Форум Новости Космонавтики

Собственно, вот. Раз Технократ полагает что его тема создана для пЕара, то предлагаю обсудить технические вопросы тут.

Собственно, как я вижу данную РН :

2.5 ступенчатый пакет, набран из 5 одинаковых блоков баков - 4 блока 1 и 2 ступени ромбом, поверх них - блок 3 ступени. Топливо всех ступеней - ЖК + ЖМ. Длина бака 3 ступени несколько меньше в длину, чем 1 и 2 ступеней, двигатель работает при меньшем давлении - условно говоря, не 20 атмосфер, а 10. Давление наддува - 1 атмосфера, днища баков совмещенные.

Двигатели с ТНА, основное сопло фиксированно, управление по крену-тангажу-рысканью осуществлятеся рулевыми соплами с отбором топлива/окислителя из магистрали основного двигателя. На боковых блоках установлено по 2 сопла, на ЦБ и 3 ступени - 4 сопла.  Крепление сопел - тоже фиксированное, под 45 градусов к продольной оси РН, способ управления - разнотяг сопел. Топливо - ЖК + ЖМ, ТНА на перекиси. ПЕРЕД ТНА топливо прогоняется через рубашку основного сопла.

КС и передняя часть сопла традиционная, стальная, с средствами формирования топливной завесы. 'колокол' сопла получен наложением большого числа слоев стальной фольги с сформированным профилем - которая образует и внутреннюю обшивку сопла, и каналы рубашки охлаждения. Сборка сопла производится просто навивкой фольги с креплением слоев между собой контактной сваркой.

Баки аналогично навиты из стальной фольги, внутри - фторопластовый лейнер. Днища баков получены штамповкой. Т.е. сначал собирается на стапеле последовательность днищ и внутренних трубопроводов, а потом на них навивается внешняя оболочка. Ну, или может быть доступна труба с подходящей толщиной стенки - хотя мне кажется, что многослойная навивка будет лучше. Уплотнение с днищами осуществляется усиленной навивкой в месте сопряжения с днищем, которое имеет коническую окантовку - конус в конус на распор дает весьма хорошее уплотнение и механическую фиксацию.


Примерный диаметр баков - 0.5 метра, длина - 3-4 метра. Т.е. вся РН вместе с обтекателем имеет длину около 10 метров. Пуск с мобильного пускового стола типа 'табуретка' :-). Заправка компонентами - на месте запуска из автомобильной криоцистерны.

Блоки 1 и 2 ступеней оснащены тормозной парашутной системой - предварительное торможение осуществляет ленточный парашут из стальной фольги, затем вводится тормозной парашут 1 ступени (он же - вытяжной) и основной посадочный купол, при введении которого производится перецепка точки крепления от носовой части ступени к хвостовой, с тем чтобы посадка 'на бак' позволила избежать повреждения элементов двигателя.

Поля падения ступеней примерно сопоставимы с Союзом, так что оптимальный пункт запуска - Дальний Восток, с трассой выведения над океаном, либо западное побережье Каспия.

Ругайте :-)

Да - при стартовой массе порядка 5 тонн ПН получится вероятно в районе 1% - т.е. 50 кг. Селеноход, ау? :-)

Вы что хотите соорудить? Максимально дешёвое частное средство выведения "хоть чего-то", с покупкой/заказом компонентов в тех же шарагах, где нормальные ракеты делают? И шоб стартовало с коленки?

Так проще старую ракету у вояк прихватизировать, ей-богу...
(Повяжут и за то и за другое одинаково... :roll: )[/size]

А если "как теоретически сделать самому в гараже" - то технологии не гаражные предложены...

З.Ы. Я вот Миг-25й на e-bay видел, недорого... Чем не 1 ступень в болтологическом проекте :)

Ну, гараж - это условно. Вопрос в том, как получить относительно легко воспроизводимую технологию, позволяющую сделать воспроизводимый аппарат на простом оборудовании - но чтобы при этом не надо было каждое сопло индивидуально точить на станке размером с дом :-)

Списанную 200-ку конечно купить можно, спору нет. Интерес в том, чтобы придумать технологию того, как можно СДЕЛАТЬ РН, пользуясь относительно простыми технологичскими приемами.

Прокатка фольги в нужный профиль и ее контактная сварка,  например, на мой взгляд ПРОСТОЙ прием. Накатка фольги же на контур бака - тоже простой прием - собственно, не сильно сложнее, чем намотка композита. Сам материал - широкодоступный.

Вопрос с ТНА, правда, открыт. При всей простоте перикисного ТНА - это все-таки полноценная турбина, которая на голову превосходит по параметрам скажем автомобильные компрессоры.

Т.е. стартовое условие: делаем в гараже, на том обородовании, которое частнику продадут без вопросов. Детали - из ширпотреба. С e-bay покупать можем всё, что таможня пропустит (ох и хитрый это вопрос...).
Бюджет, скажем, $10.000.000. Мы не в US, у нас всё дороже.
Задача - вывести хоть грамм, шоб сделал хоть 1 виток. Так?

Тогда про ТНА забываем сразу. Думаем, как автомобильную или ещё какую турбинку приспособить. Если не будет ссылки на продавца.
Если говорим о штамповке, профилировании фольги и т.п. - желательна ссылка на продажный станок :). Если о "широкодоступной стальной фольге" - аналогично, с характеристиками с сайта производителя. Если о ЖК/ЖМ - кто продаёт частникам, почём...

Так играть интереснее будет :).

З.Ы. Не уверен, что для фольги контактная сварка лучче эпоксидки или силикатных связующих... Она фольгу всё ж повреждает...

ЦитироватьДавление наддува - 1 атмосфера.
...
ПЕРЕД ТНА топливо прогоняется через рубашку основного сопла.

До ТНА - не прогонится.

Цитировать'колокол' сопла получен наложением большого числа слоев стальной фольги с сформированным профилем - которая образует и внутреннюю обшивку сопла, и каналы рубашки охлаждения. Сборка сопла производится просто навивкой фольги с креплением слоев между собой контактной сваркой.

Метод формирования в принципе годится, но сталь в качестве материала для неохлаждаемого сопла - вряд ли. Прогорит. Вы давления не указали, я прикинул для 4 МПа в КС и 0.3 атм на срезе: температура в критике ~3100K, на срезе ~1500K (может варьироваться в зависимости от Km и давлений)

Ну, собственно бак можно и композитный - хотя у меня ощущение, что криогенную температуру металл лучше держит, чем композит.

А вот сопло - только и однозначно металлическое. IMHO лучше всего - стальное - у стали и механическая прочность выше, и падение прочности с температурой лучше. И еще она дешева и широкодоступна.

По поводу контактной сварки - сейчас что только так не собирают - собственно, контактная сварка тонких листов - это 'автомобильная' технология.

Прокат фольги - вообще примитивен дальше некуда :-) Фольга тонкая, так что нужно пропустить ее через 'прокатный стан' в форме нескольких последовательно меняющих форму 'шестеренок', которые в несколько этапов согнут и растянут лист как надо (а там на самом деле его не особо-то и надо растягивать - кольцевая заготовка УЖЕ есть неплохое приближение к форме сопла). После проката же останется только 'навернуть' на оправку сопла сначала внутренний слой, затем слои фольги образующие рубашку охлаждения, и потом внешний слой, скрепляя их собственно как раз контактной сваркой. Технически, внутренний слой можно сделать и из теплопроводного материала - ну, той же меди или латуни - их фольга тоже есть и со сталью в принципе сваривается. Но это надо уже смотреть, что лучше. Мое мнение - что сталь тоже пойдет.

Хотя не спорю, такой гибрид прокатного стана и гофромашины есть штука нетривиальная - при всей простоте ее придется делать. Впрочем, это не шибко сложно - на координатно-фрезировальном станке просто нарезаются фрагменты 'шестеренок' и затем собираются в элементы прокатного стана.

ЖК-ЖМ продается отличнейшим образом - вот например http://www.niikm.ru/products/oxygen/liquid_oxygen/. Даже генераторы жидких газов продаются.

А вот ТНА - это вопрос. В принципе, на все том же координатно-фрезировальном станке не проблема сделать крыльчатку турбонасоса и его корпус. Но остается вопрос механической прочности и обработки поверхности.

Собственно, отработку можно начать как раз с рулевого сопла - технология у них с основным соплом схожая, отличается уровень тяги - 50 кг против тонны. 50 кгс при 40 атмосферах в КС - это порядка 15 кг тяги приходящихся на критсечение, т.е. площадь критсечения - порядка 0.3 см2. Правда, я бы делал давление в КС пониже - что-то порядка 20, может даже 15 атмосфер. А для высотной ступени вообще 10. При этом падают и требования к прочности, и интенсивность теплового потока, и требуемая мощность ТНА (т.е. расход перекиси).

А, так у Вас охлаждаемое сопло? Извиняюсь, не понял...

Кстати, есть еще один полукустарный способ изготовления внутренней оболочки из медного штампованого конуса: выколотка на оправке резиновым молотком :) Глушко с Исаевым так делали в свое время,  может и другие тоже.

Для атмосферных двигателей (давление на срезе 0,4-0,8 атмосферы) можно и просто конус - разница с профилированным соплом - 2-3% УИ. Гораздо большие потери из-за неполноты сгорания, скажем, плёночной теплозащиты.

Но лучше, чем РД-0105 в атмосферном исполнении, на эту тягу (3,5-4,5 тонны) не сделать. Если сделать движок на четырёх рулевых камерах от РД-107 и с ТНА на базе ТНА от РД-119 (несколько мешает другое соотношение компонентов, но это преодолимо, т.к. у ТНА 119 есть запас по мощности), то его тяга у земли составит тонн 15, а управление будет качанием камер, что удобно. Правда, первую ступень придётся заправлять небольшим количеством НДМГ для привода турбины...

Ракета с четырёхкамерным движком на первой ступени и РД-0105 на второй могла бы быть таким "нано-космосом". При стартовой массе в 12 тонн она могла бы выводить на низкую орбиту где-то 250 кило.

А что если просто двигатель погрузить в бак и сопло будет охлаждаться конвекцией? :)

Интенсивность конвекции недостаточна порядков на несколько. Для эффективного охлаждения огневой стенки линейная скорость охладителя возле неё должна быть 10-15 м/с, не меньше.

ЦитироватьПо поводу контактной сварки - сейчас что только так не собирают - собственно, контактная сварка тонких листов - это 'автомобильная' технология.

Жесть и фольга всё же разные вещи, как и повреждённая точка в багажнике и в сопле. Не, я за клей :)

ЦитироватьХотя не спорю, такой гибрид прокатного стана и гофромашины есть штука нетривиальная - при всей простоте ее придется делать. Впрочем, это не шибко сложно - на координатно-фрезировальном станке просто нарезаются фрагменты 'шестеренок' и затем собираются в элементы прокатного стана.

Ну если без гаражного станкостроения не обойтись - давайте смотреть на базе чего, как, какие аналоги в сети описаны... Размеры (оно ж и для баков - значит здоровенное), бюджет...

ЦитироватьНу, собственно бак можно и композитный - хотя у меня ощущение, что криогенную температуру металл лучше держит, чем композит.

Пластики азот держат нормально (у мну рабочий дьюар полипропиленовый), углеродным усам тоже всё пофиг... Экструдер вещь несложная, из мясорубки можно сделать, потом в тонкую ленту раскатать... Усы в России продаются? Или проще стеклом али сталью армировать? По связующему - можно на кемпорте у технологов поспрошать. Может выйти проще фольги...

А ещё лучше купить готовую трубу, и опять-таки фиг с ней с массой. Лучше сделать ступень в 2 раза тяжелее, чем станкостроением заниматься.

По соплу - сравнивая со стоимостью всего остального - ПМСМ лучше тупо выточить вольфрамовое. Вместе с КС. Дешевле выйдет. И фиг с ней, с массой. Или гальванопластикой соорудить - у гальваников на форуме должна быть инфа. Глядишь, и без охлаждения обойдёмся.
Кстати, кто-нить что-нить знает про керамические сопла?

ЦитироватьА вот ТНА - это вопрос. В принципе, на все том же координатно-фрезировальном станке не проблема сделать крыльчатку турбонасоса и его корпус. Но остается вопрос механической прочности и обработки поверхности.

Не-не-не... Если корпус ещё туда-сюда, то такой крыльчатки хватит только разогнаться... Ищем ширпотребные аналоги или думаем, как без этого обойтись.
Обработка поверхности - ладно, шо-нить гаражное придумаем, пыльнём... Но вот прочность и точность обработки...

ЦитироватьРД-0105, РД-107, ТНА от РД-119

Эт уже совсем другая задача. Если собирать из штатных комплектующих.

ЦитироватьИнтенсивность конвекции недостаточна порядков на несколько. Для эффективного охлаждения огневой стенки линейная скорость охладителя возле неё должна быть 10-15 м/с, не меньше.

А если использовать дополнительный контур со сплавом вуда, например. :)

 Да, я понимаю, что это утяжелит двигатель, но мы тут пока не за эффективность боремся. :)

ЦитироватьНу, собственно бак можно и композитный - хотя у меня ощущение, что криогенную температуру металл лучше держит, чем композит.

Температуру жидкого кислорода держат вполне. :)

ЦитироватьА вот ТНА - это вопрос. В принципе, на все том же координатно-фрезировальном станке не проблема сделать крыльчатку турбонасоса и его корпус. Но остается вопрос механической прочности и обработки поверхности.

А чем эта хрень от компрессора отличается? Последний можно найти практически любой.

ЦитироватьИнтенсивность конвекции недостаточна порядков на несколько. Для эффективного охлаждения огневой стенки линейная скорость охладителя возле неё должна быть 10-15 м/с, не меньше.

А если ракету перед стартом раскрутить?

Ну, насчет любой я бы не зарекался. Компрессоры-то работают с газом, а у нас жидкость. Плотность порядка на два выше - соответственно механические нагрузки тоже выше.

А какие у нас вообще есть варианты привода ТНА? Может, поставить 4-тактный ДВС на тех же ЖК-ЖМ? :-) Роль маховика у него сама крыльчатка ТНА сыграет...

Ламерский вопрос: а какой минимальный слой термоизоляции нужен для такой ракеты (хотя бы для жидкого кислорода) ? Будет ли толщина его ограничивать диаметр ступени, меньше которого нельзя, не получится ?

Достаточно пары сантиметров пенопласта, чтобы оно выкипало несколько суток.

Понятно - это как в водонагревателях (там наоборот, остывает с почти 100 градуосв до комнатной). Кстати, а нельзя собрать все из готовых водонагревателей, наварив какую-нибудь раму ? :-)  (или они слишком тяжелые, неоптимальные ?)

А если жидкий водород - тогда нужен больший слой ?
 
Видел как-то по National Geographic соревнования на приз Ансари по лунным посадочным модулям. Вот не обратил внимание, был ли там жидкий водород - кислород, конечно, был. Баки были сферические (диаметр - где-то 60-70 см, кажется - всего 4 шт.), а затраты на разработку и производство у производившей венчурной компании были около 3 млн. долл. В общем, модуль взлетал на несколько десятков метров и садился; правда, при последней третьей попытке он ножки сломал и упал на бок, больше не мог летать (там были демонстрационные опоры, не разносные устойчивые, а как у табуретки - слабенькие снизу). Не дали им приза, короче :-)

ЦитироватьНу, гараж - это условно. Вопрос в том, как получить относительно легко воспроизводимую технологию, позволяющую сделать воспроизводимый аппарат на простом оборудовании - но чтобы при этом не надо было каждое сопло индивидуально точить на станке размером с дом :-)

Списанную 200-ку конечно купить можно, спору нет. Интерес в том, чтобы придумать технологию того, как можно СДЕЛАТЬ РН, пользуясь относительно простыми технологичскими приемами.

Без Технократа разговор пошел грамотней, но вывод будет один:
Невозможно  СДЕЛАТЬ РН, пользуясь относительно простыми технологичскими приемами.
Это Вам подтвердит любой, имевший или имеющий отношение к РКТ.
Сразу видно, что на Генерального тут никто не тянет, идет обсуждение малозначащих деталей (профиль сопла, вид клея, материал баков).
Первый вопрос - какие системы должны входить в состав РН стартовой массой 5 000 кг.
Второй вопрос - состав наземного комплекса.

По первому вопросу:
1.Количество ступеней
2.Вид топлива

После этого нужно определиться с минимальным составом необходимых бортовых систем (может еще что- то нужно или что то убрать):
- двигательная установка
- система управления
- система радиотелеметрии или "черный ящик"
- командная радиолиния

Теперь о деталях.
Что из двигательной установки НИКОГДА не сделать в "гараже" и даже в обычном мех. цеху:

ДУ:
-направляющий аппарат и крыльчатку турбины ТНА (не сделать однозначно и не купить!)
-газогенератор
-датчики давления и температуры (можно купить)
-агрегаты внутренней автоматики двигателя - регуляторы расхода, давления, дроссели, электропневмо- и электрогидроклапаны
-рулевые машинки (не сделать однозначно и не купить!)
-сильфоны
-дренажно-предохранительные клапаны
-камеру сгорания (устойчиво работающую хотя бы 200 секунд)

СУ:
-гироскопы (можно найти списаный самолетный)

По второму вопросу.
Про сложность наземного стартового оборудования лучше спросить у Вована, но, думаю, ему лень писать в таких фантастических темах.

"Не ищите легких путей в науке", молодые люди, любительскую пятитонную ракету космического назначения сделать нельзя. :P

ЦитироватьНу, насчет любой я бы не зарекался. Компрессоры-то работают с газом, а у нас жидкость. Плотность порядка на два выше - соответственно механические нагрузки тоже выше.

А какие у нас вообще есть варианты привода ТНА? Может, поставить 4-тактный ДВС на тех же ЖК-ЖМ? :-) Роль маховика у него сама крыльчатка ТНА сыграет...

Прикиньте мощность ТНА, или, лучше удельную мощность - сразу станет ясно, что заменить ТНА нечем. Если не считать вытеснительную систему подачи.

ЦитироватьЛамерский вопрос: а какой минимальный слой термоизоляции нужен для такой ракеты (хотя бы для жидкого кислорода) ? Будет ли толщина его ограничивать диаметр ступени, меньше которого нельзя, не получится ?

А зачем теплоизоляция на кислородный бак? Нет ничего такого ни на семерке ни на Сатурне-5. Поправьте меня, если ошибаюсь. Теплоизоляцию ставят только на водород.
Потери кислорода на испарение не стоят усложнения и утяжеления конструкции.

ЦитироватьТеперь о деталях.
Что из двигательной установки НИКОГДА не сделать в "гараже" и даже в обычном мех. цеху:

ДУ:
-направляющий аппарат и крыльчатку турбины ТНА. Нет там ничего сверхъестественного. Сделают на инструментальном производстве, где делают, например, литьевые формы для пластмасс. Там и не такое вытворяют. Стоить, правда, будет знатно.
-газогенератор (еще проще)

-агрегаты внутренней автоматики двигателя (см. про ТНА)
-рулевые машинки (пневмо и гидроприводы продаются, + см. ТНА)
-сильфоны (покупаются)
-дренажно-предохранительные клапаны (сделают на стороне)
-камеру сгорания (а вот это действительно проблема)

Прежде всего для разработки такой ракеты потребуется стендовое оборудование. Из него, стенд для измерения тяги ДУ, в данном случае тонн на 10, будет не самым сложным. Если попробовать обойтись без стендов, опираясь только на расчеты и наитие, то результат будет однозначный... дойти даже до стадии полетевшей не туда ракеты не удастся. Тут мне удалось посмотреть хронику испытаний ракет Годдарда, оччень наглядно. А он, по сравнению с любыми нашими самодельщиками был тогда и в более хорошем финансовом положении и оборудован лучше, чем мы сейчас...

