Уважаемые форумчане,
занялся тут на досуге расчётом небольшого ЖРД. Прямо скажем, хотелось совсем небольшого - килограмм на 5 тяги. С высококонцентрированной перекисью водорода и пропаном в качестве компонентов топлива. Высотный - планируется относительно большое сопло. И по возможности невысокого давления в камере.
Хотел использовать RPA в помощь. Дело в том, что меня особенно беспокоит его охлаждение - при такой тяге расход топлива невелик, а не слишком высокое давление не позволяет иметь охлаждаемую площадь небольшой. Что такое "невысокое давление" - собственно, вопрос; можно так спросить - какое наименьшее давление получится иметь в этом движке, чтобы он не прогорал? В принципе хотелось бы рассчитывать на вытеснительную подачу.
RPA (http://www.propulsion-analysis.com) не позволяет, во всяком случае, напрямую, рассчитывать охлаждение перекисью. Не хватает данных по компоненту. Может, вы что посоветуете - как, не отходя слишком далеко от задачи, какие-то оценки всё же провести?
Параметры можно варьировать в каких-то пределах, конечно. Давление - может быть, от 4 до 40 атм в камере? Степень концентрации - скажем, от 82 до 98 процентов? Камеру хотелось сделать алюминиевой. УИ хотелось бы, конечно, иметь повыше - на какой тут можно рассчитывать? 2600 м/с, скажем? Или можно больше?
А ВПВ вообще получится охлаждать? Она же разлагаться начнет от температуры, ато и рванет...
Вообще двигатель с вытеснительной подачей и регенеративным охлаждением это такая редкость. Как бы не совсем нету.
За перикись-пропан не скажу, но воздух-пропан атмосферах на 4х прожигали (уточню, задача была - пескоструйка внутренней поверхности труб). Камера из 12Х18Н10Т. Подача ПБС в камеру - по спирали от критики (распределенная подача по радиусу). Работал в широком диапазоне альфа. Правда там расход ПБС был порядка 10 г/с. По УИ, КМК больше 1900 м/с не выйдешь. А в принципе - Алемасов в помощь.
Насколько я помню - в микроЖРД удельный вес камеры не велик, больше весит автоматика, т.ч. с материалом камеры можно не заморачиваться и взять нержавейку.
На какой ресурс планируется движок?
ЦитироватьSellin пишет:
А ВПВ вообще получится охлаждать? Она же разлагаться начнет от температуры, ато и рванет...
У ВПВ большая теплоёмкость и её большая доля от общей массы компонентов. Кипит выше, чем вода - тем более давление повышает температуру кипения - но, конечно, скорость разложения с температурой растёт, и некий предел не хотелось бы переходить.
ЦитироватьСтарый пишет:
Вообще двигатель с вытеснительной подачей и регенеративным охлаждением это такая редкость. Как бы не совсем нету.
Редкость, да.
ЦитироватьGlaurung пишет:
За перикись-пропан не скажу, но воздух-пропан атмосферах на 4х прожигали (уточню, задача была - пескоструйка внутренней поверхности труб). Камера из 12Х18Н10Т. Подача ПБС в камеру - по спирали от критики (распределенная подача по радиусу). Работал в широком диапазоне альфа. Правда там расход ПБС был порядка 10 г/с. По УИ, КМК больше 1900 м/с не выйдешь. А в принципе - Алемасов в помощь.
Насколько я помню - в микроЖРД удельный вес камеры не велик, больше весит автоматика, т.ч. с материалом камеры можно не заморачиваться и взять нержавейку.
На какой ресурс планируется движок?
Ресурс планируется относительно большой. Скажем, 1000 секунд. Нержавейка, боюсь, не подойдёт - каталитически разлагает перекись.
В камере пусть себе разлагает. При тяге 5 Кгс охлаждение может быть завесным, или абляционным.
ЦитироватьSalo пишет:
В камере пусть себе разлагает. При тяге 5 Кгс охлаждение может быть завесным, или абляционным.
А какой УИ при этом будет?
Цитироватьavmich пишет:
RPA ( http://www.propulsion-analysis.com ) не позволяет, во всяком случае, напрямую, рассчитывать охлаждение перекисью. Не хватает данных по компоненту. Может, вы что посоветуете - как, не отходя слишком далеко от задачи, какие-то оценки всё же провести?
Ну, можно в Маткаде по методике Иевлева посчитать. Вопрос, конечно, насколько расчёт будет соответствовать истине. :)
Также можно загнать одни и те же данные в РПА и в этот файлик и посмотреть, чего они там выдадут.
А каково назначение проектируемого двигателя?На какое количество включений?И почему там пропан в качестве горючего, а не керосин?
ЦитироватьАнтон Матвеев пишет:
А каково назначение проектируемого двигателя?На какое количество включений?И почему там пропан в качестве горючего, а не керосин?
А большая разница? Пропан - более легко добываемый компонент, чем ракетный керосин. При, кажется, примерно 8 атм он жидкий уже.
Количество включений хочется иметь неограниченным. Запуск - самовоспламенение разложенной перекиси с горючим. Импульсы тяги не слишком короткие - не доли секунды, будем считать, что это не ЖРД ориентации.
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьavmich пишет:
RPA ( http://www.propulsion-analysis.com ) не позволяет, во всяком случае, напрямую, рассчитывать охлаждение перекисью. Не хватает данных по компоненту. Может, вы что посоветуете - как, не отходя слишком далеко от задачи, какие-то оценки всё же провести?
