РД на метане

[sychbird]

Возможно ли на метане сделать безгенераторный ЖРД открытого цикла большой тяги - тонн 110-120? 

безгенераторный - это с вытеснительной подачей, что ли?

Криогенное топливо закипает в рубашке охлаждения КС и создаёт давление, которое крутит турбину.

Что-то кажется, что кипение в рубашке до добра не доведёт. Пусть лучше метан будет в сверхкритическом состоянии.

Надо проверить по справочнику, но что-то у меня в памяти свербит, что режим кипения существенно влияет на теплоотдачу от стенки к жидкости. А вот в какую сторону положительную или отрицательную на вскидку не могу сказать. Не исключено, что есть разнонаправленные режимы.

[Serge V Iz]

Возможно ли на метане сделать безгенераторный ЖРД открытого цикла большой тяги - тонн 110-120? 

безгенераторный - это с вытеснительной подачей, что ли?

Криогенное топливо закипает в рубашке охлаждения КС и создаёт давление, которое крутит турбину.

Что-то кажется, что кипение в рубашке до добра не доведёт. Пусть лучше метан будет в сверхкритическом состоянии.

Надо проверить по справочнику, но что-то у меня в памяти свербит, что режим кипения существенно влияет на теплоотдачу от стенки к жидкости. А вот в какую сторону положительную или отрицательную на вскидку не могу сказать. Не исключено, что есть разнонаправленные режимы.

Сам по себе режим - никак. Тепло уже отдалось и оно вскипело )
Просто после этого места оно будет заниматься перегреванием пара. А это выраженная граница в тепловой напряжённости конструкции...

[ratcustorb]

Это немного про другое.

А про что? 

Про применение и неприменение газогенератора.

Там не про это. А про применение или неприменение дожигания. Открытая схема повышает производительность турбины, и, соответственно, снижает УИ.

[Serge V Iz]

Это немного про другое.

А про что? 

Про применение и неприменение газогенератора.

Там не про это. А про применение или неприменение дожигания.

https://www.energia.ru/ktt/archive/2014/01-2014/01-07.pdf

"От первого лица":

http://www.buran.ru/htm/42-3.htm

Кислородно-водородный двигатель РО-95 имел тягу 10т. Тяга была оптимизирована с учетом применения этого двигателя в разгонном блоке "Везувий". Основные характеристики двигателя соответствовали уровню лучших зарубежных кислородно-водородных двигателей малой тяги. Двигатель выполнен по безгенераторной схеме, удельный импульс 475 единиц. Стендовые огневые испытания планировалось начать в 1991-1992 гг. Реальность создания такого двигателя в установленные сроки базировалась на опыте КБХА разработки и отработки двигателя РД-0120 для "Энергии", наличии сильного опытного производства, действующей стендовой базы, сложившейся развитой кооперации. Стоимостные оценки показывали преимущество безгазогенераторной схемы - меньшее количество элементов и менее напряженные параметры, которые снижают стоимость разработки и изготовления, а более высокая надежность уменьшает затраты на эксплуатацию. Все это позволило разработчикам жидкостных двигателей сделать вывод о предпочтительности безгазогенераторной схемы для кислородно-водородных двигателей перспективных космических разгонных блоков.
     Безгазогенераторная схема и схема с дожиганием генераторного газа сравнивались по эффективности при выборе двигателей с суммарной тягой 9,1 т. В случае меньшей тяги двигателя некоторое увеличение массы полезного груза обеспечивает безгазогенераторная схема, а при большей тяге - схема с дожиганием генераторного газа. Схема с использованием газогенератора без дожигания генераторного газа значительно уступает им по энергетическим характеристикам. Такой же вывод можно сделать из сравнения удельного импульса тяги, который обеспечивают двигатели американских фирм "Рокетдайн", "Пратт-Уитни" и "Аэроджет". Все три двигательные фирмы, как это уже отмечалось, основное внимание уделяют двигателям, использующим безгазогенераторную схему. Если в первых проработках по этим двигателям давление в камере сгорания ограничивалось диапазоном 85-100 атм., то в последние годы наблюдалась тенденция к увеличению давления в камере - более 140 атм. Таким образом, давление в камере сгорания двигателей, построенных по безгазогенераторной схеме, вышло на уровень характеристик двигателей АСЕ (ASE) с дожиганием генераторного газа.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%94-0146

Там везде всё дожигается. Точнее, в случае безгазогенераторного, сжигается.

[ratcustorb]

Стендовые огневые испытания планировалось начать...

Провели? 

Реальность создания такого двигателя в установленные сроки базировалась на опыте КБХА разработки и отработки двигателя РД-0120 для "Энергии"

Это какой год был? 
У КБХА РД-0146 создан лет на 10 позже.

Стоимостные оценки показывали преимущество безгазогенераторной схемы - меньшее количество элементов и менее напряженные параметры, которые снижают стоимость разработки и изготовления, а более высокая надежность уменьшает затраты на эксплуатацию

Вот это важный момент.

Там везде всё дожигается. Точнее, в случае безгазогенераторного, сжигается.

Ну японцы с Вами не согласятся, имея реально работающий двигатель без дожигания с тягой больше, чем на порядок.

[Serge V Iz]

Ну японцы с Вами не согласятся, имея реально работающий двигатель без дожигания.

