Вот что пишут о пусках Н-1:
1-й пуск. проблема в первой ступени в T+70 секунд
2-й пуск. проблема в первой ступени еще до того, как ракета взлетела
3-й пуск. проблема в первой ступени в T+51 секунд
4-й пуск. проблема в первой ступени в T+107 секунд.
А сколько должна была проработать первая ступень до ее отделения?
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/79879.jpg)
На сколько я помню, взрыв произошел за 7 секунд до разделения ступеней. Практически, если бы удалось включить 2-ю ступень до момента взрыва по команде с Земли, то ПН вышла бы на орбиту, а дальнейшая программа полета дролжна могла быть выполнена.
ЦитироватьНа сколько я помню, взрыв произошел за 7 секунд до разделения ступеней. Практически, если бы удалось включить 2-ю ступень до момента взрыва по команде с Земли, то ПН вышла бы на орбиту, а дальнейшая программа полета дролжна могла быть выполнена.
Мои любимые вопросы по этому поводу:
-- зачем у Н-1 была такая высокая стартовая тяговооруженность;
-- зачем ставить систему типа КОРДа на двигатели замкнутой схемы, которые взрываются как бомба, отключить не успеешь;
-- зачем, соответственно, это усложнение программы полета с отключением изначально ненужных шести двигателей, которое привело к последней аварии?
Можете прокомментировать эти моменты?
Тяговооруженность ставили из-за высокого донного сопротивления. Во время полета первой ступени должны были последовательно выключаться несколько пар двигателей, наиболее "уставших" (вроде 3 пары).
Корд более стоял для упроавления ракетой по тангажу и рысканию. Управление было за счет разности тяги. Отключение двигателей на той элементной базе делать не успевали, посему было дано задание разработать вместо взрывоопасных НК-19, невзрываемые НК-33, что и было сделано. Но поставить НК-33 на Н-1 не успели.
6 двигателей крена накрыли третью ракету. На четвертой стояли уже 4, но более мощных двигателя. Авария произошла из-за разрыва трубопроводов во время штатного отключения центральной двигательной установки (ЦДУ) из-за гидравлического удара. Причина была легкоустранима, но сделать этого не дали.
http://epizodsspace.narod.ru/bibl/chertok/kniga-4/obl-4.html
Не совсем ясно. Ведь увеличение тяговооруженности на старте именно
и должно приводить к значительным аэродинамическим потерям?
Затем, почему было выбрано высокосимметричное расположение
двигателей? Почему не расположили их сразу в 2 (4, 6) группы?
Т.е., нет ли ощущения, что боролись со сложностями, которые сами
себе искусственно и создали?
Потом, реально ли отслеживание развития аварии на двигателях
типа НК-33/РД-170 в принципе?
ЦитироватьАвария произошла из-за разрыва трубопроводов во время штатного отключения центральной двигательной установки (ЦДУ) из-за гидравлического удара.
Вот именно штатность этого отключения и непонятна.
Цитировать-- зачем у Н-1 была такая высокая стартовая тяговооруженность;
Самого этот вопрос мучает. Возможно, тов. Шлядинский и прав насчет донного сопротивления - пока спорить не буду.
Но обратил бы внимание на эту же особенность (высокую тяговооруженность и малое время работы 1-й ступени) у Р-9.
А проектировали их одни и теже люди...
Такое ощущение, что на рубеже 50-60-х была у проектантов ракет в ОКБ-1 некая оформившаяся теория на этот счет.
Цитировать-- зачем ставить систему типа КОРДа на двигатели замкнутой схемы, которые взрываются как бомба, отключить не успеешь;
КОРД ставился прежде всего потому, что всем было ясно, что и при самых надежных двигателях в связке из 30 штук вероятность отказа высока.
Связь между дожиганием и повышеннай скоростью разрушения, вообще говоря, не очевидна. Как и связь с высоким внутрикамерным давлением. Вон, SSME замкнутой схемы и с еще более высоким Рк - и ничего, успевают отключать.
Фактически, КОРД успевал реагировать на все, кроме разгара ТНА - но тут уж сказались конструктивные особенности конкретной конструкции, а не выбранные параметры.
Цитировать-- зачем, соответственно, это усложнение программы полета с отключением изначально ненужных шести двигателей, которое привело к последней аварии?
"изначально ненужные шесть двигателей" были одним из мероприятий, поднявших ПН с 75 до 95 тонн. 20 тонн, видимо, тоже ненужные? ;-)
Что касается последней аварии, то не все так однозначно...
ЦитироватьВо время полета первой ступени должны были последовательно выключаться несколько пар двигателей, наиболее "уставших" (вроде 3 пары).
Гм... Сильно уставших-то? Усталость двигателя - это свежо, оригинально.
Допускалось аварийной отключение двух пар двигателей. Отказавших.
ЦитироватьОтключение двигателей на той элементной базе делать не успевали
Если аналоговая в своей основе автоматика не успевала, то что же могло тогда успеть? Дело не в быстродействии КОРДа, а в скорости развития процессов отказа в двигателе.
