Многокамерный VS однокамерный

[avmich]

А если бы тогда Глушко тупо пошел путем создания советского Ф-1?

Тогда "Энергия" так и не полетела бы :lol:

Нмого неясно почему сделать 4 напряженные камеры легче чем 1 малонапряженную и сделать чудовищный ТНА легче чем нечудовищный.
Собсно Владимир меня волнует другой вопрос.
А именно - перейти на водород и полностью похерить керосин?

По-моему, Глушко бы просто не стал делать малонапряжённую камеру - и не было Сталина его переубедить.

Думаю, правда, Глушко был бы прав и мог бы сделать тягу и УИ РД-170 в одной камере - хотя это бы и было сложнее.

[avmich]

А именно - перейти на водород и полностью похерить керосин?

Давно предлагается, но начинают рассказывать байки о его взрывоопасности, что обычно парируют байкой о расстреле цистерны. Тогда начинают плакаться о дороговизне.

Можно ещё рассказывать байки (?) про то, что у амеров работает.

А насчёт дороговизны - надо внимательно смотреть на причины. Те же американцы в Колорадо такой центр для работы с ЖВ (в том числе) отгрохали - непрерывная замена воздуха, водород не успевает накапливаться.

Ещё можно показать пальцем на БМВ, которая на ЖВ ездит. Мелкосерийная.

[Petrovich]

Честно говоря, подзабыл схему качания движков "Сатурна-5",.

На обеих ступенях качание в двух плоскостях

[SpaceR]

Честно говоря, подзабыл схему качания движков "Сатурна-5",.

На обеих ступенях качание в двух плоскостях

Ок, спасибо!
Следовательно, возвращаясь к теме топика и моему сообщению -

Хотя по надежности - она начинается именно с 5, как у 2 ступени Сатурна 5,  при отказе одного из 4 на 3 не улетишь.

Тут как раз ситуация совершенно равноценная в части устойчивости к отказам - что 4 ЖРД, что 5 (из которых один в центре неподвижный) - одинаково сложно управлять при отказе одного движка.
Исключение - только если в 5-двигательной сборке вдруг откажет как раз центральный. Но вероятность именно такого расклада невелика.

Вроде как нигде не ошибся. Что 5 ЖРД, что 4 - при отказе одного из боковых сложности с управлением ступени возникают примерно одинаковые. Если двигатели качались в двух плоскостях, то дальнейший полёт вполне возможен, если в одной плоскости - то очень вряд ли.
При отказе одного из 5 провал по тяге составит 20%,  для одного из 4 -   25%, что принципиальной разницей не является.

Причём если бы произошла авария одного из F-1 на Сатурне-5 прямо на старте после КП, то ракета наверняка бы разворотила ПУ, тяговооружённости 1,2 явно недостаточно для увода.
Вот если делать РН с начальной тяговооружённостью хотя бы 1,4 для 4-х ЖРД или 1,3 для пяти, то шансы аварийного увода уже появляются. хотя и минимальные.

[LG]

А если бы тогда Глушко тупо пошел путем создания советского Ф-1?

Тогда "Энергия" так и не полетела бы :lol:

Нмого неясно почему сделать 4 напряженные камеры легче чем 1 малонапряженную и сделать чудовищный ТНА легче чем нечудовищный.

Глушко к середине 1970-х утратил опыт отработки кислородно-керосиновых ЖРД открытой схемы, с которой он к тому же намучился еще при доводке РД-111. Ну, и чудовищных размеров камера тоже требовала решения технологических проблем.

Собсно меня волнует другой вопрос.
А именно - перейти на водород и полностью похерить керосин?

Так я - за

Интересно - а ведь тогда была реальная возможность - выкинуть все керосиновые боковухи оставить только водородный центр и плясать от него.

[LG]

Чистый двухступенчатый водородник с того же УКСС на базе ЦБ Энергии выводил бы под 40 тонн.

[октоген]

А мне что-то подсказывает, что для первых ступеней легче остановиться на вонючке. Во всяком случае стоимость движков Дельты-4  абсолютно дебильная. Нам такого точно не нужно.

[НИИзнайка]

А если бы тогда Глушко тупо пошел путем создания советского Ф-1?

Тогда "Энергия" так и не полетела бы :lol:

Ну тупо-не тупо, а РД-270 он начал делать.
И УР-700 никогда не полетел...
.
А ведь четырёхкамерник на основе РД-253  можно было сделать уже в 1965, и может тогда пробили бы "вязать сосиски", пусть не сразу 9 штук.
Впрочем, чем плохи просто 4 штуки 253 - тоже непонятно.
.
А на возражение что столько гептила в случае чего уж очень потравят территорию - проталкивать Н202+керосин с приманкой перекись-пентаборан для верха и перекись-бериллий для выше.
Хотя при выборе топливных пар наверняка была оглядка на США.

