ЖРД с транспирационным охлаждением

Автор Salo, 09.11.2009 17:43:01

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Salo

ЦитатаКнига

"НАЗЕМНЫЕ ИСПЫТАНИЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ" по разделам  в pdf  http://narod.ru/disk/14782145000/1-1949-1955.pdf - 96 Мб, http://narod.ru/disk/14783130000/2-1955-1965.pdf.html - 63 Мб, http://narod.ru/disk/14783266000/3-1966-1974.pdf.html - 69 Мб, http://narod.ru/disk/14782673000/4-1975-1991.pdf.html - 188 Мб, http://narod.ru/disk/14782991000/5-1992-1999.pdf.html - 223 Мб, http://narod.ru/disk/14782994000/6-niiokr-history.pdf.html - 0,3 Мб, постранично в формате jpg -
http://fotki.yandex.ru/users/videofotostudia/album/57933/
Издана к 50-летию НИИХИММАШ (1999г.)
Нашёл вот такую информацию на стр.207-208 данной книги:


"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Salo

А.М. Мелихов ФГУП "Научно-исследовательский институт химического машиностроения", Сергиев Посад, Россия  ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАНСПИРАЦИОННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ В КАМЕРАХ СГОРАНИЯ ЖРД НА ОСНОВЕ ПОРИСТЫХ СЕТЧАТЫХ МАТЕРИАЛОВ
ЦитатаШирокие исследования транспирационного охлаждения проведены в НИИХИММАШ, где созданы технологии получения пористых сетчатых материалов для транспирационного охлаждения и проведены огневые стендовые испытания экспериментальных камер сгорания ЖРД с таким охлаждением.
Целью доклада является представления информации об основных результатах этих исследований.
В докладе представлены данные огневых испытаний экспериментальных камер сгорания ЖРД различной размерности на компонентах топлива: кислород + водород, азотный тетраксид + несимметричный диметилгидразин, азотный тетраксид + гидразин, кислород + керосин. Исследованы конструкции с транспирационным охлаждением огневой стенки камеры и огневого днища смесительных головок с давлением в камере 1,3 ...3,5 МПа. В конструкциях использованы пористые сетчатые материалы на основе хромоникелевых сталей (пористость ? 0,11 ... 0,51).
В качестве охладителей для транспирационного охлаждения использовались газы: азот, гелий, водород, кислород; высокотемпературные продукты неполного сгорания компонентов азотный тетраксид + несимметричный диметилгидразин, продукты термокаталитического разложения гидразина.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Salo

http://www.vbega.ru/book/e2e279ed.html
ЦитатаПараллельно с этими работами в США проводились и перспективные исследования. Так же как и советсткие специалисты, исследователи США в начале 60-х гг. начали разрабатывать двигатели, работающие по схеме с дожиганием и высоким давлением в камере. Такие исследования для случая водородно-кислородного топлива проводились на фирме «Пратт--Уитни» в двух основных направлениях.

С точки зрения системы охлаждения эти двигатели почти не имели принципиальных отличий от своих предшественников: все та же трубчатая конструкция камер, охлаждение регенеративное, водородом, в сочетании с внутренним холодным пристеночным слоем продуктов сгорания. Новым было лишь то, что на ЖРД J-2 периферийная часть форсуночной головки изготавливалась из пористой нержавеющей стали и впервые имела транспирационное охлаждение [263, с. 54].

Во-вторых, в 1963 г. на этой фирме был спроектирован двигатель RL 20р-3, рассчитанный на тягу 113 тс (110 кН) при давлении в камере 210 кгс/см2 (21,4 МПа) [100], на уменьшенных копиях которого, имевших тягу 5 тс (49 кН) и подвергавшихся в том же году огневым испытаниям [178, 224, 230], отрабатывалось транспирационное охлаждение камеры сгорания и горловины сопла в сочетании с внешним регенеративным охлаждением закритической части сопла.

