Союз-СПГ / Амур-СПГ

[Старый]

Salo пишет:
Т.е. РД-191 будет иметь тягу 100 тс, РД-180 -200 тс а РД-171 -400 тс. Чтобы этого избежать, придётся увеличивать диаметр КС примерно в 1,4 раза, а значит и диаметр критики и среза сопла подрастут. КС придётся делать заново.
Мощность ТНА упадёт примерно в четыре раза, значит и тут придётся всё делать заново. Все наработки коту под хвост.

РД-191 в полёте дефорсируют почти втрое и ничего, всё работает и ни одной наработки коту под хвост.
Однако в дальнейшем да, разработаем новые двигатели на простых технологиях.

[Старый]

Чтобы при снижении давления не падала тяга достаточно увеличить критическое сечение. Больше ничего менять не надо.

[fagot]

Это фактически новая камера. ТНА, впрочем, тоже.

[Старый]

fagot пишет:
Это фактически новая камера. ТНА, впрочем, тоже.

Почему при трёхкратном дросселировании РД-191 не делают ни новой камеры ни нового ТНА?

Изменить геометрические размеры в области критического сечения не означает новой камеры. Так как механические и тепловые нагрузки снизятся то ничего ни в технологиях ни в других частях менять не нужно.

[Salo]

Старый пишет:
Чтобы при снижении давления не падала тяга достаточно увеличить критическое сечение. Больше ничего менять не надо.

Что одновременно уменьшает УИ.

[Старый]

Salo пишет:

Старый пишет:
Чтобы при снижении давления не падала тяга достаточно увеличить критическое сечение. Больше ничего менять не надо.

Что одновременно уменьшает УИ.

При снижении давления УИ естественно уменьшится.

[fagot]

Старый пишет:
Почему при трёхкратном дросселировании РД-191 не делают ни новой камеры ни нового ТНА?

И что при этом происходит с его УИ и тяговооруженностью? Дросселирование вынужденная мера для экономии топлива или снижения перегрузок, если этот режим сделать номинальным, получим переразмеренный втрое двигатель с перерасширенным соплом и ухудшенным смесеобразованием..

Старый пишет:
Изменить геометрические размеры в области критического сечения не означает новой камеры. Так как механические и тепловые нагрузки снизятся то ничего ни в технологиях ни в других частях менять не нужно.

Т.к. изменится геометрия, камеру придется проектировать и испытывать заново. Т.к. изменится соотношение между напором и расходом насосов и потребная мощность, заново придется делать и ТНА.

[Старый]

fagot пишет:
И что при этом происходит с его УИ и тяговооруженностью?

Тяга естественно падает, а УИ, говорят, падает незначительно, по крайней мере в вакууме.

Дросселирование вынужденная мера для экономии топлива

Я понимаю, тем более что это происходит с Ангарой. Но ничего страшного при этом с двигателем не происходит. УИ падает пропорционально падению давления как это произошло бы с любым двигателем с более низким давлением, ТНА и всё прочее продолжает работать без проблем.

Т.к. изменится геометрия, камеру придется проектировать и испытывать заново. Т.к. изменится соотношение между напором и расходом насосов и потребная мощность, заново придется делать и ТНА.

Так как в камере ничего принципиально не изменится то будет иметь место лишь локальный перерасчёт и контрольное испытание которое и так проводится на серийных двигателях.
 ТНА прекрасно работает при многократном дросселировании значит ничего менять в нём вообще не надо.

[Salo]

чтобы увеличить тягу в 262 атм/120 атм =2,17 раза нужно увеличить диаметр критики в √2,17=1,47 раза. Диаметр критики РД-191 235,5 мм. Значит диаметр критики дефорсированного двигателя будет:
235,5 мм *1,47=346 мм.
Диаметр самой КС 380 мм. Камера превращается из скоростной в полутепловую.
Одновременно геомтрическая  степень расширения сопла уменьшается с 36,87 до 17.
По обеим причинам УИ упадёт.

[Salo]

Старый пишет:
Тяга естественно падает, а УИ, говорят, падает незначительно, по крайней мере в вакууме.

УИ в вакууме определяется геометрией КС.

[fagot]

Старый пишет:
Тяга естественно падает, а УИ, говорят, падает незначительно, по крайней мере в вакууме.

У семейства РД-170 вакуумный УИ падает на 5 с при дросселировании на 50 %.

Старый пишет:
Я понимаю, тем более что это происходит с Ангарой. Но ничего страшного при этом с двигателем не происходит. УИ падает пропорционально падению давления как это произошло бы с любым двигателем с более низким давлением, ТНА и всё прочее продолжает работать без проблем.

Из-за перерасширения земной УИ падает в большей степени, чем для оптимального для такого давления в КС сопла.

Старый пишет:
Так как в камере ничего принципиально не изменится то будет иметь место лишь локальный перерасчёт и контрольное испытание которое и так проводится на серийных двигателях.

Все геометрические обводы камеры изменятся, форсуночная головка так же будет изменена, поэтому перерасчет и испытания будут как для новой камеры. Но это, впрочем, не очень страшно, т.к. все равно надо испытывать и новый ТНА.

Старый пишет:
ТНА прекрасно работает при многократном дросселировании значит ничего менять в нём вообще не надо.

При дросселировании и форсировании почти не меняется соотношение между напором и расходом, в данном же случае соотношение изменится более, чем в два раза, так что прекрасно работать он не будет.

[Вернер П.]

