РД-270

[nonconvex]

Так их уже изготовили... Из-за причинно-следственных парадоксов в прошлое нам вернуться не судьба. Имхо.

Речь шла об опытном образце, нет?

Речь обо всём семействе РД-170 и его производных. Но не нужно забывать о том, что вначале я захотел удешевить Раптор ,  посадив турбины и насосы на единый вал

Речь о раздельных валах, с единым все понятно. 

[Feol]

Ed: Спасибо, вопрос снимаю.

[nonconvex]

А что именно стало понятно в отношении моей идеи сладких/кислых турбин и, соответственно, насосов на едином валу ? Идея принята или отвергнута ?

Идея как  мне кажется слишком упрощенная, с фиксированным отношением расходов компонентов, в то время как раздельные валы дают нам необходимую свободу, например во время раскрутки можно уменьшить расход кислорода.

[Feol]

А что именно стало понятно в отношении моей идеи сладких/кислых турбин и, соответственно, насосов на едином валу ? Идея принята или отвергнута ?

Идея как  мне кажется слишком упрощенная, с фиксированным отношением расходов компонентов, в то время как раздельные валы дают нам необходимую свободу, например во время раскрутки можно уменьшить расход кислорода.

Представляется возможным упростить схему запуска, исключить (возможно) одну из систем на ракете и/или СК (раскрутки гелием), удешевить и упростить схему серийного двигателя, исключив быстродействующую систему автоматического управления, требующую дорогостоящих датчиков и исполнительных органов.

[nonconvex]

А что именно стало понятно в отношении моей идеи сладких/кислых турбин и, соответственно, насосов на едином валу ? Идея принята или отвергнута ?

Идея как  мне кажется слишком упрощенная, с фиксированным отношением расходов компонентов, в то время как раздельные валы дают нам необходимую свободу, например во время раскрутки можно уменьшить расход кислорода.

Представляется возможным упростить схему запуска, исключить (возможно) одну из систем на ракете и/или СК (раскрутки гелием), удешевить и упростить схему серийного двигателя, исключив быстродействующую систему автоматического управления, требующую дорогостоящих датчиков и исполнительных органов.

Да нет там ничего дорогостоящего, в датчиках. Вообще упрощения обычно отражаются в весе, вам нужен запас прочности на неоптимальность в разных режимах. 

[Feol]

Неправда ваша, имхо. Регуляторы в ракетных двигателях могут стоить значительную часть его оного... Имхо.

[nonconvex]

Неправда ваша, имхо. Регуляторы в ракетных двигателях могут стоить значительную часть его оного... Имхо.

Да все стоит денег, вопрос лишь в пропорции этой стоимости по отношению ко всей ступени.

[Feol]

Ну, как хотите. Я только лишь хотел предложить, как небольшими потерями УИ упростить и удешевить Раптор

[Дмитрий В.]

В газ-газе надо таки, имхо, обе турбины, сладкую и кислую, сажать на один вал ну и насосы на нём же, естественно. ....

А если жёсткую связь вала разорвать? Ну, например, вязкостную муфту поставить?

Тут вопрос, с какой целью. Если хотим сделать разную скорость кислых/сладких турбин и насосов для оптимизации под физику компонентов и увеличения КПД, то, боюсь, на вязкости от разности скоростей получим большое выделение энергии. Это снова потери и, имхо, может быть гораздо хуже, тепловыделение. Вот если редуктор... Причём, всей мощности он передавать не должен. Каждая турбина в основном передает свою мощность на свой насос. Если, допустим, само собой всё идеально согласовалось, то передача мощности через редуктор будет равна 0. Ненулевая мощность будет передаваться только при (и на величину) несогласованности располагаемой и потребной мощностей в сладкой и кислой частях. Что, очевидно, будет носить как статический так и динамический характер. Получается "согласующий редуктор". Статическое или медленно меняющееся рассогласование можно в принципе снимать относительно медленно действующей регулирующей аппаратурой (относительно недорогой, надёжной и простой в отработке). А быстрые динамические рассогласования будет распределять редуктор. Его "быстродействие" - это его жёсткость. Она, имхо, легко сама собой получится такой, какую активной системой регулирования (датчик, вычислитель, исполнительное устройство) получить вообще нереально. Поскольку средние передаваемые мощности тут относительно малы, то нагрев, износ редуктора и т. п. не должны быть большие. А прочность редуктора надо считать на максимально возможный динамический заброс рассогласования. Не знаю, может быть, возможно при таком раскладе создание редуктора приемлемой массы и габаритов. Вроде по РД-0120, если не путаю, просто редуктор от одной турбины на разные насосы для разных скоростей - с передачей полной мощности даже не прорабатывали, нереально.