Для того, что-бы уйти от состояния мечтаний, если мы хотим именно создать космическую ракету, надо начинать с создания собственной самоокупаемой механической мастерской, к примеру по ремонту планеров и малой авиации. Из прибыли набирать оборудование двойного назначения и связи с фирмами, которые могут делать то, что самим нецелесообразно. Потом надо получить опыт работы в разработке и изготовлении самодельных атмосферных летательных аппаратов, лучше беспилотных, опыт потом пригодится при создании автопилота ракеты. Ну и потом начать разработку ракеты, призывая спонсоров, показывая им, что опыт работы в смежной области есть.
Вот реальный, хотя и не очень быстрый путь. Но другого нет. Можно сколько угодно кричать по углам, мол я имею идеи, а вот времени на доказательство своей компетентности у меня нет, просто вы должны мне верить... На это ни кто не клюнет. Нужны средства, материально-техническая база и для начала небольшой опытный коллектив с теоретическими знаниями и практическим опытом.

Но мечтать не вредно. Может быть кому идея понравится и он скажет: работай, все остальное для этого у меня есть. Чудеса еще случаются...  :D

ЦитироватьПо первому вопросу:
1.Количество ступеней
2.Вид топлива

См. выше - ЖК + ЖМ. Дешевые, широко доступные и не слишком опасные компоненты.

После этого нужно определиться с минимальным составом необходимых бортовых систем (может еще что- то нужно или что то убрать):
- двигательная установка
- система управления
- система радиотелеметрии или "черный ящик"
- командная радиолиния

Теперь о деталях.
Что из двигательной установки НИКОГДА не сделать в "гараже" и даже в обычном мех. цеху:

ЦитироватьДУ:
-направляющий аппарат и крыльчатку турбины ТНА (не сделать однозначно и не купить!)

Очень спорно. Вопрос в давлениях и температурах. ТНА, скажем, атмосфер на 5 можно легко и непринужденно сделать ДОМА - просто нарезать детали объемной фрезировкой из дюралевой плиты, заложив нужную толщину лопаток.

Вопрос в технологии ТНА на давление атмосфер в 30 - выше УИ уже растет непорпорционально росту геммороя.

Цитировать-газогенератор
-датчики давления и температуры (можно купить)
-агрегаты внутренней автоматики двигателя - регуляторы расхода, давления, дроссели, электропневмо- и электрогидроклапаны

Можно купить. 20-30 атмосфер - это вполне 'бытовое' давление. Правда, криогеника... ну, тут уже надо думать :-). Кстати, а зачем нужен газогененератор? Может, проще ДВС использовать :-).

Цитировать-рулевые машинки (не сделать однозначно и не купить!)
-сильфоны
-дренажно-предохранительные клапаны
-камеру сгорания (устойчиво работающую хотя бы 200 секунд)

Надо думать и экспериментировать. Сильфоны не нужны, бе ни одна камера в предложенном концепте не качается, вместо этого производится дроселлирование.

ЦитироватьСУ:
-гироскопы (можно найти списаный самолетный)

СУ и сенсоры сейчас вообще ни разу не проблема. Проблемы - некоторые - могут быть разве что с исполнительными устройствами.

ЦитироватьПо второму вопросу.
Про сложность наземного стартового оборудования лучше спросить у Вована, но, думаю, ему лень писать в таких фантастических темах.

Ну так я ж никого не заставлюя сюда писать :-)

ЦитироватьПрикиньте мощность ТНА, или, лучше удельную мощность - сразу станет ясно, что заменить ТНА нечем. Если не считать вытеснительную систему подачи.

Давай прикинем :-) Тяга 60 КН, УИ двигателя 3 км/c - массовый расход 20 кг/сек. 20 кг - это считай 20л... ну, 30л, учитывая ЖМ.

Мощность для прокачки 30л - объем на давление, давление у нас - 3 МПа.  Получается 90 КДж/сек, т.е. 90 КВт. Мощность обычного автомобильного движка :-). Расход такого движка измеряется миллилитрами в секунду :-)

Охлаждение ему не нужно - наоборот, криокомпоненты еще и подогревать придется. Т.е. система радиаторов не нужна. Даже более того, это может быть весьма экзотический движок, у которого прямой впрыск ОБОИХ компонент производится из ВЫХОДНОЙ магистрали перекачиваемого топлива. А начальный запуск - стартером, например.

Причем, поскольку нам надо не крутить вал, а именно что качать топливо, я бы сделал ЕЩЕ проще - совмещенный цилиндр и для сгорания топлива, и под насос. Двухтактный. Начальная вкачка топлива наддувом, затем впрыск-поджиг, расширение и сброс через окна вентиляции отработанного газа. Поршень при этом чисто пассивный, никаких кривошипов нету. А дальше просто сгладить импульсы давления расходным ресивером.

ЦитироватьДля того, что-бы уйти от состояния мечтаний, если мы хотим именно создать космическую ракету, надо начинать с создания собственной самоокупаемой механической мастерской, к примеру по ремонту планеров и малой авиации.

Двумя рукми за, но на это тоже надо денег :-) И еще нужна аффилированность на каком-либо аэродроме, чтобы был поток спроса.

ЦитироватьДУ:
-направляющий аппарат и крыльчатку турбины ТНА. Нет там ничего сверхъестественного. Сделают на инструментальном производстве, где делают, например, литьевые формы для пластмасс. Там и не такое вытворяют. Стоить, правда, будет знатно.
-газогенератор (еще проще)

-агрегаты внутренней автоматики двигателя (см. про ТНА)
-рулевые машинки (пневмо и гидроприводы продаются, + см. ТНА)
-сильфоны (покупаются)
-дренажно-предохранительные клапаны (сделают на стороне)
-камеру сгорания (а вот это действительно проблема)

Только не надо обожествлять станки, которые делают фильеры. Обычно это 5-коорд. ЧПУ и целесообразно их применять именно там, где они применяются. Сначала Вам придется долго искать какой нибудь ЖC-6K или ЭИ-612,(причем цельный диск), а потом этот ЧПУ будет из него часов 60-80 выгрызать крыльчатку. Кроме того за один установ, в отличие от полуфильеры,  деталь сделать не удастся. О кристаллографической ориентации и соотв. сплавах придется забыть.
Берем маш. время станка 200$/час умножаем на 80, получаем 12000 убитых енотов. Далее турбинка у вас сгорает в 5 сек (если дело дойдет до испытаний), делаем новую, и т.д. до бесконечности. Ну а агрегаты автоматики двигателя делать в инструментальном цеху может только наивный чудак. И уж тем более не на станках для литьевых форм. Естественно, реально сделать ЖРД только там, где он и делается.
Попробуйте "сделать на стороне" ДПК на холодный кислород  :P
Какой гидропривод можно приспособить как рулевую машину? Погуглите, выложите чертеж, посмотрим...
И т.д. и т.п.
Приплюсуем сюда опасность кислорода, отсутствие даже следов масла, то есть высокую технологическую дисциплину - это не для любительских ракет.

Ну, уплотнения и подшипники можно сделать и без масла - на тефлоне, например. А давление 30-40 атмосфер - это БЫТОВОЕ давление, примерно таков напор воды в 20+ этажных домах. Ну, поменьше, конечно, но даже не на порядок. Т.е. запорная арматура вполне пойдет обычная водопроводная - ну, с поправкой на криогенность компонентов.

Далее, кто сказал, что нужно именно ТНА? Т.е. _турбо_ насосный агрегат? Почему не просто насос? У ТНА такого размера ведь тоже будет не все так хорошо с КПД :-). А для насоса можно придумать схемку поршней разных диаметров для получения нужной компрессии - и вперед, ни одной вращающейся части там даже и не будет :-)

Зачем ВООБЩЕ нужен гидропривод? Сопло качать? А зачем его качать, если можно отнести подальше рулевые сопла и их дроселлировать? :-)

Понимаете, Штуцер, вы думаете 'как учили' - что ЖРД можно сделать только вот таким вот, строго определенным образом, так как сделаны ЖРД класса РД-180, скажем. А нам нужен движок с тягой в 5 раза НИЖЕ чем тяга родоначальника - двигателя Фау-2, и с параметрами чуть ли не ниже, чем у РД-107. Вполне возможно, что для него можно сделать более простое решение, не самолетно-ракетное, а 'автомобильно-бытовое', условно говоря :-)

Если мы делаем ракету в гараже, то не надо сюда притягивать "профессиональные" ракетные материалы и технологии.
Делать надо из то, что есть. Да, будет тяжелее. Да, потеряем в КПД и т.п. Но работать это БУДЕТ.
Примеры:
Диск турбины можно изготовить из плиты 12Х18Н10Т толщиной, допустим, 30мм. (продается свободно) Вырезаем из плиты диск нужного диаметра, а на координатном станке нам делают из него диск с лопатками.
Крыльчатки насосов вообще делаются из алюминия, как и литьевые формы. В конструкции крыльчатки нет НИЧЕГО сложного. И хрен с ней с ориентацией кристаллов.

Цитироватьу а агрегаты автоматики двигателя делать в инструментальном цеху может только наивный чудак.

Если бы вы видели на каком старье делают агрегаты автоматики для семерки  :(  Опять же, нет в них ничего такого сверхестественного. Они сделаны не из плутония, и в их конструкции не применяется неизвестных миру технологий. Агрегаты автоматики бывают не только на ракетах. В том числе и криогенные и кислородные.

ЦитироватьДавай прикинем :-) Тяга 60 КН, УИ двигателя 3 км/c - массовый расход 20 кг/сек. 20 кг - это считай 20л... ну, 30л, учитывая ЖМ.

Мощность для прокачки 30л - объем на давление, давление у нас - 3 МПа.  Получается 90 КДж/сек, т.е. 90 КВт. Мощность обычного автомобильного движка :-). Расход такого движка измеряется миллилитрами в секунду :-)

Сплошной :)  :)  :)
Для пятитонной ракеты 60 кн маловато, надо хотя бы 70, 30 литров не получится, берите все 36л.
Почему давление 3 МПа, и где, в камере? Для такого УИ в камере надо иметь реально минимум 6 МПа,  то есть 12-15 МПа на выходе из насоса 0,036 м3/c умножаем на 15 000 000 Па, получаем 540 кВт (полезная мощность), без учета КПД насоса!
А сколько весит ДВС на 750 лс? Повторяю, ничто не заменит ТНА!

ЦитироватьЗачем ВООБЩЕ нужен гидропривод? Сопло качать? А зачем его качать, если можно отнести подальше рулевые сопла и их дроселлировать? :-)

Ну, если вы не знаете, то необходимо 3 канала управления - крен, рысканье, тангаж. Хоть обдросселируйтесь на 100% отнесенными рулевыми соплами, управления по крену вы не получите!  :P
Кстати, дросселирование - тоже непростое дело.

ЦитироватьНу, если вы не знаете, то необходимо 3 канала управления - крен, рысканье, тангаж. Хоть обдросселируйтесь на 100% отнесенными рулевыми соплами, управления по крену вы не получите!  :P
Кстати, дросселирование - тоже непростое дело.

Будто бы вы качанием управление по крену получите  :D

Ну что вы спорите.
Управление по всем 3 каналам можно получить как без качания, так и только с ним.

ЦитироватьА зачем теплоизоляция на кислородный бак?

Вот и я сомневаюсь - не запомнил. Вроде там два бака были теплоизолированными, а два нет - но вот что в них (кислород точно, но вот что второе было) ? Был поражен самим фактом большого количества "космических ковбоев" (это был не единственный конкурс), поэтому смотрел больше на социальную сторону вопроса (одна перевозка заправленного блока по шоссе на прицепе к месту фестиваля через весь штат чего стоит :-)). В общем, за 3 млн. долл человек 5 освобожденных сотрудников и несколько совместителей (т.е. после основной работы) где-то за год такую штуку сделали. Конструктивных подробностей не понял, но тяга достаточная, чтобы взлетать (ну, не на орбиту, конечно - но в принципе, спроектирована как настоящая штука, чтобы из космоса на Луну сесть, т.е. свыше 2,5 км/сек скорости погасить, какой-нибудь Гуглоход доставить, :-))
 
Да :-), видимо, водонагрватели нельзя использовать как баки "джиковской ракеты", т.к. слишком тяжелые - 500-литровый свыше 120 кг (хотя, возможно, в промежутке 80-150 литров можно найти более благоприятное соотношение, 1:5), и внутренний бак часто из стеклофарфора. Соблазнительные габариты у них, конечно: 500 литровые где-то 75-80 см в диаметре :-)

ЦитироватьДиск турбины можно изготовить из плиты 12Х18Н10Т толщиной, допустим, 30мм. (продается свободно) Вырезаем из плиты диск нужного диаметра, а на координатном станке нам делают из него диск с лопатками.

12Х18Н10Т крутит при нагревании, не надо показывать полную безграмотность, вот уж нержавейка точно не пойдет. Кстати, насчет координатных станков, у меня на производстве их три, приезжайте, проведу экскурсию, что и как на них можно делать, а что нельзя :)

ЦитироватьЕсли бы вы видели на каком старье делают агрегаты автоматики для семерки  :(  Опять же, нет в них ничего такого сверхестественного. Они сделаны не из плутония, и в их конструкции не применяется неизвестных миру технологий. Агрегаты автоматики бывают не только на ракетах. В том числе и криогенные и кислородные.

Десять лет проработал в отрасли, так что все я видел, и даже больше. :) Ну уж не надо принижать уровень наших двигателистов. Ничего сверхъестественного нет, но и водопроводная арматура не прокатит.

Цитировать

ЦитироватьНу, если вы не знаете, то необходимо 3 канала управления - крен, рысканье, тангаж. Хоть обдросселируйтесь на 100% отнесенными рулевыми соплами, управления по крену вы не получите!  :P
Кстати, дросселирование - тоже непростое дело.

Будто бы вы качанием управление по крену получите  :D

Да  посмотрите схему Протона!  :evil:

ЦитироватьДа  посмотрите схему Протона!  :evil:

У Протона ни на одной ступени нет такого чтобы был единственный двигатель с 1 соплом.

ЦитироватьНу что вы спорите.
Управление по всем 3 каналам можно получить как без качания, так и только с ним.

Лучше вспомните про газовые рули.

Цитировать

ЦитироватьДа  посмотрите схему Протона!  :evil:

У Протона ни на одной ступени нет такого чтобы был единственный двигатель с 1 соплом.

Ну значит вы не поняли, речь шла о качании управляющих двигателей.

ЦитироватьСобственно, вот. Раз Технократ полагает что его тема создана для пЕара, то предлагаю обсудить технические вопросы тут.

Собственно, как я вижу данную РН :

Двигатели с ТНА, основное сопло фиксированно, управление по крену-тангажу-рысканью осуществлятеся рулевыми соплами с отбором топлива/окислителя из магистрали основного двигателя. На боковых блоках установлено по 2 сопла, на ЦБ и 3 ступени - 4 сопла.  Крепление сопел - тоже фиксированное, под 45 градусов к продольной оси РН, способ управления - разнотяг сопел. Топливо - ЖК + ЖМ, ТНА на перекиси. ПЕРЕД ТНА топливо прогоняется через рубашку основного сопла.


Ругайте :-)

Да - при стартовой массе порядка 5 тонн ПН получится вероятно в районе 1% - т.е. 50 кг. Селеноход, ау? :-)

Собственно, и я прозевел " под 45 градусов" , отсюда и непонятки.

Тут есть тема про неуправляемую ракету (вроде сошлись, что должно быть очень много ступеней)
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=10136&highlight=%ED%E5%F3%EF%F0%E0%E2%EB%FF%E5%EC%E0%FF
 
О ! Нашел в английской Вики картинку и краткую характеристику лунных посадочных девайсов от http://en.wikipedia.org/wiki/Armadillo_Aerospace
(приз они получили только в 2008 г., на третий год соревнований, и в 2009 г. тоже - http://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_Lander_Challenge)

ЦитироватьДесять лет проработал в отрасли, так что все я видел, и даже больше. Smile Ну уж не надо принижать уровень наших двигателистов. Ничего сверхъестественного нет, но и водопроводная арматура не прокатит.

Как бывший двигателист и говорю  :D .
Я не имел ввиду водопроводную арматуру.  Я хотел сказать, что такие клапаны делают не только для ракет. А конструкция устройств позволяет размещать заказ на их изготовление на многих предприятиях. Никакого супероборудования там не надо.

Цитировать12Х18Н10Т крутит при нагревании, не надо показывать полную безграмотность, вот уж нержавейка точно не пойдет

такой вот я безграмотный  :)  Ничто нам не мешает снизить температуру на турбине. Ну или сделать диск из другого металла. Хоть из титана. Вопрос в стоимости.

Цитата: "Filasтакой вот я безграмотный  :)  Ничто нам не мешает снизить температуру на турбине. Ну или сделать диск из другого металла. Хоть из титана. Вопрос в стоимости.

Снизить температуру - снизить КПД. А титановые сплавы могут загореться в газогенераторном газе с избытком кислорода (разложение перекиси). Турбину и сопловой аппарат приемлемого КПД можно сделать только из соответствующих жаропрочных сплавов. Ну нельзя же шарикоподшипник сделать из олова или алюминия.

А НАСКОЛЬКО снизить? Где находится то давление, ниже которого КПД падает СУЩЕСТВЕННО? И, вообще, чем обусловлено это самое падение КПД двигателя? Снижением максимальной степени расширения сопла?

Относительно ТНА - Штуцер, как насчет импульсного гидронасоса с ресивером? :-) Закачиваем под давлением наддува в камеру сгорания (малую :-)) топливную смесь, поджигаем искрой, она взрывается, толкает поршень. Поршень качает те же самые компоненты смеси в ресивер, а дальше через дроссель и рубашку охлаждения в КС. Думаю, 10-кратного роста давления вполне можно добиться, а? :-)

На ДВС вполне реально добиться частоты колебаний в 50 Гц. Объем рабочего цилиндра пусть будет 0.1л ('газового' - 0.5л). Т.е. один цилиндр прокачает 5 литров в секунду. 6 - дадут нам наши искомые 30 литров. Причем - заметьте - с резерврованием :-) Механика управления таким насосом не сложнее чем у банального инжекторного двигателя, скрещенного с двухтактником. Даже попроще, потому что воздух сжимать не надо - и окислитель, и горючее сами впрыскиваются в цилиндр. Вес единичного цилиндра-насоса с поршнем вряд ли будет более 5 кг - маховика нет, кривошипно-шатунного механизма нет....

А может комбинированный двигатель проще
http://engine.aviaport.ru/issues/11&12/page62.html
и с МИГ-25  :D

ГРД штука прикольная, но он совмещает недостатки обоих двигателей - и ЖРД, и ТТРД. Недостаток ЖРД - что для подачи окислителя нужен насос. А недостаток ТТРД - что ВСЕ топливо может принять участие в процессе горения, плюс нужна прочная и большая КС. Ну и до кучи, что невозможен повторный запуск.

Не, я за ЖРД. Но это должен быть ПРОСТОЙ ЖРД.

ЦитироватьНе, я за ЖРД. Но это должен быть ПРОСТОЙ ЖРД.

Вытеснительная подача - никаких насосов.

Там бак очень тяжелый получается. Оно конечно по простоте вытеснилка идеальна, но очень уж прочный бак нужен - даже для 30-40 атмосфер он будет уже чертовски массивным. А цель - все-таки мюПН с учетом стоимости, а не простота конструкции.

ЦитироватьА цель - все-таки мюПН с учетом стоимости.

С учетом СТОИМОСТИ!
Скорее всего, стоимость ТНА будет заоблачной. На отработку агрегата уйдет  куча денег.

Как-то относящийся к теме документ -

http://www.4shared.com/file/233025106/e0cbf9b8/52_mockingbird_com.html

Ракета на 1,5 тонны стартовой массы. Профессиональная.

ЦитироватьНе, я за ЖРД. Но это должен быть ПРОСТОЙ ЖРД.

Вы это считаете простым ЖРД?
"Относительно ТНА - Штуцер, как насчет импульсного гидронасоса с ресивером?  Закачиваем под давлением наддува в камеру сгорания (малую ) топливную смесь, поджигаем искрой, она взрывается, толкает поршень. Поршень качает те же самые компоненты смеси в ресивер, а дальше через дроссель и рубашку охлаждения в КС. Думаю, 10-кратного роста давления вполне можно добиться, а? "
Со встроенным генератором низкочастотных колебаний в камере ? :) Цитирую Старого:"Я рыдаю!"

