Ракетный двигатель.

Автор Гусев_А, 16.04.2022 07:52:40

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

AlexNB

Цитата: SONY от 18.04.2022 08:16:03
Цитата: AlexNB от 16.04.2022 18:35:45По уравнению обращения воздействия получается, что для ускорения сверхзвукового потока в геометрическом сопле (есть и другие) от него нужно отводить энергию.

Это в тепловом сопле нужно отводить тепло. А в геометрическом с теплом ничего делать не надо, на то оно и геометрическое.
Другое дело, что если в геометрическом сопле всё-таки начать подводить тепло (да ещё и массу), то оно перестанет нормально работать.
Мне то это не нужно объяснять, это непонятно было автору топика ;) .

C-300-2

В своё время Аэроджет разработал технологию ТАН-сопла с изменяемой степенью расширения за счёт вдува газа в закритическую часть сопла.

Цитата: Гусев_А от 18.04.2022 06:07:20Благодарю. Пусть не на самых удачных примерах, но кое в чем вроде немного разобрался. (не во всем)


Хорошие примеры, чё.

AlexNB

Цитата: Старый от 18.04.2022 08:17:16
Цитата: AlexNB от 18.04.2022 08:04:09Старый прав - оптимальной схемой является возвращаемый бустер на ТПВРД
Чево???  :o
А чему тут удивляться? Подтвердится очередной прогноз Старого :) .

Старый

Цитата: AlexNB от 18.04.2022 19:30:11
Цитата: Старый от 18.04.2022 08:17:16
Цитата: AlexNB от 18.04.2022 08:04:09Старый прав - оптимальной схемой является возвращаемый бустер на ТПВРД
Чево???  :o
А чему тут удивляться? Подтвердится очередной прогноз Старого :) .
А механическое тыкало?  ??? ::) :-[ :-\
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Кстати, я помню, кто-то делает проект аля Falcon 9, но с посадкой на ТРД.

AlexNB

Цитата: Старый от 18.04.2022 19:32:37
Цитата: AlexNB от 18.04.2022 19:30:11
Цитата: Старый от 18.04.2022 08:17:16
Цитата: AlexNB от 18.04.2022 08:04:09Старый прав - оптимальной схемой является возвращаемый бустер на ТПВРД
Чево???  :o
А чему тут удивляться? Подтвердится очередной прогноз Старого :) .
А механическое тыкало?  ??? ::) :-[ :-\
Оооо, это прогноз отдаленного будущего - квантово-МЕХАНИЧЕСКИЕ гравицапы и еже с ними. Тут уж как у Нострадамуса - чем мутней написано - тем точней прогноз!

C-300-2

Цитата: Гусев_А от 16.04.2022 07:52:40Если рассматривать сопло Лаваля для 1-х ступеней, а особенно для 2-х ступеней РН собранных в пакет, то его степень расширения не может быть оптимальна как для высот на уровне Земли, так и высот на выходе из атмосферы. Так для сопла с большой степенью расширения на высоте поверхности, давление атмосферы будет больше чем давление истекающих газов на срезе сопла, что может привести к обратным ударным волнам и возникновению автоколебаний. На высоте же у сопла с не большой степенью расширения, УИ меньше. Есть решения, где на сопло устанавливается надвигающийся сопловый насадок, это сразу решает оптимальность его работы, как на низких так и на больших высотах. Но это механизм с движущими частями и механическими приводами. У самолетов иногда сопло набрано из пластинок, которые так же с помощью приводов могут изменять его степень расширения.
Может конечно это давно известно. Но я подумал, почему бы не изменять степень расширения сопла, преднамеренной установкой заужения сопла на начальных этапах работы, пока полет идет в низких слоях атмосферы. И степень расширения нужна не большая.
Так в первом варианте: можно в высотное сопло вставлять топливную шашку в виде конусообразной втулки. Только с гладкой внутренней поверхностью, а не со звездочкообразной, как у ТТРД. Она в течении нескольких десятков секунд выгорает, постепенно изменяя степень расширения. Кроме того его внутренняя поверхность сможет иметь более высокую температуру, чем просто стенки сопла. Продукты его сгорания, вдоль поверхности будут увеличивать давление. Конечно энергетический вклад от сгорания шашки будет не на столько эффективен как сгорание жидкого топлива, но учитывая вклад в изменение геометрии и возможность использования высотного сопла начиная с поверхности Земли, должны перекрыть затраты.
Во втором варианте: внутрь высотного сопла вставляется веретенообразная сердцевина вдоль оси сопла. Она так же снижает степень расширения, пока движение идет в нижних слоях атмосферы, а за тем просто отстреливается или отгорает.
Вы не можете просматривать это вложение.
Кхм... А этот патент, случаем, не описывает Вашу идею?.. https://patentimages.storage.googleapis.com/d3/9e/74/b3645178bc5526/US7815146.pdf
"A fixed sized bell rocket nozzle is lined with a layer of combustible material that is ignited during launch ignition and burns to outgas into the rocket exhaust for spatially variably confining the exhaust and perfecting an effective variably sized altitude compensating exhaust nozzle that maximizes lift during the launch of a spacecraft into orbit. "

