еще пара секунд к УИ химического РД

[zenixt]

В общем чтобы решить задачу для скорости струи в газовой горелке нужно опять брать выражение dP/P=ro0*T0*v*dv/(P0*T)
и интегрировать от атмосферного давления плюс динамическое давление на выходе из горелки до атмосферного давления. Но, во первых я не знаю в данном случае зависимости температуры от давления, во вторых  в данном случае мы должны задавать нужную нам скорость пламени и по ней находить динамическое давление на выходе из горелки, иначе пламя будет либо отрываться, либо обратный удар..
 Я довольно успешно пользуюсь постулатом в практике "Для того, чтобы машина работала, достаточно приблизительной формулы. Для того, чтобы машина работала хорошо, нужна точная формула."
 В данном случае дает довольно неплохой результат замена T=c*P . Причем коэффициендт "с" вычисляется как отношение максимальной температуры к сумме статического и динамического давлений на входе.
 Но можно сделать однозначный вывод. Чем с большей скоростью газ втекает в КС тем с большей скоростью вытекает из нее. И скорость истечения примерно на порядок превосходит скорость входа. Завтра сделаю кой-какие прикидки.
P.S. Извиняюсь, бреханул, перепутал выражение "более чем в два раза с порядком. :?

[zenixt]

По очень грубым прикидкам, сделанным мною, в выражении
dP=ro0*T0*P*v*dv/(P0*T) для КС можно принять T=c*P причем коэффициент с находится как отношение конечной температуры горения к сумма статического и динамического давления на входе в камеру сгорания. Для более точных прикидок мне нужно очень долго перенастраивать мозги.
 Тогда для трехступенчатого двигателя для скорости истечения струи получим выражение

v^2=(v0^2)+(P0*c*(P-P_n)/(ro0*T0))+(2*R*T_k*(1-((P/P_k)^((n-1)/n))/((n-1)/n)
  В данном случае v0^2 - скорость входа газовой смеси в КС.
Для любопытства без всякой стехиометрии посчитаем сколько мы можем дополнительно получить секунд к уи, взяв давление на срезе сопла 1 атм., топливную пару кислород-водород и приняв температуру сгорания водорода 3700 кельвинов. Чтобы получить динамическое давление на входе в КС 100 атм. при статическом давлении на входе 100 атм., нужно чтобы газовая смесь втекала со скоростью примерно 353 м/сек. ПОлучим уи 3337 м/сек, в одноступенчатом двигателе уи 3188 м/сек. Получили прибавку к уи почти 15 с.
 Но нам необязательно ограничиваться тремя ступенями. Таким образом, нигде не превышая давления свыше 200 атм. мы можем добиться скорости истечения до 4300 м/сек. Думаю при 8 махах и статическом давлении 100 атм. никаких проблем с горением быть не должно.

[fagot]

Тогда для трехступенчатого двигателя для скорости истечения струи получим выражение

Трехступенчатый - это у которого изогнутое сопло ? А как там с потерями и массой?

[zenixt]

Хочу добавить, что глупо добиваться полного сгорания смеси в КС. Длина КС должна соответствовать этапу наиболее стремительного горения (в горелке это ядро пламени). Таким образом мы убиваем аж четырех зайцев. Резко уменьшаем длину КС, увеличиваем скорость истечения газа из КС, уменьшаем молекулярную массу и прибавка скорости в сопле становится ближе к более эффективной v^2=(2*T*P0*ln(P/P0))/(ro0*T0), поскольку в сопле происходит подогрев газа за счет продолжающегося процесса горения.
fagot:

Трехступенчатый - это у которого изогнутое сопло ? А как там с потерями и массой?

Во-первых, не изогнутое сопло, а тороидальная насадка на сопло.   Во-вторых, не хватает у меня ума сделать математическую модель процесса в этой насадке. Только знаю из опытов, что количество газа, проходящее через сечение изогнутой трубки в единицу времени не меняется  по сравнению с сечением прямой трубки.
 Проще наверное провести опыт, чтобы проверить, позволит ли нам такая насадка со вторым соплом выбрать энергию оставшейся температуры, чем строить мат. модель. :?

[zenixt]

Все, понял. как решить задачку с тороидальной насадкой. Чтобы пояснить мысль приведу грубые рассуждения.
 Допустим что давление на срезе сопла составляет 0.1 атм., а скорость газового потока 4500 м/сек.Предположим, что под действием центробежной силы давление в потоке В поднялось до 100 атмосфер. Тогда если бы не
T=Tk*(p/pk)^((k-1)/k)
скорость потока В замедлилась бы в 1000 раз.Плотность то возросла, а газа должно проходить столько же.  Итак температура в потоке В увеличилась, а в потоке А упала примерно раз в пять. Значит-таки отняли мы температурную энергию у потока А. Осталось теперь только эти рассуждения формализовать, затем найти оптимальное соотношение сечений потоков А и В и наконец прикинуть, стоит ли овчинка выделки.

[Гость 22]

Все, понял. как решить задачку с тороидальной насадкой. Чтобы пояснить мысль приведу грубые рассуждения.
 Допустим что давление на срезе сопла составляет 0.1 атм., а скорость газового потока 4500 м/сек.Предположим, что под действием центробежной силы давление в потоке В поднялось до 100 атмосфер.

Вообще-то, для решения задачи сверхзвукового течения в тороидальном насадке нужно рассматривать течение Прандтля-Майера (обтекание тупого и острого углов), c взаимодействием косых скачков уплотнения от внешней стенки (острого угла) и волн расширения от внутренней (тупого угла).
Решение через центробежную "силу" некорректно.

И все-таки, чем вот эти сопла:

http://www.kbkha.ru/eng/22.php?type=3&id=22

http://www.kbkha.ru/eng/22.php?type=2&id=16

http://www.astronautix.com/engines/expon10k.htm

http://www.aerospaceweb.org/design/aerospike/figures/fig02.jpg (внизу слева)

отличаются от Вашего тороидального насадка?

[zenixt]

Сегодня у меня праздник. Окончатедльно убедился на практике уже, а не в теории, что ЖРД  с УИ 4500 м/сек при старте сврганить можно. Правда, все оказалсь несколько иначе, чем я представлял себе в начале. И теорию придется подправлять с учетом некоторых процессов.
 Ну и бог с ним, что меня никто не замечает. Главное, я сам себе доказал, что могу.  
 Теперь долго буду думать, как это выложить в инете, чтобы стало известно всем, и французам, и амерам, и нашим.  :roll:

[Гость 22]

Теперь долго буду думать, как это выложить в инете, чтобы стало известно всем, и французам, и амерам, и нашим.  :roll:

А зачем именно в инете? Вы только патент оформите, а заинтересованные стороны об этом сами узнают: форумы-журналы читают не все, а новые патенты в предметной области - обязательно, причем все: и французы, и амеры, и наши, и даже китайцы с японцами и корейцами с обеих сторон

[RadioactiveRainbow]

Эта убеждённость подтверждена экспериментом прямо или косвенно?
(действительно очень интересно)