Кстати, в ваши (и мои) прикидки мощности ТНА вкралась одна ошибочка - для этой пары, чтобы получить УИ 3км/c необходимо давление в камере 14 мПа ! ("Перспективные ЖРД России", Центр Келдыша,Анатолий Коротеев директор, академик РАН,Леонид Самойлов к.т.н.)

Легко получаем необходимую полезную мощность насоса более 1800 л.с. и забываем о любой насосной системе подачи, кроме ТНА.

ЦитироватьТам бак очень тяжелый получается. Оно конечно по простоте вытеснилка идеальна, но очень уж прочный бак нужен - даже для 30-40 атмосфер он будет уже чертовски массивным. .....

Есть оч. интересная схема - вытеснительный насос ака пневмонасосная подача Любители балуются и есть один украинский ЖРД для разгонных блоков. А идея обсасывалась еще Обертом и  Вернером нашим фоном Брауном.

P.S. АГА -  НАШЕЛ.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/59823.gif)

А двигатель называется РД-860(ДУ-802): http://www.nkau.gov.ua/nsau/productnsau2.nsf/820c1114027b39e2c2256c5a002ceae6/d70ec1efc1b45a1ec2256f400030c010!OpenDocument

С криогенными компонентами все становится оч. вкусно  :wink:

Кстати, есть такая штуковина, — "грязевой насос". :)

 Это гибкая труба из которой эксцентрик выдавливает содержимое.
 Если не ошибаюсь, эта штуковина вообще имеет только то ограничение по выходному давлению, что давление не должно разорвать эту самую гибкую трубу. :)

ЦитироватьКстати, есть такая штуковина, — "грязевой насос". :)

 Это гибкая труба из которой эксцентрик выдавливает содержимое.
 Если не ошибаюсь, эта штуковина вообще имеет только то ограничение по выходному давлению, что давление не должно разорвать эту самую гибкую трубу. :)

Этот насос всем хорош по давлению, только вот производительность у него для ракеты очень мала.

Кстати, все ли знают об изыскания американских товарищей в этом направлении (Garvey Spacecraft и ракета "Проспектор")?
http://www.garvspace.com/
http://www.garvspace.com/NLV.htm

Ишшо раз повторю - херовую технологичность нужно компенсировать дорогими материалами и массой. Вольфрам, титан, да хоть бериллий...
Я не зря упомянул бюджет минимум в $10000000...


И, вероятно, действительно наддуву альтернатив нет. Ну будет стартовая масса пополам выше - и хрен с ней.

Опасны те НЧ колебания, которые входят в РЕЗОНАНС с процессом горения в камере. Если частота отличается хотя бы раза в 3 - то никаких проблем эти ФИЛЬТРОВАННЫЕ ресивером колебания не создают. ВСЕ автомобили ездят на отфильтрованных НЧ колебаниях помянутого типа - и не жужжат :-P

ЦитироватьЕсть оч. интересная схема - вытеснительный насос ака пневмонасосная подача

Ну да, практически то же самое, просто вместо газа - импульсное горение топливных компонентов в цилиндре ДВС.

Собственно, предложенная штуковина - это один из варинтов т.н. двигателя со свободным поршнем. Я прикинул логику работы - получается, что там надо взять ДВА поршня и их связать пружиной, плюс подобрать массы поршней так, чтобы в нормальном режиме возник колебательный процесс, 'подпинываемый' сгоранием топливной смеси в ходовом цилиндре. В принципе, можно даже модельку колебаний составить - сопротивление движению рабочего поршня известно, площадь на давление в ресивере. Надо подобрать жесткость пружины и давление наддува так, чтобы ей двигался рабочий поршень на полный ход и одновременно после ее сжатия полностью сбрасывался через окна выхлоп цилиндра ДВС. А потом ход пружины и давление наддува возвращают ходовой поршень обратно на нулевую позицию - впрыск - поджиг - и повтор цикла.

P.S. Мне НЕ нравится вытеснительная схема. Ее простота - очень относительная - все равно нужен насос на высокое давление - только на земле. Плюс еще ПОСТЕПЕННО вкладываемая топливным насосм энергия тут УЖЕ сконцентрирована в баке со всеми вытекающими прелестями типа струи, режущей 10-мм стальной лист, трубопроводами с  3-см стенкой и т.д. :-)

ЦитироватьКстати, все ли знают об изыскания американских товарищей в этом направлении (Garvey Spacecraft и ракета "Проспектор")?

А какой у них там движок? Я не нашел что-то... ага, нашел. Как раз гибридный двигатель.


P.S.S. А при давлении в КС в 3 МПа какой УИ у кислород-метана получается?

ЦитироватьЕсть оч. интересная схема - вытеснительный насос ака пневмонасосная подача Любители балуются и есть один украинский ЖРД для разгонных блоков. А идея обсасывалась еще Обертом и Вернером нашим фоном Брауном.

ЦитироватьОпасны те НЧ колебания, которые входят в РЕЗОНАНС с процессом горения в камере. Если частота отличается хотя бы раза в 3 - то никаких проблем эти ФИЛЬТРОВАННЫЕ ресивером колебания не создают.

Не занимайтесь прожектерством. Просто представьте расход по каждому компоненту ДВА ВЕДРА в секунду и потребную полезную мощность насоса 1800 л.с.
Никакой ресивер на таких расходах ничего не отфильтрует, а с любыми переключателями получите гидроудары. Кроме того, все эти системы будут в 20 раз больше и тяжелее ТНА.  :wink:
А для резонанса не обязательно совпадение, достаточно и кратности.

Цитировать

ЦитироватьКстати, есть такая штуковина, — "грязевой насос". :)

 Это гибкая труба из которой эксцентрик выдавливает содержимое.
 Если не ошибаюсь, эта штуковина вообще имеет только то ограничение по выходному давлению, что давление не должно разорвать эту самую гибкую трубу. :)

Этот насос всем хорош по давлению, только вот производительность у него для ракеты очень мала.

А трубу взять побольше, или много труб использовать. :)

 Мне тут кажется привлекательным то, что эксцентрик не должен быстро крутиться для создания большого давления, от частоты вращения зависит только производительность насоса. :)

ЦитироватьБез Технократа разговор пошел грамотней, но вывод будет один:
Невозможно  СДЕЛАТЬ РН, пользуясь относительно простыми технологичскими приемами.

Я так не считаю.

ЦитироватьЭто Вам подтвердит любой, имевший или имеющий отношение к РКТ.

С разгону - да, но переубедить по крайней мере троих людей из Энергии и МАИ нам удалось.

ЦитироватьСразу видно, что на Генерального тут никто не тянет, идет обсуждение малозначащих деталей (профиль сопла, вид клея, материал баков).

В ракете, к сожалению, нет малозначащих деталей, поэтому любительское ракетостроение - дело тухлое. Сложно объять необъятное.

ЦитироватьПервый вопрос - какие системы должны входить в состав РН стартовой массой 5 000 кг.
Второй вопрос - состав наземного комплекса.

По первому вопросу:
1.Количество ступеней

Возможны варианты.
Вариант 1 - две жидкостные, вариант 2 - первая жидкостная, вторая и третья - твердотопливные. При этом появляется возможность СУ на вторую и третью ступени не ставить.

Цитировать2.Вид топлива

Если строить двигатель "с нуля", то, видимо, наиболее удобные компоненты (по совокупности) - это кислород и этиловый спирт. Возможно - керосин и перекись, но перекись дорогая получается.
Если же пытаться использовать готовые или приспособленные ЖРД - то керосин и жидкий кислород.

ЦитироватьПосле этого нужно определиться с минимальным составом необходимых бортовых систем (может еще что- то нужно или что то убрать):
- двигательная установка
- система управления
- система радиотелеметрии или "черный ящик"
- командная радиолиния

Всё правильно :)

ЦитироватьТеперь о деталях.
Что из двигательной установки НИКОГДА не сделать в "гараже" и даже в обычном мех. цеху:

ДУ:
-направляющий аппарат и крыльчатку турбины ТНА (не сделать однозначно и не купить!)

При наличии станка с ЧПУ - да никаких проблем! Не скажу, что это просто и легко, но это вполне возможно.

Цитировать-газогенератор

Газогенератор вообще не проблема. Проблема может быть в его эффективности, и только, а газогенератор "вообще" делается за день. Пусть его расход будет вдвое выше оптимального, но газогенератор для движка на спирте и кислороде открытой схемы - да нисколько не проблема! Возможно, правда, что потребуется третий компонент - вода :)

Газогенератор не сложнее модельного воздушно-реактивного двигателя, а их любители делают десятками тысяч, если брать по всему миру. Прямоточные и пульсирующие, клапанные и бесклапанные. Я знаком с человеком, который сделал работающий ПуВРД на жидком пропане.

Цитировать-датчики давления и температуры (можно купить)
-агрегаты внутренней автоматики двигателя - регуляторы расхода, давления, дроссели, электропневмо- и электрогидроклапаны

Клапаны купить, говорят, тоже не проблема, нужно только юрлицо. Делают подходящие электропневмоклапаны в Коврове, цена разумная (младшие сотни долларов за единицу продукции).

Цитировать-рулевые машинки (не сделать однозначно и не купить!)

Это ещё почему? И сделать, и купить - не проблема, ну нисколько.

Цитировать-сильфоны

Слава КПСС, сильфоны из Х18Н10Т не являются стратегическим товаром :)

Цитировать-дренажно-предохранительные клапаны

Почему их нельзя сделать? Мы делали и испытывали прорывные мембраны.

Цитировать-камеру сгорания (устойчиво работающую хотя бы 200 секунд)

Ну, как раз этим я сейчас и занимаюсь :)

ЦитироватьСУ:
-гироскопы (можно найти списаный самолетный)

Про СУ - компоненты, алгоритмы и построение - я уже рассказывал. Для ракеты с одной жидкостной и двумя твердотопливными ступенями задача наведения решается с помощью МЕМС гироскопов и солнечного датчика, причём, ошибки наведения корректировать довольно легко, величина баллистической паузы зависит от времени фактического прихода Солнца в поле зрения датчика, это позволяет использовать МЕМС гироскопы обычной точности. Если же купить FOG-и, то и коррекция по солнечному датчику не нужна. FOG (ВОЛГ) стоят примерно 2000 долларов за ось.

ЦитироватьПо второму вопросу.
Про сложность наземного стартового оборудования лучше спросить у Вована, но, думаю, ему лень писать в таких фантастических темах.

Ну, если ориентироваться не на наземное стартовое оборудование Р-7, а на наземное стартовое оборудование МР-100, думаю, вполне можно справиться :) В данном случае масштаб играет на руку.

Цитировать"Не ищите легких путей в науке", молодые люди, любительскую пятитонную ракету космического назначения сделать нельзя. :P

Основная проблема в постройке любительской ракеты в том, что приходится делать не ракету, как таковую, а действующую модель ракетной промышленности. Если от этого уйти, то проблемы никакой нет. Но уйти от этого сложно в нынешней ситуации...

шах и мат, штуцер :)

а вообще какая криогеника?
для дешовой ракеты лучше схемы:
1. перекиси
2. перекиси + спирт на дожиг
3. спирт + азотная кислота
4. керосин или метан/пропан + азотная кислота и стабилизатор кислоты (если можно достать, есть для снижения агресивности такая хрень)

ненадо кислорода жидкого, это технология другого порядка сложности, не для гаражей

ЦитироватьНе занимайтесь прожектерством.

Вам дают ссылку на реально работающий ЖРД с пневмонасосом - а вы говорите "прожектёрство". Ну, да, ЖРД промышленного изготовления и сравнительно небольшой тяги. Но, всё же, это выпускающийся ЖРД, а не проект.

ЦитироватьПросто представьте расход по каждому компоненту ДВА ВЕДРА в секунду и потребную полезную мощность насоса 1800 л.с.

1800 л.с. - это для тяги тонн в 30, а мы обсуждаем раз в пять меньшую тягу. Два ведра каждого компонента в секунду - это для тяги тонн в 15.

ЦитироватьНикакой ресивер на таких расходах ничего не отфильтрует,

Да почему же это?? даже на "Сатурне-5" стояли гидродемпферы, и отлично работали, фильтруя НЧ "POGO", без них амплитуда колебаний в первом полёте - когда демпферов не было -  едва не разрушила ракету.

ЦитироватьКроме того, все эти системы будут в 20 раз больше и тяжелее ТНА.  :wink:

А почему именно в 20? на 2-3-4 (в зависимости от тяги и давления в КС) я согласен, почему в 20? Кроме того, даже если в 20, надо считать, может, это всё равно выгоднее тяжёлых баков при вытеснительной подаче.
Тут надо всё считать крайне аккуратно. Я вот проводил анализ - насколько применим вариант с электро-насосным агрегатом, питаемым от современных аккумуляторов, например, литий-ионных или серебряно-цинковых. Ещё один человек занимался исследованием, при каких давлениях в КС получается оптимум ХС для однотонного движка - считалась масса баков и агрегатов, масса газа для вытеснения, масса КС для разных давлений и масса аккумулятора лдя привода.

В общем, получилось следующее. для вытеснительной подачи оптимальным давлением будет, понятно, весьма низкое, атмосфер шесть. Для ЭНА с "единой" батареей оптимальное давление в КС тоже довольно низкое, но в три раза выше, чем для вытеснилки - 18 атмосфер. А вот если делать ЭНА с трёхсекционной батареей, две секции которой последовательно сбрасываются, а во время работы третьей мощность ЭНА составляет 33%-50% от стартовой, и тяга, соответственно, 50-70% от стартовой, то оказывается оптимальным давление около 45 атмосфер и параметры ступени в целом слабо проигрывают (при тяге в 1 тонну) классическому ТНА открытой схемы на основных компонентах.
Получилось, что

Цитироватьшах и мат, штуцер :)
ненадо кислорода жидкого, это технология другого порядка сложности, не для гаражей

Не шах и мат, а разговоры о шахе и мате.  :P
Кислород не для гаражей - эту мысль я уже пытался донести. Если посчитать, сколько жизней унесли АТ+НДМГ, а сколько кислород и перекись, последние будут далеко впереди.

Цитировать1800 л.с. - это для тяги тонн в 30, а мы обсуждаем раз в пять меньшую тягу. Два ведра каждого компонента в секунду - это для тяги тонн в 15.

Дайте самый простой рассчет.

Цитироватьдаже на "Сатурне-5" стояли гидродемпферы

Сколько весили, размеры? На Сатурне можно много чего позволить.

ЦитироватьА почему именно в 20?

Ну был неправ, в 19,5  :(

ЦитироватьС разгону - да, но переубедить по крайней мере троих людей из Энергии и МАИ нам удалось.

Искренне желаю вам найти союзников в двигательной фирме!

ЦитироватьПри наличии станка с ЧПУ - да никаких проблем!

Повторяю, не обожествляйте ЧПУ.Про стоимость работ на 5-координатнике я уже писал, если и ошибся, то не на порядок. А про трехкоординатник, повторю, может и смогу помочь, смотря какие задачи.

ЦитироватьДелают подходящие электропневмоклапаны в Коврове, цена разумная

Дайте ссылку, мне самому нужны! :) В жрд, кроме ЭПК, есть еще и стабилизаторы, пневмогидроклапаны, и т.д. Все делать с нуля? А система пневмоуправления на ЖРД нужна?

ЦитироватьСлава КПСС, сильфоны из Х18Н10Т не являются стратегическим товаром

КПСС, конечно, слава, а работает ли сильфон при -200 град? Просто спрашиваю, сам с криогеникой дальше жидкого азота не сталкивался.
По рулевым машинкам. Сделать вот такую детальку
(http://i056.radikal.ru/1003/56/245f2fdc4694.jpg) (http://www.radikal.ru)
с допуском на диаметр 20 -0.001 обойдется не дешево. А без них гидравлические РМ не работают. А над еще обеспечить, чтобы внутрь мусор не попал.

ЦитироватьПочему их нельзя сделать? Мы делали и испытывали прорывные мембраны.

Мембранами не удивите.Кто пил баночное пиво, знает - не самый сложный агрегат! Я тоже такие мембраны частенько испытывал! :P

ЦитироватьПро СУ - компоненты, алгоритмы и построение - я уже рассказывал.

Возможно, я инженер-механик, тут я - пас.

ЦитироватьНу, если ориентироваться не на наземное стартовое оборудование Р-7, а на наземное стартовое оборудование МР-100, думаю, вполне можно справиться

С МР-100 не сталкивался, на УР-100, наверное, можно найти списаное, но не такое оно и простое. И обойдется недешево.

ЦитироватьОсновная проблема в постройке любительской ракеты в том, что приходится делать не ракету, как таковую, а действующую модель ракетной промышленности.

Потому что другого пути нет, слава КПСС, в ЦК не дураки сидели. По крайне мере руководили отраслью успешнее нынешних руководителей.

Цитировать

Цитировать1800 л.с. - это для тяги тонн в 30, а мы обсуждаем раз в пять меньшую тягу. Два ведра каждого компонента в секунду - это для тяги тонн в 15.

Дайте самый простой расчет.

Очень простой расчёт = у РД-107 с его тягой 100 тонн в вакууме мощность ТНА 5500 л.с. При том же давлении в камере (60 атм) мощность ТНА пропорциональна тяге. Значит, 1800 л.с. хватит для 33 тонны тяги. При уменьшении давления в полтора раза - для 50 тонн тяги.
Расход компонентов. Два ведра - считая плотность компонентов близкой к единице, что выполняется для ЖК, ну, и приблизительно, для керосина - это 20 кг/с , то есть, 40 кг/с  в сумме. Принимая УИ в 250 единиц (земной) это даст тягу в 250*40=10000 кГ, или 10 Т.

Следующий раз приводить расчёт под голословными утверждениями я попрошу вас.

С ходу отмечу ошибку в расчетах - в паре ЖК-ЖМ плотность компонентов не близка к 1. Плотность кислорода - 1,14, метана - 0.42

ЦитироватьС ходу отмечу ошибку в расчетах - в паре ЖК-ЖМ плотность компонентов не близка к 1. Плотность кислорода - 1,14, метана - 0.42

Для прикидочных расчетов, этот нюанс - "величина 2-го порядка малости". :roll:

Чем вам ЖК-то не угодил? Ну да, криогеника. Ну да, выкипает постепенно. А перекись не разлагается? :-) Стоит же ЖК МНОГО дешевле перекиси (ОСОБЕННО - высокопроцентной перекиси) - по-моему, что-то типа $1/кг, если не меньше. Аналогично с жидким метаном или СПГ. Топливная же пара метан-ЖК практически идеальна, лучше ее только ЖК-ЖВ.

По остальному - повторюсь, Штуцер, у вас есть в голове есть картинка - РН Атлас. И вы тщательно проверяете на соответствие ЭТОЙ схеме РН то что предлагается. Отсюда и гидропривода качания сопла, и рулевые машинки, и 100 атмосфер давления в КС.

В то время как это все МОЖЕТ БЫТЬ НЕ НУЖНО. Да, будет проигрыш в параметрах ЖРД - хотя, как АС указал, может быть и весьма незначительный проигрыш. Но зато будет гигантский выигрыш в простоте конструкции - дросселирующий клапан, регулирующий подачу в камеру рулевого сопла ЗНАЧИТЕЛЬНО проще механизма качания этого сопла и тем паче качания основного сопла.

Кстати, электронщики с гидроударом (который они называют коммутационным выбросом) ДАВНО научились бороться :-) Очень просто - вставляя в цепь обратный клапан (диод ;-)), который 'тормозной' импульс в индуктивности позволяет отвести в буферный накопитель.

ЦитироватьP.S.S. А при давлении в КС в 3 МПа какой УИ у кислород-метана получается?

Для pa=0.3 атм на земле - около 2500 м/с, расчетный - около 3000 м/с.