Цитата: C-300-2 от 19.04.2022 16:51:22
Цитата: Гусев_А от 16.04.2022 07:52:40Если рассматривать сопло Лаваля для 1-х ступеней, а особенно для 2-х ступеней РН собранных в пакет, то его степень расширения не может быть оптимальна как для высот на уровне Земли, так и высот на выходе из атмосферы. Так для сопла с большой степенью расширения на высоте поверхности, давление атмосферы будет больше чем давление истекающих газов на срезе сопла, что может привести к обратным ударным волнам и возникновению автоколебаний. На высоте же у сопла с не большой степенью расширения, УИ меньше. Есть решения, где на сопло устанавливается надвигающийся сопловый насадок, это сразу решает оптимальность его работы, как на низких так и на больших высотах. Но это механизм с движущими частями и механическими приводами. У самолетов иногда сопло набрано из пластинок, которые так же с помощью приводов могут изменять его степень расширения.
Может конечно это давно известно. Но я подумал, почему бы не изменять степень расширения сопла, преднамеренной установкой заужения сопла на начальных этапах работы, пока полет идет в низких слоях атмосферы. И степень расширения нужна не большая.
Так в первом варианте: можно в высотное сопло вставлять топливную шашку в виде конусообразной втулки. Только с гладкой внутренней поверхностью, а не со звездочкообразной, как у ТТРД. Она в течении нескольких десятков секунд выгорает, постепенно изменяя степень расширения. Кроме того его внутренняя поверхность сможет иметь более высокую температуру, чем просто стенки сопла. Продукты его сгорания, вдоль поверхности будут увеличивать давление. Конечно энергетический вклад от сгорания шашки будет не на столько эффективен как сгорание жидкого топлива, но учитывая вклад в изменение геометрии и возможность использования высотного сопла начиная с поверхности Земли, должны перекрыть затраты.
Во втором варианте: внутрь высотного сопла вставляется веретенообразная сердцевина вдоль оси сопла. Она так же снижает степень расширения, пока движение идет в нижних слоях атмосферы, а за тем просто отстреливается или отгорает.
Вы не можете просматривать это вложение.
Кхм... А этот патент, случаем, не описывает Вашу идею?.. https://patentimages.storage.googleapis.com/d3/9e/74/b3645178bc5526/US7815146.pdf
"A fixed sized bell rocket nozzle is lined with a layer of combustible material that is ignited during launch ignition and burns to outgas into the rocket exhaust for spatially variably confining the exhaust and perfecting an effective variably sized altitude compensating exhaust nozzle that maximizes lift during the launch of a spacecraft into orbit. "

Масштабы не те:


C-300-2

Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 19.04.2022 17:14:15Масштабы не те:

А в патенте же говорится не о масштабе, а об общем принципе.