Цитировать6 двигателей крена накрыли третью ракету. На четвертой стояли уже 4, но более мощных двигателя.
Уй!.. Не двигателей, а управляющих сопел. А вот после третьего пуска поставили уже именно двигатели.
ЦитироватьАвария произошла из-за разрыва трубопроводов во время штатного отключения центральной двигательной установки (ЦДУ) из-за гидравлического удара. Причина была легкоустранима, но сделать этого не дали.
"кузнецовцы" с самого начала и до сих пор настаивают на версии гидравлического удара.
"королевцы" настаивали (и вроде официальная позиция не изменилась) на вине двигателей. Тем не менее, на 8Л были введены демпферы в гидравлических магистралях.
Сделать-то дали, пустить не дали.
ЦитироватьГм... Сильно уставших-то? Усталость двигателя - это свежо, оригинально.
Не цепляйтесь к словам, Corvax.
ЦитироватьКОРД ставился прежде всего потому, что всем было ясно, что и при самых надежных двигателях в связке из 30 штук вероятность отказа высока.
Опять неясно. У 24 камер "Союза" значительно меньше?
Для примера:
0,99^30 ~ 0,73
0,99^24 ~ 0,78
Так стоило ли сразу огород городить? Может быть, стоило сначала
"так" попускать, а уж в случае успеха со всякими наворотами
экспериментировать? А то как-то эта теоретическая дополнительная
надежность на практике боком вышла?
Цитировать"изначально ненужные шесть двигателей" были одним из мероприятий,
поднявших ПН с 75 до 95 тонн. 20 тонн, видимо, тоже ненужные? ;-)
Что касается последней аварии, то не все так однозначно...
Точно таким же, если не лучшим, мероприятием было бы увеличение
времени работы первой ступени?
Цитировать6 двигателей крена накрыли третью ракету. На четвертой стояли уже 4, но более мощных двигателя.
ЦитироватьУй!.. Не двигателей, а управляющих сопел. А вот после третьего пуска поставили уже именно двигатели.
А-а, а то я сразу даже не понял, что в виду имелось. Вот отсюда мой
вопрос о высокосимметричном расположении двигателей.
У Чертока хорошо всё описано.
32 стартовые камеры Союза - это не то же самое, что 30 стартовых двигателей Н-1. Двигатель и камера - существенно разные вещи.
ЦитироватьМожет быть, стоило сначала
"так" попускать, а уж в случае успеха со всякими наворотами
экспериментировать?
Сейчас выглядит так, что, похоже, стоило так позапускать :( . Черток пишет, если бы отладили Н-II, то была бы керосиновая ракета на 25 тонн ПН ещё в 60-е... Если бы ограничились 75 тоннами ПН, то сэкономили бы минимум (Черток) год разработки носителя. Сейчас понятно, что проблемы со стыковкой разрешаемы были - и уже непонятно, кто бы на Луну первым пришёл. Дальше, утверждается, что из-за того, что ракету приходилось собирать на космодроме, использовались достаточно простые и надёжные технологии (особенно с современной точки зрения) - то есть, Н-1 была бы ещё и дешёвой.
ЦитироватьА то как-то эта теоретическая дополнительная
надежность на практике боком вышла?
А вот предвидеть всё это было трудно :) . Хотя мне, конечно, субъективно кажется, что Королёв бы увидел грядущие проблемы достаточно скоро...
ЦитироватьТочно таким же, если не лучшим, мероприятием было бы увеличение времени работы первой ступени?
Вобщем случае, это неэквивалентные мероприятия. Увеличение времени работы первой ступени - это повышение запаса топлива, а значит, снижение тяговооружённости, а значит, рост гравитационных потерь... а при низкой тяговооружённости они начинают быстро нарастать. Не стоит, думаю, считать, что сложным задачам здесь найдутся простые решения... всё же люди толковые работали :) .
ЦитироватьЕсли бы ограничились 75 тоннами ПН, то сэкономили бы минимум год разработки носителя.
И еще мне почему-то кажется, что 75 т. более практичная цифра,
чем 90.
ЦитироватьДальше, утверждается, что из-за того, что ракету приходилось собирать на космодроме, использовались достаточно простые и надёжные технологии (особенно с современной точки зрения) - то есть, Н-1 была бы ещё и дешёвой.
Действительно, если верить тому, что все работы обошлись в 3 с
небольшим миллиарда, а были проведены все НИОКР, организация
производства, изготовление старта, плюс десяти экземпляров самой
ракеты -- получается просто баснословно дешево. Отсутствие
водорода тоже, наверное, приятно.
ЦитироватьХотя мне, конечно, субъективно кажется, что Королёв бы увидел грядущие проблемы достаточно скоро...
Вот и у меня такое же ощущение. Что ситуация была спасаемой,
но нужен был человек типа Королева, который умел плавно обходить
трудности, принимая "единственно верные решения". Старт-ап то он
дал хороший этой программе. Сейчас это легко видеть. Общие идеи,
принимая во внимание совокупность обстоятельств, все "в яблочко".