ЦитироватьЧто из двигательной установки НИКОГДА не сделать в "гараже" и даже в обычном мех. цеху:
ДУ:
-направляющий аппарат и крыльчатку турбины ТНА (не сделать однозначно и не купить!)
-газогенератор
-датчики давления и температуры (можно купить)
-агрегаты внутренней автоматики двигателя - регуляторы расхода, давления, дроссели, электропневмо- и электрогидроклапаны
-рулевые машинки (не сделать однозначно и не купить!)
-сильфоны
-дренажно-предохранительные клапаны
-камеру сгорания (устойчиво работающую хотя бы 200 секунд)

В гараже напильником - нет, не сделать. В цеху - можно. А еще можно заказать, но не у "космической" фирмы, а у изготовителя модельных микроТРД. У них стоимость направляющего аппарата и колеса составляет несколько сотен долларов. Типичные рабочие температуры перед турбиной в таких двигателях ~600-800 C.

Понятно, что для открытой схемы турбина от микроТРД не подойдет, поэтому стоимость заказа будет несколько выше.

Пара ссылок для информации:
http://jetbeetle.com/JB_body_turbine.htm
http://www.rcturbinehelicopters.com/turbine.html

С камерой тоже возможны варианты. Вот, например, двигатель на 200 кг тяги с охлаждаемой камерой из алюминия:
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/61974.jpg)
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/61975.jpg)
http://www.spl.ch/publication/SPL_Papers/FHBB-Chamber-2002.pdf
Изготовлен и испытан студентами-дипломниками. Собственно, это и есть их дипломная работа.

Как-то странно получается. Если 2 ведра в секунду помножить на 10 атмосфер, будет
0.02[м^3*c] * 10^6 [Па] = 20 кВт

ладно, вы автор темы и хотите криоген, командуйте :)

жидкий кислород, дак жидкий. ваше право.

ну а топливо? почему сразу газ? может саляра лучше? плотность выше и дешевле? экономить дак экономить

Гость 22, за дипломную спасибо, фашисты гении функциональности, порадовался. а есть наши работы? ну без грифа секретности, и примерно тогоже плана

Потому что это не газ :-) Жидкий метан имеет почти ту же температуру кипения, что и жидкий кислород - на 10К всего отличается. Т.е. это ТАКАЯ ЖЕ криогенная ЖИДКОСТЬ, причеем равные температуры кипения дают возможность делать коаксиальные трубопроводы, совмещенные днища, не учитывать температурное расширение материала бака и т.д. А геммороя с криогеникой не прибавляется, потому что он УЖЕ есть для жидкого кислорода.

Причем - никаких остатков газа в двигателе после прогона - он так же как ЖК просто испаряется. Никакого пожара в двигательном отсеке - по той же причине :-) Ну и так далее. Идеальная топливная пара.

Только плотность у метана жалкая, а у.и. ненамного больше чем с керосином или с другими предельными углеводородами.
Саляру нельза т.к. слишком много сажи

Кстати по поводу топлива, пара аммиак - перекись имеет очень приличный у.и. (~250 сек) при относительно небольшой температуре в кс (~2000С)

Ну да, 0.42 - это не очень хорошо. Но все-таки это не 0.07 у водорода, и всего в 2 раза хуже, чем у керосина :-). А теплотворная способность и УИ все-таки заметно выше, чем у других углеводородов.

ЦитироватьУИ все-таки заметно выше, чем у других углеводородов.

Ничего подобного, больше на 50-100м/с чем с керосином. Кроме того, еще энергия тратится на разогрев метана с -180.

Это не энергия :-) Это хладресурс для замораживания КС :-)

Температура топливной смеси после сгорания - 3К градусов. Избыточный хладресурс позволит избыточно заморозить сопло и КС, и, например, обойтись без завесного охлаждения, только форсунками в КС.

ЦитироватьСаляру нельза т.к. слишком много сажи

Кстати по поводу топлива, пара аммиак - перекись имеет очень приличный у.и. (~250 сек) при относительно небольшой температуре в кс (~2000С)

дизелям это не мешает. всеравно ну будет выхлоп черный и чо?

про амиак неслышал, а сам его в качестве топлива не представил :)
но автор хочет газы, его право.

возможно в качестве баков подойдут автомобильные.
http://www.uralvagonzavod.ru/produktsiya/gazovye-ballony-i-rezervuary/ballony-gazovye-avtomobilnye
хотя они тяжелые сильно, но ракета на них полетит, правда недалеко :)

Цитировать

Цитироватьдаже на "Сатурне-5" стояли гидродемпферы

Сколько весили, размеры? На Сатурне можно много чего позволить.

Ну и здесь тоже - объём гидродемпфера пропорционален расходу. Масса, правда, относительно объёма растёт, но не сильно - при снижении размеров уменьшается толщина стенок при том же давлении.

Цитировать

ЦитироватьА почему именно в 20?

Ну был неправ, в 19,5  :(

"Приведите простой расчёт!" (с) :D

Цитировать

ЦитироватьС разгону - да, но переубедить по крайней мере троих людей из Энергии и МАИ нам удалось.

Искренне желаю вам найти союзников в двигательной фирме!

Ну мы их искали и нашли в отделе "Энергии", занимающемся ДУ КА. Фамилию Борисенко слышали? Сначала он нам с Олегом Лазутченко устроил настоящий экзамен, но после 40 минут "допроса" поверил, что мы знаем достаточно, чтобы упереться в "дьявола в деталях", а не раньше.

Цитировать

ЦитироватьПри наличии станка с ЧПУ - да никаких проблем!

Повторяю, не обожествляйте ЧПУ.Про стоимость работ на 5-координатнике я уже писал, если и ошибся, то не на порядок. А про трехкоординатник, повторю, может и смогу помочь, смотря какие задачи.

Поскольку суперсплавы нам недоступны, газогенератор придётся делать с параметрами, при которых сможет работать обычная Х18Н10. Поскольку возможности ограничены, лопатки придётся точить поштучно, делать у них хвостовики с замковым креплением, и дырки под этот замок у колеса.
Поскольку точность изготовления этих деталей недостаточна, крепить их придётся с помощью твёрдого припоя, например, ПСр-37,5, то есть, паять колесо в муфеле. Для этого придётся изготовить удерживающее приспособление, например, из керамики.
После этого колесо балансируется и никелируется.

На 85% перекиси эта нержавейка справляется. Для спиртокислородного ГГ придётся лить воду - и немало.

Цитировать

ЦитироватьДелают подходящие электропневмоклапаны в Коврове, цена разумная

Дайте ссылку, мне самому нужны! :)

Ссылки у меня нет, был телефон, я его потерял, но могу достать снова, надо только в Королёв позвонить :)

ЦитироватьВ жрд, кроме ЭПК, есть еще и стабилизаторы, пневмогидроклапаны, и т.д. Все делать с нуля? А система пневмоуправления на ЖРД нужна?

Ну, со стендом для перекисного ЖРД мы справились :D как-нибудь справимся и тут.. Будем решать проблемы по мере их возникновения.

ЦитироватьСлава КПСС, сильфоны из Х18Н10Т не являются стратегическим товаром

КПСС, конечно, слава, а работает ли сильфон при -200 град? Просто спрашиваю, сам с криогеникой дальше жидкого азота не сталкивался.

А дальше и не надо - кислород кипит раньше азота. При азотных температурах работают только аустенитные стали, но как раз обычная нержавейка к ним относится. Эх, блин, у Олега была книжечка-приложение к альбому конструкций ЖРД, изданного в МАИ под редакцией Гахуна! к сожалению, она утрачена, как и её скан, при аварии жёсткого диска. Там было очень много полезных и вправляющих мозги сведений...

ЦитироватьПо рулевым машинкам. Сделать вот такую детальку
(http://i056.radikal.ru/1003/56/245f2fdc4694.jpg) (http://www.radikal.ru)
с допуском на диаметр 20 -0.001 обойдется не дешево. А без них гидравлические РМ не работают. А над еще обеспечить, чтобы внутрь мусор не попал.

А в Р-7 рулевые камеры качаются электромеханическими приводами, без гидравлики.

ЦитироватьС МР-100 не сталкивался, на УР-100, наверное, можно найти списаное, но не такое оно и простое. И обойдется недешево.

МР-100 - это метеоракета. На 100 км поднимается. А УР-100 - это, пардон муа, всё же полсотни тонн стартовой массы...

Цитироватьдизелям это не мешает. всеравно ну будет выхлоп черный и чо?

Естественно не в выхлопе проблема :D Эта сажа забивает каналы охлаждения, форсуночную головку и всякую горячую арматуру, в результате двигатель может прогореть, а конструктор непрославиться...

ЦитироватьКак-то странно получается. Если 2 ведра в секунду помножить на 10 атмосфер, будет
0.02[м^3*c] * 10^6 [Па] = 20 кВт

10 атмосфер мало. 6 "сядут" на форсунках, ещё 8 - на рубашке охлаждения, 5 - на регулирующих органах и 2-3 - просто на трубопроводах.
Эмпирическое правило для вытеснительной подачи - 40 атм в баке это 25 атм в камере сгорания.

ЦитироватьА геммороя с криогеникой не прибавляется, потому что он УЖЕ есть для жидкого кислорода.

Кармак уверяет, что жидкий метан гораздо геморройнее жидкого кислорода, и движок на ЖМ-ЖК гораздо капризнее движка на спирт-ЖК.

ЦитироватьОчень простой расчёт = у РД-107 с его тягой 100 тонн в вакууме мощность ТНА 5500 л.с. При том же давлении в камере (60 атм) мощность ТНА пропорциональна тяге.

Не вижу, в чем ваши расчеты расходятся с моими. Тупая пропорция для двигателя тягой 7т дает мощность ТНА 385 л.с. И это при сравнении с предельным по тем временам ТНА. Если учесть масштабный фактор, плюс неидеальность ТНА, который получится, плюс меньшая плотность ЖК+ЖМ, смело помножте полученную цифру на 1.6 получите 616 л.с
Цитируя себя же:

Цитироватьполучаем 540 кВт (полезная мощность), без учета КПД насоса!
А сколько весит ДВС на 750 лс? Повторяю, ничто не заменит ТНА!

Невелика разница для прикидки. Но все это справедливо для УИ 300с.
А теперь смотрим сюда:
(http://s46.radikal.ru/i111/1003/f0/da3b67095282.jpg) (http://www.radikal.ru)
Такой УИ для пары ЖК+ЖМ достижим при давлениях в камере 140 кг/см2, а на выходе ТНА  222кг/см2 по О, 306кг/см2 по Г Если вы умнее академика РАН Коротеева - я снимаю шляпу...
В противном случае откуда Вы взяли УИ 300 с для двигателя этой пары и давлении в камере 60 атм? :(

ЦитироватьНу мы их искали и нашли в отделе "Энергии", занимающемся ДУ КА. Фамилию Борисенко слышали?

Вот как раз 10 лет ДУ КА я и занимался! :P Только в другой конторе и 19 лет назад!

ЦитироватьМР-100 - это метеоракета. На 100 км поднимается. А УР-100 - это, пардон муа, всё же полсотни тонн стартовой массы...

Тут моя ошибка  :(  :(  :(
Я думал вы о МР-УР-100

Ну да, УИ 340 при 140 атмосферах. А 300 - при 30 :-). Насколько упрощается конструкция ЖРД при снижении давления в 5 раз? :-).

Цитировать

ЦитироватьОчень простой расчёт = у РД-107 с его тягой 100 тонн в вакууме мощность ТНА 5500 л.с. При том же давлении в камере (60 атм) мощность ТНА пропорциональна тяге.

Не вижу, в чем ваши расчеты расходятся с моими. Тупая пропорция для двигателя тягой 7т дает мощность ТНА 385 л.с.

И что? Вы-то писали про 1800 л.с.

ЦитироватьИ это при сравнении с предельным по тем временам ТНА.

Наоборот, это очень консервативный по тем временам ТНА, его параметры (удельные) не отличаются от таковых для ТНА Фау-2.

ЦитироватьЕсли учесть масштабный фактор, плюс неидеальность ТНА, который получится, плюс меньшая плотность ЖК+ЖМ, смело помножте полученную цифру на 1.6 получите 616 л.с
Цитируя себя же:

Цитироватьполучаем 540 кВт (полезная мощность), без учета КПД насоса!
А сколько весит ДВС на 750 лс? Повторяю, ничто не заменит ТНА!

Сколько весит ДВС на 750 л.с., очень сильно зависит от его ресурса. Если отталкиваться от удельной массы авиамодельных движков с ресурсом в единицы часов, то получается где-то 50 кг. Примерно столько весят и "формульные" движки с ресурсом в сто часов. А если ещё и устроить впрыск N2O в цилиндры (нам-то ведь ресурс нужен всего 200 секунд!), то можно ещё вдвое ужаться! Стритрейсеры снимают эти 750 л.с. на "нитроксе" (правда, всего несколько секунд) с движка, форсированного из обычного 1,8 литрового легкового.
[/quote]

ЦитироватьЕсли вы умнее академика РАН Коротеева - я снимаю шляпу...
В противном случае откуда Вы взяли УИ 300 с для двигателя этой пары и давлении в камере 60 атм? :(

Это, наверно, оттого, что мы мешаем в кучу вакуумный и земной УИ :)
У РД-107 вакуумный УИ больше 310 секунд, хотя это - атмосферный двигатель.
Интегральный по траектории УИ не так сильно зависит от земного УИ, как кажется, т.к. на высоту в 5 км орбитальная ракета забирается примерно за треть времени работы первой ступени. Для успеха любительской орбитальной ракеты достаточно удельных параметров РД-103, скажем, 205 секунд у земли и 245 в вакууме. При выборе степени расширения сопла надо аккуратно считать интегральный по траектории УИ, но, реально, плюс-минус 0,1 атмосфера на срезе меняют его слабо, т.е. у РД-107, например, одно из самых низких давление на срезе, всего 0,4 атм, для двигателей первой ступени. У большинства где-то 0,7-0,8. "Аномально" низкое значение выбрано с учётом унификации камер РД-107 и 108.

Не так сложны расчёты оптимального давления в камере, с учётом конечной массы ступени в зависимости от массы ТНА - и они показывают, что для двигателей открытой схемы 1й ступени РН оптимум находится в районе 50-60 атмосфер. Не больше. Дальше наблюдается лишь очень слабый рост ХС ступени (УИ растёт, но растёт и конечная масса).

То, что обычно выбирается более высокое давление, объясняется всякими привходящими факторами - и ограничения по габаритам на транспортировку, и технологическими причинами, и психологическими - а можно ли, раньше никто не сумел, и совсем для нас невообразимыми :)

Для схемы с дожиганием этот оптимум лежит сильно выше, но не выше 150-175 атмосфер. То, что у РД-170 и его семейства оно аж 250 атмосфер, обусловлено, в основном, личными амбициями Глушко, да отчасти ещё требуемыми характеристиками по транспортировке боковых блоков "Энергии" по ЖД. Если бы интегральный УИ был меньше на 10 секунд, то боковые блоки перестали бы помещаться в соответствующие вагоны, а, если вагоны удлинить - перестали бы проходить повороты.

Цитировать[Сколько весит ДВС на 750 л.с., очень сильно зависит от его ресурса. Если отталкиваться от удельной массы авиамодельных движков с ресурсом в единицы часов, то получается где-то 50 кг. Примерно столько весят и "формульные" движки с ресурсом в сто часов. А если ещё и устроить впрыск N2O в цилиндры (нам-то ведь ресурс нужен всего 200 секунд!), то можно ещё вдвое ужаться! Стритрейсеры снимают эти 750 л.с. на "нитроксе" (правда, всего несколько секунд) с движка, форсированного из обычного 1,8 литрового легкового.

Можно использовать расширительную машину Ванкеля. В свое время в СКБ РПД делали такую для... э-э-э... изделия диаметром 533 мм. 500 л.с., масса 70 кг.
А вот интересно, насколько эффективен в качестве привода насосов супермаховик (аккумулятор механической энергии)?

РПД более реально, но делать его с нуля не проще ТНА.

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьОчень простой расчёт = у РД-107 с его тягой 100 тонн в вакууме мощность ТНА 5500 л.с. При том же давлении в камере (60 атм) мощность ТНА пропорциональна тяге.

Не вижу, в чем ваши расчеты расходятся с моими. Тупая пропорция для двигателя тягой 7т дает мощность ТНА 385 л.с.

ЦитироватьИ что? Вы-то писали про 1800 л.с.

Вырываете из контекста, это я я писал для давления в камере 140 мПа
и на выходе насоса соотв. в среднем 240 мПа.

ЦитироватьНаоборот, это очень консервативный по тем временам ТНА, его параметры (удельные) не отличаются от таковых для ТНА Фау-2.

Даже если так, все равно его параметры не достичь в любительском двигателе.

Вставлю свои 5коп. А как вам в качестве привода РДТТ? :D
Торцевик, прямо на оси турбины, сопло с постоянными рулями, закручивающими собственно РДТТ. Основная тяга должна быть, понятно, туда же, куда ЖРД

ЦитироватьА вот интересно, насколько эффективен в качестве привода насосов супермаховик (аккумулятор механической энергии)?

Не очень :) Он превосходит аккумуляторы по энергоёмкости вчетверо примерно, но его не выкинешь половину по дороге, как можно сделать с "высосанной" батареей.

РДТТ с температурой в критике до 3500 град. слишком горяч. Можно рассмотреть ПАД (пороховой аккумулятор давления). Все равно остаются проблемы с насосом и турбиной.

Никаких 3500. Сколько надо столько и сделаем, хоть 500.
Да и для чего горяч? Выхлоп РДТТ сразу в атмосферу, никаких турбин, только газовые рули сопла РДТТ.

То есть выкидываем ЖРД, кислород, метан, оставляем связку РДТТ с газовыми рулями? Наиболее реализуемо, но это другая тема.

ЦитироватьТо есть выкидываем ЖРД, кислород, метан, оставляем связку РДТТ с газовыми рулями? Наиболее реализуемо, но это другая тема.

Я наверно непонятно написал  :roll:
ЖРД с ТНА, привод у ТНА такой: прямо на оси турбины (в смысле насоса :)) РДТТ.
Ось вертикальная, сопло РДТТ смотрит туда же, куда и ЖРД.
В сопле РДТТ газовые рули, точнее - лопатки, которые создают вращательный момент.

Мне кажется, что не лучшая схема. Я бы скорее поставил на выходе ПАДа центробежную крыльчатку, а на валу крыльчатки разместил пару крыльчаток насосов.

И я о том же, тем более температуру и длительность работы ПАДа можно подобрать любую, а 2-3 ПАДами можно обеспечить разные режимы или количество включений.

ЦитироватьНу мы их искали и нашли в отделе "Энергии", занимающемся ДУ КА. Фамилию Борисенко слышали?

Андрей Иванович Борисенко?

Цитировать

ЦитироватьА вот интересно, насколько эффективен в качестве привода насосов супермаховик (аккумулятор механической энергии)?

Не очень :) Он превосходит аккумуляторы по энергоёмкости вчетверо примерно, но его не выкинешь половину по дороге, как можно сделать с "высосанной" батареей.

А не надо выкидывать.  Массовое совенршенство 1-й ступени слабо влияет на эффективность РН в целом. Зато, по мере постепенной остановки маховика тяга также будет плавно снижаться - неплохо, с точки зрения перегрузок (УИ правда, тоже будет падать).

Цитировать

ЦитироватьНу мы их искали и нашли в отделе "Энергии", занимающемся ДУ КА. Фамилию Борисенко слышали?

Андрей Иванович Борисенко?

Вы имеете в виду кандидата в космонавты? Нет, не он. Я, честно говоря, запамятовал и имя-отчество, и точное название должности. Разговор-то был ещё в 2004 году... Но я могу выяснить, встречу нам устроил Иван Ильющенко, а с ним я контактов не терял.

Да нет, неважно просто Борисенко в РКК несколько, включая директора ЗЭМа! :P

ЦитироватьДа нет, неважно просто Борисенко в РКК несколько, включая директора ЗЭМа! :P

Да, правда. Ещё нас тогда "экзаменовал", кажется, Остроумов.

я тоже за супермаховик. вообще Гулия мой детский герой, я его книжку в детстве "В поисках энергетической капсулы" до дыр зачитал.