Гусев_А

#30
Вы не можете просматривать это вложение.
Цитата: C-300-2 от 19.04.2022 16:51:22Кхм... А этот патент, случаем, не описывает Вашу идею?.. https://patentimages.storage.googleapis.com/d3/9e/74/b3645178bc5526/US7815146.pdf
"A fixed sized bell rocket nozzle is lined with a layer of combustible material that is ignited during launch ignition and burns to outgas into the rocket exhaust for spatially variably confining the exhaust and perfecting an effective variably sized altitude compensating exhaust nozzle that maximizes lift during the launch of a spacecraft into orbit. "
Я так и знал. "Все украдено до нас"
Ни чего страшного. "Мы пойдем другим путем"
Как то видел статью про чашкообразные сопла. Сам оценивать правдивость не возьмусь, но было заявлено, что возможно достичь тех же параметров, что и классические. В них как видно  сверхзвуковая струя газа движется вдоль вогнутой поверхности.
Так вот если рассмотреть возможности изогнутых сопел. В них плотность потока по радиусам в канале обязана быть разная. (центробежные силы) Так у внешней стенки плотность газа максимальная, а у внутренней минимальная. Чисто интуитивно так же и с давлением.
Если обратиться к посту несколько выше.
Цитата: C-300-2 от 18.04.2022 13:18:05В своё время Аэроджет разработал технологию ТАН-сопла с изменяемой степенью расширения за счёт вдува газа в закритическую часть сопла.
То можно допустить, что подача забортного воздуха в качестве рабочего тела, в условиях плотной атмосферы сможет увеличить тягу.
Если из камеры сгорания, после критического сечения, сопло не только расширяется, но и изгибается, то предположительно вдоль внутренней стенки возникает разряжение, туда и в том же направлении подается воздух. Не готов сказать есть ли смысл перед этим в нем для нагрева сжечь немного топлива. Или топливо распылить, чтоб оно сгорело в сопле...

C-300-2

Цитата: Гусев_А от 20.04.2022 10:30:08Я так и знал. "Все украдено до нас"
Нос выше! Вы теперь можете и должны считать, что ваша мысль работает на уровне ракетных инженеров.  :)

C-300-2

Цитата: Гусев_А от 20.04.2022 10:30:08Как то видел статью про чашкообразные сопла. Сам оценивать правдивость не возьмусь, но было заявлено, что возможно достичь тех же параметров, что и классические.
Мой совет - обратить к Виктору Дмитриевичу Горохову, Главному конструктору КБХА. Подробно изложите свою идею, сделайте и приложите к письму схемы.

У меня сложилось впечатление, что Виктор Дмитриевич стремится создать нечто новое и любит порой экзотичные схемы.

Гусев_А

Цитата: C-300-2 от 20.04.2022 11:05:51
Цитата: Гусев_А от 20.04.2022 10:30:08Как то видел статью про чашкообразные сопла. Сам оценивать правдивость не возьмусь, но было заявлено, что возможно достичь тех же параметров, что и классические.
Мой совет - обратить к Виктору Дмитриевичу Горохову, Главному конструктору КБХА. Подробно изложите свою идею, сделайте и приложите к письму схемы.

У меня сложилось впечатление, что Виктор Дмитриевич стремится создать нечто новое и любит порой экзотичные схемы.
Очень благодарю за "высокое доверие".
Что бы предлагать что то серьезно нужно даже не только что то придумать, еще и изучить тему, сделать расчет и все это оформить красиво. Потому что, я уже знаю ни кто за тебя ни чего считать не будет.
А я наверно последнее свое дифференциальное уравнение решил еще в 88 году прошлого века. Да научных и технических статей я читаю не так мало, но формулы пропускаю мимо, лишь когда что то возбудит интерес посмотрю типа как относится одна величина относительно другой, линейно или пропорционально квадрату... Наверно на каждую третью интересную статью у меня находится альтернативное решение. Все вот эти "изобретения" образовались "по ходу пьесы". Есть конечно несколько тем над которыми я чесал затылок, но на данный момент там больше вопросов чем ответов. А более простые идеи, некоторые из них даже были воплощены в изделия, что бы вывести в свет нужны еще и организаторские способности. Есть изделия которым уже лет 20, а аналогичного не видел до сих пор, даже у китайцев.
Естественно очень хотелось бы пообщаться с технически грамотным человеком, который смог бы выслушать, пускай даже натыкать носом в ошибки, но хоть сказать в чем они заключаются.
Про обращение к Виктору Дмитриевичу я подумаю. Что я смогу предложить и в каком виде.

