ЖРД с полной газификацией компонентов (схемы газ-газ)

Автор Денис Лобко, 23.01.2011 20:43:52

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Денис Лобко

Уважаемые форумяне!

Вот возник у меня вопрос после прочтения учебника тов. Гахуна. Там говорится о том, что схема "газ-газ" - это самая выгодная схема для ЖРД, самый максимальный УИ, самые выгодные условия для работы ТНА (каждый на своей скорости), хорошие условия для работы уплотнений.

И вот возник у меня дилетантский вопрос - а почему их особо и не делают, такие двигатетели? Я вот искал по всяким гуглам-яндексам (возможно, плохо искал), и нашёл только РД-270, который никуда не полетел.

Почему так получилось, опять исторически сложилось? Сложность разработки/отработки?
С уважением, Денис Лобко


Старый

ЦитатаСложность разработки/отработки?
Да.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

Денис Лобко

Попытаюсь пофантазировать.

Возьмём два двигателя. Один - РД-0120, другой - гипотетический водородный ЖРД по схеме "газ-газ", с таким же давлением в камере сгорания и такой же тягой.

Какие преимущества и недостатки будут у этого гипотетического двигателя схемы "газ-газ" по сравнению с РД-0120?

И вопрос в сторону - есть ли какой-либо смысл делать водородные двигатели схемы газ-газ на небольшую тягу (1-40 тс)?
С уважением, Денис Лобко

Старый

ЦитатаВозьмём два двигателя. Один - РД-0120, другой - гипотетический водородный ЖРД по схеме "газ-газ", с таким же давлением в камере сгорания и такой же тягой.

Какие преимущества и недостатки будут у этого гипотетического двигателя схемы "газ-газ" по сравнению с РД-0120?
Преимуществ никаких. Недостатки - сложность, дороговизна, ненадёжность.

ЦитатаИ вопрос в сторону - есть ли какой-либо смысл делать водородные двигатели схемы газ-газ на небольшую тягу (1-40 тс)?
Нет никакого смысла делать любые двигатели по схеме газ-газ.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

Денис Лобко

Цитата
ЦитатаВозьмём два двигателя. Один - РД-0120, другой - гипотетический водородный ЖРД по схеме "газ-газ", с таким же давлением в камере сгорания и такой же тягой.

Какие преимущества и недостатки будут у этого гипотетического двигателя схемы "газ-газ" по сравнению с РД-0120?
Преимуществ никаких. Недостатки - сложность, дороговизна, ненадёжность.

ЦитатаИ вопрос в сторону - есть ли какой-либо смысл делать водородные двигатели схемы газ-газ на небольшую тягу (1-40 тс)?
Нет никакого смысла делать любые двигатели по схеме газ-газ.

Странно, в умной книжке Гахуна наоборот написано, что надёжность больше, т.к. в ТНА нет уплотнений между горючим и окислителем, плюс меньшие температуры за счёт больших прокачиваемых объёмов. Ну и типа горение лучше, ВЧ-колебаний меньше. Он не прав?
С уважением, Денис Лобко

Salo

ЦитатаИ вопрос в сторону - есть ли какой-либо смысл делать водородные двигатели схемы газ-газ на небольшую тягу (1-40 тс)?
Водородные двигатели тягой до 30тс есть смысл делать с расширительным циклом. Более мощные - с дожиганием восстановительного генераторного газа.  В промежутке возможны гибридные схемы.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Старый

ЦитатаСтранно, в умной книжке Гахуна наоборот написано, что надёжность больше, т.к. в ТНА нет уплотнений между горючим и окислителем, плюс меньшие температуры за счёт больших прокачиваемых объёмов. Ну и типа горение лучше, ВЧ-колебаний меньше. Он не прав?
Не прав. Уплотнения - не самое худшее что определяет надёжность двигателя. Если есть возможность сделать восстановительный ГГ (например в водородном двигателе) то добавление к нему окислительного существенно снижает надёжность. И наконец само по себе слишком высокое давление снижает надёжность и увеличивает стоимость двигателя практически не увеличивая УИ.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

Денис Лобко

ЦитатаНе прав. Уплотнения - не самое худшее что определяет надёжность двигателя. Если есть возможность сделать восстановительный ГГ (например в водородном двигателе) то добавление к нему окислительного существенно снижает надёжность. И наконец само по себе слишком высокое давление снижает надёжность и увеличивает стоимость двигателя практически не увеличивая УИ.