Ну, можно в Маткаде по методике Иевлева посчитать. Вопрос, конечно, насколько расчёт будет соответствовать истине.
Также можно загнать одни и те же данные в РПА и в этот файлик и посмотреть, чего они там выдадут.
Что, методику Иевлева уже в Маткад загнали? :) РПА по той же методике считает. Как бы не было той же проблемы с данными по компоненту...
Цитироватьavmich пишет:
Что, методику Иевлева уже в Маткад загнали?
Когда считали курсач по камере, да. Единственное, что выполняемый итерационный расчёт приходится считать руками - заново вбивать необходимые данные. Написать файл, который бы считал автоматом, ума не хватило :(
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьavmich
пишет:
Что, методику Иевлева уже в Маткад загнали?
Когда считали курсач по камере, да. Единственное, что выполняемый итерационный расчёт приходится считать руками - заново вбивать необходимые данные. Написать файл, который бы считал автоматом, ума не хватило
Сaш, личку посмотри.
Цитироватьavmich пишет:
ЦитироватьАнтон Матвеев пишет:
А каково назначение проектируемого двигателя?На какое количество включений?И почему там пропан в качестве горючего, а не керосин?
А большая разница? Пропан - более легко добываемый компонент, чем ракетный керосин. При, кажется, примерно 8 атм он жидкий уже.
Количество включений хочется иметь неограниченным. Запуск - самовоспламенение разложенной перекиси с горючим. Импульсы тяги не слишком короткие - не доли секунды, будем считать, что это не ЖРД ориентации.
А что это, если не ЖРД ориентации, тем более при таком небольшом ресурсе? Экспериментальный двигатель для отработки новой топливной пары? Маршевый двигатель для разгонного блока нанокласса?
Давайте считать ресурс большим. Давайте 10000 с поставим, если нужна конкретная цифра. С какого-то момента рост ресурса уже не так важен.
Как будет время - посчитаю. Начальную температуру ВПВ какой брать? 273 К?
Если всё будет плохо получаться, можно попробовать посчитать и с меньшей температурой. При 80% концентрации температура кристаллизации -25 град. С, при 90% -11,7, при 100% -0,56.
Но тут есть подводный камень: ниже 0 град. С вязкость значительно увеличивается, но значения вязкости в книжке не даются.
Данные - по книжке В. Н. Зрелова "Жидкие ракетные топлива".
Мысли вслух: опять же подогретая ВПВ будет легче разлагаться на катализаторе КС...
Для расчёта мне нужны:
- массовый секундный расход ВПВ и пропана;
- их температуры на входе;
- давление в КС;
- показатель адиабаты в КС, газовая постоянная (хотя это я могу и сам посчитать);
- давление на срезе сопла;
- газодинамический профиль КС.
Цитироватьavmich пишет:
И хотелось бы, конечно, иметь повыше - на какой тут можно рассчитывать? 2600 м/с, скажем? Или можно больше?
Для 90% концентрации перекиси:
1) Ркс=4 атм, Рсрез=0,006 МПа
Альфа(оптимальное)=0,94
Км=7,25
Iпустотный=2960 м/с.
2) Ркс=40 атм, Рсрез=0,006 МПа
Альфа(оптимальное)=0,99
Км=7,64
Iпустотный=3310 м/с.
Если вытеснительная подача, то Ркс надо оптимизировать, чтобы получить минимальную массу баков и наилучший удельный импульс.
А ТНА не получится сделать?..
5 кг тяги=5*9.81=49 Н.
49 Н/2960м/с=17 г/с (15 г/с окислителя и 2 г/с горючего)
49 Н/3310 м/с=15 г/с (13,3 г/с Ок и 1,74 г/с Г)
Мда, ТНА на такие расходы - вещь интересная. Я не знаю, а никто не предлагал двухкаскадную схему из вытеснительной подачи и ТНА? То бишь основные баки с малым давлением наддува а, значит, лёгкие. Периодически работающий ТНА, рассчитанный на большой расход перекачивает топливо в малые баки, рассчитанные на большое давление. Из них идёт питание КС ЖРД. Схема, конечно, получается сложной и не факт, что можно выгадать массу.
Думается, что чем больше время действия такого ЖРД (а, значит, потребный объём баков), тем больше выигрыш от такой схемы.
Я попробовал прикинуть размеры КС для вариант с Ркс=40 атм...
Dкритики=2,8 мм, Dкс=5,6 мм, Dсреза=23 мм.
Диаметр среза не слишком мал?..
Дальше могу дугами спрофилировать газодинамический тракт. Думаю, для ЖРД такой небольшой размерности это вполне допустимо, да?
Для Ркс=4 атм:
Dкритики=8,8 мм, Dкс=18 мм, Dсреза=28 мм.
Честно говоря, сильно подозреваю, что проточное охлаждение не завяжется. Уж больно КС маленькая :( (
Очередная мысль вслух. У КС малой размерности стенку можно и из серебра сделать. У БрХ08 теплопроводность 315 Вт/(м*К) при Т=600 К, у серебра - 430 Вт/(м*К) (по Т нет данных).
П. С. в общем, на тягу в 5 кгс никакого проточного охлаждения. Мощная завеса, низкая альфа в КС и радиационное охлаждение. КС из ниобиевого сплава :) ну или какой экзотики.
