РД-270

[avmich]

Сомневаюсь насчёт УИ из-за высокой массы участников  :lol:

Нормальная у них масса, у обоих :) .

Ладно, я флейм прекращаю :) предлагаю вернуться к теме.

[kopiev]

Кстати, что мешает сделать полнопоточный цикл для кислорода на РД-191? По идее, должен получиться по эффективности двигатель сопоставимый с LH2/LOX. Насколько понимаю, на троице РД-170/РД-180/РД-190 только часть кислорода используется в генераторе, ведь так?

[Гость 22]

Кстати, что мешает сделать полнопоточный цикл для кислорода на РД-191? По идее, должен получиться по эффективности двигатель сопоставимый с LH2/LOX. Насколько понимаю, на троице РД-170/РД-180/РД-190 только часть кислорода используется в генераторе, ведь так?

Не так. Кислород газифицируется полностью (за малым исключением того, что идет на охлаждение газовода).

Однако эта пара (керосин/кислород) никогда не будет сопоставима с водородом, даже если удастся каким-то образом газифицировать керосин и использовать его как рабочее тело турбины. Эффективность (УИ) определяется вовсе не этим.

[Гость 22]

Вряд ли европейцы и американцы так и будут сидеть на старых технологиях открытой схемы с умеренными параметрами.

До замкнутой схемы вполне могут дойти. Но вот до ТНА на кислороде...

Если будут в наличии "негорючие" материалы, то и до него дойдут. Им, с их давними традициями раздельных ТНА, так будет даже легче

[Старый]

Если будут в наличии "негорючие" материалы, то и до него дойдут. Им, с их давними традициями раздельных ТНА, так будет даже легче

Не дойдут и не легче им будет. С их давними традициями ТНА на водороде кислород им только гемороекм будет.

Кстати, я тут подумал. Если ТНА на водороде то кислород надо качать только до давления в КС+перепад на форсунках. А если ТНА на кислороде то до КС+перепад на турбине. То есть и мощность кислородного ТНА и давление кислорода на выходе из насоса значительно (раза в два) возрастёт. То есть никакого снижения напряжённости не получится.

[kopiev]

Кстати, что мешает сделать полнопоточный цикл для кислорода на РД-191? По идее, должен получиться по эффективности двигатель сопоставимый с LH2/LOX. Насколько понимаю, на троице РД-170/РД-180/РД-190 только часть кислорода используется в генераторе, ведь так?

Не так. Кислород газифицируется полностью (за малым исключением того, что идет на охлаждение газовода).

Однако эта пара (керосин/кислород) никогда не будет сопоставима с водородом, даже если удастся каким-то образом газифицировать керосин и использовать его как рабочее тело турбины. Эффективность (УИ) определяется вовсе не этим.

Спасибо. То есть РД-170/РД-180/РД-190 - практически полнопоточный замкнутый цикл с дожиганием окислительного газа? На RS-24 (SSME), по-моему, тоже весь водород газифицируется? Просто часть газа получается в обход турбины и камеры предварительного сгорания, используя паразитное тепло при работе.

[Гость 22]

То есть и мощность кислородного ТНА и давление кислорода на выходе из насоса значительно (раза в два) возрастёт. То есть никакого снижения напряжённости не получится.

Получится

В качестве иллюстрации:

Представьте себе двигатель газ+жидкость, в котором температура перед турбиной имеет предельное значение по условиям жаропрочности и жаростойкости.

Что делать, если заказчик потребовал еще более высокое давление в КС? Температуру дальше повышать нельзя, поэтому оставляем ее такой же, но увеличиваем расход газа. Т.е., делаем два ГГ, переходя на полную газификацию обоих компонентов. Мощность ТНА возрастет, но температура останется прежней.

Т.е., здесь видна общеизвестная зависимость "рост давления в КС = рост расхода рабочего тела при постоянной температуре перед турбиной".

Однако, переходя к нашему случаю, эту же зависимость можно выразить как "постоянное давление в КС = рост расхода рабочего тела при снижении температуры перед турбиной".

Как вариант: "постоянное давление в КС = рост расхода рабочего тела при постоянной температуре перед турбиной и снижении перепада на турбине=>снижение давления в ГГ и на выходе из насосов".

Можно также комбинировать снижение температуры и перепада на турбине.

В результате мощность насоса кислорода, конечно, возрастет, но температура и/или перепад на кислородной турбине будут при этом относительно невысокими (~на треть ниже, чем в схеме газ+жидкость с окислительным газом и керосином).

Мощность насоса водорода не измненится, но температура снизится. Как вариант: мощность насоса снизится при неизменной температуре и снижении перепада на турбине.

В целом получаются ТНА с умеренными параметрами.
В качестве дополнительного преимущества - упрощение ТНА за счет ликвидации сложных уплотнений (с продувками гелием на протяжении всей работы двигателя и проч. наворотами).
В качестве недостатка - наличие горячего окислительного тракта, что делает нецелесообразным создание двигателей по этой схеме из распространенных сегодня материалов.

Не дойдут и не легче им будет. С их давними традициями ТНА на водороде кислород им только гемороекм будет.

Это только если делать из стали и сплавов

В противном случае схема газ+газ будет даже проще, чем газ-жидкость. Примерно так же, как газ+жидкость по сравнению с открытой схемой.

[Гость 22]

То есть РД-170/РД-180/РД-190 - практически полнопоточный замкнутый цикл с дожиганием окислительного газа?

По русски это называется "с полной газификацией окислителя".

