Минимальный классический ЖРД ВПВ-пропан

[avmich]

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?

[Настрел]

А ВПВ вообще получится охлаждать? Она же разлагаться начнет от температуры, ато и рванет...

[Старый]

Вообще двигатель с вытеснительной подачей и регенеративным охлаждением это такая редкость. Как бы не совсем нету.

[Glaurung]

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?

[avmich]

Sellin 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.

Старый пишет:
Вообще двигатель с вытеснительной подачей и регенеративным охлаждением это такая редкость. Как бы не совсем нету.

Редкость, да.

Glaurung 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.

[Salo]

В камере пусть себе разлагает. При тяге 5 Кгс охлаждение может быть завесным, или абляционным.

[avmich]

Salo пишет:
В камере пусть себе разлагает. При тяге 5 Кгс охлаждение может быть завесным, или абляционным.

А какой УИ при этом будет?

[C-300]

avmich 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.

[Антон Матвеев]

А каково назначение проектируемого двигателя?На какое количество включений?И почему там пропан в качестве горючего, а не керосин?

[avmich]

Антон 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.

[avmich]

Александр Хороших пишет:

avmich 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...

[C-300]

avmich 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

[m-s Gelezniak]

Александр Хороших пишет:

avmich

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.

[Антон Матвеев]

avmich пишет:

Антон 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?

[avmich]

Давайте считать ресурс большим. Давайте 10000 с поставим, если нужна конкретная цифра. С какого-то момента рост ресурса уже не так важен.

[C-300]

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".

[C-300]

Мысли вслух: опять же подогретая ВПВ будет легче разлагаться на катализаторе КС...

[C-300]

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.

[C-300]

avmich 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.

[C-300]

А ТНА не получится сделать?.. 

[C-300]

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.

[C-300]

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. 

[C-300]

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.

[avmich]

Александр 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.

[avmich]

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 насоса - автор пишет, такие штуки удобны при изменениях тяги)

[avmich]

Александр 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.

[C-300]

avmich 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. 

avmich 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?

[m-s Gelezniak]

Цельно кaтaннaя огневaя стенкa от доски до срезa зaкритической чaсти. И рaзборнaя (продольно), кaнaльно силовaя чaсть (Три, четыре секторных чaсти).

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

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???

[m-s Gelezniak]

Александр 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.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

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...  :-)

[Salo]

avmich пишет:

Количество включений хочется иметь неограниченным. Запуск - самовоспламенение разложенной перекиси с горючим.

Несамовоспламеняющаяся пара однако.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

m-s Gelezniak пишет:

Александр 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...       

[avmich]

Александр Хороших пишет:

avmich 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.

avmich 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?

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Александр Шлядинский пишет:

m-s Gelezniak пишет:

Александр 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!   :-)

[Александр Ч.]

Salo пишет:

avmich 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"  

[avmich]

Salo пишет:

avmich пишет:

Количество включений хочется иметь неограниченным. Запуск - самовоспламенение разложенной перекиси с горючим.

Несамовоспламеняющаяся пара однако.

Самовоспламеняющаяся, однако .

[Старый]

Александр 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.

[m-s Gelezniak]

Александр Шлядинский пишет:

Александр Шлядинский

пишет:

m-s Gelezniak пишет:

Александр 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?
   

[avmich]

Александр 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.

[m-s Gelezniak]

avmich пишет:

Александр 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.

[avmich]

Александр Ч. пишет:

Salo пишет:

avmich 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...

[avmich]

m-s Gelezniak пишет:

avmich пишет:

Александр 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...

[Александр Ч.]

avmich 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.

[Настрел]

Александр Ч. пишет:

avmich 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 )

[Александр Ч.]

Sellin 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.

[Настрел]

Александр Ч. пишет:

Sellin 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

[avmich]

Александр Ч. пишет:

avmich 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/

[C-300]

m-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.

[Александр Ч.]

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.

[Плейшнер]

Александр Ч. пишет:
у керосина температура самовоспламенения раза в два ниже чем у пропана.

ЕМНИП, керосин-300, пропан-465. метан-595 Цельс.

[m-s Gelezniak]

Александр Хороших пишет:

m-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.

[C-300]

m-s Gelezniak пишет:
A мы огневую стенку не трогaем.

Так в огневой же стенки каналы-то делают

m-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.

[m-s Gelezniak]

Александр Хороших пишет:

m-s Gelezniak

пишет:
A мы огневую стенку не трогaем.

Так в огневой же стенки каналы-то делают

m-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.

[C-300]

m-s Gelezniak пишет:
огневой доски

Чево?..

m-s Gelezniak пишет:
Огневaя стенкa цельно кaтaннaя с отбуртовкой от флaнцa огневой доски до срезa охлождaемой зaкритики.

Нарисовать можете? Я на словах плохо понимаю.

[avmich]

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?

[C-300]

avmich 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.

[avmich]

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?

[m-s Gelezniak]

Александр Хороших пишет:

m-s Gelezniak

пишет:
огневой доски

Чево?..

m-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?
 

[m-s Gelezniak]

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

[m-s Gelezniak]

avmich 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.

[C-300]

avmich 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  

avmich пишет:
С завесой лучше, но там вопрос - какие потери будут эффективного УИ?

А куда деваться?

avmich пишет:
Что имеется в виду под газодинамическим профилем?

Зависимость радиуса профиля от расстояния от начала координат (отсчёт от форсуночной головки).

[C-300]

m-s Gelezniak пишет:
Рaскaтaннaя нa состaвной опрaвке оболочкa. Хим фрезеровку делaть?
 

Аааа, вон оно чего. 
Вопрос с забиванием каналов припоем остаётся

[m-s Gelezniak]

Александр Хороших пишет:

m-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. 

[C-300]

А какой режим работы? Импульсный или непрерывный? Если импульсный, то можно КС сделать из куска меди - т. н. ёмкостное охлаждение.

[avmich]

m-s Gelezniak пишет:

Александр Хороших пишет:

m-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?..

[C-300]

m-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.

[avmich]

Александр Хороших пишет:

avmich 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 )

avmich пишет:
С завесой лучше, но там вопрос - какие потери будут эффективного УИ?

А куда деваться?

avmich 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?

[m-s Gelezniak]

Александр 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.

[C-300]

avmich 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.

avmich 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

[C-300]

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...

[m-s Gelezniak]

Александр Хороших пишет:

m-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.

[avmich]

Александр 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.

[m-s Gelezniak]

avmich пишет:

m-s Gelezniak

пишет:

Александр Хороших пишет:

m-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.

[avmich]

Александр 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...

[C-300]

Считать охлаждение двигателя на 5 кгс тяги не буду - заранее ясно, что не получиться.
Могу оценить минимальную тягу, при которой обеспечивается охлаждение КС. Делать?

[avmich]

Александр 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.

[avmich]

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 ...

[avmich]

Для тех, кто так и не уснул ещё идея - для снижения теплопотока делать радиусы камеры и критики менее различающимися - "скоростная" камера.

[avmich]

Александр 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).

[avmich]

Александр 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...

[SGS_67]

Тогда попробуйте посчитать "утопленника".
Возможно, с отводом части тепла на внешнюю поверхность аппарата.