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Как будет время - посчитаю. Начальную температуру ВПВ какой брать? 273 К?
Если всё будет плохо получаться, можно попробовать посчитать и с меньшей температурой. При 80% концентрации температура кристаллизации -25 град. С, при 90% -11,7, при 100% -0,56.
Но тут есть подводный камень: ниже 0 град. С вязкость значительно увеличивается, но значения вязкости в книжке не даются.
Данные - по книжке В. Н. Зрелова "Жидкие ракетные топлива".
Так может, надо просто данные оттуда в RPA подставить? Если хватит...
Попробую глянуть. У меня сейчас комп с RPA не под рукой, как будет - уточню, что именно надо. Думаю, температуру можно брать 25 C.
Спасибо за идеи.
Про ТНА думал. Скорее была идея использовать электродвигатель с центробежными насосами - может быть, многоступенчатыми, при таком расходе КПД вроде должен быть невелик. Почему электро - может оказаться возможным питать его от батарей, заряжаемых от солнечных элементов. Попробую прикинуть массу электромотора и батареи для работы длительностью, скажем, 4 минуты за раз.
(Вообще-то для таких микрушек есть ещё вариант такого (http://digitalcommons.usu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=2197&context=smallsat) насоса - автор пишет, такие штуки удобны при изменениях тяги)
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Честно говоря, сильно подозреваю, что проточное охлаждение не завяжется. Уж больно КС маленькая (
Очередная мысль вслух. У КС малой размерности стенку можно и из серебра сделать. У БрХ08 теплопроводность 315 Вт/(м*К) при Т=600 К, у серебра - 430 Вт/(м*К) (по Т нет данных).
П. С. в общем, на тягу в 5 кгс никакого проточного охлаждения. Мощная завеса, низкая альфа в КС и радиационное охлаждение. КС из ниобиевого сплава ну или какой экзотики.
Серебро - стандартный катализатор перекиси, его как-то совсем не получается рассматривать, если делать каналы охлаждения. Впрочем, серебро даже как катализатор не работает для перекиси выше 90%- слишком горячо, серебро начинает расходоваться.
Регенеративное охлаждение, действительно, повышает температуру ВПВ, что улучшает её дальнейшее разложение... боюсь только, схема при этом усложняется, а пользы мало может быть... поэтому и хочу посчитать.
А чем плоха малость камеры? Поверхность охлаждаемая небольшая... Мало, конечно, компонентов для охлаждения - потому и расчёт нужен. Завесу можно и в дополнение к регенеративке иметь, не только вместо.
Цитироватьavmich пишет:
А чем плоха малость камеры? Поверхность охлаждаемая небольшая...
Чем меньше тяга, тем, при прочих равных, труднее охлаждать КС.
Ну и прикиньте зазоры в охлаждающем тракте при расходе 15 г/с.У меня подозрение, что потребный зазор традиционными методами не обеспечить.
Цитироватьavmich пишет:
Серебро - стандартный катализатор перекиси, его как-то совсем не получается рассматривать, если делать каналы охлаждения.
Блин, забыл :(( А если каналы омеднить там или никелировать?
Цельно кaтaннaя огневaя стенкa от доски до срезa зaкритической чaсти. И рaзборнaя (продольно), кaнaльно силовaя чaсть (Три, четыре секторных чaсти).
Глупая идея, хотя... Раз дело на космическом аппарате, то охлаждать водой. Горячую воду направлять на радиатор на поверхности КА, и так гонять ее по кольцу. :-) Тяжеловато конечно, но как посмотреть???
ЦитироватьАлександр Шлядинский пишет:
Глупая идея, хотя... Раз дело на космическом аппарате, то охлаждать водой. Горячую воду направлять на радиатор на поверхности КА, и так гонять ее по кольцу. Тяжеловато конечно, но как посмотреть???
Зaмёрзнет в пaузе.
Еще кста: увеличиваем сопло до безобразия. Там газ на столько сильно расширится, что нижняя часть сопла будет "инеем покрываться". Вот и использовать эту нижнюю часть в качестве радиатора для охлаждения воды, которая отбирает тепло от КС. Тут радиатор вес конструкции добавляет, но и импульс увеличивает... :-)
Цитироватьavmich пишет:
Количество включений хочется иметь неограниченным. Запуск - самовоспламенение разложенной перекиси с горючим.
Несамовоспламеняющаяся пара однако. ;)
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
ЦитироватьАлександр Шлядинский пишет:
Глупая идея, хотя... Раз дело на космическом аппарате, то охлаждать водой. Горячую воду направлять на радиатор на поверхности КА, и так гонять ее по кольцу. Тяжеловато конечно, но как посмотреть???
Зaмёрзнет в пaузе.
В паузе закрываем радиатор крышкой... :o :)
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьavmich пишет:
А чем плоха малость камеры? Поверхность охлаждаемая небольшая...
Чем меньше тяга, тем, при прочих равных, труднее охлаждать КС.
Ну и прикиньте зазоры в охлаждающем тракте при расходе 15 г/с.У меня подозрение, что потребный зазор традиционными методами не обеспечить.
Цитироватьavmich пишет:
Серебро - стандартный катализатор перекиси, его как-то совсем не получается рассматривать, если делать каналы охлаждения.