ЦитироватьВобщем случае, это неэквивалентные мероприятия. Увеличение времени работы первой ступени - это повышение запаса топлива, а значит, снижение тяговооружённости, а значит, рост гравитационных потерь... .
Но тяговооруженность-то как раз была аномально велика. Настолько
велика, что аэродинамические потери должны были уже играть более
существенную роль, чем гравитационные.
Цитировать-- зачем у Н-1 была такая высокая стартовая тяговооруженность;
Может для того, чтобы был резерв на случай отключения двигателей. Ведь для Н-1 полёт с 4 выключенными двигателями был штатным режимом. В этом случае тяговооружённость уже не так велика получается.
ЦитироватьЦитировать-- зачем у Н-1 была такая высокая стартовая тяговооруженность;
Может для того, чтобы был резерв на случай отключения двигателей. Ведь для Н-1 полёт с 4 выключенными двигателями был штатным режимом. В этом случае тяговооружённость уже не так велика получается.
На колу мочала, начинай сначала.... В смысле, вроде как обговорили
уже эту версию. С ней проблемы...
ЦитироватьЦитироватьГм... Сильно уставших-то? Усталость двигателя - это свежо, оригинально.
Не цепляйтесь к словам, Corvax.
Не могу принять этого упрека, уж извините.
Это была реакция вот на такую фразу:
"Во время полета первой ступени должны были последовательно выключаться несколько пар двигателей, наиболее "уставших""
Тут, простите, проблема не в словах и формулировке, а в полном искажении действительности.
Если же учесть, что в ответе Александра вообще все было мимо кассы, то от иронии удержаться трудно.
[тут был дубль]
Возможно и мимо кассы. Есть люди, которые разбираются в этом предмете лучше меня.
Надо представлять себе, что управление ракетой по тангажу и рысканию шло за счет изменения тяги с противоположных сторон внешнего кольца. Это значит, что двигатели имели большой запас по возможности регулирования тяги. Когда даются паспортные данные на НК, то дают максимадьную тягу. Возможно, я не уверен, что взлетала ракета при несколько меньшей тяге, чтобы при необходимости маневра с одного борта снижать тягу, увеличивая с противоположного тягу на столько же.
По поводу "наиболее уставших" двигателей. Выработка огромного количества топлива на первой ступени, само собой разумеется, приводило к увеличению тяговооруженности. Большое количество двигателей позволяло отключить в полете часть из них, для уменьшения тяговооруженности, соответственно для уменьшения нагрузок на конструкцию.
При штатной работе двигателей предполагалось отключать в определенный момент ЦДУ. Но, т.к. имелась возможность аварии двигателя, то по команде датчиков в зачет могло идти отключение любого подозрительного двигателя. Для равновесия отключался и противоположный двигатель. Показателем "подозрительности" двигателя служил перегрев ТНА и излишние вибрации двигателя. Другое дело, что изменения этих параметров не всегда развивались медленно, и КОРД не успевал производить отключение.
Вообще, похоже, управление тягой осуществлялось довольно сложно. В случае раннего отключения нескольких двигателей предполагалось на время увеличивать тягу всех оставшихся. Посему, возможно, на самом деле тяга в момент старта была несколько меньше, чем сумма тяги тридцати двигателей по паспорту, а оставался резерв для управления и на случай раннего отключения двигателей.
Если кто понимает ситуацию лучше, то пусть меня поправят.
На счет шести управляющих двигателей на первой ступени первых трех ракет я конечно очень извиняюсь :oops: , там однозначно стояли управляющие сопла. Просто я сосредоточился на том, что на четвертой ракете стояли уже 4 управляющих двигателя.
С донным давлением проблемы были, не даром в качестве одного из усовершенствований в четвертой машине было уменьшение диаметра хвостовой юбки первой ступени. Увеличение скорости конечно приводит к увеличению донного давления, но ведь для нормального старта надо иметь необходимое ускорение, которое складывается из тяговооруженности и сопротивлений. Донное давление при полете в атмосфере уменьшает ускорение, соответственно его надо скомпенсировать, чем, дополнительной тягой. При выходе из плотных слоев атмосферы донное давление падает, уменьшается и потребность в тяге, соответственно появляется и возможность (потребность) отключения части двигателей. Одним словом, возможно, что при столь большой суммарной тяге по паспорту реальная тяговооруженность из-за потерь была не столь велика.
Правильным ли было решение с установкой такого большого количества двигателей на одной ступени, теперь уже не узнаем, т.к. вряд ли кто теперь такое решение повторит. До некоторой степени это была наша беда. Вспомним, что когда Глушко не справился со своим 600-тонником, то вместо него предполагалось ставить на каждый блок УР-700 по четыре 200-тонных двигателя - всего 36 двигателей. Интересно было бы посмотреть, как работала бы эта связка.
Если кто ориентируется в данном вопросе лучше, то пусто поделится. Меня очень интересуют любые подробности об этой машине.
Александр, моя несколько повышенная эмоциональность ;-) была вызвана в основном тем, что Вы отвечали человеку, явно не слишком ориентирующемся в затронутом вопросе. А в таком деле тщательность формулировок нужна повышенная, дабы не плодить новых легенд.
