Уважаемые знатоки. Не могли бы вы прояснить вопрос, есть ли связь американских керосиновых двигателей замкнутого цикла с нашими РД-180 и НК-33? Полагаю, что TWR бы полностью самобытной конструкцией, а вот про остальные два можете что-нибудь сказать?
RS-84
(https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/forum/file/54182) (https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/forum/file/54183)
TR107 Prototype Engine
The kerosene-fueled TR107 is a reusable, staged combustion engine in the 1 milllion-pound thrust class developed by TRW Space and Electronics of Redondo Beach, Calif. The engine features a single oxygen-rich preburner and uses liquid oxygen and kerosene as propellants – creating a potential first-ever
reusable kerosene engine for the U.S. space program. The engine highlights a duct-cooled main combustion chamber to eliminate conventional cooling channels and features kerosene-compatible materials to prevent coking — a gummy residue from heated kerosene. The main chamber/nozzle
assembly of the TR107 engine is made up of only two parts that offer fewer failure modes and are easy to manufacture and inspect. These features significantly reduce system complexity and enhance reliability, operability and cost. The turbomachinery team of Allison Advanced Development Company of Indianapolis, Ind., Barber Nichols of Arvada, Colo., and Concepts NREC of White River Junction, Vt., has designed a single shaft main turbopump. This turbopump includes long-life hydrostatic bearings and a pressurized interpropellant seal cavity, offering a higher safety margin by helping to keep the propellants separated. Other attributes of the TR107 engine are advances with the oxygen-rich preburner, including a single pintle injector and oxygen-compatible materials that eliminate the need for coatings on engine components.
(https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/forum/file/54184) (https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/forum/file/54185)
Под AJ-1 понимается AR-1?
Да, извините, описАлся
http://www.rocket.com/ar1-booster-engine
ЦитироватьUsing an advanced oxidizer-rich staged combustion engine cycle, the liquid oxygen/kerosene AR1 will generate 500,000 lbf of thrust at sea level. The thrust class enables the engine to be easily configured for use on multiple launch vehicles, including the Atlas V and the Advanced Boosters being considered for NASA's Space Launch System.
The AR1 also will be an affordable propulsion solution, enabling U.S. launch vehicle providers to be more competitive in the world marketplace. Low production costs will be realized by incorporating the latest manufacturing technologies such as additive manufacturing (3D printing), white light inspection and low-cost brazing and forming – all of which have recently been proven on other Aerojet Rocketdyne rocket engine programs.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/233420.jpg)
Некоторое влияние НК-33 можно усмотреть разве-что в AR-1, что впрочем и не удивительно.
а не подскажете, RS-84 и TR107 в металле полностью существовали, или НАСА прикрыла программу до стендовых испытаний двигателей?
поскольку в тему добавили некоторую информацию, то так же добавлю, что созданием TR-107 руководил Томас Мюллер, тогда еще не ушедший к Маску
Ни одного фото в железе по этим двигателям нет. Испытания отдельных узлов видимо проводились.
По AR-1 работы идут.
Цитата: Salo от 18.04.2015 19:59:54TR107 Prototype Engine
The kerosene-fueled TR107 is a reusable, staged combustion engine in the 1 milllion-pound thrust class developed by TRW Space and Electronics of Redondo Beach, Calif. The engine features a single oxygen-rich preburner and uses liquid oxygen and kerosene as propellants – creating a potential first-ever
reusable kerosene engine for the U.S. space program. The engine highlights a duct-cooled main combustion chamber to eliminate conventional cooling channels and features kerosene-compatible materials to prevent coking — a gummy residue from heated kerosene. The main chamber/nozzle
assembly of the TR107 engine is made up of only two parts that offer fewer failure modes and are easy to manufacture and inspect. These features significantly reduce system complexity and enhance reliability, operability and cost. The turbomachinery team of Allison Advanced Development Company of Indianapolis, Ind., Barber Nichols of Arvada, Colo., and Concepts NREC of White River Junction, Vt., has designed a single shaft main turbopump. This turbopump includes long-life hydrostatic bearings and a pressurized interpropellant seal cavity, offering a higher safety margin by helping to keep the propellants separated. Other attributes of the TR107 engine are advances with the oxygen-rich preburner, including a single pintle injector and oxygen-compatible materials that eliminate the need for coatings on engine components.