Во-первых, в период с 1960 по 1963 г. на ЖРД с тягой, примерно равной 2,8 тс (27,5 кН), и давлением в камере 270 кгс/см2 (27,5 МПа) было опробовано пленочное охлаждение. В 1964 г. проходил испытания двигатель с тягой 19,5 тс (192 кН) (позднее она была доведена до 21,8 тс (214 кН) при давлении в камере 190 кгс/см2 (19,4 МПа)), охлаждение которого осуществлялось через 27 поясов завесы внутреннего охлаждения [229].

На пути применения транспирационного охлаждения также стояли существенные трудности: в промышленности не было материалов с переменной пористостью. Специалисты фирмы пытались выйти из этого затруднения путем искусственного создания (механическим путем) таких материалов. Они изготавливали камеры в виде набора прилегающих друг к другу тонких медных колец, на торцовых поверхностях которых в радиальном направлении были предусмотрены канавки («поры») для прохода хладагента [229].

Первый способ имел, по свидетельству американских специалистов, тот недостаток, что при его реализации уменьшалась (по сравнению, по-видимому, с транспирационным охлаждением) экономичность двигателя.

Успех, наметившийся на фирме «Пратт--Уитни», привел к тому, что НАСА, желая повысить качественный уровень двигателей с высоким давлением, привлекло к их разработке и другие фирмы. В конце 60-х гг. к их созданию приступили на фирме «Аэроджет» [280, с. 32] и на фирме «Рокетдайн», проводившей свои работы совместно со специалистами западногерманской фирмы «Мессершмидт--Белков--Блом», занимавшимися двигателями замкнутой схемы с 1956 г. [196].

В ходе последующих работ специалисты фирмы «Пратт--Уитни» сосредоточили свои усилия в основном на отработке двигателей с транспирационным охлаждением. В 1966 г. они начали разработку ЖРД XLR-129 с тягой 115 тс (1130 кН) при давлении в камере 210 кгс/см2 (21,4 МПа), имевшего такое охлаждение и длительное время расценивавшегося как возможный вариант двигателя для космического самолета [177].
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Salo

Конец 90-х:
http://www.ppkoil.ru/oil_art/Kbxa_na_mirovom_kosmiceskom.html
ЦитатаВ соответствии с соглашением между рка и dara (германское космическое агентство) кбха совместно с фирмой dasa (даймлер-бенц аэроспейс) проводит исследования по разработке технологий создания перспективных жрд (проект техора). Исследования выполняются по трем направлениям:

- транспирационное охлаждение камеры сгорания;

- смесительные элементы с широким диапазоном дросселирования;

- сверхзвуковое сопло с двойным расширением.

Работы по сверхзвуковому соплу проводятся совместно с исследовательским центром им. М. В. Келдыша.

В ходе исследований в кбха проведены "холодные" и огневые испытания модельных агрегатов, в том числе кислородно-водородных модельных камер. Совместно с фирмой dasa разрабатываются алгоритмы и компьютерные программы расчетов.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Salo

А сабж оказывается был жив в 2006 году:
http://www.nakanune.ru/news/2006/05/18/Glava_Roskosmosa_na_aviacionnokosmicheskojj
Цитата"В завершении своего выступления я хотел бы сказать о российско-германском сотрудничестве в области космической деятельности", - продолжил глава Роскосмоса. В настоящее время, по его словам, наиболее активно совместные работы ведутся по следующим направлениям: жидкостные ракетные двигатели (проекты "Техора"), в том числе исследования по многоразовым ЖРД, дистанционное зондирование Земли (создание геоинформационных систем), а также проведение технологических и биомедицинских экспериментов на Российском сегменте МКС (эксперименты "Роквисс", GTS и "Плазменный кристалл").
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Salo