[Петр Зайцев]

А именно - перейти на водород и полностью похерить керосин?

Взрывоопасность - фигня (ну ни фигня, конечно, но почитайте старую тему "Страшный Зверь Водород"). Главное в том, что у водорода крайне фиговая плотность, что означает крайне большие баки на нижних ступенях. Это и масса и проблемы с траспортировкой. Супер пример - сравним Дельту 4 Хэви с Протоном: Дельта в 2 раза тяжелее, намного больше по размерам, а выводит столько же. Конечно, на отлетные орбиты она кроет Протон как бык овцу, ну так и понятно отчего. Посему вывод: 1-ю ступень на керосине, 2-ю как хотите, РБ на водороде.

То, что Дельта в 5 раз дороже, ну это я не знаю аргумент ли. У них там ценообразование кривое, частота полетов низкая, обеспечение надежности стоит дороже самой ракеты (я имею в виду рас-ходы списываемые по графе "Mission Assurance", куда много чего входит, но в основном проверки). Может быть в России можно и подешевле. Но ТТХ все равно будут фигня, см. параграф выше.

[Apollo13]

а еще можно просто керосинку в том же диаметре. при тех же размерах ПН будет больше чем на чистом водороде.

[Семён Семёныч Гонтмахер]

Многокамерный VS однокамерный.
Что надёжнее и вообще все плюсы и минусы :
- связка 4 движков с индивидуальными ТНА,
- четырёхкамерный с общим ТНА
- однокамерный вчетверо мощнее?

Если не ошибаюсь здесь большую роль играют соображения связанные с обеспечением устойчивости рабочего процесса. Дело в том, что область неустойчивости расширяется с ростом расходонапряженности. У однокамерных  ЖРД при прочих равных условиях расходонапряженность выше чем у многокамерных следовательно тяжелее обеспечить их устойчивость.

[avmich]

Многокамерный VS однокамерный.
Что надёжнее и вообще все плюсы и минусы :
- связка 4 движков с индивидуальными ТНА,
- четырёхкамерный с общим ТНА
- однокамерный вчетверо мощнее?

Если не ошибаюсь здесь большую роль играют соображения связанные с обеспечением устойчивости рабочего процесса. Дело в том, что область неустойчивости расширяется с ростом расходонапряженности. У однокамерных  ЖРД при прочих равных условиях расходонапряженность выше чем у многокамерных следовательно тяжелее обеспечить их устойчивость.

А расходонапряжённость - это что?

[Семён Семёныч Гонтмахер]

Многокамерный VS однокамерный.
Что надёжнее и вообще все плюсы и минусы :
- связка 4 движков с индивидуальными ТНА,
- четырёхкамерный с общим ТНА
- однокамерный вчетверо мощнее?

Если не ошибаюсь здесь большую роль играют соображения связанные с обеспечением устойчивости рабочего процесса. Дело в том, что область неустойчивости расширяется с ростом расходонапряженности. У однокамерных  ЖРД при прочих равных условиях расходонапряженность выше чем у многокамерных следовательно тяжелее обеспечить их устойчивость.

А расходонапряжённость - это что?

Наскольку помню - расход через еденицу площади камеры.  Расход через еденичную камеру уменьшается пропорционально числу камер. Площадь критики тоже. Но площадь камеры является нелинейной функцией от площади критики поэтому площадь камеры уменьшается в меньшей степени из-за чего удается уменьшить расходонапряженность.  Впрочем я мог здесь чего-то напутать - давненько я зачеты по этому делу сдавал .

Но то что расходонпаряженность связана с устойчивостью рабочего процесса - это я помню очень хорошо.

[avmich]

Многокамерный VS однокамерный.
Что надёжнее и вообще все плюсы и минусы :
- связка 4 движков с индивидуальными ТНА,
- четырёхкамерный с общим ТНА
- однокамерный вчетверо мощнее?

Если не ошибаюсь здесь большую роль играют соображения связанные с обеспечением устойчивости рабочего процесса. Дело в том, что область неустойчивости расширяется с ростом расходонапряженности. У однокамерных  ЖРД при прочих равных условиях расходонапряженность выше чем у многокамерных следовательно тяжелее обеспечить их устойчивость.

А расходонапряжённость - это что?

Наскольку помню - расход через еденицу площади камеры.  Расход через еденичную камеру уменьшается пропорционально числу камер. Площадь критики тоже. Но площадь камеры является нелинейной функцией от площади критики поэтому площадь камеры уменьшается в меньшей степени из-за чего удается уменьшить расходонапряженность.  Впрочем я мог здесь чего-то напутать - давненько я зачеты по этому делу сдавал :( .

Но то что расходонпаряженность связана с устойчивостью рабочего процесса - это я помню очень хорошо.