я думаю супермаховик вполне справится как насос, тупо наденьте на ось центробежную крыльчатку и все.

кстати крупный супермаховиг обеспечит устойчивось ракеты от завала набок, как гироскоп

"Не вынесла душа.." - напишу несколько слов про мощность ДВС.

Есть две причины, почему в автомобильные ДВС редко пытаются утрамбовать мощности более 100 лошадей на литр:
1. Очень падает ресурс, а сейчас рыночная тенденция к постоянному увеличению пробега между техобслуживаниями (на старых машинах с старыми материалами было типично 10000км, сейчас уже нормально 20000км).
2. У ДВС возникает очень нелинейная характеристика зависимости мощности от оборотов, и чем более форсирован двигатель, тем больше эта нелинейность;
плюс для мощностей сильно выше 100 л.с/литр нужно обязательно наддув, потому что уже не хватает проходного сечения воздуховодов, а наддув сам отбирает у движка мощность и плюс появляется "турбояма" на высоких оборотах.
И вот эта нелинейность характеристики очень неудобна для вождения, потому что 90% времени автомобильный ДВС работает на переходных режимах или при неполной загрузке.

Для специфических-же приложений, и при малом времени работы, можно увеличить мощность очень значительно - например на формуле-1 до запрета нагнетателей несколько лет назад, с 1.5 литра снимали до 1500л.с, естественно ценой того что было нечеловеческое давление нагнетателя, плюс были присадки в бензин, плюс хитрое охлаждение с высоким давлением жидкости и с применением высококипящих жидкостей вместо воды, и движок жил буквально несколько тренировок и гонку, а потом шел в музей.

Конечно такое форсирование тоже не самое простое дело, но имея станки и прямые руки, это возможно.

Да, Ванкель (который роторный) выигрывает в литровой мощности у поршневых движков по двум причинам:
1. у него цикл фактически двухтактный (все такты проходят за один оборот, а большинство мощных поршневых 4-тактные и у них получается один рабочий такт на два оборота).
2. конструктивно у него большая площадь сечения (в сравнении с поршневым), через которое идет впуск и выпуск (собственно основной смысл 4-тактного движка в том что впуск и выпуск разделены во времени и нет свойственным 2-тактникам проблем смешения выхлопа и свежей смеси; а Ванкель разделяет циклы в пространстве).

Я думаю что лучший вариант это все-же свободный поршень.

Вот и я о чем - такой насосодвигатель можно опять же чуть ли не на коленке сделать. Масштабируется он на ура и увеличением размера камеры, и наращиванием их числа. Прчем движок в чем-то даже проще ДВС - распредвала нету, коленвала нету, клапанов нету... две форсунки, два клапана, два поршня, 1 пружина :-)

Единственный нюанс, что у ДВС тоже есть пределы рабочей температуры в КС - говорят что ДВС которые делали для подводных лодок (подводные дизеля), не смогли заставить работать на чистом кислороде и пришлось добавлять ЕМНИС аргон.
Хотя собственно это и понятно - просто внутренняя поверхность КС ДВС не стерильно чистая (там и масло на стенках, для смазки цилиндрово-поршневой пары и остатки топлива) и довольно горячая (больше 400К) и естественно в чистом кислороде горит не то что нужно и не тогда когда нужно :D

Можно добавлять воду, или чтоб проще - сделать мотор на перекиси.

Ну, охлаждение камеры сгорания насоса криокомпонентами, думаю, проблемы нет - они все тут же под рукой :-) Чтобы уменьшить нагрев, можно сжигать с избытком топлива - один фиг это не топливо, а рабочее тело :-) Ну, или да, перекись использовать. Хотя мне двухкомпонентный движок больше нравится.

Штуцер, сдавайтесь. Любители и недалеко от них ушедшие в Штатах делают и двигатели, и ракеты по вполне доступным технологиям. Конечно, удельные технические показатели скромные, но зато достижимость - в том числе экономическая - налицо.

ЦитироватьИшшо раз повторю - херовую технологичность нужно компенсировать дорогими материалами и массой. Вольфрам, титан, да хоть бериллий...
Я не зря упомянул бюджет минимум в $10000000...


И, вероятно, действительно наддуву альтернатив нет. Ну будет стартовая масса пополам выше - и хрен с ней.

Вот более менее трезвый взгляд на этот вопрос. Да . действительно, любители и недалеко от них ушедшие в Штатах делают и двигатели, и ракеты по вполне доступным технологиям и доступным им ценам. Ведь это у них есть космические туристы и есть энтузасты, готовые вложить в ЖРД ракету 10 000 000$. Мое мнение - в ближайшие 5 лет не будет любительской криогенной РКН даже в стендовом исполнении. А летной не будет и за 10 лет.

Криогенные самодельные ЖРД есть и они работают.

Не, ну вы уж хотите, чтобы оно было и дешево, и с приличными удельными параметрами, и вот-прямо-сейчас.

Вопрос-то изначально был - можно ли в принципе сделать не слишком сложную конструкцию РН с относительно низкими параметрами - но так чтобы она все-таки работыла - выводила ПН на орбиту :-).

ЦитироватьВопрос-то изначально был - можно ли в принципе сделать не слишком сложную конструкцию РН с относительно низкими параметрами - но так чтобы она все-таки работыла - выводила ПН на орбиту :-).

Делайте на паре перекись-керосин. Бриты доказали - работает. И стоит копейки.

А ихние двигуны серии "Гамма" вообще никогда не отказывали. Не удивительно,  имея афффигительный стендовый ресурс - 20(двадцать!) часов.

В принципе, можно сделать "подкрутку" маховику НА от набегающего потока. :roll:

ЦитироватьКриогенные самодельные ЖРД есть и они работают.

И, действительно, необязательно любителям делать именно криогенные ЖРД. Опыт - и стоимость - Блэк Эрроу являются сильным аргументом в пользу решений на перекиси.

Я буквально на прошлой неделе узнал что существуют, в смысле серийно производятся в России, ролико-лопастные машины.
Вот примерно так  http://www.teplopunkt.ru/articles/0150_dvv_rol.html
Эти машины бывают в виде расходомеров, и в виде гидронасосов. Работают они на объемном (вытеснительном) принципе и не имеют возвратно поступательного движения: вращается ротор хитрой формы и еще запорные вращающиеся лепестковые роторы (этакие клапана).
Машины эти имеют бешеный ресурс и нечувствительность к малым крупинкам мусора. Основное преимущество - низкие обороты и вес. При относительно малых расходах имеют существенно больший КПД, чем самые лучшие турбины.
И главное: фирма-производитель частная, как я понял собственно изобретателя, и обладает всеми необходимыми станками для производства высокоточных расходомеров. Можно просто прийти и сказать: нужен насос под вот такие требования - сколько стоит Н-дцать штук и в какие сроки.
Уж на два ведра при 30 атмосферах такой насос будет на порядок более доступен, чем ТНА. И для привода не потребуется 30000 оборотов, и уж тем более за 100000 оборотов, как в "настоящих" ТНА...

Затея с малой КРИОГЕННОЙ ракетой бессмысленна- для малых баков закон куба-квадрата по теплопритоку делает ее невозможной. Т.е если в ракету размерности семерки можно заливать кислород и метан непосредственно в баки, то для ракеты на пару десятков тонн надо будет городить теромизоляцию, а для ракеты на пару сотен килограмм- дьюаровые баки.
Прикиньте их вес.
 Есть правда одна идея- трехмерный композит из алюминиевой фольги и пенополиуретана (монтажной пены). Монтажка хорошо держит температуры жидкого метанаи кислорода, а если для вспенивания использовали газы с высокой температурой кипения, то в пузырьках пены образуется ваккум при охлаждении с еще лучшей теплоизоляцией(но пена может деформироваться). Если пена прошита пространственной структурой из металлических фольговых стрингеров, а два слоя фольги образуют внешнюю и внутреннюю оболочку бака, то  такая конструкция будет прочной, легкой, дешевой, обеспечивать хранение компонентов.
Но вот сборка такого материала-нетривиальна. Из алюминиевой ленты в вакууме или в защитной атмосфере лазером или электронным пучком сваривается небольшой участок пространственной стркутуры из фольги (две поверхности и стрингера). Стрингера- диагональные, чтобы теплоприток по ним был минимальный. Участок наполняется пеной, пена затвердевает, монтажная машинка передвигается на следующий участок.
Смоделировать такой материал в современных механических КАДах достаочно легко (механические свойства, теплопроводность- все моделируется). А вот изготовить- тяжело. Фольга получается 0.1 мм и меньше. Ее сваривать- нужна сложная сварочно-монтажная ЧПУ головка с автоматическим приводом.
Вот если такую головку получится разработать- то тогда она может лепит на автомате баки размерность от десятка литров до Сатурна5 и больше- механические свойства композита легко масштабируются.

ЦитироватьЗатея с малой КРИОГЕННОЙ ракетой бессмысленна- для малых баков закон куба-квадрата по теплопритоку делает ее невозможной.

Ну, как-то же летал 11-тонный "Авангард" с кислородной 1-й ступенью и 14 тонная А-4.  :D

ЦитироватьНу, как-то же летал 11-тонный "Авангард" с кислородной 1-й ступенью и 14 тонная А-4.  :D

Значить этот закон отменили в связи с военным временем :lol:

ЦитироватьВ принципе, можно сделать "подкрутку" маховику НА от набегающего потока. :roll:

Да чего там мелочится, минимально простной турбореактивный двигатель малой тяги 4 штуки  через 90 градусов, с возможностью отклонения вектора тяги.
За одно получиться и привод ТНА и управление движением ракеты, а также повыситься общий уделльный импульс ракеты процентов на 10-20%.
Более того от этих ТРД можно ещё и генератор крутить, поставляя в борт сеть, электроэнергию!, что избовляет нас от тяжелых и капризных аккумуляторов.
А если ещё подумать, то на этих турбореактивных двигателях можно ещё и ступень посадить. Сделав её таким образом многоразовой!

Такая комбинированная схема двигателя выгодна, правда только для первой ступени. Это я ещё год или два назад придумал.

Афигеть! :roll:

ЦитироватьАфигеть! :roll:

Трепещите и восхищайтесь - Я ГЕНИЙ! :lol:  :lol:  :lol:  :lol:  :lol:

Эээ... а что будет этот ТРД за атмосферой кушать? :-) Кроме того, ТРД - это на самом деле не решение проблемы ТНА. Это всего лишь перевод ТНА на атмосферный кислород. Турбину-то все равно придется делать :-) Плюс еще нестабильность мощности турбины в зависимости от высоты.

Не, мне лично нравится (моя, кхе, кхе :-)) идея с насосным агрегатом со свободным поршнем, работающем на основных компонентах топлива. Получается обычная открытая схема, только нагнетатель не турбина, а клапанный насос - который заметно проще по конструкции и лучше масштабируется.

ЦитироватьЭээ... а что будет этот ТРД за атмосферой кушать? :-) Кроме того, ТРД - это на самом деле не решение проблемы ТНА. Это всего лишь перевод ТНА на атмосферный кислород. Турбину-то все равно придется делать :-) Плюс еще нестабильность мощности турбины в зависимости от высоты.

ДКилометров до 20-25 хватит ТРД, от которого просто будет отбираться мощность на привод насосов. А полет можно закончить на вытеснительной подаче - в конце АУТ 1-й ступени большая тяга не нужна.

ЦитироватьЭээ... а что будет этот ТРД за атмосферой кушать? :-) Кроме того, ТРД - это на самом деле не решение проблемы ТНА. Это всего лишь перевод ТНА на атмосферный кислород. Турбину-то все равно придется делать :-) Плюс еще нестабильность мощности турбины в зависимости от высоты.

Не, мне лично нравится (моя, кхе, кхе :-)) идея с насосным агрегатом со свободным поршнем, работающем на основных компонентах топлива. Получается обычная открытая схема, только нагнетатель не турбина, а клапанный насос - который заметно проще по конструкции и лучше масштабируется.

Украинское КБ Южное уже давно сделало РД с насосной подачей поршнем и запатентавала этот уникальное украинское изобретение.
это я ещё помню с 2004 года когда связывался с ними по поиску мотора для верхней ступени Ладоги-1П.

http://www.yuzhnoye.com/?id=146&path=Aerospace%20Technology/Rocket%20Propulsion/Liquid%20Engines/Sustainers/RD-860/RD-860

Ну и ладно. У них насос НЕСКОЛЬКО отличается - достаточно для того, чтобы мой вариант считать новой конструкцией, если дело дойдет до производства :-). Хотя бы потому, что у них насос работает на вытеснительном газе, а в моем варианте - это ДВС на основных компонентах.

А так - Штуцер, как видите, вполне жизнеспособная конструкция, и УИ вполне приличный.

ЦитироватьНу и ладно. У них насос НЕСКОЛЬКО отличается - достаточно для того, чтобы мой вариант считать новой конструкцией, если дело дойдет до производства :-). Хотя бы потому, что у них насос работает на вытеснительном газе, а в моем варианте - это ДВС на основных компонентах.

А так - Штуцер, как видите, вполне жизнеспособная конструкция, и УИ вполне приличный.

Когда идет патентование, а это патентование явно было сделано, причем на международном уровне.
Патентуется целая связка патентов, и я считаю что на Южном, запатентовали несколько ключевых вариантов, в том числе и ДВС как движитель.
Так уж принято делать в патентных отделах крупных корпораций. Глядя на готовый и испытанный движок мы видим только вершину айсберга.

Ну, очень может быть. Не спорю. Ладно, тогда придется при промышленном производстве РН купить у них лицензию :-).

ЦитироватьА так - Штуцер, как видите, вполне жизнеспособная конструкция, и УИ вполне приличный.

Вполне жизнеспособная, но для верхних ступеней ракет и РБ. Кстати, они пишут об экономии по сравнению с вытеснит. подачей 1.4-1.7. Не так уж много. И самое главное, Вам нужен двигатель, в 20 раз более мощный.
Насчет патентования, Вас и КБ Южное, кажется, опередил какой то провинциальный учитель:
(http://s001.radikal.ru/i194/1003/c5/3a6ab0009ee1.jpg) (http://www.radikal.ru)
 Он же писал об использовании ДВС на ракете.
:)  :)  :)

Цитировать

ЦитироватьА так - Штуцер, как видите, вполне жизнеспособная конструкция, и УИ вполне приличный.

Вполне жизнеспособная, но для верхних ступеней ракет и РБ. Кстати, они пишут об экономии по сравнению с вытеснит. подачей 1.4-1.7. Не так уж много. И самое главное, Вам нужен двигатель, в 20 раз более мощный.
Насчет патентования, Вас и КБ Южное, кажется, опередил какой то провинциальный учитель:
(http://s001.radikal.ru/i194/1003/c5/3a6ab0009ee1.jpg) (http://www.radikal.ru)
 Он же писал об использовании ДВС на ракете.
:)  :)  :)

Не какойто там, а тот самый, показал всем нам FIG WAN :wink:

Вот так улетучивается вся слава мира. И это было.... :wink:


Так чтож братия, встанем, мысленно, и снимим шляпы, мысленно, перед великим но простым УЧИТЕЛЕМ  :?

Константином Эдуардовичем Циолковским


(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/310015.jpg)

ЦитироватьА полет можно закончить на вытеснительной подаче - в конце АУТ 1-й ступени большая тяга не нужна.

Дмитрий, а можно вас попросить прикинуть ракету размерности примерно "Авангарда" с РД-0109 (РО-9) на второй ступени и двигателя на базе агрегатов от РД-119 и четырёх рулевых камер от РД-108. Или четырёх двигателей на базе агрегатов РД-0109 и тех же камер... В первом случае можно оставить бачок с НДМГ для того, чтобы не переделывать газогенератор и турбину. Расход НДМГ на привод ТНА у РД-119 примерно 0,53 кг/с

Наверно, можно в диаметре "Р-17", хотя, может, этого и мало...

Почему сжатый газ на привод поршневого насоса не отбирать в КС?

Горячо. Надо отобранный в КС газ охладить до 1000К.

А можно вообще сделать привод насосов паровым (с замкнутым циклом, разумеется).
Нагреватель под боком есть (и какой!), холодильник тоже (криогенные компоненты перед подачей в форсуночную головку).

Ну тогда уж не паровым, а Стирлингом.

Но мне лично больше нравится ДВС со свободным поршнем. Бе двухтактник, и конструкция проста как валенок :-). И КПД должен быть более чем приличный - фаза сжатия отсутствует как класс.

Зато на весь цикл насоса должны иметься рабочие цилиндры на полное давление, а цикл хочется сделать побольше, чтобы частоту иметь поменьше.

И газ может понадобиться хранить, для привода насоса, при давлении не ниже, чем в камере, на весь объём топливных баков.

Нет в жизни счастья :( .

ЦитироватьПочему сжатый газ на привод поршневого насоса не отбирать в КС?

:P  :P  :P Чем сжатый, поршневым насосом? Очередной вечный двигатель. Поставьте тогда смело вытеснительную систему с наддувом из камеры сгорания!

Цитировать

ЦитироватьПочему сжатый газ на привод поршневого насоса не отбирать в КС?

:P  :P  :P Чем сжатый, поршневым насосом?

А в чём проблема-то, сделать ступенчатый поршень?

ЦитироватьОчередной вечный двигатель. Поставьте тогда смело вытеснительную систему с наддувом из камеры сгорания!

а вот это - не прокатит.

Ну, точнее, опять нужен ступенчатый поршень.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/62014.gif)

Цитировать

ЦитироватьПочему сжатый газ на привод поршневого насоса не отбирать в КС?

:P  :P  :P Чем сжатый, поршневым насосом? Очередной вечный двигатель.

Имелся в виду "сжатый газ" - продукты сгорания из КС :) Вполне рабочая схема (tap-off называется). В США в свое время был сделан и испытан безгенераторный J-2S.

Шнякин В.Н., Конох В.Н., Калиниченко И.И., Кукса И.Ю. Перспективы дросселирования жидкостного ракетного двигателя тягой 450 кгс с пневмонасосным агрегатом.

http://www.nbuv.gov.ua/Portal/natural/AkTT/2008_10/SHnyakin.pdf

(приведены характеристики и ПГС пневмонасосного агрегата).

На самом деле, идея отбирать газ для привода пневмонасоса из КС мне нравится :-) - она технически сложнее, чем сделать ДВС, но исключает 'лишний' источник горения, автоматически подстраивает давление в нагнетающем цилиндре к давлению в насосе (т.е. при дросселировании ничего не надо делать - производительность насоса по давлению сама упадет, надо просто поставить дроссель между насосом и КС для регулировки 'коэфициента усиления', и стартовать насос можно на газе наддува. Ну, и давление наддува постоянное - тоже плюс, не надо думать, как колебания от импульсного горения в ДВС погасить. Минус - что нужен газопровод высокого давления - можно решить, скомпоновав насосы и КС в едином блоке.

Если она Вам нравится, прикиньте схемку ПГС, как в отчете
http://www.nbuv.gov.ua/Portal/natural/AkTT/2008_10/SHnyakin.pdf.
Интересный отчет, кстати, Гость 22, спасибо за ссылку.

Да ровно такая же, просто в магистрали от бака наддува дополнительный клапан - или на наддув, или на отбор из КС. Собственно, наддув из КС надо просто пустить через один клапан, от бака наддува - через второй, а на наддуве поставить дроссель. И еще один - на наддуве из КС, чтобы разгон цикла по давлению насос - рубашка - КС - насос регулировать. Думаю, дроссель и клапан можно как-то объединить в единый узел.

Вот это то мне и непонятно. При отборе давления из КС, что будет создавать давление в пневмонасосе?

Я ж приводил картинку на предыдущей странице. То, что в одной полости пневмонасоса (где газ) давление меньше, чем в другой (где жидкость), это всего лишь разница в диаметрах - если поршни соединены штоком, шток передаёт силу, которая есть произведение давления на площадь поршня.

Так что газ из КС, с давлением меньше, чем у топлива на входе в КС, вполне, тем не менее, может его туда качать.

ЦитироватьЧем сжатый, поршневым насосом? Очередной вечный двигатель.

