-5%. Водород - другое дело, у него верхний предел 490 сек. для двухкомпонентной пары жидкий водород - жидкий кислород.
Общая материалоёмкость ракеты на паре керосин-жидкий кислород меньше ракеты на парке жидкий метан - жидкий кислород по той причине, что сравнительно простые баки для керосина заменяются более тяжёлыми и сложными криогенными баками для жидкого метана. Обвязка также усложняется и утежеляется.
Собственно заголовки новостей про "китайская ракета уделала ...." - это из разряда журналиста изнасилованного учёным.
Ну и последнее: стоимость топлива составляет примерно
0,2-0,3% от стоимости запуска ракеты-носителя. Так что пока китайцы не подтянут удельный импульс - это всё пшик. Вся затея с метаном - это именно попытка увеличения удельного импульса.
Это сообщение отредактировал VAKT - 12.07.2023 - 22:28
yaplakal.com