(https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/forum/file/54184) (https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/forum/file/54185)
Что за duct cooled chamber?
Помогите разобраться по TR-107. Непонятны вот эти "фичи"
- duct cooled chamber eliminates cooling channels
- Cu-alloy liner
В одном источнике нашёл что "liner" это и есть "duct":
ЦитироватьAdding a duct or liner inside the chamber to separate the fuel from the chamber wall allows a controlled way to cool the chamber while keeping the temperature of the kerosene down.
"The potential benefits of duct cooling certainly address the coking issues," said Rick Ryan, TR107 assistant manager at Marshall. "In addition, duct cooling has the potential for significant simplification of the rocket engine. By eliminating the regenerative cooling circuit, you eliminate many large manifolds and associated plumbing. This, in turn, eliminates several potential failure modes that affect the engine reliability," Ryan noted.
Остаются вопросы что это такое. Моя версия - камера сделана из инконеля (Haynes), каналов охлаждения нет, но внутри камеры есть проставка - несвязанная огневая стенка из бронзы. Между проставкой и камерой подаётся горючее, получается плёночное охлаждение и камеры и проставки. А раз каналов охлаждения нет, то сопротивление потоку горючего в этом зазоре низкое, давление там близко к давлению в камере и проставка хоть и нагружена на сжатие, но слабо, и можно делать её тонкой.
В чём отличие от обычного плёночного охлаждения? В том что плёнка не распыляется по ходу потока и не теряет массу. Вроде вполне себе версия, но предлагаю обсудить
и
- damping seals for rotordynamycs management
У кого какие идеи что имелось ввиду? Подшипники там гидростатические
Цитата: Буцетам от 02.05.2026 13:09:17Помогите разобраться по TR-107. Непонятны вот эти "фичи"
- duct cooled chamber eliminates cooling channels
- Cu-alloy liner
В одном источнике нашёл что "liner" это и есть "duct":
ЦитироватьAdding a duct or liner inside the chamber to separate the fuel from the chamber wall allows a controlled way to cool the chamber while keeping the temperature of the kerosene down.
"The potential benefits of duct cooling certainly address the coking issues," said Rick Ryan, TR107 assistant manager at Marshall. "In addition, duct cooling has the potential for significant simplification of the rocket engine. By eliminating the regenerative cooling circuit, you eliminate many large manifolds and associated plumbing. This, in turn, eliminates several potential failure modes that affect the engine reliability," Ryan noted.
Остаются вопросы что это такое. Моя версия - камера сделана из инконеля (Haynes), каналов охлаждения нет, но внутри камеры есть проставка - несвязанная огневая стенка из бронзы. Между проставкой и камерой подаётся горючее, получается плёночное охлаждение и камеры и проставки. А раз каналов охлаждения нет, то сопротивление потоку горючего в этом зазоре низкое, давление там близко к давлению в камере и проставка хоть и нагружена на сжатие, но слабо, и можно делать её тонкой.
В чём отличие от обычного плёночного охлаждения? В том что плёнка не распыляется по ходу потока и не теряет массу. Вроде вполне себе версия, но предлагаю обсудить
и
- damping seals for rotordynamycs management
У кого какие идеи что имелось ввиду? Подшипники там гидростатические
- использование фрезерованных каналов вместо кучи спаянных трубочек. Плюс много экспериментов с геометрией каналов, скоростью и давлением (особенно в самых горячих зонах), чтобы керосин не успевал нагреваться до температуры разложения.
- термостойкое покрытие огневой стенки, чтобы снизить тепловой поток к металлу, непосредственно контактирующему с керосином. Цель та же самая.