Дифференциальный редуктор

Может все же две турбонасоса и БЦВМ?

Это слишком банально!

[Буцетам]

Я тут пытаюсь спроектировать свой (!) двигатель без компьютера, с двумя турбинами и ТНА - за счёт того, что они все сидят на одном валу

Почему бы не начать с двух турбин открытого цикла, схема РД-0214? Потом можно постепенно закрываться, сначала по кислороду, потом (при желании, водородный выхлоп-то быстрый, УИ роняет не сильно) и по водороду.
А уровень тяги какой? Сколько камер?

[Старый]

Нее... Я тут пытаюсь спроектировать свой (!) двигатель без компьютера, с двумя турбинами и ТНА - за счёт того, что они все сидят на одном валу

Боюсь что не получится. 

[Santey]

Но РД-0120 показал, что даже в случае кислород-водород не так уж плохо получается по насосам.

У него одна турбина.

То да. Я думаю вопрос приемлемого/неприемлемого снижения КПД из-за компромиссной скорости вращения на едином валу.

Вопрос был исключительно в том что не удалось создать надёжный компьютер для управления двумя отдельными ТНА.
 Кстати, у КВД-1 ТНА тоже одновальный.

В который раз читаю у Старого эту байку про то, что не удалось создать управляющий компьютер, по причине чего на РД-0120 пришлось применить одновальный ТНА.
Источник, от которого эти сведения получил сам Старый, более-менее понятен: насколько помню, ему про это поведал некий консультант на стенде какой-то выставки космических достижений.
Лет 20 назад.
С тех пор эти сведения периодически тиражируются им на разных форумах.
Но в первоисточниках и мемуарах, посвященных созданию РД-0120, я ничего подобного не встречал.
Основания для выбора одновального ТНА приводятся разные, но невозможность создания управляющего компьютера среди них не упоминается.

Решил поинтересоваться, что же это чуло техники, управляющий компьютер SSME.
Нашел пару первоисточников:
https://klabs.org/DEI/Processor/shuttle/ssme_controller/ssme_controller_1932.pdf
https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19850008584/downloads/19850008584.pdf

Выяснилось, что этот компьютер специально для SSME не создавался: за его основу был взят Honeywell HDC-601, который применялся в качестве БЦВМ в авиации, например на F-111E.
Причем речь отнюдь не идет о некой миниатюрности или микропроцессоре на одной микросхеме: это громоздкая многоплатная конструкция в ящике размерами 50x40x35см, массой под 100кг и потребляемой мощностью 600вт.

Выбор в сторону применения цифрового управления вместо аналогового в основном обосновывается гораздо большей гибкостью, т.к. для изменения параметров в ходе создания и отладки достаточно будет вносить изменения в программу, а не переделывать "железо".
Про синхронизацию работы двух ТНА, которую невозможно реализовать без помощи компьютерного управления, там ничего не сказано, по крайней мере в явной форме.
Но сам факт того, что рассматривались варианты аналогового либо цифрового управления говорит о том, что эту синхронизацию возможно было реализовать и без цифровой СУ.

[Santey]

Теперь насчет того, что "не удалось создать надёжный компьютер для управления двумя отдельными ТНА".
Как показано выше, американцы взяли БЦВМ, которая использовалась на самолетах.
Но ведь в то время, когда создавался РД-0120, в Союзе БЦВМ уже использовались на каждом шагу!
Они применялись на Ту-22, Ту-142, Су-24, МиГ-23, МиГ-25, МиГ-27К, Ил-76.
В СУ ракет Р-36М и УР-100Н
На блоке ДМ.
На "Венерах", начиная с Венеры 9/10.
Даже на пассажирских самолетах Як-42, Ил-86.
Что говорит о том, что надежность была вполне приемлемая.

Например, вот что сообщается про БЦВМ на Ил-76:
"Испытания БЦВМ «Гном-А» на надежность по нормали «Мороз-2» (6000 часов) были закончены без единого отказа, что условно соответствует тридцати годам безотказных полетов самолета."
С учетом того, что в случае с РД-0120 речь шла о необходимости исправной работы в течение нескольких минут, вряд ли в плане надежности возникли бы какие то трудности.

Да ведь и на самой Энергии стояла БЦВМ под названием М6М.
И, само собой, на Буране тоже.
(причем масса у бурановского "Бисера-4" втрое меньше массы управляющего компьютера первых SSME, а потребляемая мощность меньше вдвое, что говорит о более совершенной элементной базе)

Получается, что в надежности БЦВМ в СУ Энергии и Бурана (на котором она успешно отработала несколько часов и обеспечила посадку на автомате) сомнений не возникло.
Но вот создать надежную БЦВМ для работы РД-0120 в течение нескольких минут посчитали невозможным.
Неувязочка.