То есть ТНА на кислом газе хуже (сложнее/ненадёжней), чем ТНА для кислорода на сладком газе, несмотря на наличие сложной системы уплотнения между кислородом с водородом?
С уважением, Денис Лобко

Старый

ЦитатаТо есть ТНА на кислом газе хуже (сложнее/ненадёжней), чем ТНА для кислорода на сладком газе, несмотря на наличие сложной системы уплотнения между кислородом с водородом?
Да.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

Денис Лобко

А есть этому где-нибудь экспериментальное подтверждение?
С уважением, Денис Лобко

hecata

Цитата
Цитата
ЦитатаВозьмём два двигателя. Один - РД-0120, другой - гипотетический водородный ЖРД по схеме "газ-газ", с таким же давлением в камере сгорания и такой же тягой.

Какие преимущества и недостатки будут у этого гипотетического двигателя схемы "газ-газ" по сравнению с РД-0120?
Преимуществ никаких. Недостатки - сложность, дороговизна, ненадёжность.

ЦитатаИ вопрос в сторону - есть ли какой-либо смысл делать водородные двигатели схемы газ-газ на небольшую тягу (1-40 тс)?
Нет никакого смысла делать любые двигатели по схеме газ-газ.

Странно, в умной книжке Гахуна наоборот написано, что надёжность больше, т.к. в ТНА нет уплотнений между горючим и окислителем, плюс меньшие температуры за счёт больших прокачиваемых объёмов. Ну и типа горение лучше, ВЧ-колебаний меньше. Он не прав?

Выделение желтым подсказывает нам, что все меняется, если нужно бОльшее давление.

Старый

ЦитатаА есть этому где-нибудь экспериментальное подтверждение?
Лучшим экспериментальным подтверждением служит то что ни один двигатель по схеме газ-газ ни разу не летал. Либо они не читали Гахуна либо тут чтото не то. :)
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

Старый

ЦитатаВыделение желтым подсказывает нам, что все меняется, если нужно бОльшее давление.
Во всём разумном диапазоне давлений достаточно газификации одного компонента. Если требуется ещё большее давление то сами по себе проблемы от такого давления усугубятся ещё и двумя ТНА.
 Вобще в кислородоводородных двигателях объём водорода в разы превышает объём кислорода, таким образом газификация кислорода практически ничего не даёт. В керосиновых керосин не газифицируется. Остаётся АТ+НДМГ но нормальные люди на нём двигателей уже не делают.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

Денис Лобко

Цитата
ЦитатаА есть этому где-нибудь экспериментальное подтверждение?
Лучшим экспериментальным подтверждением служит то что ни один двигатель по схеме газ-газ ни разу не летал. Либо они не читали Гахуна либо тут чтото не то. :)
Тут с вами не соглашусь. Очень много хороших (в смысле полезных, выгодных) разработок не пошли в жизнь из-за каких-либо исторических обстоятельств, а конкретно из-за боязни больших капитальных затрат.
ЦитатаВо всём разумном диапазоне давлений достаточно газификации одного компонента. Если требуется ещё большее давление то сами по себе проблемы от такого давления усугубятся ещё и двумя ТНА.
А какой диапазон давлений по-вашему является разумным и почему?
ЦитатаОстаётся АТ+НДМГ но нормальные люди на нём двигателей уже не делают.
Имеется в виду, как я понимаю, двигатели относительно большой тяги?
С уважением, Денис Лобко

Старый

ЦитатаТут с вами не соглашусь.
А вашего согласия и не требуется. :)

ЦитатаОчень много хороших (в смысле полезных, выгодных) разработок не пошли в жизнь из-за каких-либо исторических обстоятельств, а конкретно из-за боязни больших капитальных затрат.
Отнюдь. Не пошли они потому что "хорошими, полезными, выгодными" были только в глазах их изобретателей.