Ничего смешного не вижу, так работают газотурбинные двигатели.

ЦитироватьТак что газ из КС, с давлением меньше, чем у топлива на входе в КС, вполне, тем не менее, может его туда качать

Я это и имел в виду. Из КС можно отобрать достаточно мощности для привода насоса, пневматический насос можно сделать достаточно быстроходным и маленьким. И не надо городить ТНА, всю его обвязку и специальное топливо для него.
Недостатки - автоколебания в топливной системе и возмущения в КС при отборе газа. С автоколебаниями давления топлива прийдется бороться компьютеру (да-да пора таки применить компьютеры), в принципе все должно получиться. Возмущения при горении либо опять прийдется парировать компьютером на форсунках, либо забить на них (что-то мне подсказывает что это можно сделать на малых двигателях).

Можно предложить еще одну систему питания, этакий "паровичек".
На КС есть рубашки охлаждания - это будет "кипятильником", далее горячий пар перегреваем (где-нибуть на КС) и подаем на конденсирующий инжектор (насос), далее на гидродемпфер, откуда производится отбор жидкости через маленький насосик на рубашки КС. Насколько это будет выгодно - надо сильно считать, но в принципе эжектор может дать большую часть давления на форсунках.

Цитироватьесли поршни соединены штоком, шток передаёт силу, которая есть произведение давления на площадь поршня.Так что газ из КС, с давлением меньше, чем у топлива на входе в КС, вполне, тем не менее, может его туда качать.

Согласен, разновеликие поршни, соединенные штоком, теоретически могут подойти.
Это называется мультипликатор.
http://www.pktba.ru/catalog/5/sistoborot/istdavl/pgm/
http://www.pktba.ru/catalog/5/sistoborot/istdavl/ppm/
Вопрос, как его сделать работающим на продуктах сгорания.

Цитировать

Цитироватьесли поршни соединены штоком, шток передаёт силу, которая есть произведение давления на площадь поршня.Так что газ из КС, с давлением меньше, чем у топлива на входе в КС, вполне, тем не менее, может его туда качать.

Согласен, разновеликие поршни, соединенные штоком, теоретически могут подойти.
Это называется мультипликатор.
http://www.pktba.ru/catalog/5/sistoborot/istdavl/pgm/
http://www.pktba.ru/catalog/5/sistoborot/istdavl/ppm/
Вопрос, как его сделать работающим на продуктах сгорания.

Например, добавить к продуктам сгорания один из компонентов, до снижения температуры до нужного значения. Как в двухзонных ГГ.

Цитировать

ЦитироватьА полет можно закончить на вытеснительной подаче - в конце АУТ 1-й ступени большая тяга не нужна.

Дмитрий, а можно вас попросить прикинуть ракету размерности примерно "Авангарда" с РД-0109 (РО-9) на второй ступени и двигателя на базе агрегатов от РД-119 и четырёх рулевых камер от РД-108. Или четырёх двигателей на базе агрегатов РД-0109 и тех же камер... В первом случае можно оставить бачок с НДМГ для того, чтобы не переделывать газогенератор и турбину. Расход НДМГ на привод ТНА у РД-119 примерно 0,53 кг/с

Наверно, можно в диаметре "Р-17", хотя, может, этого и мало...

Попросить-то можно, с исполнением проблемы - времени в обрез :cry:  Я не совсем понял насчет двигателей. Может, РО-9 все-таки - на 1-й ступени? :roll:  И сколько у нас в пустоте - тяги и УИ -выдает одна РК от РД-108?

Цитироватьэжектор может дать большую часть давления на форсунках.

Увы, не даст, перепад на форсунках никак не меньше 15 кг/см2, на реальных двигателях намного больше.

Цитировать

Цитироватьэжектор может дать большую часть давления на форсунках.

Увы, не даст, перепад на форсунках никак не меньше 15 кг/см2, на реальных двигателях намного больше.

Как слишком большие, так и слишком малые перепады давлений на форсунках неэффективны. Разговаривал с двигателистами - по их словам, типичная задача на разработку ФГ оценивает падение давления на форсунках в 6 кг/см2. Это реальные двигатели.

ЦитироватьКак слишком большие, так и слишком малые перепады давлений на форсунках неэффективны. Разговаривал с двигателистами - по их словам, типичная задача на разработку ФГ оценивает падение давления на форсунках в 6 кг/см2.

Дело не в абсолютных значения давлений на форсунках. Можно создать условия когда конденсирующий эжектор будет работать как термонасос и тогда на его выходе можно будет получить давление жидкости большее чем давление пара на входе. Вопрос в том будет ли удовлетворять такой насос ЖРДшным требованиям.  

ЦитироватьНапример, добавить к продуктам сгорания один из компонентов, до снижения температуры до нужного значения

Зачем? Нам нужна энергия из КС а не рабочее тело. Можно отбирать энергию из КС в виде волн сжатия-расширения (как пример), и по столбу газа передавать поршню. Спрофилировав канал можно увеличить давление на гребне такой волны и таким образом обойтись без мультипликатора. Опять же поршни можно свести до простых мембран.

ЦитироватьЯ не совсем понял насчет двигателей. Может, РО-9 все-таки - на 1-й ступени? :roll:  И сколько у нас в пустоте - тяги и УИ -выдает одна РК от РД-108?

РО-9 ведёт родословную от РО-5, а тот - от рулевой камеры для РД-107, плюс ТНА, разработанный КБ Косберга.
Очевидно, что на вторую ступень надо ставить его, как есть, а на первую - четыре движка на базе него, но с "земной" камерой, как вариант - исходной рулевой.

Тяга РО-5 и РО-9 заметно больше тяги рулевой камеры и за счёт пустотного сопла, и за счёт сброса газа после ТНА через рулевые сопла. Номинальная тяга рулевой камеры РД-107 составляла у земли 3,25 Т. Пустотный УИ можно принять равным 295 единиц.

Может, конечно, великоват РО-9 для второй ступени такой ракеты, но меньше на ЖК-керосине я не знаю :)

Цитировать

ЦитироватьЯ не совсем понял насчет двигателей. Может, РО-9 все-таки - на 1-й ступени? :roll:  И сколько у нас в пустоте - тяги и УИ -выдает одна РК от РД-108?

РО-9 ведёт родословную от РО-5, а тот - от рулевой камеры для РД-107, плюс ТНА, разработанный КБ Косберга.
Очевидно, что на вторую ступень надо ставить его, как есть, а на первую - четыре движка на базе него, но с "земной" камерой, как вариант - исходной рулевой.

Тяга РО-5 и РО-9 заметно больше тяги рулевой камеры и за счёт пустотного сопла, и за счёт сброса газа после ТНА через рулевые сопла. Номинальная тяга рулевой камеры РД-107 составляла у земли 3,25 Т. Пустотный УИ можно принять равным 295 единиц.

Может, конечно, великоват РО-9 для второй ступени такой ракеты, но меньше на ЖК-керосине я не знаю :)

РО-9 с его 30 тс, конечно, великоват. Для 12-тонной ракеты на второй ступени за глаза хватит движка тягой в 1,5-2 тс

ЦитироватьРО-9 с его 30 тс, конечно, великоват. Для 12-тонной ракеты на второй ступени за глаза хватит движка тягой в 1,5-2 тс

Виноват, каюсь!
Имел в виду двигатель от блока Е 8А92М. РД-0109 который. Какое у него КБХА-шное обозначение?

Сегодня утром стукнула мысль :-)

Можно объединить пневмонасосную и просто насосную схему. Назовем эту штуку ПароНасоснымАгрегатом - ПНА ;-)

Работает оно следующим образом - стартовый режим полностью аналогичен работе пневмонасосного агрегата. Как только двигатель выйдет на режим, рубашка прогреется примерно до 200-300С, температура в ней станет достаточна для работы в основном режиме - паронасоса. При этом исходные жидкие компоненты закачиваются в рубашку под давлением ~70 атмосфер, там кипят и переходят в газ с давлением все в те же 70 атмосфер. Но при этом объем газа больше раз в 5-10 - он идет в цилиндр парового насоса (соответственно бОльшего объема, т.е. раза в 3 по радиусу), теряет порядка 10 атмосфер на закачке в рубашку охлаждения исходной жидкости, остаток сбрасывается в бывший рабочий цилиндр пневмонасоса, который играет роль ресивера. И оттуда уже идет на форсунки двигателя.

Гелий для начального наддува закачан в герметизированный объем вокруг сопла, КС и нагнетающих цилиндров - это позволяет резко облегчить их конструкцию и получить удобный движок, у которого просто на входе есть два патрубка низкого давления - для исходных компонентов. Поскольку насос - это не турбина, его можно как угодно наклонять вместе со всей КС. Более того, по мере нагрева можно стравиливать гелий для наддува основных баков.

В результате у нас получается относительно простой (8 цилиндров, 6 поршней) нагнетающий агрегат замкнутой схемы, который весь работает при весьма умеренных температурах, причем компоненты нигде не смешиваются, кроме как в КС. Ругайте :-)

Хм, гелий в "гаражную ракету"? Или все-таки, хоть и в маленькую, но промышленного производства?

Компоненты-то криогенные. Чем их еще наддувать? А гелий ща вполне доступен в нужном количестве.

Что же до гаражности... с развитием всяческих ЧПУ грань между промышленным и гаражным производством в целом стирается :-). Т.е. можно сделать ничем не хуже - просто несколько дороже. Смысл-то в том, чтобы прикинуть набор технологических решений, который позволит сделать технологически простой - ну, в данном случае, двигатель.

Тогда у меня мысль  - на 2-й ступени сделать ЖРД с гелиевым приводом ТНА. У гелия высокое значение RT и он не конденсируется на криогенных компонентах. Бак со сжатым гелием погрружен в криогенный компонент. Из него он подается в рубашку ЖРД, где нагревается, а заодно и охлаждает часть камеры (вряд ли газообразный гелий хороший теплоноситель, поэтоу камеру можно сделать с абляционной ТЗП, а гелием охлаждать небольшую часть камеры). После срабатывания на турбине гелий подается: в газовые сопла РСУ, в баки на наддув, на привод электрогенератора. Впрочем, последний можно установить на валу ТНА. А если его еще сделать стартер-генератором, то им еще и ТНА раскручивать при запуске можно! :D

Мне ТНА не нравится. Дело в том, что ТНА - это не для любительской технологии, сделать уплотнение цилиндра насоса (и сам цилиндр на 50+ атмосфер) МНОГО проще, чем сделать ТНА с той же утечкой и тем же рабочим давлением. И работает насос на статике, а ТНА - на динамике, т.е. сделать тестовый прогон на малом ходу просто не получится - или турбина тянет на полную, или вообще не тянет.

В общем, ТНА я полагаю неправильным объектом для любительского конструирования. Они СЛОЖНЫЕ. Если нету другого выхода, ими можно заниматься, но вообще - поршневые движки куда как проще в проектировании и наладке. А в этом конкретном даже кривошипов нету - одни управляемые клапаны. Причем работающие на весьма небольшом ОТНОСИТЕЛЬНОМ давлении - вся арматура находится внутри гелиевого бака наддува, т.е. разница давлений - атмосфер 10 от силы.

А вот идея сначала сделать движок на 2 ступень  - вполне здравая. В конечном итоге, можно просто поставить на 1 ступень 4 ровно таких же двигателя.

Хотя... я так подумал.... если закрытая схема, то оно ведь довольно простое получается - одна крыльчатка, одна турбина нагнетателя, на той же оси - БК электродвигатель-генератор. И то и то довольно простое - поскольку давление относительно низкое, то на турбине падает атмосфер 5, максимум 10, соответственно можно сделать одноступенчатую систему. Ее, правда, шлифовать придется не по детски :-). Ну, и одноступенчатый же центробежный насос.

Но все равно насосная система мне больше нравится. Бе проще.

Цитировать...чем сделать ТНА с той же утечкой и тем же рабочим давлением.

Если в "гаражной" ракете допустим гелий (см. выше), то сложное уплотнение можно заменить простым с продувкой гелием и выбросом топливно-гелиевой и кислородно-гелиевой смесей за борт.

Цитироватьсделать тестовый прогон на малом ходу просто не получится

А зачем на малом-то? Включите насос в замкнутую систему "бак с водой->насос->гидросопротивление->бак" и гоняйте на полном ходу. Характеристики насоса на воде пересчитываются в характеристики на ЖК и метане.

ЦитироватьВ общем, ТНА я полагаю неправильным объектом для любительского конструирования. Они СЛОЖНЫЕ.

Авиационные ТРД сложнее любого ТНА на порядок. Лет 30-40 назад создание ТРД в гараже (без кавычек) было даже не фантастикой, а бредом. Однако сегодня микроТРД тягой до десятков килограмм делают именно в гаражах :)

Да уплотнение вообще не важно. Каждый компонент - свой ТНА, утечка имелась в виду только в смысле обратного тока рабочего тела мимо турбины. Балансировать же расход компонентов можно за счет электродвигателей - один в генераторный режим, другой в тяговый, и ими выравнивать расход. Или наоборот, оба в качестве дросселей использовать, а полученным теплом - греть компоненты перед КС, поднимая УИ :-)

Сделать можно, я не спорю. Вопрос только в том, будет ли такой малый ТНА эффективнее чем пневмонасосная схема.

Кстати говоря - без камеры ЖРД прогон не получится. Точнее будет недостоверным. Движок-то работает на нагреве компонентов от камеры ЖРД. Так что на воде можно только грубо удостовериться, что оно в принципе что-то качает.

Цитироватьутечка имелась в виду только в смысле обратного тока рабочего тела мимо турбины.

Перепад давления на рабочем колесе активной турбины = 0. Какие утечки ???

ЦитироватьБалансировать же расход компонентов можно за счет электродвигателей -

не изобретайте велосипед. Регулирование ТНА отработано годами запусков.

ЦитироватьКстати говоря - без камеры ЖРД прогон не получится.

Еще как получится. Водой моделируют даже подачу жидкого водорода.

Ну, если я правильно помню схему работы турбины.... вот к примеру турбины ГЭС.... у нас есть давление, мы пропускаем поток через направляющие лопатки, затем через турбину, на ней он отдает часть давления в обмен на механическую мощность.

Но поток может пойти и МИМО турбины - если есть зазор. А он ЕСТЬ - иначе турбина бы цеплялась за корпус. Причем в отличии от обычного насоса, он принципиально есть - скорости слишком велики, чтобы можно было уплотнение сделать. Вот утечка через этот зазор (а его величина примерно постоянна вне зависимости от размера ТНА) и ухудшает КПД ТНА.

Далее, отработка ТНА ЗАКРЫТОЙ СХЕМЫ невозможна без нагрева компонентов. Толку в том, что ТНА в принципе будет работать, если он не будет как надо работать в составе ЖРД?

Относительно же балансировки расхода электродвигателями - а чем, собственно, плохо? Если уж прикидывался прямой привод ТНА электродвигателем... то использование движка для запуска, дроселирования и балансировки работы ТНА - по-моему - отличная штука. Причем оттуда же можно снимать и питание для бортовой электроники, и наддув можно делать кипячением компонентов, и рулевые машинки тягать электроприводами...

ЦитироватьНу, если я правильно помню схему работы турбины....
поток может пойти и МИМО турбины - если есть зазор. А он ЕСТЬ

Ааа! Так Вы перетекание через лопатки имели в виду, а не утечку...

ЦитироватьВот утечка через этот зазор и ухудшает КПД ТНА

Для ТНА в закрытой схеме перетекание не так страшно, как в открытой: на УИ это не влияет.

ЦитироватьДалее, отработка ТНА ЗАКРЫТОЙ СХЕМЫ невозможна без нагрева компонентов. Толку в том, что ТНА в принципе будет работать, если он не будет как надо работать в составе ЖРД?

Возможна. Насосы будут качать воду, а турбина работать на сжатом воздухе. Если отработанный таким образом ТНА не будет работать в составе двигателя, то и отработка с работающей камерой не поможет. Кстати, в таком случае автономная отработка пневмоагрегата тоже не гарантирует его успешную работу в составе двигателя.

Давление падает на сопловом аппарате турбины. На колесе давление постоянно. (для активной турбины).

ЦитироватьВот утечка через этот зазор (а его величина примерно постоянна вне зависимости от размера ТНА) и ухудшает КПД ТНА.

А вы считайте не абсолютные, а относительные потери. Для больших турбин эти утечки мизерны. Кстати, есть такая штука - бандаж. Снижает потери на утечки.

ЦитироватьДалее, отработка ТНА ЗАКРЫТОЙ СХЕМЫ невозможна без нагрева компонентов. Толку в том, что ТНА в принципе будет работать, если он не будет как надо работать в составе ЖРД?

А мужики-то не знают! Повторяю: модельные испытания ТНА на модельных газах и жидкостях проводили, проводят и будут проводить.

Ну, просто я как управленец знаю, что отработка отдельных компонентов вовсе не равна отработке всей системы в сборе :-) Что-то да, можно проверить. Но не все :-). Ты отладил на постоянном напоре ТНА... поставил в двигатель - а там бац, и возникли колебания по расходу из-за нелинейностей при нагреве в рубашке рабочего тела. И снова налаживай...

Относительно утечек в закрытой схеме - ну... не совсем так. Формально говоря, эти утечки - это неутилизированное тепло двигателя, которое вместо совершения работы по закачке просто ушло в окружающую среду. Конечно, уход тепла на порядок меньше, чем от непосредственно горячей стенки - но он есть :-).

И вообще - кто мне скажет, чем ТНА лучше, чем вышеописанная паронасосная схема? :-)

ЦитироватьНу, просто я как управленец знаю, что отработка отдельных компонентов вовсе не равна отработке всей системы в сборе :-) Что-то да, можно проверить. Но не все :-). Ты отладил на постоянном напоре ТНА... поставил в двигатель - а там бац, и возникли колебания по расходу из-за нелинейностей при нагреве в рубашке рабочего тела. И снова налаживай...

Ну так в этом смысле поршневой пневмоагрегат ничем не лучше ТНА :)

ЦитироватьОтносительно утечек в закрытой схеме - ну... не совсем так. Формально говоря, эти утечки - это неутилизированное тепло двигателя, которое вместо совершения работы по закачке просто ушло в окружающую среду.

Залейте корпус ТНА и газоводы пенополиуретаном (низкая температура на турбине в испарительной схеме позволяет это сделать) - и нет больше никаких тепловых утечек. Точнее, они, и без того малые, будут настолько мизерны, что их можно будет не учитывать вовсе :)

ЦитироватьИ вообще - кто мне скажет, чем ТНА лучше, чем вышеописанная паронасосная схема? :-)

ТНА компактнее, легче и... проще ;) в случае раздельных ТНА, в которых перекачиваемый компонент и рабочее тело турбины - одно и то же  вещество.

Недостаток - более сложная система регулирования заданного соотношения компонентов. Особенно на переходных режимах (запуск, дросселирование).

ЦитироватьГость 22 пишет:
 

ЦитироватьНу, просто я как управленец знаю, что отработка отдельных компонентов вовсе не равна отработке всей системы в сборе :-) Что-то да, можно проверить. Но не все :-). Ты отладил на постоянном напоре ТНА... поставил в двигатель - а там бац, и возникли колебания по расходу из-за нелинейностей при нагреве в рубашке рабочего тела. И снова налаживай...

Ну так в этом смысле поршневой пневмоагрегат ничем не лучше ТНА :)
Поршневой насос в любом смысле не лучше ТНА, вот беспоршневой,  как у флометрикса, ещё может выиграть. Единственный недостаток беспоршневого насоса - невозможность запуска в невесомости.

Цитировать

ЦитироватьРО-9 с его 30 тс, конечно, великоват. Для 12-тонной ракеты на второй ступени за глаза хватит движка тягой в 1,5-2 тс

Виноват, каюсь!
Имел в виду двигатель от блока Е 8А92М. РД-0109 который. Какое у него КБХА-шное обозначение?

