РД-191 с повторным запуском на ЦБ Ангары

Автор Salo, 13.02.2015 20:30:50

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Salo

В качестве альтернативы переливу на ЦБ Ангары используется дросселирование РД-191 до 28% примерно на 30 секунде. Это позволяет реализовать полутора-ступенчатую пакетную схему.  Однако недостатком такого варианта является невозможность использования высотного сопла.
Рассматривался вариант выдвижного соплового насадка, однако в этом случае пришлось бы его выдвигать на работающем двигателе, что связано с массой сложностей.

В свете используемого Маском  повторного запуска двигателей первой ступени предлагаю реализовать на Ангаре следующий вариант использования РД-191 с ВСН:

После старта Рд-191 примерно на 50 с выключается. Затем выдвигается сопловой насадок и перед отделением боковых блоков двигатель ЦБ запускается повторно.

Плюсы:
Используется земное сопло при старте и высотное на высоте.
Нет проблем с выдвижением соплового насадка на тяге.
Нет нужды в глубоком дросселировании двигателя.

Минус:
Возможность незапуска двигателя.

А кому сейчас легко?  8)
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Штуцер

ЦитатаSalo пишет:
Минус:
Возможность незапуска двигателя.

По каким причинам?
Но в виде обломков различных ракет
Останутся наши следы!

Salo

Был бы повод, а причина найдётся. ;)

ЗЫ: наши двигателисты боятся повторного запуска как чёрт ладана.

ЗЗЫ: ЛЗУ нам в помощь.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

profan

Раз тут про эффективность, подскажите, с отделяемыми топливными баками почему так мало ракет? Вроде бы схема оптимальная.

TDMS

ЦитатаSalo пишет:
Затем выдвигается сопловой насадок и перед отделением боковых блоков двигатель ЦБ запускается повторно.
А есть летающие примеры сдвижных насадков? Идее столько лет, и выгоды вроде бы очевидны... 
1) За 50 секунд основное сопло будет нагрето до максимальной рабочей температуры. Насадок будет холодным. Ждать пока остынет? А успеет ли? 
2) Если использовать специальный герметичный стык, комбинированное сопло не будет "гладким" и будет происходить более значимый срыв потока при переходе от основного сопла к насадку. Это дополнительная потеря УИ и нагрузки.
3) Какова надежность соединения? Если ли результаты испытаний уже выдвинутого (пусть даже заранее) насадка?

октоген

Salo

В профильных ветках предлагалось несколько иное решение: сбрасываемое земное сопло помещенное в высотное. Возможно это будет выгоднее. Правда механизм отделения земного сопла, организация этого процесса на струе работающего движка и перегрев земного сопла из-за ухудшенного охлаждения-все это тоже потребует отработки.


Возможно механизм выдвижения насадка удастся сделать из сплавов с памятью формы. 

mihalchuk

Категорически не советую на РД-191. Дело в том, что при работе у него все процессы работают в динамике, в том числе - на границах горячих/холодных сред. После останова за некоторое время произойдёт релаксация, выравнивание температур. При этом в некоторых местах жидкость может вскипеть или полимеризоваться. Где-то может и образоваться нагар. В-общем, чтобы такой двигатель повторно запустить, нужно провести обязательные операции, не предусмотренные на РН - продувка, промывка, проливка... Но и это не даст полную гарантию готовности. Кроме того, сам запуск некапсулированного РД-191 в вакууме - возможен ли?
Двигатель - сердце РН, а сердцу противопоказаны эксперименты. В принципе, повторный запуск в полёте возможен, но я не стал бы использовать двигатель, для которого такое не было предусмотрено при создании.

Alexandr_A

Сколько времени требует выдвижение соплового насадка и сколько времени нужно в теории, на быстрый останов/запуск двигателя?

Salo

ЦитатаTDMS пишет:
А есть летающие примеры сдвижных насадков? Идее столько лет, и выгоды вроде бы очевидны...
1) За 50 секунд основное сопло будет нагрето до максимальной рабочей температуры. Насадок будет холодным. Ждать пока остынет? А успеет ли?
2) Если использовать специальный герметичный стык, комбинированное сопло не будет "гладким" и будет происходить более значимый срыв потока при переходе от основного сопла к насадку. Это дополнительная потеря УИ и нагрузки.
3) Какова надежность соединения? Если ли результаты испытаний уже выдвинутого (пусть даже заранее) насадка?
Этот летает вполне успешно:
http://rocket.itsc.uah.edu/u/education/files/MAE_695/Reports/09/09_Nozzle_Extension_Assembly.pdf
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

profan

#9
.