Ладно. Проехали? :roll:
Прежде чем говорить про высокую тяговооруженность , давайте разберемся, а был ли мальчик.
Посмотрим на ракеты ОКБ-1:
наименование: тяговооруженность (тяга, тс /масса, т)
Р-5: 1.54 (43,860/ 28,570)
Р-7: 1.44 ( 403,4 / 280 )
Р-9: 1.75 (140,570 / 80,500 )
Н-1: 1.64 (4615/2820)
Энергия: 1.47 ( 3582 / 2400)
У Н-1 в случае 4-х неработающих двигателей получается 1.41 (4000/2820) - как у семерки, а при двух выключенных - как у Р-5!
Так что из общего ряда выпадает скорее Saturn-V, чем Н-1 :lol:
Тут вот о чем не надо забывать: по соображениям допустимой перегрузки тяга лимитируется концом работы ступени. Но массовая доля 1-й ступени в 3-х ступенчатой Н-1 ниже, чем первой из двух ступеней Энергии и двух с половиной ;-) Сатурна. Следовательно, можно себе позволить бОльшую стартовую тягу при том же уровне перегрузок.
Выигрыш же от уменьшения гравитационных потерь очевиден.
Что касается управления двигателями, то для создания управляющих моментов они дросселировались. А для компенсации отказов - форсировались.
Дело в том, что ЖРД рассчитывается и показывает наилучшие характеристики на вполне определенном режиме. Возможность форсирования - это, по сути, использование запасов прочности, подтвержденное стендовыми испытаниями. А вот при дросселировании происходит потеря удельного импульса.
Поэтому старт на пониженной тяге не выгоден вдвойне - и гравитациооные потери растут, и удельный импульс садится.
Относительно донного сопротивления я пас. Но вряд ли авторы Н-1 не понимали, что творят, и не учитывали этого фактора.
Теже 30 двигателей можно было скомпоновать плотнее (например, в два-три ряда или "в клеточку"), и не растягивать днище до 17 метров. Похоже, что не все так страшно там было.
Что касается числа двигателей, то Свет Лавров воспоминал, что это был осознанный выбор, результат тщательной оптимизации параметров - конечно, с учетом возможностей двигателестроителей и стендовой базы.
И создатели НК-15 писали, что для того уровня развития и доступной им производственной базы двигатель в 150тс получался оптимальным.
А двигатель на 600тс просто не на чем было делать.
Большое спасибо за критику, и вполне справедливую. Действительно, делать такие ЛЯПЫ по такому вопросу, да еще принародно, это прсто неприлично.
С ракетой Н-1 надо помнить, что Королев всегда делал свои вещи комплексно, как единый организм. Это Глушко считал, что надо делать двигатель, а там хоть к забору привяжи. Королеву было не все равно.
Первоначально его Н-1 имела вполне обычный вид с цилиндрическими баками. Правда во многих случаях двигатели располагали по кольцу, но диаметр был меньше. Но вот масса ракеты стала рости, и появилось подозрение, что хорошо варить толстостенные баки к нужному моменту не удастся. Появилась идея ставить сферические баки внутри несущего корпуса. Практически такая схема использовалась уже на блоке И, и ее умудрились сделать вполне хорошей по массовой отдаче. Вообще, хоть и говорят, что ненесущие баки кончились на Р-2, но все третьи ступени семерок имеют строение как у Фау-2.
Первоначально ступень была все же цилиндрическая, хотели ставить три сферы одинакового диаметра, две под кислород и одну под керосин. Но получилось слишком длинно и слишком много воздуха. Вот тут и появились баки разного диаметра, конический корпус, который более равномерно нагружается и имеет аэродинамическую форму с низким расположением ЦД. Ну и тут напросилась идея расположить двигатели кольцом, и управлять ракетой за счет изменения тяги.
Ракета завязалась. Из этих посылок получился весь остальной облик. Н-1, как и все создававшееся королевым гениально своей законченностью. Хотя и предполагались совершенствования этой машины, но делать это было бы очень трудно.
В то же время давлели некоторые привычки ОКБ-1. Очень любили там все разделять, чтобы ко всему был доступ и возможность подкрутить и подвинтить. В результате получалась конструкция несколько перетяжеленной.
С Н-1 нюансов много, и обсуждать ее можно долго.
ЦитироватьВспомним, что когда Глушко не справился со своим 600-тонником, то вместо него предполагалось ставить на каждый блок УР-700 по четыре 200-тонных двигателя - всего 36 двигателей. Интересно было бы посмотреть, как работала бы эта связка.
Извиняюсь за оффтопик, но можно ли хотя бы чуть-чуть подробнее про это? Нигде не слышал/не читал что Глушко отчаялся доделывать этот движок (РД-270?).
Возможно, для этой цели стоит сделать ветку УР-700
Слышал, что РД-270 не был доведён по устойчивости, и что это было доводом в пользу деления крупных двигателей на несколько камер.
Говорят, на доводку Ф-1 - причём именно по устойчивости - американцы ухлопали львиную долю денег.