ЦитатаА какой диапазон давлений по-вашему является разумным и почему?
А вы гляньте какие давления применяются в реальных двигателях. Вот этот диапазон и является разумным. Почему? По стоимости/эффективности, естественно.

ЦитатаИмеется в виду, как я понимаю, двигатели относительно большой тяги?
Да. И более того - двигатели замкнутой газогенераторной схемы.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

Дем

ЦитатаА есть этому где-нибудь экспериментальное подтверждение?
Статистика стартов "Зенита", например.
Двигатель - он в основном из металла, а любой металл в кислороде - горит.
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

hecata

Цитата
ЦитатаВыделение желтым подсказывает нам, что все меняется, если нужно бОльшее давление.
Во всём разумном диапазоне давлений достаточно газификации одного компонента. Если требуется ещё большее давление то сами по себе проблемы от такого давления усугубятся ещё и двумя ТНА.

Звучит как повод разогнать к чертям все ЖРД-КБ  :) Хотя, если посмотреть - в США осталась фактически одна Рокетдайн, у нас тоже максимум 2 конторы...

Денис Лобко

Цитата
ЦитатаОчень много хороших (в смысле полезных, выгодных) разработок не пошли в жизнь из-за каких-либо исторических обстоятельств, а конкретно из-за боязни больших капитальных затрат.
Отнюдь. Не пошли они потому что "хорошими, полезными, выгодными" были только в глазах их изобретателей.
Ну как сказать.

Как-то японцы отказались от огнестрельного оружия, объявив всё европейское страшным западлом. После чего порезали иезуитов и перевооружились обратно на катаны.

Немецкая железная дорога в грузовых перевозках использует винтовую стяжку и не использует автосцепку. По причине необходимости больших капвложений. Также на 1997 год они использовали пропановые светофоры (точнее специфические сигнальные устройства) на ж/д. Немного, всего 20 тысяч.

В мире до сих пор не используется в больших масштабах атомные реакторы на природном уране и тории. Система сложнее, требует больших кап.вложений, но топлива для этой системы как бы не в 300 раз больше, чем для обычных реакторах на обогащённом уране-235. Возможность этого цикла экспериментально подтверждена в реакторе БН-800, кажется.

В общем, это то, что навскидку пришло в голову. Список, как вы понимаете, можно продолжать.

Цитата
ЦитатаА какой диапазон давлений по-вашему является разумным и почему?
А вы гляньте какие давления применяются в реальных двигателях. Вот этот диапазон и является разумным. Почему? По стоимости/эффективности, естественно.

Диапазон огромен. От 60 до 260 атмосфер.

Цитата
ЦитатаИмеется в виду, как я понимаю, двигатели относительно большой тяги?
Да. И более того - двигатели замкнутой газогенераторной схемы.

В смысле, АТ+НДМГ замкнутой схемы бессмысленны?
С уважением, Денис Лобко

hecata

ЦитатаВ мире до сих пор не используется в больших масштабах атомные реакторы на природном уране и тории. Система сложнее, требует больших кап.вложений, но топлива для этой системы как бы не в 300 раз больше, чем для обычных реакторах на обогащённом уране-235. Возможность этого цикла экспериментально подтверждена в реакторе БН-800, кажется.

Оффтоп, но это как раз хороший пример стоимости/эффективности. Бридеры/быстрые реакторы вместе со своим закрытым топливным циклом обходятся примерно в 2,5-3 раза дороже обычных PWR-ок. При этом стоимость урана, который используется в реакторе (обычного, природного, до обогащения) - примерно 0,3% от стоимости электроэнергии за жизненный цикл. Т.е. урану надо подрасти в стоимости в 100 раз, либо стоимости бридерного ТЦ упасть раза в два, что бы это стало экономически оправдано.

Ну кроме того есть проблемы с плутонием, с быстрыми реакторами с ЖМТ носителем вообще, с фабрикацией неоксидного топлива ну и т.п. Все упирается отнюдь не только в капвложения в новые блоки на замену старым.