[Старый]

Но в первоисточниках и мемуарах, посвященных созданию РД-0120, я ничего подобного не встречал.

В мемуарах не любят хвастаться тем что чего-то не смогли. 
 Точно в мемуарах пишут что компьютер был но по каким-то причинам его не стали ставить? 

[Дмитрий В.]

Теперь насчет того, что "не удалось создать надёжный компьютер для управления двумя отдельными ТНА".
Как показано выше, американцы взяли БЦВМ, которая использовалась на самолетах.
Но ведь в то время, когда создавался РД-0120, в Союзе БЦВМ уже использовались на каждом шагу!
БЦВМ применялись на Ту-22, Ту-142, Су-24, МиГ-23, МиГ-25, МиГ-27К, Ил-76.
В СУ ракет Р-36М и УР-100Н
На блоке ДМ.
На "Венерах", начиная с Венеры 9/10.
Даже на пассажирских самолетах Як-42, Ил-86.
Что говорит о том, что надежность была вполне приемлемая.

Например, вот что сообщается про БЦВМ на Ил-76:
"Испытания БЦВМ «Гном-А» на надежность по нормали «Мороз-2» (6000 часов) были закончены без единого отказа, что условно соответствует тридцати годам безотказных полетов самолета."
С учетом того, что в случае с РД-0120 речь шла о необходимости исправной работы в течение несколько минут, вряд ли в плане надежности возникли бы какие то трудности.

Да ведь и на самой Энергии стояла БЦВМ под названием М6М.
И, само собой, на Буране тоже.
(причем масса у бурановского "Бисера-4" втрое меньше массы управляющего компьютера первых SSME, что говорит о более совершенной элементной базе)

Получается, что в надежности БЦВМ в СУ Энергии и Бурана (на котором она успешно отработала несколько часов и обеспечила посадку на автомате) сомнений не возникло.
Но вот создать надежную БЦВМ для работы РД-0120 в течение нескольких минут посчитали невозможным.
Неувязочка.

Дело не в БЦВМ. Один одновальный ТНА для РД-0120 был банально дешевле и проще двух раздельных. Ценой крайне незначительной потери эффективности.

[Старый]

Причем речь отнюдь не идет о некой миниатюрности или микропроцессоре на одной микросхеме: это громоздкая многоплатная конструкция в ящике размерами 50x40x35см, массой под 100кг и потребляемой мощностью 600вт.

Речь была только о надёжности. Отказ управления двигателем ведёт к катастрофе. При создании SSME вопрос надёжности тоже был ключевым. 

[Старый]

Выбор в сторону применения цифрового управления вместо аналогового в основном обосновывается гораздо большей гибкостью, т.к. для изменения параметров в ходе создания и отладки достаточно будет вносить изменения в программу, а не переделывать "железо".

Вопрос применения цифрового управления обосновывплся сложностью законов управления необходимых для управления работой двух отдельных ТНА. Которые (законы управления) невозможно реализовать на аналоговых устройствах. Тем более гидромеханических. 

[Буцетам]

одновальный ТНА для РД-0120 был банально дешевле и проще двух раздельных. Ценой крайне незначительной потери эффективности.

Боюсь, потеря эффективности была бы вполне значимой, будь ТНА более простым. И именно поэтому его так усложнили.
РД-0120 просто преступно сложный по нынешним меркам. Впрочем, как и SSME. У РД-0120, если не ошибаюсь, 2 ступени в бустере Г, 3 ступени в основном насосе Г, 2 ступени в насосе О + 1-ступенчатый бустер О, 2-ступенчатая гидротурбина бустера О, 2-ступенчатая турбина ТНА, 1-ступенчатая турбина бустера Г и 2 разгрузочных диска в ТНА.
А ещё бустеры выдают несколько десятков атмосфер, до 70 атм что ли))

[Старый]

Боюсь, потеря эффективности была бы вполне значимой, будь ТНА более простым. И именно поэтому его так усложнили.

Для двигателя замкнутой схемы КПД турбины не имеет значения. 

[ExDi]

как развитие темы одновальных тна - возможен двуступенчатый, на двух одновальных; скажем, первая ступень - кислородная турбина, вторая - метановая, каждая работает на два насоса двух компонентов, но оптимизирована/вносит бОльший вклад в перекачку "своего". при наличии асимметрии вклада каждого тна в итоговое давление компонента можно, варьируя соотношение мощностей турбин, в некоторых пределах менять итоговое соотношение компонентов на выходе