Американцы вовремя сообразили, что удельный импульс для двигателя первой ступени, это не самое главное. Гораздо важнее срок разработки. Снизили они давление в камере до немогу, увеличили расход. Ну потяжелела немного ступень, залили немного больше топлива, но полетела. На верхних ступенях отыграли. Зато двигатель однокамерный получился, и без всяких там частот. Правда тоже намучились, но успели вовремя и в полетах обошлись без взрывов.
Наши считали делать двигатель, не доведя его до почти теоретически возможного импулься, ниже своего достоинства, а это нам дорого обошлось и по средствам, и по престижу. Правда сейчас мы имеем невиданные образцы и большой теоретический и практический задел. Иметь бы только достаточно средств и желания, чтобы всем этим воспользоваться.
ЦитироватьАмериканцы вовремя сообразили, что удельный импульс для двигателя первой ступени, это не самое главное. Гораздо важнее срок разработки.
На 105% согласен!
Добавил бы, что в нашем случае важнейшей была надежность - в отсутствие-то стенда для испытания ступени в сборе.
F-1 - полное уродство с точки зрения двигателиста, и выдающаяся машина со всех остальных точек зрения - потому что со 100% надежностью выполнила свою задачу.
ЦитироватьНаши считали делать двигатель, не доведя его до почти теоретически возможного импулься, ниже своего достоинства
И, по-моему, это камень в огород главным образом Мишина и поддержавшего его Королева: ведь эта фигня началась не на Н-1, с Р-9 и ГР-1 была аналогичная ситуация.
И ведь обожглись же уже с Р-9 - погнавшись за высоким УИ, вслед за сверхнадежным РД-108 получили от того же разработчика РД-111 с полным набором проблем.
Мало того, что ракетчики требовали сверхвысоких показателей, они еще и конструктивную схему навязывали (речь о дожигании). Хотя спрашивается, кому какое дело, как двигетелестроители получат высокий УИ?
Интересно, почему американцы пошли по унификации двигателей 2 и 3 ступеней, а наши унифицировали двигатели 1-й и 2-й?
И в порядке бреда: если бы на 1-й ступени Н-1 использовать РД-107?
Да, вид бы был полным кошмаром: примерно 45 двигателей, 270 сопел - но! - 107-й обладал к тому времени практически абсолютной надежностью.
ЦитироватьF-1 - полное уродство с точки зрения двигателиста, и выдающаяся машина со всех остальных точек зрения - потому что со 100% надежностью выполнила свою задачу.
F-1, в отличие от Сатурна-5, отказывал в полётах. Просто задачи полётов при этом всё равно выполнялись - в ракету был заложен запас.
Потом, с точки зрения двигателиста... это, надо сказать, важная точка зрения. За исключением тяги (и связанных свойств масштаба) Ф-1 был довольно стандартным. Тяга к массе, давление, УИ, открытая схема... Но, конечно, масштаб - и выполненные задачи :) - его вполне обессмертили.
ЦитироватьИ, по-моему, это камень в огород главным образом Мишина и поддержавшего его Королева: ведь эта фигня началась не на Н-1, с Р-9 и ГР-1 была аналогичная ситуация.
Хм, мне кажется, что это скорее реверанс в сторону Мишина. Ещё вопрос, были бы двигатели с меньшим УИ более надёжными - хотя, конечно, о надёжности стоило беспокоиться, но не уверен, что ненадёжность явилась следствием главным образом требования высокого УИ. Можно, наверное, было поднять надёжность, ухудшив тягу к массе?..
Так можно сказать, что Глушко, с альтернативным подходом, тоже был неправ - по крайней мере, РД-270 проблемы имел немаленькие. Хотя, конечно, протоновские движки получились :) .
Дальше, при том, что УИ у Ф-1 невелик, денег на него потратили всё равно много... Почему они его на 4 камеры не разделили?..
А действительно, как именно ракетчики схему с дожиганием навязывали?
Цитировать107-й обладал к тому времени практически абсолютной надежностью.
А Фотон потеряли осенью 2002 - это не вина двигателя? Перекись же вроде в его системе. Хотя, конечно, РД-107 хороший двигатель.
Корвакс, не сочтите за придирки. Буду признателен, если ответите на вопросы :) .
ЦитироватьF-1, в отличие от Сатурна-5, отказывал в полётах
Не удивлюсь провалу в своих познаниях, но все же - когда были отказы двигателя?
пуск Аполло-12 не в счет - там были явные проблемы с СУ из-за двух молний.
ЦитироватьПотом, с точки зрения двигателиста... это, надо сказать, важная точка зрения. За исключением тяги (и связанных свойств масштаба) Ф-1 был довольно стандартным. Тяга к массе, давление, УИ, открытая схема...
Тяга к массе у РД-107 11,3 кг/тс, у F-1 - 14.8, а ведь с увеличением масштаба удельная масса должна падать.
Давление в камере 58 атм и 63 атм,
удельный импульс 254с и 260с соответственно (у земли).
Только вот первый полет РД-107 - 1957 год, а F-1 - 1967.