-
радиальные кольцевые уплотнения для подавления вибраций и стабилизации ротора. Для снижения стоимости производства насосы и турбину собрали на один вал, повыбрасывав межвальные муфты и лишние опоры. А длинный вал... сами понимаете :)
Цитата: Гептил от 06.05.2026 18:19:23использование фрезерованных каналов вместо кучи спаянных трубочек
Ааа, так это была маркетинговая шелуха чтобы сказать "у нас простая советская фрезерованная камера? Что ж, похоже на правду...а я-то думал :(
Цитата: Гептил от 06.05.2026 18:19:23- радиальные кольцевые уплотнения для подавления вибраций и стабилизации ротора. Для снижения стоимости производства насосы и турбину собрали на один вал, повыбрасывав межвальные муфты и лишние опоры. А длинный вал... сами понимаете
Звучит убедительно, но откуда информация? Короткий вал на двух подшипах вроде бы и у Мерлина тоже
Цитата: Буцетам от 09.05.2026 14:55:52Звучит убедительно, но откуда информация? Короткий вал на двух подшипах вроде бы и у Мерлина тоже
Предположение. Переход на один вал был тогда в тренде :)
Короткий вал или длинный в данном случае это не о, собственно, длине. Это о наличии/отсутствии критических режимов. "Короткий" вал Мерлина проходит критику на ~200 Гц.
P.S. Наверное, корректнее будет говорить жёсткий/гибкий вал.
Цитата: Гептил от 14.05.2026 07:33:22Короткий вал или длинный в данном случае это не о, собственно, длине. Это о наличии/отсутствии критических режимов. "Короткий" вал Мерлина проходит критику на ~200 Гц.
P.S. Наверное, корректнее будет говорить жёсткий/гибкий вал.
Так у вала несколько критических частот, как насчёт второй и третьей? Не получится их обойти, все валы "длинные"
Цитата: Капитан Бутан от 30.05.2026 20:58:13Цитата: Гептил от 14.05.2026 07:33:22Короткий вал или длинный в данном случае это не о, собственно, длине. Это о наличии/отсутствии критических режимов. "Короткий" вал Мерлина проходит критику на ~200 Гц.
P.S. Наверное, корректнее будет говорить жёсткий/гибкий вал.
Так у вала несколько критических частот, как насчёт второй и третьей? Не получится их обойти, все валы "длинные"
Когда все эти частоты значительно выше, чем частота вращения, вал не рассматривается как гибкий.
А добиться этого можно разными способами. Перемещая на валу массы, расставляя опорные подшипники. Разрезав вал на две части, в конце концов, и соединив рессорой. )
Цитата: Serge V Iz от 30.05.2026 21:11:44Когда все эти частоты значительно выше, чем частота вращения, вал не рассматривается как гибкий.
А добиться этого можно разными способами. Перемещая на валу массы, расставляя опорные подшипники. Разрезав вал на две части, в конце концов, и соединив рессорой. )
Так мы же говорим о цельном неразрезном вале Мерлина. Если у него первая частота 200Гц, то какие же могут быть вторая и третья? Рабочая частота вращения у него герц 500 или около того
Цитата: Капитан Бутан от 30.05.2026 21:24:47Цитата: Serge V Iz от 30.05.2026 21:11:44Когда все эти частоты значительно выше, чем частота вращения, вал не рассматривается как гибкий.
А добиться этого можно разными способами. Перемещая на валу массы, расставляя опорные подшипники. Разрезав вал на две части, в конце концов, и соединив рессорой. )
Так мы же говорим о цельном неразрезном вале Мерлина. Если у него первая частота 200Гц, то какие же могут быть вторая и третья? Рабочая частота вращения у него герц 500 или около того
В примитивной модели (не вдаваясь в подробности размещения масс), вторая -- 400 Гц, третья -- 600... Просто заполняем его целыми полуволнами поперечной моды. ) Но это только для изображения идеи. На самом деле, он не сплошной стержень равного диаметра, и малая часть таких "примитивных" мод там вообще может самоподавиться.
Цитата: Serge V Iz от 30.05.2026 21:30:21В примитивной модели (не вдаваясь в подробности размещения масс), вторая -- 400 Гц, третья -- 600...