Я тоже сперва подумал, что расходонапряжённость - это расход, в кг/с, на единицу поперечной площади. Потом вспомнил, что это отношение зависит, в первом приближении, только от топлива и давления. Значит, сказать "большая расходонапряжённость" для двигателей, работающих на том же топливе - всё равно, что сказать "большее давление".

Неустойчивость, конечно, растёт с давлением. Но, если говорить о РД-170 и другом, гипотетическом, двигателе, тоже на кислороде-керосине, и том же давлении, только однокамерном - то оказывается, что раз давление одинаковое, то и расход на поперечное сечение такой же.

Иными словами, если просто увеличить тягу камеры - без изменения давления и сочетания топлива - то этот параметр (расход к площади) сам по себе не растёт. Тогда говорить "У однокамерных ЖРД при прочих равных условиях расходонапряженность выше чем у многокамерных" неверно.

Другое дело, что неустойчивость может расти с размерами камеры... Отработка Ф-1 потому и была такой сложной, несмотря на отработанное давление, что размеры камеры были большие.

С другой стороны, в Си Драгоне камера предлагается ещё больше, и особо большой неустойчивости не ожидается...

[Dmitri]

Многокамерный VS однокамерный.
Что надёжнее и вообще все плюсы и минусы :
- связка 4 движков с индивидуальными ТНА,
- четырёхкамерный с общим ТНА
- однокамерный вчетверо мощнее?

Xм.Такой вопрос может задать человек, который
ничего не знает о двигателях.Зачем же вам тогда отвечать?
Все равно ничего не поймете.
Возьмите книжки и почитайте сами.
Такой вопрос нелеп для двигателей малой тяги.Они всегда состоят
из 1 камеры и сопла. Есть двигатели без ТНА, но так же многокамерные и однокамерные. Кстати вам вопрос.Есть ли трех и двух, шести камерные двигатели? И почему вы вдруг решили, что однокамерный вчетверо мощнее? От чего зависит мощность ракетного двигателя?

[НИИзнайка]

barga44, не пытайтесь изображать из себя ликбезника, из контекста и примеров конкретных двигателей всё достаточно понятно чтоб желающие конструктивно ответить это сделали.
 Впрочем, если Вам есть что сказать чем двигатель вытеснительной подачи с одной большой камерой лучше/хуже по характеристикам, сложности, надёжности, цене, срокам разработки и т.п. чем  2-3-4-5-6-n более мелких, или 2-3-4-5-6-n камерного с общей системой питания ПРИ РАВНОЙ ТЯГЕ- можете написать, если не я - то тут найдутся несомнено кто поймут.

[Alexander Ponomarenko]

Я тоже сперва подумал, что расходонапряжённость - это расход, в кг/с, на единицу поперечной площади. Потом вспомнил, что это отношение зависит, в первом приближении, только от топлива и давления. Значит, сказать "большая расходонапряжённость" для двигателей, работающих на том же топливе - всё равно, что сказать "большее давление".

Нет, не всё равно. Это было бы так только при фиксированном диаметре камеры.

Две камеры на одном топливе и с одинаковым давлением, но разной относительной площадью входного сечения сопла Fc/F* будут иметь разную расходонапряжённость. Просто одна из них будет более скоростоной, чем другая.

Расходонапряжённость может влиять на неустойчивость горения самостоятельно, независимо от давления.

P.S.
ГОСТ 17655-89
Расходонапряженность камеры (газогенератора) - отношение массового расхода продуктов сгорания к площади поперечного сечения камеры (газогенератора) ЖРД у смесительной головки.
Относительная расходонапряженность камеры (газогенератора) ЖРД - отношение расходонапряженности к давлению в камере (газогенераторе) ЖРД.

[Alexander Ponomarenko]

вообще все плюсы и минусы

Еще несколько факторов, в дополнение к сказанному другими:

- габариты: многокамерный двигатель - самый компактный;
- унификация между ДУ для разных ступеней/РН: многодвигательные ДУ могут быть унифицированы по двигателям; многокамерные двигатели могут быть унифицированы по камерам;
- ДУ из одного однокамерного двигателя надежнее сама по себе;
- многодвигательная ДУ более отказоустойчива (при условии достаточной тяговооруженности ступени).

[avmich]

Понятно. Говоря о расходонапряжённости, я всё время имел в виду таковую в критическом сечении (а не форсуночной головки). Понятно, камера может иметь разное отношение площади к критсечению - и, соответственно, расходонапряжённость.

Форсуночная головка и смесительная головка - одно и то же, как я понимаю?

[Alexander Ponomarenko]

Форсуночная головка и смесительная головка - одно и то же, как я понимаю?

Да. Это просто термины из разных ГОСТов (по годам выпуска). Смесительная головка - более современный термин.