Блин, забыл ( А если каналы омеднить там или никелировать?
Тут у нас классическое взаимонепонимание, характерное для форумов.
"Чем плоха малость камеры" - понятно, что когда мало охладителя, которым является топливо, то охлаждать сложнее.
Имелся в виду, однако - в контексте предыдущих оценок размеров - вопрос, "чем плоха малость камеры - по сравнению с камерой больших размеров - при том же расходе". Иначе говоря, при фиксированной тяге рост давления в камере уменьшает размеры этой самой камеры, при этом расход не меняется (почти). Вот и вопрос - может быть, увеличивая давление и уменьшая тем самым размер камеры - при практически том же расходе - можно улучшить охлаждение? Рост давления вроде бы менее чем линейно увеличивает теплопоток в стенку.
Но, конечно, камера уже мала, и зазоры в рубашке тоже невелики. Тут, видимо, ограничивающим фактором будут гидропотери в рубашке - остальное тепло надо будет снимать завесой, и хотелось бы оценить, насколько регенеративка вообще имеет смысл - если она, скажем, только 10% тепла забирает, то её наличие, которое усложняет конструкцию и требует расходов давления, может быть не оправдано.
В скобках - завесу сейчас, на современных технологиях, можно относительно качественно сделать, в пределе транспирационную защиту получить, что потребует подвода компонента ко всей стенке - почти как в регенеративной схеме, только без необходимости иметь поток компонента вдоль холодной стенки.
Второй вопрос - о омеднении и никелировании. Медь - тоже катализатор, хотя более слабый, чем серебро. Что касается никеля - он использовался в двигателях Блэк Эрроу, то есть, его возможно использовать. А много он даст?.. Чем он настолько лучше алюминия - который хоть и менее теплостойкий, но зато более теплопроводный?
ЦитироватьАлександр Шлядинский пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
ЦитироватьАлександр Шлядинский пишет:
Глупая идея, хотя... Раз дело на космическом аппарате, то охлаждать водой. Горячую воду направлять на радиатор на поверхности КА, и так гонять ее по кольцу. Тяжеловато конечно, но как посмотреть???
Зaмёрзнет в пaузе.
В паузе закрываем радиатор крышкой...
ООО!!! Коль замерзает, то заливаем антифриз! :-)
ЦитироватьSalo пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Количество включений хочется иметь неограниченным. Запуск - самовоспламенение разложенной перекиси с горючим.
Несамовоспламеняющаяся пара однако.
avmich, катализатор добавит, проволочку из платины с рением ;)
А вообще, в качестве горючего можно использовать водный раствор роданида аммония. Он точно перекисью окисляется без "помощи зала" :D
ЦитироватьSalo пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Количество включений хочется иметь неограниченным. Запуск - самовоспламенение разложенной перекиси с горючим.
Несамовоспламеняющаяся пара однако.
Самовоспламеняющаяся, однако ;) .
ЦитироватьАлександр Ч. пишет:
А вообще, в качестве горючего можно использовать водный раствор роданида аммония. Он точно перекисью окисляется без "помощи зала"
В роданид входит сера. Удельного импульса не будет.
ЦитироватьАлександр Шлядинский пишет:
ЦитироватьАлександр Шлядинский
пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
ЦитироватьАлександр Шлядинский пишет:
Глупая идея, хотя... Раз дело на космическом аппарате, то охлаждать водой. Горячую воду направлять на радиатор на поверхности КА, и так гонять ее по кольцу. Тяжеловато конечно, но как посмотреть???
Зaмёрзнет в пaузе.
В паузе закрываем радиатор крышкой...
ООО!!! Коль замерзает, то заливаем антифриз!
До - 200С?
;) :)
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Ну и прикиньте зазоры в охлаждающем тракте при расходе 15 г/с.У меня подозрение, что потребный зазор традиционными методами не обеспечить.
Да уж :) .
Если общий расход перекиси 13,3 грамма, при плотности 1,4 кг/л это 9,5 миллилитров в секунду. Допустим, мы хотим скорости охладителя 10 м/с - тогда поперечное сечение потока такого расхода и скорости 0,95 кв. мм. Имея камеру диаметром 5,8 мм и такое поперечное сечение, получаем среднюю толщину канала 0.052 мм. Половина десятой мм; можно себе представить гидросопротивление :) . Даже если каналы только половину сечения занимают - всё равно 0,1 мм.
Теперь положительные моменты. Парогаз, полученный от разложения перекиси, с пропаном горит быстро - длину камеры можно иметь небольшую. В критике диаметр вдвое меньше - соответственно, каналы вдвое шире. Не то чтобы очень :) но всё же.
10 м/с - это тоже относительно оптимистично; перекись всё же хороший теплоноситель. Можно уполовинить скорость, наверное. Вот, собственно, эти все соображения и вызывают вопросы - как бы это посчитать.
Цитироватьavmich пишет:
ЦитироватьАлександр Хороших
пишет:
Ну и прикиньте зазоры в охлаждающем тракте при расходе 15 г/с.У меня подозрение, что потребный зазор традиционными методами не обеспечить.
Да уж .