2007 год:
http://vpk.name/news/5225_rossiya_i_germaniya_vyistupayut_za_bolee_shirokoe_mezhdunarodnoe_vzaimodeistvie_v_sfere_mirnogo_osvoeniya_kosmosa.html
ЦитатаСпектр российско-германского сотрудничества в освоении космического пространства неуклонно расширяется. Среди наиболее интересных проектов, отмечалось на конференции - создание обсерватории "Спектр-РГ" для определения важнейших параметров Вселенной и изучение темной материи, тестирование узлов перспективной космической техники в условиях реального космического полета, проект разработки двигателя для многоразового носителя "Техора-3" и другие.
Годовой отчёт КБХА за 2007 год:
http://www.kbkha.ru/userfiles/file/god_otchet/otchet_OSC_KBKhA_2007.doc
ЦитатаОсновные темы внешнеэкономической деятельности представлены ниже.
- НИР «Техора-3» - контракт с компанией «Астриум» (Германия);
- контракты с фирмой «Пратт-Уитни Рокетдайн» (США).
- контракт с Корейским Аэрокосмическим Исследовательским Институтом  (КАРИ, Корея);
- ОКР по контракту с корпорацией «Аэроджет» (США).
- ОКР по контракту с компанией «Авио» (Италия).
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

mescalito

Сабж жив до сих пор. НИИХИММАШ года два назад даже испытали прямоточный двигатель с транспирационно охлаждаемой камерой.
Информация должна быть доступна!

Salo

"Были когда-то и мы рысаками!!!"

avmich

А есть ли какие-то ещё существенные проблемы у транспирационного охлаждения, кроме забивания каналов?

avmich

Ещё интересно узнать, каковы характерные размеры и частота каналов в стенке :) .

Dude


C-300

Цитата
Цитатаhttp://s41.radikal.ru/i092/0911/7c/959d4a55ab49.jpg

Она что сварена из колец?  :shock:
Так в теме так и написано:
ЦитатаНа пути применения транспирационного охлаждения также стояли существенные трудности: в промышленности не было материалов с переменной пористостью. Специалисты фирмы пытались выйти из этого затруднения путем искусственного создания (механическим путем) таких материалов. Они изготавливали камеры в виде набора прилегающих друг к другу тонких медных колец, на торцовых поверхностях которых в радиальном направлении были предусмотрены канавки («поры») для прохода хладагента [229].

Dude

Так там же речь про 60-тые, неужели с тех пор нет прогресса в производстве жаропрочных пористых материалов? ;)

C-300

Наверное, есть. Моей знакомой пятикурснице как раз дали тему диплома - "ЖРД с транспирационным охлаждением". Поспрашаю у неё литературу по вопросу.

Гость 22

ЦитатаЕщё интересно узнать, каковы характерные размеры и частота каналов в стенке :) .
Для повышения эффективности  транспирационное охлаждение нужно организовать так, чтобы вдуваемый охладитель не пробивал погранслой, а оставался в нем. Поэтому считается, что размер каналов не должен быть больше толщины погранслоя. Отсюда получается, что для лопаток турбин размер каналов должен быть на уровне десятков-сотен микрон, для камер сгорания - наверное, до милиметра.

Частота каналов (поверхностная пористость) тоже имеет значение: чем меньше пористось, тем выше скорость вдува охладителя через единичный канал => больше вероятность пробивания погранслоя.

mescalito

На современных RL-10,  чтоб форсунки не горели, огневое днище продувается 10% от основного расхода водорода идущего на камеру
Информация должна быть доступна!

Гость 22

ЦитатаНа современных RL-10,  чтоб форсунки не горели, огневое днище продувается 10% от основного расхода водорода идущего на камеру
По-моему, в США на всех водородниках после RL-10 (а это значит - на всех: J-2, SSME, и всяких нереализованных проектах) огневая стенка смесительной головки делалась из Rigimesh и охлаждалась транспирационно.

Я тут поискал у себя и нашел кое-что по транспирационному охлаждению. Выкладываю пока вот в таком непрезентабельном виде: http://www.lpre.de//resources/articles/rigimesh/index.htm

avmich

А чего не делали боковую стенку с таким же охлаждением? Или делали?

Гость 22

ЦитатаА чего не делали боковую стенку с таким же охлаждением? Или делали?
Из rigimesh трудно сделать камеру - это же просто проволочная прессованная слоёнка. Плоское (в первом приближении) днище - легко, а КС - очень трудно. Для этого нужны совсем другие пористые материалы.

АниКей

А кто не чтит цитат -- тот ренегат и гад!