За те десять лет в двигателестроении (отечественном, по крайней мере) пришло новое поколение ЖРД. Уже в РД-111 глушковцы подняли УИ на 15с. А протоновский РД-253 (современник F-1) имел в 2.5 раза большее Рк, схему с дожиганием и УИ у земли в 285с - и это на менее эффективных компонентах.
Ни в коей мере не умаляя величия (в т.ч и буквального) F-1, нужно признать, что по своим решениям и удельным характеристикам он был машиной из прошлого.
Слово "паровоз" применительно у ЖРД я слышал применительно к трем двигателям:
движок Фау-1 за общий стиль конструкции,
RL-10 за принцип работы
и F-1 за удельные параметры.
disclaimer: тем не менее убежден, что выбор проектных параметров F-1 на уровне надежно достигнутых к тому времена, был совершенно правильным.
ЦитироватьХм, мне кажется, что это скорее реверанс в сторону Мишина
Простите, не уловил... Чей реверанс? Королева? Зачем?
ЦитироватьЕщё вопрос, были бы двигатели с меньшим УИ более надёжными - хотя, конечно, о надёжности стоило беспокоиться, но не уверен, что ненадёжность явилась следствием главным образом требования высокого УИ. Можно, наверное, было поднять надёжность, ухудшив тягу к массе?..
Высокий УИ требует повышения давления в камере, а высокое Рк - это не просто большая энергонапряженность, это прямой путь к высокой частоте, простите уж за каламбур.
На конец 50-х фирма Глушко делала самые мощные ЖРД в мире, имела большой опыт, и тем не менее на РД-111 (для Р-9), максимально используя отработанные на "семерке" решения, попала на ВЧ, и доводила аж до середины 1962 года.
ЦитироватьТак можно сказать, что Глушко, с альтернативным подходом, тоже был неправ - по крайней мере, РД-270 проблемы имел немаленькие. Хотя, конечно, протоновские движки получились :) .
У меня сложилось впечатление, что позиция Глушко несколько искажена "королевской" стороной.
Как я понимаю, он не отказывался ни от керосина, ни от высоких характеристик, ни от замкнутой схемы. Он возражал против всех этих параметров одновременно, т.е. не брался делать кислородно-керосиновый двигатель замкнутой схемы и большой тяги. "Керосинку" с разумными по тем временам параметрами Рк и тяги - пожалуйста. Сверхбольшой тяги и с высоким УИ - ради бога, но тогда на хорошо освоенных высококипящих компонентах, менее склонных к ВЧ.
По сути ему сейчас ставят в вину, что ОКБ-456 отказалось в начале 60-х делать двигатель с параметрами РД-170. Так никто б такой движок в те времена не сделал. Энергомаш и через 20 лет двигатель с трудом доводил.
То, что протоновские движки получились - как раз иллюстрация к предыдущей тираде. Параметры, как у НК-19, но, благодаря топливу,- никакой высокой частоты.
Смотрим 4-й том Чертока:
"На всех уровнях при обсуждениях проблем двигателей для первой ступени ракеты H1 Глушко заявлял, что для его организации не представит особого труда создание двигателей тягой до 600 тс на высококипящих компонентах — AT и НДМГ. В то же время создание двигателя такой размерности на кислороде — керосине, по мнению Глушко, было связано с неприемлемо длительными сроками."
И еще Чертока процитируем (третий том):
В августе 1960 года в Загорске начались огневые испытания ракеты Р-16. Двигатели Глушко на несимметричном диметилгидразине и азотном тетраксиде работали устойчиво. В то же время новые кислородные двигатели на стендах в ОКБ-456 для Р-9 начинала трясти и разрушать «высокая частота».
Неприятности, сопровождавшие начальный период отработки кислородных двигателей для Р-9, сторонники Глушко объясняли принципиальной невозможностью на данном этапе создания мощного кислородного двигателя с устойчивым режимом. Даже не желавший открыто включаться в споры Исаев в приватной беседе со мной сказал примерно следующее: «Дело не в том, что Глушко не хочет. Он просто не может и не знает пока, как сделать устойчивым процесс на кислороде в камерах таких больших размеров. И я не знаю. И, по-моему, никто пока не понимает истинных причин появления высокой частоты».
ЦитироватьА действительно, как именно ракетчики схему с дожиганием навязывали?
Журнал "Авиадвигатель" (это из старых номеров, они есть в Сети).
Две статьи от представителей двух конкурирующих фирм.
"Жизнь пробуждают в пламенном моторе...", Владимир Орлов (во времена Р-9 - начальник бригады перспективного отдела ОКБ, затем руководил расчетами по будущему НК-19, с апреля 1962 г. - начальник ОКБ)
http://engine.avias.com/issues/13/page04.html
В апреле 1960 г. при посещении нашего ОКБ С.П. Королев коротко рассказал о готовящемся постановлении по созданию ракетного комплекса Н1 и предложил нашему коллективу разработать ЖРД для первой, второй и третьей ступени. В первую очередь он считал необходимым определиться с выбором размерности двигателя для первой ступени, эскизно проработав три размерности 150, 300 и 600 тс на компонентах: жидкий кислород и керосин, по замкнутой схеме и при давлении в камере сгорания 150 кгс/см2. Сергей Павлович предупредил, что двигатели должны быть с одной камерой сгорания, так как 4-камерные (или 2-камерные) двигатели более громоздки, и разместить их в многодвигательной силовой установке блока первой ступени трудно, потребуется большой объем, а весь комплекс и так получается слишком большим.