В общем, примерно так. Двухступ с Мст=12 т. На первой ступени невысотный РД-0110 с тягой 24 тс у Земли, пустотный УИ=295 с. На 2-й ступени гипотетический 3-тонник с УИ=310 с. Конструктивное совершенство: отношени массы заправленного блока к конечной его массе 7 - для 1-й ступени, 6-для 2-й. Мпг примерно 41 кг. При уменьшении тяги 2-й ступени до 1,5 тс масса ПГ растет примерно до 70 кг.

Нет, РД-0110 не годится, поскольку тяги выхлопных патрубков ТНА для УВТ на первой ступени совершенно недостаточно.
Думаю оптимальным был бы НК-39К (земная тяга 29,8 тс), установленный в кардан от НК-31.
А на второй ступени наверное можно поставить связку двигателей с вытеснительной подачей. Скажем два С5.120 тягой 600 кгс.

ЦитироватьНет, РД-0110 не годится, поскольку тяги выхлопных патрубков ТНА для УВТ на первой ступени совершенно недостаточно.
Думаю оптимальным был бы НК-39К (земная тяга 29,8 тс), установленный в кардан от НК-31.
А на второй ступени наверное можно поставить связку двигателей с вытеснительной подачей. Скажем два С5.120 тягой 600 кгс.

Есть же проект РД-0110Р. Можно и его.

Его можно. :wink:

ЦитироватьВ общем, примерно так. Двухступ с Мст=12 т. На первой ступени невысотный РД-0110 с тягой 24 тс у Земли, пустотный УИ=295 с. На 2-й ступени гипотетический 3-тонник с УИ=310 с. Конструктивное совершенство: отношени массы заправленного блока к конечной его массе 7 - для 1-й ступени, 6-для 2-й. Мпг примерно 41 кг. При уменьшении тяги 2-й ступени до 1,5 тс масса ПГ растет примерно до 70 кг.

А за счёт чего она растёт? траектория получается более пологой? А не велика ли тяга для первой ступени?

Цитировать

ЦитироватьВ общем, примерно так. Двухступ с Мст=12 т. На первой ступени невысотный РД-0110 с тягой 24 тс у Земли, пустотный УИ=295 с. На 2-й ступени гипотетический 3-тонник с УИ=310 с. Конструктивное совершенство: отношени массы заправленного блока к конечной его массе 7 - для 1-й ступени, 6-для 2-й. Мпг примерно 41 кг. При уменьшении тяги 2-й ступени до 1,5 тс масса ПГ растет примерно до 70 кг.

А за счёт чего она растёт? траектория получается более пологой? А не велика ли тяга для первой ступени?

ПГ растет за счет более легкой ДУ 2-й ступени и более оптимальной траектории (меньше потребная ХС за счет снижения потерь на программное управление). Да, забыл сказать, расчет велся для орбиты высотой 200 км и наклонением 51,6 град. По тяге 1-й ступени. Тяговооруженность около 2,0 близка к оптимуму по максимуму мюПГ.

ЦитироватьНу, просто я как управленец знаю

Куб, тебя мочат два дипломированных двигателиста. Тут управленцем быть никак недостаточно.

:)

ЦитироватьНу так в этом смысле поршневой пневмоагрегат ничем не лучше ТНА

Насос лучше ТНА при малых расходах и если необходимо сильно менять его производительность.

Теория управления верна, потому что она истинна (с) :-P

Какая бы ни была система, всяческие колебательные процессы в ней описываются передаточными функциями системы. Грубо говоря, коэфициентом ОС на данной частоте. Я могу не знать каких-то деталей, но я четко знаю, что если при 'сборке' системы устанавливаются дополнительные обратные связи, это вполне может дать новую неустойчивость. Может, впрочем и не дть - но лучше считать что может дать. Причем счетно это сложно оценить, потому что система нелинейная, и адекватных моделей просто нету :-)

Ок, перефразирую - ты имеешь дело с двумя управленцами, специализирующимися на данной области применения теории управления.

А кто нибудь пробовал использовать топливную пару - Lox - C2H4. то есть жидкий кислород с жидким этиленом? И то и то широко доступно и недорого да и УИ вроде как выше чем у метана и плотность выше...
Если не ошибаюсь конечно...

Тогда уж с ацетиленом :) Но откуда данные о высоком УИ?  :shock: Энергия гидрирования мала, выхлоп тяжёлый...

ЦитироватьТогда уж с ацетиленом :) Но откуда данные о высоком УИ?  :shock: Энергия гидрирования мала, выхлоп тяжёлый...

Вроде бы температура сгорания должна вырасти из-за двойной связи?

У ацетилена, конечно, вырастет ещё больше, но он слишком взрывоопасный...

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьРО-9 с его 30 тс, конечно, великоват. Для 12-тонной ракеты на второй ступени за глаза хватит движка тягой в 1,5-2 тс

Виноват, каюсь!
Имел в виду двигатель от блока Е 8А92М. РД-0109 который. Какое у него КБХА-шное обозначение?

В общем, примерно так. Двухступ с Мст=12 т. На первой ступени невысотный РД-0110 с тягой 24 тс у Земли, пустотный УИ=295 с. На 2-й ступени гипотетический 3-тонник с УИ=310 с. Конструктивное совершенство: отношени массы заправленного блока к конечной его массе 7 - для 1-й ступени, 6-для 2-й. Мпг примерно 41 кг. При уменьшении тяги 2-й ступени до 1,5 тс масса ПГ растет примерно до 70 кг.

А почему такая высокая тяговооружённость на первой ступени?

ЦитироватьВроде бы температура сгорания должна вырасти из-за двойной связи?

А, это...  Неинтересно-разница по теплу мала, а выхлоп тяжелеет... Я б ещё понял суспензию бериллиевого коллоида в ЖВ...   :lol:

Цитировать

ЦитироватьВроде бы температура сгорания должна вырасти из-за двойной связи?

А, это...  Неинтересно-разница по теплу мала, а выхлоп тяжелеет... Я б ещё понял суспензию бериллиевого коллоида в ЖВ...   :lol:

Однако разница по теплу часто превосходит эффект от утяжеления выхлопа.

ЦитироватьА почему такая высокая тяговооружённость на первой ступени?

Потому что задан тип двигателя (РД-0124) и стартовая масса в пределах "Авангарда".

Вообще-то, у меня изначально были совсем-совсем другие планы. Я хотел использовать на первой ступени двигатель от третьей ступени 8К72, с камерой, из которой он "вырос" - рулевой от РД-107. Тяга этой камеры у Земли "голышом" - 3,25 тонны. Тяга РО-5 заметно больше, и из-за того, что у него сопло высотное и УИ 320, и из-за того, что выхлоп ТНА добавляет.

У РО-5 был "наследник", который стоял на 8А892М ("Восток-2М"), который был на 15% легче и имел при этом на 15% бОльшую тягу. Но я запамятовал его индекс, из-за чего и произошла вся путаница!

"Авангард" приводился тут лишь в качестве ориентира - для того, чтобы поднять ракету такого класса, надо было ставить на 1-ю ступень 2хРО-5 или его наследника. Впрочем, если их поставить два, то можно обеспечить управляемость ракеты по всем трём осям, отклоняя каждую из камер всего по одной, как у рулевой камеры РД-107. Для этого достаочно установить рулевые приводы под 45 градусов к плоскости, проходящей через обе камеры, и под 90 друг к другу при этом. Синфазное отклонение будет давать момент по тангажу, дифференциальное - по рысканию. Для управления по крену камеры придётся двигать несинхронно. Это не очень удобно, но, при наличии БЦВМ, проблемы не представляет. Можно ещё добавить воздушные рули для управления по крену, когда скоростной напор достаточен для этого.

Еще вопрос, и сорри если не по теме...
А можно ли в двигателе добиться такого теплового баланса, чтобы криогенные компоненты топлива, путь те же ЖК и ЖМ в рубашке охлаждения КС и сопла газифицировались и подавались в смесительную головку уже газообразными? И как такой режим повлияет на УИ? Есть ли в этом смысл?

Заранее спасибо!

ЦитироватьЕще вопрос, и сорри если не по теме...
А можно ли в двигателе добиться такого теплового баланса, чтобы криогенные компоненты топлива, путь те же ЖК и ЖМ в рубашке охлаждения КС и сопла газифицировались и подавались в смесительную головку уже газообразными?

Можно.

ЦитироватьИ как такой режим повлияет на УИ? Есть ли в этом смысл?

Вообще говоря - никак. УИ зависит от начального состояния. Т.е. если ракету заправлять переохлаждённым ЖК, то теоретически УИ понижается, по сравнению с "обычным", кипящим, при условии, что двигатель рассчитан на изменение входной температуры и плотности.

Смысл же может быть в том, что размеры КС при этом уменьшатся, по сравнению с подачей жидких компонентов. Раза в полтора можно сэкономить объём при том же давлении в КС.

Но заморачиваться с этим вряд ли кто будет. Потому что охлаждать газообразными компонентами очень тяжело, только с водородом этот фокус проходит безболезненно. Т.е. на выходе из рубашки компоненты должны быть ещё жидкими, потом их нужно загонять в теплообменник (его можно сделать, например, "вторым слоем" на КС, и там уже газифицировать.

ЦитироватьЗаранее спасибо!

не за что.

ЦитироватьСмысл же может быть в том, что размеры КС при этом уменьшатся, по сравнению с подачей жидких компонентов. Раза в полтора можно сэкономить объём при том же давлении в КС.

Но заморачиваться с этим вряд ли кто будет. Потому что охлаждать газообразными компонентами очень тяжело, только с водородом этот фокус проходит безболезненно. Т.е. на выходе из рубашки компоненты должны быть ещё жидкими, потом их нужно загонять в теплообменник (его можно сделать, например, "вторым слоем" на КС, и там уже газифицировать.

Если мне не изменяет память, то обычно испарительное охлаждение более эффективно. То есть если теплота от стенок КС отводиться не только теплоемкостью носителя (компоненотов в рубашке) но и тратиться на парообразование (газификацию) то вроде как нужно меньше теплоносителя. Может ли это быть выгодным при малых массовых расходах и высокой температуре в КС, скажем тогда когда просто теплоемкости топлива или окислителя не хватает для отвода тепла?
Да и уменьшение размеров камеры ведет в снижению массы двигателя...и вероятно к его массовому совершенству...

Плюс смешивание газообразный компонентов можно сделать эффективнее чем жидких. (если не ошибаюсь).
Да и еще такие вещи как распространение разных пульсаций в жидкости от систем питания двигателя будет снижено наличием так сказать "газового" буфера..

Или я туплю? Или над этим можно таки подумать?
Спасибо.

Цитировать

ЦитироватьСмысл же может быть в том, что размеры КС при этом уменьшатся, по сравнению с подачей жидких компонентов. Раза в полтора можно сэкономить объём при том же давлении в КС.

Но заморачиваться с этим вряд ли кто будет. Потому что охлаждать газообразными компонентами очень тяжело, только с водородом этот фокус проходит безболезненно. Т.е. на выходе из рубашки компоненты должны быть ещё жидкими, потом их нужно загонять в теплообменник (его можно сделать, например, "вторым слоем" на КС, и там уже газифицировать.

Если мне не изменяет память, то обычно испарительное охлаждение более эффективно.

Испарительное - эффективно. Там, где есть чему испаряться. А вот если случится такое, что компонент в каком-то месте испарится ВЕСЬ, тут же стенка и прогорит. За секунду или меньше. Тепловой поток в стенку таков, что перепад температур на одном миллиметре меди - сто градусов! На стальной стенке - семьсот!

И, потом, газовые пузыри (если компонент находится под давлением меньше критического и есть чёткая граница между жидкостью и газом) сильно увеличивают гидросопротивление тракта. Т.е. если где-то, в каком-то из каналов охлаждения возник газовый пузырь, целиком закрывший канал, то жидкость тут же встанет. Потому что пойдёт в обход, через другие каналы, где пузыри ещё не весь просвет закрыли.

ЦитироватьТо есть если теплота от стенок КС отводиться не только теплоемкостью носителя (компоненотов в рубашке) но и тратиться на парообразование (газификацию) то вроде как нужно меньше теплоносителя. Может ли это быть выгодным при малых массовых расходах и высокой температуре в КС, скажем тогда когда просто теплоемкости топлива или окислителя не хватает для отвода тепла?

Двухфазность очень сильно мешает конструкторам и съедает всю пользу от этого - небольшое пузыреобразование допустимо, но именно небольшое, а каналы и так тонкие (примерно 0,5-1 мм).

ЦитироватьДа и уменьшение размеров камеры ведет в снижению массы двигателя...и вероятно к его массовому совершенству...

Ну, вторичный теплообменник или газогенератор съест опять же весь выигрыш.

ЦитироватьПлюс смешивание газообразный компонентов можно сделать эффективнее чем жидких. (если не ошибаюсь).
Да и еще такие вещи как распространение разных пульсаций в жидкости от систем питания двигателя будет снижено наличием так сказать "газового" буфера..

Или я туплю? Или над этим можно таки подумать?
Спасибо.

Наоборот, установка нескольких "дальнобойных" форсунок, которые обладают намеренно худшим распылом, по сравнению с остальными форсунками в ФГ, повышает устойчивость к ВЧ колебаниям. Струи жидкости служат "завесами", мещающими распространению акустической волны в КС. В пределе вперёд выдвигается часть форсунок.

Конструкторы ЖРД пытаются избежать двухфазности везде, где можно.

В порядке полета фантазии нарисовал такую ракету -

(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/12150.jpg)

Ракета для вывода на орбиту Cubic Sat ов.  :D
Стартовая масса порядка 300 кг. Ракета крылатая, стартует под углом к горизонту. Двигатель первой ступени смесь ЖРД(с кольцевым соплом и центральным телом и с ТНА) и Воздушного прямоточника.
В головном обтекателе - бак для топлива - которое через форсунки начинает выпрыскиваться при достижении скорость больше скорости звука. (задумывалось как для снижения лобового сопротивления так и для питания прямоточника.

Первая ступень работает до высот порядка 70 км (но это так с потолка). Потом отделение первой ступени и сброс бака-обтекателя. Вероятно балистическая пауза и включение второй ступени на обычном ЖРД.

Управление первой ступени аэродинамическое.

Задумывалась как средство выведения кубик сатов. (масса ПН - 1-3 кг.)

Не полный бред? Как вы считаете?

Я бы не усложнял :-) Сделал один метан-кислородный движок тонны на три тяги. На первой ступени - три таких, с качанием в одной плоскости каждого, на второй - один, качание в 2 плоскостях, плюс управление по крену отводом газа, плюс сопловой насадок.

Возражение относительно испарительной системы принимается. Однако... нельзя подобрать такой профиль канала, чтобы топливо равномерно кипело по всей поверхности? Т.е. вместо трубчатой рубашки охлаждения сделать кипятильник? Например, сделать 'параллельную' рубашку с отводом именно газа? Т.е. много мелких камер, подпитываемых жидкими компонентами, и от них - отвод газовых каналов. Примерно, газ имеет объем в 5-10 раз больше, чем жидкий компонент. Вопрос в том, как обеспечить равномерную запитку жидким компонентом - но это можно сделать, установив 'ловушки' для пузырей, которые будут направлять газовую фазу по другому пути, нежели подача жидкой. Т.е. по внутренней рубашке сопло заливается жидкой фазой, та кипит, и по внешней рубашке (точнее, системе газоотводных каналов) газ отводится.

Цитироватьзражение относительно испарительной системы принимается. Однако... нельзя подобрать такой профиль канала, чтобы топливо равномерно кипело по всей поверхности?

Легче загнать компонент в сверхкритическое состояние и не морочить себе одно место...

Ага, то есть до 500 атмосфер поднять состояние? Не уверен, что это хорошая идея. Кроме того, пропадает простота работы именно парового механизма - который отводит при испарении тепло. Если состояние закритическое - то и при испарении отвода тепла никакого не будет.

Ну, и 500 атмосфер - это как-то немножко высокое давление для любительской ракеты. 50 - туда-сюда, 200 - уже перебор.

ЦитироватьАга, то есть до 500 атмосфер поднять состояние? Не уверен, что это хорошая идея.

У Вас ракета на воде летает? :D. Достаточно ~50 атм (кислород-метан-пропан) что вполне приемлимо.  

Цитироватьроме того, пропадает простота работы именно парового механизма - который отводит при испарении тепло. Если состояние закритическое - то и при испарении отвода тепла никакого не будет.

Никакого "парового" механизма нет. Есть разница энтальпий для рабочего тела и она не зависит от пути как греть рабочее тело (с кипячением или нет).
ЗЫ: Можно конечно и испарительную систему сделать, благо прототипы имеются, но прийдется помучатся...

Угу. Только надо сильно перегреть - нам, условно говоря, надо получить 50 атмосфер И газовую фазу. Для этого надо обеспечить 300К и СТО атмосфер. Это - масса сопла, масса насосов... в общем, IMHO - проще сделать адекватный кипятильник. Паровые котлы наземные почему-то делают в расчете на обычный пар, а не на сверхкритический :-).

ЦитироватьЯ бы не усложнял :-) Сделал один метан-кислородный движок тонны на три тяги. На первой ступени - три таких, с качанием в одной плоскости каждого, на второй - один, качание в 2 плоскостях, плюс управление по крену отводом газа, плюс сопловой насадок.

То есть движок на 3 тонны. Ладно, а на какое давление? с ТНА? Какая схема движка? Какое сопло?

ЦитироватьУгу. Только надо сильно перегреть - нам, условно говоря, надо получить 50 атмосфер И газовую фазу. Для этого надо обеспечить 300К и СТО атмосфер. Это - масса сопла, масса насосов... в общем, IMHO - проще сделать адекватный кипятильник. Паровые котлы наземные почему-то делают в расчете на обычный пар, а не на сверхкритический .

Что-то я совсем потерялся. Что вы греть собираетесь? и до каких параметров? А когда определитесь возьмите схему обычного котла на сверхкритический пар и сделайте также (ну или почти также :D).

Обычный водотрубный котел не пойдет. Потому как тепло у нас - побочное, от охлаждения стенки сопла. Это должен скорее быть некий специфический огнетрубный котел.

Схема работы движка следующая - используется насосная подача замкнутой паровой схемы. Т.е. компонент при низком давлении попадает в насос, сжимается, идет в рубашку КС. Там испаряется при постоянном давлении, проходит через дроссель и идет в приводной цилиндр насоса. Теряет на нем порядка 20% давления и идет далее в КС в газовой фазе. Контуров нагрева-накачки - два, для горючего и окислителя отдельно, смешиваются они только в КС.

Цитироватькомпонент при низком давлении попадает в насос, сжимается, идет в рубашку КС. Там испаряется при постоянном давлении, проходит через дроссель и идет в приводной цилиндр насоса. Теряет на нем порядка 20% давления и идет далее в КС в газовой фазе. Контуров нагрева-накачки - два, для горючего и окислителя отдельно, смешиваются они только в КС.

А если греть только один компонент?
Можно сделать так: насосом с бака поднимаем давление до сверхкритического, нагреваем газ в теплообменнике, пускаем газ на привод насоса и потом в КС. Зачем дроссель?
Тоже самое можно организовать и без сверхкритического режима, надо только почитать как это сделано в большой энергетике и творчески применить к теплообменнику. А насос поршневой что ли?

Можно, но нафига? Так компоненты нигде не пересекаются, можно сделать насос со смазкой стенки/уплотнением жидкой фазой компонента - он будет вечным. А так придется делать уплотнение, чтобы не бабахнуло (с):-) Я лично вижу ту основную проблему, что надо в этой схеме ВЕСЬ компонент газифицировать. Надо посчитать, достаточен ли для этого тепловой поток через стенку КС. Если нет - придется делать комбинированную КС, с форсунками на жидкую И газообразную фазу - вероятно по центру газ, по периферии жидкость, для звесного охлаждения КС.

Дроссель нужен для регулировки коэфициента усиления цепи насос - кипятильник - насос. Т.е. стартовать этот паровой двигатель может на любом давлении, даже на давлении наддува бака, а по мере роста давления в кипятильнике может расти давление подачи В кипятильник. Т.е. не нужна схема запуска двигателя сразу на высоком давлении - достаточно 2-3 атмосферы и электроподжиг в КС, а дальше оно само 'разгонится' от стартового прогревочного режима.