Если общий расход перекиси 13,3 грамма, при плотности 1,4 кг/л это 9,5 миллилитров в секунду. Допустим, мы хотим скорости охладителя 10 м/с - тогда поперечное сечение потока такого расхода и скорости 0,95 кв. мм. Имея камеру диаметром 5,8 мм и такое поперечное сечение, получаем среднюю толщину канала 0.052 мм. Половина десятой мм; можно себе представить гидросопротивление . Даже если каналы только половину сечения занимают - всё равно 0,1 мм.
Теперь положительные моменты. Парогаз, полученный от разложения перекиси, с пропаном горит быстро - длину камеры можно иметь небольшую. В критике диаметр вдвое меньше - соответственно, каналы вдвое шире. Не то чтобы очень но всё же.
Хим трaвление.
ЦитироватьАлександр Ч. пишет:
ЦитироватьSalo пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Количество включений хочется иметь неограниченным. Запуск - самовоспламенение разложенной перекиси с горючим.
Несамовоспламеняющаяся пара однако.
avmich, катализатор добавит, проволочку из платины с рением
А вообще, в качестве горючего можно использовать водный раствор роданида аммония. Он точно перекисью окисляется без "помощи зала"
Вы мне тут поговорите - вообще на этан перейду. У того самонаддув что надо, и УИ повыше.
Для остальных тонко намекаю: какая была система зажигания на Гамме? Правильно, никакой... просто подавали керосин в поток парогаза...
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
Цитироватьavmich пишет:
ЦитироватьАлександр Хороших
пишет:
Ну и прикиньте зазоры в охлаждающем тракте при расходе 15 г/с. У меня подозрение, что потребный зазор традиционными методами не обеспечить.
Да уж .
Если общий расход перекиси 13,3 грамма, при плотности 1,4 кг/л это 9,5 миллилитров в секунду. Допустим, мы хотим скорости охладителя 10 м/с - тогда поперечное сечение потока такого расхода и скорости 0,95 кв. мм. Имея камеру диаметром 5,8 мм и такое поперечное сечение, получаем среднюю толщину канала 0.052 мм. Половина десятой мм; можно себе представить гидросопротивление . Даже если каналы только половину сечения занимают - всё равно 0,1 мм.
Теперь положительные моменты. Парогаз, полученный от разложения перекиси, с пропаном горит быстро - длину камеры можно иметь небольшую. В критике диаметр вдвое меньше - соответственно, каналы вдвое шире. Не то чтобы очень но всё же.
Хим трaвление.
3D принтеры юбер аллес. Только им тоже проблематично разрешение 0,1 мм выдерживать.
Давно уже говорю - мелкие ЖРД - это как швейцарские часы. На ладони помещаются, а труда требуют...
Цитироватьavmich пишет:
Для остальных тонко намекаю: какая была система зажигания на Гамме? Правильно, никакой... просто подавали керосин в поток парогаза...
Парогаз Вы как собрались получать? Как немцы с помощью перманганата?
PS Откройте НК №12 за 2004г. и найдите там статью Афанасьева. Для получения парогаза в Gamma-8 использовался серебряный катализатор. Заодно почитайте про РД-161, например.
ЦитироватьАлександр Ч. пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Для остальных тонко намекаю: какая была система зажигания на Гамме? Правильно, никакой... просто подавали керосин в поток парогаза...
Парогаз Вы как собрались получать? Как немцы с помощью перманганата?
PS Откройте НК №12 за 2004г. и найдите там статью Афанасьева. Для получения парогаза в Gamma-8 использовался серебряный катализатор. Заодно почитайте про РД-161, например.
Они испытывали уже каталитический двигатель с серебром, этим их не удивиш )
ЦитироватьSellin пишет:
Они испытывали уже каталитический двигатель с серебром, этим их не удивиш )
Так ему парогаз надо в любом случае получить, а это либо катализатор либо горючее реагирующее с холодной перекисью.
ЦитироватьАлександр Ч. пишет:
ЦитироватьSellin пишет:
Они испытывали уже каталитический двигатель с серебром, этим их не удивиш )
Так ему парогаз надо в любом случае получить, а это либо катализатор либо горючее реагирующее с холодной перекисью.
Я про это http://www.mosgird.ru/102/01/401.htm
ЦитироватьАлександр Ч. пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Для остальных тонко намекаю: какая была система зажигания на Гамме? Правильно, никакой... просто подавали керосин в поток парогаза...
Парогаз Вы как собрались получать? Как немцы с помощью перманганата?
PS Откройте НК №12 за 2004г. и найдите там статью Афанасьева. Для получения парогаза в Gamma-8 использовался серебряный катализатор. Заодно почитайте про РД-161, например.
Про Гамму-8 лучше читать в JBIS, июльский номер 1990 года. Там из первых рук. Про перекись рекомендую книгу Шамба, Сеттерфилда и Вентворса - химия разобрана вполне детально. Перманганат в жидком виде, как у немцев в первой половине XX века, не слишком удобен - твёрдые катализаторы вроде бы проще в применении, не нужно отдельную систему подачи сочинять. Хотя бы вот взять катализатор из ГГ Союза - http://lpre.de/energomash/RD-107/index.htm#gg - правда, он, похоже, не для многократных применений, а на один запуск.
РД-161 обсуждался тут - http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum13/topic8950/
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
Хим трaвление.
Да при чём здесь это? Я не имел в виду, что такой канал нельзя получить в огневой стенке. Припой натечёт и забьёт сверхтонкие каналы.