"Переохлажденная девятка", Вячеслав Рахманинов (этого человека особо представлять не надо, последняя должность - главный специалист НПО Энергомаш). Ссылка утеряна.
Острые, порою жесткие споры возникли между В.П. Глушко и В.П. Мишиным по поводу схемы и параметров двигателя первой ступени. Глушко, исходя из необходимости начала летных испытаний двигателей в середине 1961 г., планировал разработку ЖРД на основе уже проверенных конструкторских решений, реализованных в двигателях ракет Р-7 и Р-12. Мишин настаивал на разработке двигателя по замкнутой схеме с более высокими параметрами. Королев поддержал Мишина и в ходе полемики заявил о возможности разработки альтернативных двигателей в ОКБ главного конструктора Н.Д. Кузнецова, специализировавшегося на авиационных моторах.
...
Мишин сумел убедить С.П. Королева подписать ТЗ для ОКБ-276 на разработку двигателя с давлением в камере сгорания 100 атм и дожиганием генераторного газа.
Ну, и третья сторона - заказчик. Третий том Чертока:
Мишин проявлял особую жесткость в спорах с Глушко. Он доказывал, что если разработать кислородный двигатель по так называемой замкнутой схеме, то возможно повысить его тягу еще на 10-15 тонн.
ЦитироватьЦитировать107-й обладал к тому времени практически абсолютной надежностью.
А Фотон потеряли осенью 2002 - это не вина двигателя? Перекись же вроде в его системе. Хотя, конечно, РД-107 хороший двигатель.
Ну, с учетом числа пусков - это дело житейское. Сейчас подтвержденная надежность РД-107 0.988, если не ошибаюсь.
А перекись с точки зрения надежности так даже лучше: предсказуемые и мягкие процессы в газогенераторе, щадящие параметры газа на турбине, никаких колебаний или копоти...
Насчёт отказов Ф-1 в полёте читал в одной американской книжке; сейчас вспомнить или найти трудно. Может быть, ошибаюсь.
Цитироватьа ведь с увеличением масштаба удельная масса должна падать.
Расти. Улучшается отношение объёма к поверхности.
ЦитироватьЦитироватьа ведь с увеличением масштаба удельная масса должна падать.
Расти. Улучшается отношение объёма к поверхности.
В той размерности, о которой говорилось - килограмм массы двигателя на тонну-силу тяги, - все же падать.
Но, в общем, мы друг друга поняли - должно улучшаться. А в F-1 умудрились сделать хуже.
Цитировать"Переохлажденная девятка", Вячеслав Рахманинов (этого человека особо представлять не надо, последняя должность - главный специалист НПО Энергомаш). Ссылка утеряна.
.
http://engine.aviaport.ru/issues/24/page14.html
http://spacex.com/press7.php
Saturn V had a flawless flight record, despite having an engine fail on two separate missions.
Подозреваю, об этом шла речь... Здесь не указано, отказал ли F-1 или J-1, но...
Надо, конечно, ещё поискать.
ЦитироватьSaturn V had a flawless flight record, despite having an engine fail on two separate missions.
Подозреваю, об этом шла речь... Здесь не указано, отказал ли F-1 или J-1, но...
.
Ну, водородники второй ступени у них точно отказывали, сходу вспомню пуск А-13, вроде это был не единственный случай.
Но вот F-1...
ЦитироватьЦитироватьSaturn V had a flawless flight record, despite having an engine fail on two separate missions.
Подозреваю, об этом шла речь... Здесь не указано, отказал ли F-1 или J-1, но...
.
Ну, водородники второй ступени у них точно отказывали, сходу вспомню пуск А-13, вроде это был не единственный случай.
Но вот F-1...
Учитывая тяговоружоность С5 отказ после старта любого из F-1 привел бы к катострофе. Да и на поздних этапах был допустим только отказ центрального двигателя.
На всякий случай прошелся по архиву стартов, но отказов не нашел.
Отказ, если был, должен был бытьна относительно поздних стадиях работы 1-й ступени, конечно. Не уверен, что только отказ центрального двигателя был парируем.
Про корд... в плане выполнения ею функиций САЗ (система аварийной защиты).
Подробно говорить трудно (слишком мало данных), однако имея ввиду следующие аспекты
1. САЗ представляет собой систему, состоящию из набора датчиков, снимающих показатели, в данном случае, двигателей, паказания обрабатываются неким электронным устройством по некоторому алгоритму.
2. Набор датчиков. В общем снимаются показания параметров, отражающие уровень энергии в отдельных частях двигателя - давление в камере сгорания, скорость вращения ротора ТНА. Как ни странно именно датчики во многом определяют качество системы - скажем датчик давления КС самый дохлый как по надежности, так и по быстродействию.