Всё ещё не понимаю в чём "короткость" вала Мерлина? Все двигатели и работают между второй и третьей частотами, разве нет?
Цитата: Капитан Бутан от 30.05.2026 22:07:21Цитата: Serge V Iz от 30.05.2026 21:30:21В примитивной модели (не вдаваясь в подробности размещения масс), вторая -- 400 Гц, третья -- 600...
Всё ещё не понимаю в чём "короткость" вала Мерлина? Все двигатели и работают между второй и третьей частотами, разве нет?
Ну, условно, сопоставимый по размерам кусок рельса звенит какой частотой? (Лучше ударить обмотанным полотенцем молотком) А частота вращения в каком-нибудь РД-107 или РД-171?
Или, совсем другое дело, частота вращения в РД-0124, которая там сильно за 500Гц, и с висящими на нем колёсиками как раз и выходит, что на рабочие обороты надо выходить быстро, но осмотрительно )
Цитата: Serge V Iz от 30.05.2026 22:19:13Или, совсем другое дело, частота вращения в РД-0124, которая там сильно за 500Гц, и с висящими на нем колёсиками как раз и выходит, что на рабочие обороты надо выходить быстро, но осмотрительно )
Так и у Мерлина всё то же самое и критические частоты ему надо проскакивать быстро. Понимаю, если бы Мерлин крутился ниже первой критической частоты, но он ведь работает между второй и третьей. И РД-0124 работает между второй и третьей. Возможно РД-107 работает ниже первой частоты, вот он получается "короткий". Хотя непонятно что проще - два коротких вала у РД-107 или один длинный у мерлина
Цитата: Капитан Бутан от 31.05.2026 01:57:26Цитата: Serge V Iz от 30.05.2026 22:19:13Или, совсем другое дело, частота вращения в РД-0124, которая там сильно за 500Гц, и с висящими на нем колёсиками как раз и выходит, что на рабочие обороты надо выходить быстро, но осмотрительно )
Так и у Мерлина всё то же самое и критические частоты ему надо проскакивать быстро. Понимаю, если бы Мерлин крутился ниже первой критической частоты, но он ведь работает между второй и третьей. И РД-0124 работает между второй и третьей. Возможно РД-107 работает ниже первой частоты, вот он получается "короткий". Хотя непонятно что проще - два коротких вала у РД-107 или один длинный у мерлина
Обычно проще -- когда не надо
бояться (что в данном экз. при данным регулятором при данных условиях работы etc.) можно зарулить в область опасных режимов работы. Например, при дросселировании.
Но это не бояться можно гарантировать также и "извне". Всякими дискретными переключениями предварительной-главной-конечной, ограничением пределов регулирования, изменением схемы работы ДУ в целом (вместо дросселирования -- выключение части двигателей).
Так что это проще, видимо "по вкусу" и "по месту". )
Цитата: Капитан Бутан от 30.05.2026 20:58:13Цитата: Гептил от 14.05.2026 07:33:22Короткий вал или длинный в данном случае это не о, собственно, длине. Это о наличии/отсутствии критических режимов. "Короткий" вал Мерлина проходит критику на ~200 Гц.
P.S. Наверное, корректнее будет говорить жёсткий/гибкий вал.
Так у вала несколько критических частот, как насчёт второй и третьей? Не получится их обойти, все валы "длинные"
~200 Гц это вторая. Первая проскакивается на ~60 Гц. Третья ~560 Гц.
Рабочая частота ~500 Гц. Можно дросселироваться и почти не сцать :)
Это всё "на глазок ± лапоть" :)
60 маловато для типичного такого вала самого по себе, даже если колёсы посчитать. Оно там "общесистемное"? Ну, гидроупругость, опоры, ...?
Приблизительный порядок величин для "небольших" двигателей, вроде того же РД-0124:
(Ну, именно порядок, ибо это только численный эксперимент, без прямых измерений в конденсированных средах с высоким давлением и под суровыми механическими напряжениями :) )
opredelenie-sobstvennyh-chastot-i-form-kolebaniy-rotora-okislitelya-turbonasosnogo-agregata-raketnogo-dvigatelya.pdf