Sellin, знаю, потому и написал про платину с рением :)
avmich, я - химик ;) Наглости утверждать, что знаю всё, не имею :oops: но насколько помню, у керосина температура самовоспламенения раза в два ниже чем у пропана. Поэтому керосин было бы проще использовать, да и для катализатора можно было бы подобрать более щадящий режим по температуре.
ЗЫ Умолкаю, т.к. тема то была про другое, не про выбор, а помощь в расчете. Сорри.
ЦитироватьАлександр Ч. пишет:
у керосина температура самовоспламенения раза в два ниже чем у пропана.
ЕМНИП, керосин-300, пропан-465. метан-595 Цельс.
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak
пишет:
Хим трaвление.
Да при чём здесь это? Я не имел в виду, что такой канал нельзя получить в огневой стенке. Припой натечёт и забьёт сверхтонкие каналы.
A мы огневую стенку не трогaем. Впрочем именно жим трaвлением в ней кaнaвки кaк рaз сделaть можно. Вопрос нaнесения мaски но это решaемо.
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
A мы огневую стенку не трогaем.
Так в огневой же стенки каналы-то делают :)
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
Впрочем именно жим трaвлением в ней кaнaвки кaк рaз сделaть можно.
Можно, я ж это не отрицаю.
Потом огневую и силовую стенки надо будет паять. Вот тут-то припой натечёт и забьёт сверхтонкие каналы.
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak
пишет:
A мы огневую стенку не трогaем.
Так в огневой же стенки каналы-то делают
Цитироватьm-s Gelezniak
пишет:
Впрочем именно жим трaвлением в ней кaнaвки кaк рaз сделaть можно.
Можно, я ж это не отрицаю.
Потом огневую и силовую стенки надо будет паять. Вот тут-то припой натечёт и забьёт сверхтонкие каналы.
Огневaя стенкa цельно кaтaннaя с отбуртовкой от флaнцa огневой доски до срезa охлождaемой зaкритики.
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
огневой доски
Чево?..
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
Огневaя стенкa цельно кaтaннaя с отбуртовкой от флaнцa огневой доски до срезa охлождaемой зaкритики.
Нарисовать можете? Я на словах плохо понимаю.
Тут, похоже, считать ещё больше, чем предполагалось :( .
Какие именно каналы удастся технологически организовать, в точности неясно. Сегодня существуют технологии 3D-печати, на которых делают ЖРД, в том числе из алюминия - но характеристики ЖРД влияют на то, что удаётся сделать. Поскольку 3D-технологии - вещь меняющаяся, то приходится рассчитывать разные варианты - и для каждого оценивать, какую часть тепла может снять регенеративка и как делать завесу для остального тепла.
Например, интересный вопрос не только о "толщине" каналов, но и о "ширине". Насколько широки могут быть стенки между каналами? Какую долю в площади могут занимать эти стенки? Связанный вопрос - о скорости потока: с какой скоростью можно пропускать перекись по каналам? Чем медленнее, тем больше может быть поперечное сечение канала.
Связанный вопрос - какова длина камеры? Если от плоскости подачи горючего до критсечения - всего, скажем, сантиметр - может ли это помочь, например, технологии изготовления? Выше был и такой вопрос - а если поднять давление в камере, соответственно уменьшив размеры камеры - поможет ли это охлаждению, и насколько?
Цитироватьavmich пишет:
а если поднять давление в камере, соответственно уменьшив размеры камеры - поможет ли это охлаждению, и насколько?
А не помешает? Площадь КС уменьшится, но увеличатся тепловые потоки.
В общем, конечно, надо посчитать. Газодинамический профиль-то есть?
И чем вас так не устраивает радиационное охлаждение? С альфа, конечно, заведомо отличающимся от оптимального.
Радиационное - это охлаждение излучением вовне, когда ЖРД оказывается в тепловом балансе - сколько тепла из камеры приходит, столько излучается в пространство. Работает, когда ЖРД очень горячий - чтобы увеличить излучение и уменьшить теплоприток из камеры. Материалы, которые держат такую температуру, имеют свои минусы. Скажем, иридий-рениевые камеры дороги :) . А уже инконелевые - недостаточно жаростойки для одного только радиационного охлаждения.
С завесой лучше, но там вопрос - какие потери будут эффективного УИ? То же касается изменения соотношения расходов топлива и окислителя (альфы) - насколько при этом пострадает УИ, мы же знаем, что УИ пропорционален корню из температуры?
Насчёт газодинамического профиля :) . Тут пока давление не очень понятно... Что имеется в виду под газодинамическим профилем? Зависимость скорости от расстояния от форсуночной головки?
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak
пишет:
огневой доски
Чево?..
Цитироватьm-s Gelezniak
пишет:
Огневaя стенкa цельно кaтaннaя с отбуртовкой от флaнцa огневой доски до срезa охлождaемой зaкритики.
Нарисовать можете? Я на словах плохо понимаю.
Рaскaтaннaя нa состaвной опрaвке оболочкa. Хим фрезеровку делaть?
:)
(https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/forum/file/46190)
См верхнее сообщение в режиме нaписaния ответa с цитировaнием.
ЗЫ Грёбaнный битрикс.
Или тaк:
http://novosti-kosmonavtiki.ru/upload/resize_cache/forum/e27/500_500_1/obolochka.jpg
Цитироватьavmich пишет:
Тут, похоже, считать ещё больше, чем предполагалось .