3. Электронное устройство. Для простейшего случая не выходит за рамки аналоговой логики и алгоритм соответствующий - измеряемые параметры должны находится в поле допуска - их выход означает неисправность и двигатель останавливают.
4. Надежность самой САЗ, особенно датчиков - выход из строя датчика приравнивается системой к неисправности двигателя. Вошел двигатель в неучтенный переходной режим - опять неисправность.
4. Продвинутые САЗ используют блочный контроль. Мат модель движка бъется на блоки. Для каждого блока измеряются такое количество параметров чтобы его мат модель была избыточна. С этого имиют дивидент - избыточный параметр можно сравнить с его вычисленным значением (по паказаниям других датчиков),. Обычно избыточных параметров несколько, тогда можно тестировать не только блок но и датчики. Естественно это требует мощной бортовой эвм и получило развитие только вконце 80-х и ни как не могло применятся даже на стендах во времена Н-1.
Итог
Контроль по энергетическим параметрам может выявить примерно 70% видов отказов. Большая инерционность снятия некоторых параметров. Трудности в определении допусков на переходных режимах. Надежность датчиков. Как результат - показатели корда на Н1. Эфетивность на вскидку процентов 10. А что, не плохой результат. Он просто не мог быть тогда выше (эффективность САЗ ДУ Бурана, по результатам стендовых испытаний,на сколько помню, давно это было, около 50-60 процентов).
ЦитироватьВысокий УИ требует повышения давления в камере, а высокое Рк - это не просто большая энергонапряженность, это прямой путь к высокой частоте, простите уж за каламбур.
Corvax, я видимо многое успел забыть.
О какой частоте идёт речь?
ЦитироватьЦитироватьВысокий УИ требует повышения давления в камере, а высокое Рк - это не просто большая энергонапряженность, это прямой путь к высокой частоте, простите уж за каламбур.
Corvax, я видимо многое успел забыть.
О какой частоте идёт речь?
Видимо, о частоте колебаний.
"Высокая частота" на ракетном жаргоне означает "высокочастотные колебания". Но тут Корвакс слегка ошибся. ВЧ-колебания вовсе не зависят от давления, и более того, в двигателях с высоким давлением они возникают меньше. Дело в том, что ВЧ-колебания поддерживаются процессом разрушения капелек топлива распыляемого форсунками, и если топливо подаётся в газообразном виде то "пищи" для ВЧ-колебаний меньше. В двигателях замкнутого цикла с высоким давлением окислитель (основной по массе компонент) подаётся в камеру в газообразном виде, потому условий для возникновения ВЧ-колебаний меньше. По этой причине, говорят, у РД-111 были жестокие проблемы с ВЧ-колебаниями, а у НК-33 - почти никаких.
Цитировать"Высокая частота" на ракетном жаргоне означает "высокочастотные колебания". Но тут Корвакс слегка ошибся. ВЧ-колебания вовсе не зависят от давления, и более того, в двигателях с высоким давлением они возникают меньше. Дело в том, что ВЧ-колебания поддерживаются процессом разрушения капелек топлива распыляемого форсунками, и если топливо подаётся в газообразном виде то "пищи" для ВЧ-колебаний меньше. В двигателях замкнутого цикла с высоким давлением окислитель (основной по массе компонент) подаётся в камеру в газообразном виде, потому условий для возникновения ВЧ-колебаний меньше. По этой причине, говорят, у РД-111 были жестокие проблемы с ВЧ-колебаниями, а у НК-33 - почти никаких.
Ага, а на SSME акустические камеры стоят... Если на пальцах, для ВЧК нужна симметричная форма КС с отностельно большим соотношением критики (для отрожения волн) и кс и плоская линия фронта горения (для энергитической подкачки). Отсюда и способы борьбы - акустическая ассиметрия акустическими камерами или перегородками и распределение форсунок, размывающее фронт горения.
Если Pk высокое, скорость горения выская, соответственно и фронт горения будет маленький это и ведет к ВЧК. Форсунки с газовой фазой сами по себе имеют значительно большие размеры чем чисто жидкостные, что ведет к размыванию фронта. А вот с жидкостными ФГ с ростом давления все много хуже с точки зрения размывания и чем выше давление тем одназначно выше вероятность ВЧК. С этим боролись (на 107 и 111) спец распределением форсунок при их установке в ФГ - по результатом проливок каждой форсунки ( распреднление расхода по конусу) относили к одной из групп и при установке чередовали группы. Увлекшись размыванием можно получить четкие обратные токи и соответственно поперечные моды ВЧК, тогда нужно ставить перегородки или камеры.
ЦитироватьАга, а на SSME акустические камеры стоят...
Ещё бы не стоять. У него основной по массе компонент - кислород - подаётся в жидком (капельном) виде...
А какая связь?.. Акустические камеры - для подавления колебаний, а газовая подача, из-за меньшей жёсткости потока, к колебаниям более склонна?
А почему эти 6 центральных двигателей не сделали сбрасываемыми, как у Атласа? Еще бы тонну вытянули на орбиту.