Гусев_А

Вы не можете просматривать это вложение.

Есть идея несколько нового ПВРД с детонационным горением. Ближайшим аналогом является спиновой ПВРД, где детонационная волна двигаясь по кругу в цилиндрическом зазоре поджигает топливо, подающееся непрерывно.
В моем двигателе, этот зазор может быть развернут в плоскость и совмещен с плоскостью крыла. Спереди в щель-воздухозаборник поступает воздух, смешивается с топливом, которое подается короткими порциями непосредственно перед моментом прохождения ДВ (детонационной волны). При этом нет необходимости принимать меры, чтоб ДВ не вырвалась далеко вперед, которые увеличивают общее сопротивление воздухозаборника. ДВ и порции жидкого (распыленного) и газообразного топлива подаются в ПВРД специальным задающим двигателем с частотой более чем 500-1000 раз в секунду, независимо от сиюсекундной обстановки в ПВРД. Так что при срывах потока, связанных с маневрами, новая порция топлива и ДВ подается все равно, что обеспечит восстановление работы ПВРД сразу, как поток снова станет приемлемый. Если есть необходимость иметь большую частоту, то можно установить несколько задающих двигателей с синхронной работой, но со смещением по фазе.
Специальный задающий двигатель, это так же моя новая идея. Это роторный двигатель внутреннего сгорания. Придумано уже целый ряд модификаций различного назначения, с обычным и детонационным горением. Он удивительно простой и компактный. В нем ВСЕ движущиеся детали жестко посажены на валы и вращаются вокруг своих центров масс. Поэтому он может быть раскручен до рекордных оборотов. Уплотнения значительно проще чем у двигателя Ванкеля, смазываемые поверхности защищены от воздействия ДВ. Базовые модификации работают по классическому циклу (всасывание, сжатие, рабочий ход, выхлоп), но цикл задающего двигателя несколько изменен.
У двигателя есть прототип, известный с начала прошлого века, и даже несколько разных коллективов создавали его в металле. Но он имеет большой, тяжелый и очень неудобный недостаток, сводящий на нет целый ряд удивительных достоинств. В моем двигателе на этот недостаток воздействует в сотни или даже в тысячи раз меньшие механические усилия, особенно ударные, даже несмотря на возможное применение детонации, и его габариты и сложность значительно меньше. В двигателе нет клапанов ни газораспределения, ни топливных или масляных насосов. ДВ в рабочей камере создается после такта сжатия, и как в PDE, проходит и выходит свободно по прямой, не встречая ни клапанов, ни других препятствий. Температура выхлопа отработанных газов (но не ДВ) очень низкая, несмотря на огромные обороты и детонационное сгорание. Максимум энергии переходит в механическую работу + выпущенная ДВ почти без газов. В отличии от поршневых двигателей, здесь газ давит на нагрузку всегда под прямым углом, как будь то нагрузка находится по обратную сторону поршня, а не под разными углами, как у кривошипа-шатунного механизма. В моем двигателе вообще никакой механизм не препятствует движению роторов, все его ускорения уравновешивают только давление газа в камерах и давление перекачиваемых жидкостей, что должно значительно повышать КПД. Двигатель очень прост, количество деталей в несколько раз меньше чем у поршневых ДВС. И еще одна его удивительная особенность, то что сумма объемов рабочих камер и камер насосов, не на много меньше, чем габаритный объем самого двигателя (вместе со стартером). Если использовать эксклюзивно прочные и особо термостойкие конструкционные материалы, то объемы могут быть даже почти равны. Другого на столько компактного двигателя я не знаю.
Ищу товарища для доведения данной идеи до возможности реализации.

Гусев_А

Вы не можете просматривать это вложение.