Какие именно каналы удастся технологически организовать, в точности неясно. Сегодня существуют технологии 3D-печати, на которых делают ЖРД, в том числе из алюминия - но характеристики ЖРД влияют на то, что удаётся сделать. Поскольку 3D-технологии - вещь меняющаяся, то приходится рассчитывать разные варианты - и для каждого оценивать, какую часть тепла может снять регенеративка и как делать завесу для остального тепла.
Например, интересный вопрос не только о "толщине" каналов, но и о "ширине". Насколько широки могут быть стенки между каналами? Какую долю в площади могут занимать эти стенки? Связанный вопрос - о скорости потока: с какой скоростью можно пропускать перекись по каналам? Чем медленнее, тем больше может быть поперечное сечение канала.
Связанный вопрос - какова длина камеры? Если от плоскости подачи горючего до критсечения - всего, скажем, сантиметр - может ли это помочь, например, технологии изготовления? Выше был и такой вопрос - а если поднять давление в камере, соответственно уменьшив размеры камеры - поможет ли это охлаждению, и насколько?
Трaвление, от сотых до миллиметрa. Рисунок огрaничен только фaнтaзией.
Цитироватьavmich пишет:
Радиационное - это охлаждение излучением вовне, когда ЖРД оказывается в тепловом балансе - сколько тепла из камеры приходит, столько излучается в пространство. Работает, когда ЖРД очень горячий - чтобы увеличить излучение и уменьшить теплоприток из камеры. Материалы, которые держат такую температуру, имеют свои минусы. Скажем, иридий-рениевые камеры дороги . А уже инконелевые - недостаточно жаростойки для одного только радиационного охлаждения.
Ну, это всё я знаю :))
Цитироватьavmich пишет:
С завесой лучше, но там вопрос - какие потери будут эффективного УИ?
А куда деваться? :(
Цитироватьavmich пишет:
Что имеется в виду под газодинамическим профилем?
Зависимость радиуса профиля от расстояния от начала координат (отсчёт от форсуночной головки).
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
Рaскaтaннaя нa состaвной опрaвке оболочкa. Хим фрезеровку делaть?
Аааа, вон оно чего.
Вопрос с забиванием каналов припоем остаётся :(
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak
пишет:
Рaскaтaннaя нa состaвной опрaвке оболочкa. Хим фрезеровку делaть?
Аааа, вон оно чего.
Вопрос с забиванием каналов припоем остаётся
A оно не припaевaется. Нaружнaя силовaя стенкa просто охвaтвaет внутреннюю с небольшим нaтягом.
А какой режим работы? Импульсный или непрерывный? Если импульсный, то можно КС сделать из куска меди - т. н. ёмкостное охлаждение.
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak
пишет:
Рaскaтaннaя нa состaвной опрaвке оболочкa. Хим фрезеровку делaть?
Аааа, вон оно чего.
Вопрос с забиванием каналов припоем остаётся
A оно не припaевaется. Нaружнaя силовaя стенкa просто охвaтвaет внутреннюю с небольшим нaтягом.
И внутренняя стенка при подаче давления тут же схлопывается внутрь камеры?..
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
A оно не припaевaется. Нaружнaя силовaя стенкa просто охвaтвaет внутреннюю с небольшим нaтягом.
А такое решение хоть где-то реализовано?
Но, вообще, охлаждающий тракт с зазорами в сотые доли мм - нонсенс.
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьavmich пишет:
Радиационное - это охлаждение излучением вовне, когда ЖРД оказывается в тепловом балансе - сколько тепла из камеры приходит, столько излучается в пространство. Работает, когда ЖРД очень горячий - чтобы увеличить излучение и уменьшить теплоприток из камеры. Материалы, которые держат такую температуру, имеют свои минусы. Скажем, иридий-рениевые камеры дороги . А уже инконелевые - недостаточно жаростойки для одного только радиационного охлаждения.
Ну, это всё я знаю )
Цитироватьavmich пишет:
С завесой лучше, но там вопрос - какие потери будут эффективного УИ?
А куда деваться?
Цитироватьavmich пишет:
Что имеется в виду под газодинамическим профилем?
Зависимость радиуса профиля от расстояния от начала координат (отсчёт от форсуночной головки).
Саш, ты извини :) я знаю, что ты знаешь. Мне тут тоже всякое рассказывают. Я часто пишу одновременно для полной ясности и для того, чтобы сторонним было что-то понятно, если они не в теме. Неудобно форум монополизировать - так можно и в почте пообщаться. Хотя, конечно, спецы всё понимают.
Ну что насчёт профиля. Сначала цилиндрическая часть, там катпак - длина может быть 5 см, или даже меньше, зависит от катпака - температуры там "перекисные", не очень горячо. Потом - плоскость подачи пропана через ФГ. Поскольку сгорание - газ-жидкость, то сама камера может быть мала по длине - но насколько?.. Потом радиус профиля по классической дуге - сколько там, радиусом, равным диаметру камеры? - уменьшается вдвое до критики. Потом - можно угловую точку нарисовать, можно скругление небольшое сделать, после чего параболическое сопло. Совершенно стандартный профиль - для начала разговора, его RPA по умолчанию делает. Или я вопрос не так понял?
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
А какой режим работы? Импульсный или непрерывный? Если импульсный, то можно КС сделать из куска меди - т. н. ёмкостное охлаждение.