Юрий Морозов

Замечательная идея. Я до этой идеи не додумался. повторный запуск...гениально. А я по старинке прикидывал просто на ЦБ расширенное сопло фиксированное. Ну будет отрыв струи. Хотя как сказать, при таком давлении, и после расширенного сопла отрыва может и не быть, так что это надо посчитать.
Возможно держать насадок с самого начала, зачем его выдвигать. Выдвижной насадок делается только для того , чтобы уменьшить размер пространства между ступенями - переходного отсека. Для ЦБ Ангары этого делать не надо, пусть стоит во всю длинну. 

Сергей Радин

ЦитатаЮрий Морозов пишет:
Выдвижной насадок делается только для того , чтобы уменьшить размер пространства между ступенями - переходного отсека.
На уровне земли будет перерасширение на срезе сопла и всякие неприятные эффекты.

C-300

Для РД-0120 в своё время рассматривали вставку в основное сопло высокого расширения неохлаждаемого насадка малого расширения. 
А в целом Михальчук всё выше уже сказал.

Lanista

Какой прогнозируемый прирост ПН? Стоит ли возится?

Юрий Морозов

ЦитатаСергей Радин пишет:
ЦитатаЮрий Морозов пишет:
Выдвижной насадок делается только для того , чтобы уменьшить размер пространства между ступенями - переходного отсека.
На уровне земли будет перерасширение на срезе сопла и всякие неприятные эффекты.
Это и есть отрыв потока газа от стенки сопла, вибрация автоколебания.  Это когда давления маленькие. Ну там 15 атмосфер, 60 атмосфер, а здесь 250 атмосфер, здается мне что бы произошло перерасширение, должне быть очень большой диаметр соплового насадка. Но конечно надо считать. Я говорил как то со спецами из Самары, старая гвардия еще в начале 90х. Тогда была эпоха тотальной открытости. Так вот они проектировали использовать в качестве РН  Н-1 без первой ступени. Полусалась РН на 20 тонн. А на мой вопрос какие двигателт - ответ был все те же высотные. А как будете бороться с отрывом?  Ответ - нет проблем выход есть.

C-300

ЦитатаTDMS пишет:
А есть летающие примеры сдвижных насадков?
Не, ну помимо РЛ-10Б-2 ещё куча твердотопливных МБР - на них на вторых/третьих ступенях как раз сдвижные насадки.
Та же МХ "Миротворец".

Sam Grey

Если я правильно понимаю, дросселирование хуже системы перелива тем, что двигатель работает не на оптимальном режиме (тем более, если дросселирование настолько глубокое). Я помню когда-то давно видел цифру в 3%, как предполагаемый уровень потерь ПН от такой схемы (У Петра Зайцева про это было, по-моему). 

C-300

ЦитатаSam Grey пишет:
Если я правильно понимаю, дросселирование хуже системы перелива тем, что двигатель работает не на оптимальном режиме
Да, верно. При дросселировании двигатель, как вы сказали. работает на неоптимальном (нерасчётном) режиме. Например, в камере ухудшается распыл компонентов (меньше расход компонента - меньше перепад давления - меньше скорость истечения жидкости из сопла форсунки), как следствие - ухудшается полнота сгорания.

TDMS

ЦитатаАлександр Хороших пишет:
Не, ну помимо РЛ-10Б-2 ещё куча твердотопливных МБР - на них на вторых/третьих ступенях как раз сдвижные насадки.
Та же МХ "Миротворец".
Спасибо. За Пискипер отдельное спасибо, не ожидал такого увидеть. Но если можно еще раз почти тот же вопрос. А есть ли примеры летавших сдвижных насадков выдвигаемых во время [паузы] использования? Т.е. именно то, что предложил Salo? Поработал мотор, баллистическая пауза, выдвинули насадок. Про горячий режим я не спрашиваю, предположу, что это пока ни у кого не получилось.

C-300

#19
ЦитатаTDMS пишет:
Про горячий режим я не спрашиваю, предположу, что это пока ни у кого не получилось.
11Д57М - раздвижение соплового насадка на струе. Вполне получилось. Только увы не летало.

В одном из номеров НК описывалась система раздвижения такого насадка. Основная идея заключалась в том, что внутри насадка устанавливали цилиндрическую проставку. Трение о неё газа порождало силу, которая и вытягивала насадок.