Тут еще небольшая мысль.
В случае, когда 1-я и 2-я ступень со старта работают параллельно, то на 2-й ступени для изменения степени расширения можно использовать выдвигающийся "карандаш". В плотной атмосфере он максимально задвинут и не сужает критического сечения. В разряженной, он выдвигается (это единственное его выдвижение за полет) и заужает критическое сечение. Возможно даже в несколько раз. От этого степень расширения кратно увеличивается и сопло становится уже высотным. Да такой двигатель с высотным соплом уже имеет  меньшую тягу (и расход) при том же давлении, но УИ возрастает. На том отрезке полета можно обойтись и меньшей тягой. А то что поверхность скольжения цилиндра будет уничтожена, то это не важно, возвращать карандаш обратно уже не нужно.
Еще этот карандаш можно использовать для руления, при небольшом отклонении его от центра. Возможно этот способ окажется даже более простым и легковесным, чем качать весь двигатель, или ставить дополнительные рулевые ЖРД.

C-300-2

Это уже запатентовано сто раз. В Келдыше вроде даже ОСИ были. 
А на ракете комплекса С-75 была груша для изменения площади критики для разной начальной температуры заряда.

Гусев_А

Вы не можете просматривать это вложение.

Это уже не ново, но если представить данную конструкцию, как двигатель средней тяги.
Энергию для вращения лопастей используем электрическую от ядерного реактора. Недавно проводились эксперименты по использования вращения для начального разгона РН, и они предполагают придать начальную скорость более 2-х км/с, и это для увесистого изделия в закрытом корпусе, который потом должен открыться. Для данного двигателя если использовать например ртуть, то можно разогнать рабочее тело в вакууме до 10 и даже чуть более км/с. Это в 2-3 раза больше чем у ЖРД, но в несколько раз меньше чем ЯРД на водороде. Ту же ртуть доставить на орбиту и хранить там и в полете некоторое время во много сот раз проще чем водород, а размер, массу  и технологичность баков вообще даже сравнивать не корректно. Применить ЯРД на водороде для активного гравитационного маневра например у Юпитера не возможно. Очень проблемно привести водород. Данный двигатель в качестве источника энергии использует ядерный реактор, который вырабатывает эл.энергию. Так например, если его использовать для набора 2-й космической скорости, нескольких активных маневров, а потом отбросить и пользоваться ЭРД от того же реактора. ЯРД на водороде в основном имеет другую конструкцию и для выработки эл.энергии не подходит. 
Устройство двигателя очень простое. Эл.двигатель раскручивает лопасти, внутри которых расположен канал, по профилю схож с соплом Лаваля, но с учетом влияния центробежной силы. Короткая порция жидкой перегретой ртути под давлением подается в сопло, там превращается в газ, в критическом сечении набирает скорость звука, а в расширении набирает сверхзвук. Но для ртути это очень маленькие скорости, поэтому основной вклад в разгон, это скорость по касательной. А высокая скорость по каналу нужна для того чтоб порция получилась более компактной и вышла вся за минимальный угол.
Очень неприятно то, что небольшая часть ртути все таки сможет попасть на аппарат, что было бы плачевно для чувствительной аппаратуры. По этому возможно, что на время работы двигателя аппарат придется одеть в накидку. Вроде уже были подобные проблемы у ЭРД работающие на йоде и цезии.

SONY

Цитата: Гусев_А от 26.07.2022 11:56:52Для данного двигателя если использовать например ртуть, то можно разогнать рабочее тело в вакууме до 10 и даже чуть более км/с. Это в 2-3 раза больше чем у ЖРД, но в несколько раз меньше чем ЯРД на водороде.
ЯРД на водороде - это 9 км/с.

Leonar

Цитата: Гусев_А от 18.04.2022 06:07:20Благодарю. Пусть не на самых удачных примерах, но кое в чем вроде немного разобрался. (не во всем)
:) При следующем посещении  Японии, постараюсь доехать до Окинавы. :)  Прошлый раз самой южной точкой был действующий вулкан Асо Сан. :)
А для чего сей спитч? Извиняюсь?