Кaк хотите.
Широтно импульсное модулировние режимa. Охлaждение с рaсходом или в бaк.
Цитироватьavmich пишет:
Или я вопрос не так понял?
О! Именно это я и хотел услышать. Именно это. Когда есть геометрия КС, расход охладителя и парамтеры газа уже можно начинать считать.
Цитироватьavmich пишет:
Саш, ты извини я знаю, что ты знаешь.
Неее, без обид. Просто я грешным делом подумал, что вы подозреваете меня в незнании радиационного охлаждения :)
Если сделать альфу существенно меньше единицы (ну. 0,5...0,7), то естественно температура в КС снизится, с учётом завесы можно будет применять радиационное охлаждение. Да, УИ естессно упадёт.
А что мешает вместо ВПВ применить ЖК? У ЖК+пропан УИ повыше будет и потеря УИ из-за низкой альфы будет отыграна.
А зажигание... Как на 11Д122 (РД-0120). Там насколько я помню электроискровое.
Минус - криогенный компонент, это да...
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak
пишет:
A оно не припaевaется. Нaружнaя силовaя стенкa просто охвaтвaет внутреннюю с небольшим нaтягом.
А такое решение хоть где-то реализовано?
Но, вообще, охлаждающий тракт с зазорами в сотые доли мм - нонсенс.
Исaевские головки от чaсти те что в точкaх. Но тaм точечнaя свaркa. Сотки это для примерa. Хотя для охлождения гaзом в сaмый рaз. Зa место подогревaтеля гелия хотя бы.
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
А какой режим работы? Импульсный или непрерывный? Если импульсный, то можно КС сделать из куска меди - т. н. ёмкостное охлаждение.
Непрерывный :) . Хочется, скажем, 4 минуты за раз работать.
Цитироватьavmich пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak
пишет:
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak
пишет:
Рaскaтaннaя нa состaвной опрaвке оболочкa. Хим фрезеровку делaть?
Аааа, вон оно чего.
Вопрос с забиванием каналов припоем остаётся
A оно не припaевaется. Нaружнaя силовaя стенкa просто охвaтвaет внутреннюю с небольшим нaтягом.
И внутренняя стенка при подаче давления тут же схлопывается внутрь камеры?..
Это смотря кaк делaть.
Я точечную свaрку не зря приплёл.
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Если сделать альфу существенно меньше единицы (ну. 0,5...0,7), то естественно температура в КС снизится, с учётом завесы можно будет применять радиационное охлаждение. Да, УИ естессно упадёт.
А что мешает вместо ВПВ применить ЖК? У ЖК+пропан УИ повыше будет и потеря УИ из-за низкой альфы будет отыграна.
А зажигание... Как на 11Д122 (РД-0120). Там насколько я помню электроискровое.
Минус - криогенный компонент, это да...
Конечно, минус и в криогенике тоже. Если это - орбитальный двигатель, если нужно работать с перерывами в, скажем, дни - хранить ЖК... Да и, честно говоря, рабочий процесс с парогазом получше будет, чем с ЖК. Я же не буду замкнутую схему городить. А газ-жидкость - это куда интереснее, чем жидкость-жидкость. Опять же, не думаю, что охлаждать керосином такую микрушку будет сильно проще. Плюс - возможности дросселирования пошире...
Считать охлаждение двигателя на 5 кгс тяги не буду - заранее ясно, что не получиться.
Могу оценить минимальную тягу, при которой обеспечивается охлаждение КС. Делать?
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Считать охлаждение двигателя на 5 кгс тяги не буду - заранее ясно, что не получиться.
Могу оценить минимальную тягу, при которой обеспечивается охлаждение КС. Делать?
Прямо за горло берёшь :) . А куда мне деваться? Ну, давай оценим минимальную тягу.
К вопросу о маленьких ЖРД. XCOR-овский "двигатель чайного столика" - https://en.wikipedia.org/wiki/XCOR_Aerospace#Historical_projects , tea cart engine http://xcor.com/engines/Experimental_engines.html - имеет тягу 7 кгс и работает на закиси азота и этане. Интересно, как у него устроено охлаждение :) и какой УИ. Иллюстрация того, что такие мелкие двухкомпонентники вполне могут работать, даже в условиях демонстрация в гостиницах :) .
Ага - охлаждение у него подводимой водой, отсюда и название :) ...
Для тех, кто так и не уснул :) ещё идея - для снижения теплопотока делать радиусы камеры и критики менее различающимися - "скоростная" камера.
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Считать охлаждение двигателя на 5 кгс тяги не буду - заранее ясно, что не получиться.
Могу оценить минимальную тягу, при которой обеспечивается охлаждение КС. Делать?
Вот, кстати - http://rocketmoonlighting.blogspot.com/2013/02/dmls-chamber-version-2.html - регенеративная камера на 3Д-принтере на тягу 63 Н. Охлаждение закисью азота, камера стальная (другой вопрос, что за сталь).
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Считать охлаждение двигателя на 5 кгс тяги не буду - заранее ясно, что не получиться.
Могу оценить минимальную тягу, при которой обеспечивается охлаждение КС. Делать?
Дай-ка, что ли, оживлю тему...
Тогда попробуйте посчитать "утопленника".
Возможно, с отводом части тепла на внешнюю поверхность аппарата.