"Полнопоточный" - похоже на кальку с термина "full-flow staged combustion cycle", который обозначает схему газ+газ.

Поэтому РД-170/РД-180/РД-191 - не "полнопоточные", но выполнены по схеме с дожиганием окислительного генераторного газа, с полной газификацией окислителя.

[kopiev]

То есть РД-170/РД-180/РД-190 - практически полнопоточный замкнутый цикл с дожиганием окислительного газа?

....
"Полнопоточный" - похоже на кальку с термина "full-flow staged combustion cycle", который обозначает схему газ+газ.
....

Так и есть, спасибо.

Немного по IPD (Integrated powerhead demonstrator). На мой взгляд, то что нигде не указывается УИ и достигнутое давление в КС, осзначает, что американцы пока не справились с этой схемой. Или журналистам никто не объяснил суть вопроса. По идее, здесь нужно говорить не о бассейнах топлива и окислителя в секунду, а об сэкономленных бассейнах.

Я так понял, что существовал проект РД-270К (керосин/кислород).
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=4559&highlight=%F0%E4270%EA
Пока что это только слухи?

[Гость 22]

Немного по IPD (Integrated powerhead demonstrator). На мой взгляд, то что нигде не указывается УИ и достигнутое давление в КС, осзначает, что американцы пока не справились с этой схемой.

Насколько я знаю, из железа испытывались только модели отдельных компонентов. Двигателя как такового в железе просто нет. Да и не может быть: это же демонстратор, а не проект двигателя с прицелом на реальное использование.

Я так понял, что существовал проект РД-270К (керосин/кислород).
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=4559&highlight=%F0%E4270%EA
Пока что это только слухи?

Я ничего не знаю об этом (кроме тех же слухов).

[Saul]

Топливо вытесняют инертным газом. На заре космонавтики мало знали винтовые компрессоры. Они компактнее поршневых и не так боятся жидкой фазы. Реально ли, в конце работы ступени, потянуть из бака паровую фазу, вплоть до ваккумирования?

[kopiev]

Топливо вытесняют инертным газом. ...

Во всяком случае не всегда. В случае челнока давление в баках поддерживается компонентами топлива в газзобразном виде.

По всей видимости, можно заключить, что в данном случае такая схема была выбрана с целью обеспечения меньшей температуры на турбинах. Это должно либо исключить ненужные химические реакции в топливе и окислителе, либо привести к более приемлемым условиям функционирования турбин (при более низкой температуре). Также видимо можно сделать вывод, что такая схема наиболее перспективна.

[Salo]

Топливо вытесняют инертным газом. На заре космонавтики мало знали винтовые компрессоры. Они компактнее поршневых и не так боятся жидкой фазы. Реально ли, в конце работы ступени, потянуть из бака паровую фазу, вплоть до ваккумирования?

В смысле они боятся паровой фазы?  Инертным газом не вытесняют, а соэдают необходимое давление на входе в преднасос., чтобы паровая фаза не образовывалась.
А гелий хорошо подходит, поскольку лёгкий.  Бак ЖВ конечно наддувают водородом, ибо он легче гелия.

[Saul]

Аммиачные поршневые холодильные компрессоры иногда ловят гидроудар. А винтовые воздушные и пыль тянут. В конце работы ступени, если центорбежный насос разрыв струи поймал, уже не покачает, результат - остатки топлива, и жидкого и газообразного. Мысль в том чтобы эту болтушку выкачать. Винтовой компрессор, в начале работы, мог бы создавать избыточное давление в баке, а в конце переключиться на ваккумирование. Только чем его крутить. Механический редуктор там лишний наверное.

[Saul]

Да, пожалуй проще в баках конические "приямки" предусмотреть, а горючее водородом давить.

[avmich]

Топливо вытесняют инертным газом. На заре космонавтики мало знали винтовые компрессоры. Они компактнее поршневых и не так боятся жидкой фазы. Реально ли, в конце работы ступени, потянуть из бака паровую фазу, вплоть до ваккумирования?

В то ли второй, то ли третьей ступени Сатурна-5 жидкий водород наддувался газообразным. После исчерпания жидкости в ЖРД шёл газ, давая прибавку полного импульса ступени. К концу работы в баках ступени оказывался почти вакуум.

[Лютич]

Возвращаясь к теме IPD (эксперментальная КС на водород-кислороде по схеме газ-газ): порывшись в своих бумагах, таки нашел сводную табличку по его характеристикам:


Propellants: LOX-Hydrogen
Cycle: Full Flow Staged Combustion
Thrust Level (100%): 250,000 lbf
Throttle Range: 20 to 100%
Chamber Pressure: 3000 psia
Isp (MR=6.7, e=50): 441 sec (vac)
Isp (MR=6.0, e=50): 447 sec (vac)
Isp (MR=6.0, e=77.5): 453 sec (vac)
Thrust-to-Weight: 72

[kopiev]

Вывод: что РД-270, что IPD - бросается в глаза одна вещь: гораздо меньшее различие между УИ в вакууме и на поверхности по сравнению с другими двигателями. Интересно, этому есть объяснение :? :cry:

[Bell]

А где вы там нашли земной УИ?

[kopiev]

А где вы там нашли земной УИ?

Похоже ошибся (жаль). В чем суть параметризации. если не сложно (MR, e)?

В случае РД-270 УИ1атм/УИвак -> 300/322 скорее всего из-за небольшого коэффициента расширения. Или есть другое объяснение?