Насос да, поршневой, с разным диаметром поршней - подающий раза в 3 меньше рабочего, и фаза разная - в подающем жидкость, в рабочем - газ.

Кстати говоря, можно попробовать изобразить в качестве прототипа паровую машину на этом принципе :-) Т.е. тепло внешнее, закачивается вода, сбрасывается пар высокого давления. Ну, или вода высокого давления ДО кипятильника.

ЦитироватьСхема работы движка следующая - используется насосная подача замкнутой паровой схемы. Т.е. компонент при низком давлении попадает в насос, сжимается, идет в рубашку КС. Там испаряется при постоянном давлении, проходит через дроссель и идет в приводной цилиндр насоса. Теряет на нем порядка 20% давления и идет далее в КС в газовой фазе. Контуров нагрева-накачки - два, для горючего и окислителя отдельно, смешиваются они только в КС.

А если ввести промежуточное рабочее тело - например водород. То есть в рубашке охлаждения греем газообразный водород который там под давлением, потом он нагретый крутит турбину в ТНА и расширяется после турбины проходит сквозь ТНА (то есть ТНА является и теплообменником между водородом и компонентами) потом водород сжимается насосом и отправляется обратно в рубашку.

При подборе параметров мощности ТНА и теплового потока в стенки наверно можно сделать такую замкнутую систему. Только ИМХО так будет ограничения по давлению в КС. Но для камер невысокого давления может сработать....

ЦитироватьА если ввести промежуточное рабочее тело - например водород. То есть в рубашке охлаждения греем газообразный водород который там под давлением, потом он нагретый крутит турбину в ТНА и расширяется после турбины проходит сквозь ТНА (то есть ТНА является и теплообменником между водородом и компонентами) потом водород сжимается насосом и отправляется обратно в рубашку.

При подборе параметров мощности ТНА и теплового потока в стенки наверно можно сделать такую замкнутую систему. Только ИМХО так будет ограничения по давлению в КС. Но для камер невысокого давления может сработать....

Это требует введения как минимум насоса+теплообменника (для охлаждения после сжатия), плюс водородной системы под большим давлением (иначе не обеспечишь нужный теплоотвод). Вообще же, обращение с водородом при давлении несколько сот атмосфер и температуре порядка сотен Цельсия - технологически весьма интересная операция. И всё это для сверхмалой ракеты? :)

И вообще... нужно иметь водород под ОЧЕНЬ большим давлением, чтобы превзойти по эффективности теплообменник с отбором тепла со сменой фазы. За что боролись? :)

Ага, и еще ТНА. От которого как раз хочется уйти, бе несколько цилиндров насоса - совсем не то же, что ТНА.

Есть вопрос. В схеме с кипячением есть проблема - для устойчивой работы двигателя рабочее тело должно полностью газифицироваться (либо же двигатель должен работать при разном соотношении газовой и жидкой фаз топлива/окислителя - это лучше, потому что обеспечивает устойчивость работы охлаждающей системы, но сложнее по конструкции)

В каких пределах меняется при смене давления в КС тепловой поток в стенку? Т.е. как можно 'завязать' движок, чтобы он устойчиво 'кипел и булькал' от минимальной до номинальной тяги?

ЦитироватьЭто требует введения как минимум насоса+теплообменника (для охлаждения после сжатия), плюс водородной системы под большим давлением (иначе не обеспечишь нужный теплоотвод). Вообще же, обращение с водородом при давлении несколько сот атмосфер и температуре порядка сотен Цельсия - технологически весьма интересная операция. И всё это для сверхмалой ракеты? :)

Пока нет цифр, судить сложно. Я читал в одной из книжек про любительские ЖРД, что теплопоток в стенку КС порядка 500 джоулей в секунду на квадратный сантиметр(если я правильно перевел).  И сколько нужно водорода прогонять рядом с сантиметром стенки что бы водород оставался в температурных рамках между температурой на турбине и температурой крио-компонентов. Так ли нужны сотни атмосфер?
Собственно нам нужно снять ровно столько энергии сколько нужно для ТНА. Остальное можно отводить классически - компонентами...


А вообще для небольших ракет наверно все-же проще использовать вытеснительную подачу или пневмонасос совмесно с вытесниловкой..

ЦитироватьПока нет цифр, судить сложно. Я читал в одной из книжек про любительские ЖРД, что теплопоток в стенку КС порядка 500 джоулей в секунду на квадратный сантиметр.

14Дж/моль*К. Закон Авогадро - помнишь? Один моль любого газа при н.у. - 22.4 литра (22400см3). Пусть мы нагреваем на 500К, 7кДж/моль, 0.1Дж/см3 при 600С (это именно ГРУБАЯ прикидка, интересен порядок).
Для отвода 500Вт тебе нужно прогонять "через" площадку виртуального теплообменника газ при 1атм со скоростью 50м/с, при условии, что он сумеет нагреться за время 200мкс на 500К. Тебе не кажется такое требование... немного нереальным? :)
Или тут нужны ещё цифры? :)

ЦитироватьА вообще для небольших ракет наверно все-же проще использовать вытеснительную подачу или пневмонасос совмесно с вытесниловкой..

Конечно.

BTW, я в граде стольном. Пересечёмся?

ЦитироватьА если ввести промежуточное рабочее тело - например водород. То есть в рубашке охлаждения греем газообразный водород который там под давлением, потом он нагретый крутит турбину в ТНА и расширяется после турбины проходит сквозь ТНА (то есть ТНА является и теплообменником между водородом и компонентами) потом водород сжимается насосом и отправляется обратно в рубашку.

Есть такой (вернее, сходный) проект безгенераторного ЖРД от Центра Келдыша, лет пять уже.
В качестве промежуточного нерасходуемого теплоносителя - вода. Она охлаждает КС и сопло, и в теплообменнике передаёт тепло ЖК, к-й испаряется и крутит ТНА.


Хотя для малых любительских движков возможны и куда более извращённые схемы.

Цитировать14Дж/моль*К. Закон Авогадро - помнишь? Один моль любого газа при н.у. - 22.4 литра (22400см3). Пусть мы нагреваем на 500К, 7кДж/моль, 0.1Дж/см3 при 600С (это именно ГРУБАЯ прикидка, интересен порядок).
Для отвода 500Вт тебе нужно прогонять "через" площадку виртуального теплообменника газ при 1атм со скоростью 50м/с, при условии, что он сумеет нагреться за время 200мкс на 500К. Тебе не кажется такое требование... немного нереальным?  
Или тут нужны ещё цифры?

Ну и что эти цифры показывают?

ЦитироватьВ качестве промежуточного нерасходуемого теплоносителя - вода. Она охлаждает КС и сопло, и в теплообменнике передаёт тепло ЖК, к-й испаряется и крутит ТНА.

Ужас какой :D. А вода при контакте с ЖК не замерзнет случайно? И с чего бы пар под давлением наддува крутил ТНА? Насос однако нужен.

ЦитироватьУжас какой :D. А вода при контакте с ЖК не замерзнет случайно?

Мужики из 1-го отделения Центра Келдыша (бывш. НИИ Тепловых Процессов, головной НИИ Роскосмоса по движкам), наверное, это просчитали, как вы думаете? :)

ЦитироватьИ с чего бы пар под давлением наддува крутил ТНА? Насос однако нужен.

А с чего бы в RL-10 водородный пар крутил ТНА "под давлением наддува"?  :lol:

И как вообще в газогенераторе еще Фау-2 перекись "под давлением наддува" ухитрялась крутить ТНА?  :lol:

ЦитироватьМужики из 1-го отделения Центра Келдыша (бывш. НИИ Тепловых Процессов, головной НИИ Роскосмоса по движкам), наверное, это просчитали, как вы думаете?

Может и посчитали, но вода при контакте с ЖК замерзает, а значит при пуске будет упс. И теплообменник не будет стабильно работать а будет выдавать бешенные броски давления. Это тоже факт. Мож на суперкомпьютере считали? :D

ЦитироватьА с чего бы в RL-10 водородный пар крутил ТНА "под давлением наддува"?  

И как вообще в газогенераторе еще Фау-2 перекись "под давлением наддува" ухитрялась крутить ТНА?

Ну наверно там стоял насос, поднимающий давление от давления наддува до рабочего давления ТНА. Так? Где же он в водяном двигателе?

Цитировать

ЦитироватьМужики из 1-го отделения Центра Келдыша (бывш. НИИ Тепловых Процессов, головной НИИ Роскосмоса по движкам), наверное, это просчитали, как вы думаете?

Может и посчитали, но вода при контакте с ЖК замерзает

А, скажем, медь при контакте с газами в камере сгорания при температуре, например, 3000 К - не плавится ли?

Цитировать

ЦитироватьА с чего бы в RL-10 водородный пар крутил ТНА "под давлением наддува"?  

И как вообще в газогенераторе еще Фау-2 перекись "под давлением наддува" ухитрялась крутить ТНА?

Ну наверно там стоял насос, поднимающий давление от давления наддува до рабочего давления ТНА. Так? Где же он в водяном двигателе?

А там не было давления наддува, достаточного для кручения ТНА? Перекиси-то для ТНА надо немного, сделать небольшой бак на высокое давление вполне можно.

Цитировать14Дж/моль*К. Закон Авогадро - помнишь? Один моль любого газа при н.у. - 22.4 литра (22400см3). Пусть мы нагреваем на 500К, 7кДж/моль, 0.1Дж/см3 при 600С (это именно ГРУБАЯ прикидка, интересен порядок).
Для отвода 500Вт тебе нужно прогонять "через" площадку виртуального теплообменника газ при 1атм со скоростью 50м/с, при условии, что он сумеет нагреться за время 200мкс на 500К. Тебе не кажется такое требование... немного нереальным? :)
Или тут нужны ещё цифры? :)

Я помню. И да еще нужны цифры и много.
1 см квадратный стенки камеры не означает что у теплообменника водорода со стенкой будет тоже площадь 1 см, ее легко сделать и 4 и 5 сантиметров. Во вторых я не писал что давление 1 атмосфера, давление видимо должно быть сравнимым с давлением в КС.
Как точно все будет работать надо считать, нужны точная конструкция стенки и теплообменниеа в ней (форма каналов), нужны данные по теплопроводности водорода при разных давлениях и температуре, нужны данные по теплопроводности материалов стенки и теплообменника (скорее всего медь).

Я грубо прикидывал и если не ошибся, то при 1 атмосфере надо за секунду прогнать через теплообменник 1 квадратного сантиметра камеры порядка 500 кубических сантиметров водорода. повторюсь был очень грубый прикид, точно надо много считать.(то есть при объеме теплообменника скажем 0.15 кубиков скорость прогона будет морядка 33 метров в секунду - вполне нормальная скорость). При теплопроводности водорода 0.18 ватт/м*К, И перепаде скажем не болше 100 градусов, нам нужно толщина слоя водорода 0.036 метра то есть 36 миллиметров, а толщина каналов в стенке порядка миллиметра (то есть растояние до центра потока водорода  порядка пол миллиметра), так что с вопросом успеет ли нагреться водород проблем видимо нет. Если я не ошибся конечно. И еще учтем что у нас давление по крайней мере 10 атмосфер...(наверно) :)

Но это так мысли в слух...

Цитировать

ЦитироватьМужики из 1-го отделения Центра Келдыша (бывш. НИИ Тепловых Процессов, головной НИИ Роскосмоса по движкам), наверное, это просчитали, как вы думаете?

Может и посчитали, но вода при контакте с ЖК замерзает, а значит при пуске будет упс. И теплообменник не будет стабильно работать а будет выдавать бешенные броски давления. Это тоже факт. Мож на суперкомпьютере считали? :D

Все зависит от того, сколько жидкого кислорода и сколько воды. Теплоемкость воды большая, и если она горячая, то надо будет много ЖК что бы ее заморозить. Мы бросали пластиковые бутылки с жидким азотом в воду. И знаете что? Вода не замерзала, а вот азот практически мгновенно испарялся с очень прикольным взрывом.  :wink:

ЦитироватьА, скажем, медь при контакте с газами в камере сгорания при температуре, например, 3000 К - не плавится ли?

Плавится.... Далее что?

ЦитироватьА там не было давления наддува, достаточного для кручения ТНА? Перекиси-то для ТНА надо немного, сделать небольшой бак на высокое давление вполне можно.

Жидкость практически несжимаема, поэтому ее надо либо давить газом либо в случае перекиси разлагать. Дла перекиси "насосом", в некотором смысле, является генератор давления.

Цитировать1 см квадратный стенки камеры не означает что у теплообменника водорода со стенкой будет тоже площадь 1 см

Собственно и я о том же. Кстати для кипения на фитиле и 10:5 Вт/м2 можно получить.

ЦитироватьВсе зависит от того, сколько жидкого кислорода и сколько воды. Теплоемкость воды большая, и если она горячая, то надо будет много ЖК что бы ее заморозить. Мы бросали пластиковые бутылки с жидким азотом в воду. И знаете что? Вода не замерзала, а вот азот практически мгновенно испарялся с очень прикольным взрывом.

Дело не в теплоемкостях. Слишком большая разница температур, тепловой поток будет всяко больше критического, это дает скачки давления в низкокипящей жидкости (десятки атмосфер в легкую :D) и теплообменник лопается как гнилой помидор. Но это цветочки по сравнению с пусковым режимом. При пуске либо теплообменник лопнет, либо вода в нем замерзнет, и он опять же лопнет. Случай соответствует некоемому гипотетическому водно(жидкость)-чугунному(жидкость) теплообменнику.
ЗЫ: В баклажке азот мгновенно не испаряется,есть 1-5 мин, лопается она при ~20 атм (точность до Пи :D). Злые работники автогенных подобные баклажки (с кислородом) забрасывали начальству в окна. Совсем злые лили азот в толстое стекло (знаю, знаю это нарушает конвенцию :D). Добрые глушили рыбу системой огнетушитель+углекислота :D .

Цитировать

Цитировать1 см квадратный стенки камеры не означает что у теплообменника водорода со стенкой будет тоже площадь 1 см

Собственно и я о том же. Кстати для кипения на фитиле и 10:5 Вт/м2 можно получить.

Про фитиль не совсем понял. А про площадь теплообменника то вот пример -
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/62339.jpg)
Продукция ULTRAMET... например....

ЦитироватьДело не в теплоемкостях. Слишком большая разница температур, тепловой поток будет всяко больше критического, это дает скачки давления в низкокипящей жидкости (десятки атмосфер в легкую :D) и теплообменник лопается как гнилой помидор.

Будет или не будет зависит от конструкции. Вон у крупных движков в области критического сечение тепловой поток может быть и 7 киловатт в секунду на квадратный сантиметр, и ничего низкокипящие жидкости в рубашке вполне справляются.... Всегда можно выйти из положения - и снизить тепловой поток внутри низкокипящей жидкости до приемлемого уровня все дело в конструкции конкретного теплообменника...

ЦитироватьЗЫ: В баклажке азот мгновенно не испаряется,есть 1-5 мин, лопается она при ~20 атм (точность до Пи :D).

Примерно так и делали, это очень наглядный для студентов пример разницы в теплопроводности воздуха и воды - бутылка с жидким азотом. На воздухе она взрывается примерно через минуту две, а при бросании в фонтан (или лужу) взрыв практически мгновенен. :)

Таки нашелся волшебный :D  криогенный насос на ЖРД. Называется паро-жидкостный инжектор. Питается горячим газом и холодной жидкостью, на выходе теплая жидкость. Давление на выходе БОЛЬШЕ давления любого компонента на входе. Легкий и простой как валенок. Мне был продемонстрирован как главный насос на парогенератор (10 атм). В ЖРД инжектор можно запитать горячим сжатым паром криоагента, либо если совсем лениво проковырять дырку где нибуть в сопле? КС? и отбирать газ непосредственно оттуда.

ЦитироватьШтуцер пишет:
 

ЦитироватьFilas пишет:
 

12Х18Н10Т крутит при нагревании, не надо показывать полную безграмотность, вот уж нержавейка точно не пойдет. Кстати, насчет координатных станков, у меня на производстве их три, приезжайте, проведу экскурсию, что и как на них можно делать, а что нельзя :)



Добры день.
Можно будет в случае необходимости обратиться по координатникам?

В начале темы говорилось про простоту, а все закончилось турбиной и кислородом.

Я далеко не специалист в ракетостроении, но поскольку тема создания ракеты силами частной группы/организации для меня актуальна, есть мнение, что задачу можно решить исключительно использованием самонаддувнвных компонентов. В этом плане закись и этан вполне подходят. Ну или хотя бы один из компонентов (окислитель) должен быть самонаддувным.
Естественно, такой двигатель не будет иметь рекордных характеристик и в космос вряд ли что-то забросит, но как метеоракета вполне пойдет.
Кроме того, не понятно, зачем нужна охлаждаемая КС на таком аппарате? Есть свододно доступные УУКМ, из которых можно сделать КС. Стоит 600 баксов/кг. Разгар критики вполне допустим, если не гнаться за совершенством. Оно в частном исполнении труднодостижимо.
Или вообще применить абляционную защиту КС.

Мы опыты с ЖРД отодвинули на лето 2011 года. Надо сначала с первой ракетой разобраться (на гибриднике которая). Думаю до нового года запустим на не полной заправке.

Вообще, частники ограничены как финансами, так и размерами оборудования. Это основное.
Да и технический вопрос, как показала практика, не самый сложный.

ЦитироватьВ начале темы говорилось про простоту, а все закончилось турбиной и кислородом.

Тема называется "Сверхмалая криогенная РН - технические вопросы."

Цитироватьесть мнение, что задачу можно решить исключительно использованием самонаддувнвных компонентов. В этом плане закись и этан вполне подходят. Ну или хотя бы один из компонентов (окислитель) должен быть самонаддувным.
Естественно, такой двигатель не будет иметь рекордных характеристик и в космос вряд ли что-то забросит, но как метеоракета вполне пойдет.

Само собой. Но безудержный полёт форумных мыслей так просто не удержать...  :D

Цитироватьне понятно, зачем нужна охлаждаемая КС на таком аппарате? Есть свододно доступные УУКМ, из которых можно сделать КС. Стоит 600 баксов/кг. Разгар критики вполне допустим, если не гнаться за совершенством. Оно в частном исполнении труднодостижимо.
Или вообще применить абляционную защиту КС.

Эта идея, кстати, тоже к ним относится (имхо). Не так уж и просто сделать надёжно работающую КС из УУКМ или абляции... Пример Маска на мысль не наводит?
Основные проблемы, подозреваю, будут в устойчивости качества укладки/намотки слоев, и решение этой проблемы может вылиться в такую мороку, что "600 баксов/кг" окажутся детским лепетом.
(хотя хотелось бы, чтобы я ошибся. честно.)

ЦитироватьМы опыты с ЖРД отодвинули на лето 2011 года. Надо сначала с первой ракетой разобраться (на гибриднике которая). Думаю до нового года запустим на не полной заправке.

Вообще, частники ограничены как финансами, так и размерами оборудования. Это основное.
Да и технический вопрос, как показала практика, не самый сложный.

Ну это просто потому, что до настоящих технических вопросов просто еще не добрались...
Но дорогу осилит идущий. Так что искренне желаю удачи. :)

ЦитироватьНе так уж и просто сделать надёжно работающую КС из УУКМ или абляции... Пример Маска на мысль не наводит?
Основные проблемы, подозреваю, будут в устойчивости качества укладки/намотки слоев, и решение этой проблемы может вылиться в такую мороку, что "600 баксов/кг" окажутся детским лепетом.

Считается, что при использовании материалов с температурой плавления (сублимации) выше температуры продуктов сгорания топлива основной причиной разгара критического сечения является химическая эрозия. Углерод реагирует с водой и CO2, которых в продуктах сгорания твердого топлива почти нет, поэтому там и применяют УУКМ и фенольные смолы. У перекиси-керосина наоборот, весь выхлоп = вода + CO2, кс имхо прогорит в момент.
У закиси-этан выхлоп инертнее, но там других проблем полно. Например, бешеная температура и дохлое число циолковского (при скромном уи).