Без дожигания мы получаем выбрасывание мятого газа, у которого и скорость так себе, и внутренняя химическая энергия не израсходована. Естественно, это не отменяет ситуации "так надо, пусть даже и с большими потерями". )

(50 секунд УИ -- не так мало, чтоб их игнорировать)

[ratcustorb]

50 секунд УИ -- не так мало, чтоб их игнорировать

Это можно рассказать Rocketdyne, пусть свои RS-68 на Дельта-4 доработают 

[Serge V Iz]

50 секунд УИ -- не так мало, чтоб их игнорировать

Это можно рассказать Rocketdyne, пусть свои RS-68 на Дельта-4 доработают 

Зачем? Её ж, говорят, в отставку. )

[nonconvex]

Надо проверить по справочнику, но что-то у меня в памяти свербит, что режим кипения существенно влияет на теплоотдачу от стенки к жидкости. А вот в какую сторону положительную или отрицательную на вскидку не могу сказать. Не исключено, что есть разнонаправленные режимы.

Спросите у автомехаников, они определенно не берутся чинить вскипевший мотор, по причине коробления головок.  Вот только не могу понять, - в положительную сторону их коробит, или в отрицательную!

[nonconvex]

50 секунд УИ -- не так мало, чтоб их игнорировать

Это можно рассказать Rocketdyne, пусть свои RS-68 на Дельта-4 доработают 

Зачем? Её ж, говорят, в отставку. )

Рокетдайн уже купили, ЮЛУ тоже, говорят продают, а там глядишь - и отставки отставят.

[vlad7308]

Возможно ли на метане сделать безгенераторный ЖРД открытого цикла большой тяги - тонн 110-120? 

безгенераторный - это с вытеснительной подачей, что ли?

Криогенное топливо закипает в рубашке охлаждения КС и создаёт давление, которое крутит турбину.

Что-то кажется, что кипение в рубашке до добра не доведёт. Пусть лучше метан будет в сверхкритическом состоянии.

Надо проверить по справочнику, но что-то у меня в памяти свербит, что режим кипения существенно влияет на теплоотдачу от стенки к жидкости. А вот в какую сторону положительную или отрицательную на вскидку не могу сказать.

очень несложно догадаться в какую

[sychbird]

Возможно ли на метане сделать безгенераторный ЖРД открытого цикла большой тяги - тонн 110-120? 

безгенераторный - это с вытеснительной подачей, что ли?

Криогенное топливо закипает в рубашке охлаждения КС и создаёт давление, которое крутит турбину.

Что-то кажется, что кипение в рубашке до добра не доведёт. Пусть лучше метан будет в сверхкритическом состоянии.

Надо проверить по справочнику, но что-то у меня в памяти свербит, что режим кипения существенно влияет на теплоотдачу от стенки к жидкости. А вот в какую сторону положительную или отрицательную на вскидку не могу сказать.

очень несложно догадаться в какую

Догадки здесь не помогут. Двухфазная система с разными процессами и многорежимная в зависимости от нелинейных/неустойчивых гидродинамических параметров. Рейнолдс рулит в эмпирике.

[nonconvex]

Двухфазная система с разными процессами и многорежимная в зависимости от нелинейных/неустойчивых гидродинамических параметров. Рейнолдс рулит в эмпирике.

Тепловая труба?

[fagot]

Догадки здесь не помогут. Двухфазная система с разными процессами и многорежимная в зависимости от нелинейных/неустойчивых гидродинамических параметров. Рейнолдс рулит в эмпирике.

Догадки здесь не нужны, кипение = прогару написано в любом букваре по ЖРД, и вполне понятно, почему.

[fagot]

Только не надо отчаиваться ) Если 3д-печать и материаловедение выйдут на соотвествующий технологический уровень, то поверхность теплообмена в камере сгорания можно будет и увеличить. Тем более, уже есть опыт сования туда всякой фигни, например, стенок из форсунок. )

Ее и сейчас можно увеличить, удлиняя КС, 3д печать тут ничем не поможет.

[fagot]

Водород -- намного более рабочий газ. И японцы молодцы, даже герои -- домучили. )

Это компенсируется тем, что жидкий водород намного тяжелее качать.

[Serge V Iz]

Двухфазная система с разными процессами и многорежимная в зависимости от нелинейных/неустойчивых гидродинамических параметров. Рейнолдс рулит в эмпирике.

Для этого её тоже нужно специально делать двухфазной. Сильной турбулизацией.

https://mirtr.elpub.ru/jour/article/download/664/1013

А это ещё большие гидравлические потери, и большая потребная мощность насоса...

Впрочем, это всё теория для туристических баллончиков с пропан-бутаном. А с метаном будет как Дмитрий В наказал. )

[Serge V Iz]

Водород -- намного более рабочий газ. И японцы молодцы, даже герои -- домучили. )

Это компенсируется тем, что жидкий водород намного тяжелее качать.

Но у водорода и теплоёмкость в разы, и теплопроводность в разы лучше. Количество энергии, которое им можно снять и утащить на турбину больше, даже с учётом меньшей плотности при перекачивании.

[Serge V Iz]

Только не надо отчаиваться ) Если 3д-печать и материаловедение выйдут на соотвествующий технологический уровень, то поверхность теплообмена в камере сгорания можно будет и увеличить. Тем более, уже есть опыт сования туда всякой фигни, например, стенок из форсунок. )

Ее и сейчас можно увеличить, удлиняя КС, 3д печать тут ничем не поможет.

Не делают?

Я не знаю точно, но есть нехорошее подозрение: слишком длинную камеру нельзя будет регулировать. И она будет производить автоколебания.

[Плейшнер]

Без дожигания мы получаем выбрасывание мятого газа, у которого и скорость так себе, и внутренняя химическая энергия не израсходована. Естественно, это не отменяет ситуации "так надо, пусть даже и с большими потерями". )

(50 секунд УИ -- не так мало, чтоб их игнорировать)

Откуда 50 сек?
Потери в УИ у открытых схем 3..6% в сравнении с закрытыми