Старый пишет:
Почему при трёхкратном дросселировании РД-191 не делают ни новой камеры ни нового ТНА?

Изменить геометрические размеры в области критического сечения не означает новой камеры.

При дросселировании давление и тяга камеры изменяются в следствии уменьшения расхода
Насколько понимаю, если сохранить прежний расход при меньшем давлении - это совсем другая камера

[Старый]

Salo пишет:
чтобы увеличить тягу в 262 атм/120 атм =2,17 раза нужно увеличить диаметр критики в √2,17=1,47 раза. Диаметр критики РД-191 235,5 мм. Значит диаметр критики дефорсированного двигателя будет:
235,5 мм *1,47=346 мм.
Диаметр самой КС 380 мм. Камера превращается из скоростной в полутепловую.

 Мы уменьшаем и тягу так как полная тяга ни РД-191 ни РД-170 нам не нужна.
А точно тяга уменьшается прямо пропорционально давлению?

Одновременно геомтрическая степень расширения сопла уменьшается с 36,87 до 17.
По обеим причинам УИ упадёт.

Для УИ важна газодинамическая степень расширения которая при одинаковом давлении на срезе и уменьшении вдвое давления в камере естественно упадёт тоже вдвое. УИ уменьшится секунд на 10-15 как я думаю.

[Вернер П.]

Старый пишет: 
Разработать двигатель под обычный авиационный керосин не судьба?

Для вытеснительной системы - пожалуйста, в ОТРАГе использовали вообще дизтопливо, в ракетах Скорпиус авиационный керосин JET-A1 (наш аналог ТС-1). Правда ни та ни другая до орбиты так и не  долетела

Проблема, насколько понял, именно в низких охлаждающих свойствах керосина, когда в рубашке охлаждения тяжелые фракции образуют нагар а легкие наоборот, кипят.

пс Кстати, попадалась информация, что давление 70 атм в первых керосиновых двигателях, обусловлено также плохими охлаждающими свойствами керосина. При давлении в камере 70 и ниже продукты сгорания керосина образуют в камере слой сажи, которая чуть ли не вдвое уменьшает тепловой поток в стенку камеры.

[Старый]

Плейшнер пишет: 
пс Кстати, попадалась информация, что давление 70 атм в первых керосиновых двигателях, обусловлено также плохими охлаждающими свойствами керосина. При давлении в камере 70 и ниже продукты сгорания керосина образуют в камере слой сажи, которая чуть ли не вдвое уменьшает тепловой поток в стенку камеры.

Плохие охлаждающие свойства керосина это проблема.
Если бы продукты сгорания образовывали слой сажи и это уменьшало бы теплопоток в стенку, то это было бы счастье так как проблема охлаждения упрощалась бы. В таких двигателях как РД-253 и НК-33 стенку специально покрывают изнутри керамическим покрытием с целью уменьшить теплопоток.
 К сожалению сажа не получается так как углерод керосина окисляют только до СО и газ в камере сгорания окислительный, так что сажа сгорает, точнее вообще не может образоваться. 

Высокое давление в камере сгорания кроме естественного повышения удельного импульса имеет целью и повысить температуру кипения керосина в тракте охлаждения. Так что проблема вскипания лёгких фракций решена. 

В целом можно сказать что если проблема охлаждения керосином решена в таких двигателях как РД-170 и 191 то она будет решена и в двигателях с меньшим давлением в камере. 

[Вернер П.]

Решена, но с использованием специальных ракетных керосинов. Не авиационных

[Вернер П.]

Старый пишет:

Плейшнер пишет:
пс Кстати, попадалась информация, что давление 70 атм в первых керосиновых двигателях, обусловлено также плохими охлаждающими свойствами керосина. При давлении в камере 70 и ниже продукты сгорания керосина образуют в камере слой сажи, которая чуть ли не вдвое уменьшает тепловой поток в стенку камеры.

Плохие охлаждающие свойства керосина это проблема.
Если бы продукты сгорания образовывали слой сажи и это уменьшало бы теплопоток в стенку, то это было бы счастье так как проблема охлаждения упрощалась бы. 

Об этом и речь, это счастье, сажа образуется - камеру охлаждать легче, но "халява" заканчивается при давлении выше 70

[Старый]

Плейшнер пишет: 
Об этом и речь, это счастье, сажа образуется - камеру охлаждать легче, но "халява" заканчивается при давлении выше 70

Чтото я сомневаюсь что при окислении углерода до СО сажа будет образовываться.

[Вернер П.]

Старый пишет:

Плейшнер пишет:
Об этом и речь, это счастье, сажа образуется - камеру охлаждать легче, но "халява" заканчивается при давлении выше 70

Чтото я сомневаюсь что при окислении углерода до СО сажа будет образовываться.

При случае поищу источник, самому интересно подробности.
Всегда  удивляла схожесть давлений в открытых керосинках в районе 70 атм. при разных ГГ от перекисных до "на основных компонентах" что трудно объяснить только одной  оптимизацией по УИ

[Старый]

Плейшнер пишет: 
При случае поищу источник, самому интересно подробности.
Всегда удивляла схожесть давлений в открытых керосинках в районе 70 атм. при разных ГГ от перекисных до "на основных компонентах" что трудно объяснить только одной оптимизацией по УИ

Да вроде в разных двигателях разное давление. 70 атм это в Р-7. В Торе и Атласе меньше, в Р-9 - больше. В Флаконе ещё больше. 
Вобще 70-90 атмосфер это оптимальное давление для открытой схемы.