Недоаэроспайк

[Татарин]

Идея в двух словах: РД с традиционным соплом дует на поверхность с кривизной. Как у аэроспайка.

Само сопло рассчитано на 1 атмосферу внешнего давления и реализует все преимущества традиционного двигателя, а "аэроспайк-расширитель" включается на работу на высоте.
Смысл - недорого, без большой дополнительной массы, выдвижных насадок и механики получить "сопло переменного давления", одинаково пригодное у поверхности земли и на высоте. Ессно, для использования именно на первой ступени.

[Alex_II]

Такое примерно? Двигатели (RL-10) там кольцом вокруг этого сопла и дуют на него... Это DC-Y, нереализованная версия Дельта-Клиппер

[Татарин]

Alex_II пишет:
Такое примерно? Двигатели (RL-10) там кольцом вокруг этого сопла и дуют на него... Это DC-Y, нереализованная версия Дельта-Клиппер

Именно!

Вот так всегда: придумаешь что-нить новое, а его, оказывается, уже раз так пять-семь уже думали.

[C-300]

Татарин пишет:
Вот так всегда: придумаешь что-нить новое, а его, оказывается, уже раз так пять-семь уже думали.

Есть интересный доклад по двигателям внешнего расширения, там в т. ч. рассматривается такая схема. В понедельник смогу вам прислать.

[Татарин]

Александр Хороших пишет:

Татарин пишет:
Вот так всегда: придумаешь что-нить новое, а его, оказывается, уже раз так пять-семь уже думали.

Есть интересный доклад по двигателям внешнего расширения, там в т. ч. рассматривается такая схема. В понедельник смогу вам прислать.

Буду благодарен!

А еще лучше - прям сюда пристегнуть.

[октоген]

Татарин пишет:
Идея в двух словах: РД с традиционным соплом дует на поверхность с кривизной. Как у аэроспайка.

Само сопло рассчитано на 1 атмосферу внешнего давления и реализует все преимущества традиционного двигателя, а "аэроспайк-расширитель" включается на работу на высоте.
Смысл - недорого, без большой дополнительной массы, выдвижных насадок и механики получить "сопло переменного давления", одинаково пригодное у поверхности земли и на высоте. Ессно, для использования именно на первой ступени.

  Чем охлаждать эту поверхность будем? Сколько она весить будет чтобы держать сжимающие усилия?  Аэроспайк в оригинале дул как раз на такую рампу, которая весила много даже со срезанной верхушкой клина. При этом она была частью движка и через дырку в рампе спускали газ из газогенератора, тем самым облегчая конструкцию и уравновешивая сжимающие усилия.

Развитые поверхности контактирующие с горячим газом хороши только для движка на мятом газе, который на 1 ст  ну никак.


Аэроспайк почил. Движок внешнего расширения для 3 ст Тополя( да пррабатывася такой) не сделали( вовремя одумались).

Видимо идея порочна и ничего кроме геморроя не приносит.

[C-300]

октоген пишет:
Движок внешнего расширения для 3 ст Тополя( да пррабатывася такой) не сделали( вовремя одумались).

Вроде ж для ступени разведения? В НК про это писали, ИМХО.

октоген пишет:
Чем охлаждать эту поверхность будем?

У водорода великолепный хладоресурс. На крайний случай - как в 11Д57, обоими компонентами.
Кстати. Высокий нагрев водорода (а площадь критики в такой схеме выше, чем в схеме с колоколооьразным соплом) делает это сопло привлекательным для расширительной схемы.

[mihalchuk]

октоген пишет:
Видимо идея порочна и ничего кроме геморроя не приносит.

Скорее не порочна, а специфична. Но в последнее время мода на классику.

[Татарин]

октоген
 Чем охлаждать эту поверхность будем? Сколько она весить будет чтобы держать сжимающие усилия? Аэроспайк в оригинале дул как раз на такую рампу, которая весила много даже со срезанной верхушкой клина. При этом она была частью движка и через дырку в рампе спускали газ из газогенератора, тем самым облегчая конструкцию и уравновешивая сжимающие усилия.

Развитые поверхности контактирующие с горячим газом хороши только для движка на мятом газе, который на 1 ст ну никак.


Аэроспайк почил. Движок внешнего расширения для 3 ст Тополя( да пррабатывася такой) не сделали( вовремя одумались).

Видимо идея порочна и ничего кроме геморроя не приносит.

Охлаждение - "пассивное", радиационное. Поверхность "полусопла" аэроспайка открыта во внешний мир. Да и там уже нет после сопла особо высоких температур...

Тут вот еще какой момент: известно, что максимальный УИ для кислород-водорода (да даже и метана) - не при стехиометрии, газ из сопла идет существенно восстановительный. Так вот аэроспайк - это возможность бесплатно (за счет атмосферного кислорода) дожечь газ и полезно использовать часть этой энергии.

[октоген]

Аэроспайк был проще предлагаемого вами. И не взлетел.  Мнится мне что у вашей идеи куча подводных камней.

[Юрий Темников]

октоген пишет:
Аэроспайк был проще предлагаемого вами. И не взлетел.Мнится мне что у вашей идеи куча подводных камней.

В принципе-то идея интересная и появилась достаточно давно.Любопытно почему не задалась?Кто то может рассказать?Почему все забросили?

[avmich]

Юрий Темников пишет:

октоген пишет:
Аэроспайк был проще предлагаемого вами. И не взлетел.Мнится мне что у вашей идеи куча подводных камней.

В принципе-то идея интересная и появилась достаточно давно.Любопытно почему не задалась?Кто то может рассказать?Почему все забросили?

X-33 не взлетел по, так сказать, политическим причинам. Заложили несколько прорывных технологий, и не заложили запаса на случай, когда какая-то не сработает. Сразу прикрыли проект, когда возникли трудности, поскольку Локхид вкладывать свои не хотел - зачем? - а НАСА в то время тоже не настроена была "доводить до ума" проект.

[Татарин]

октоген пишет:
Аэроспайк был проще предлагаемого вами. И не взлетел. Мнится мне что у вашей идеи куча подводных камней.

Проблемы "чистого" аэроспайка общеизвестны.

А вот о "подводных камнях" такой конструкции как раз и хотелось поговорить.

[Татарин]

В принципе-то идея интересная и появилась достаточно давно.Любопытно почему не задалась?Кто то может рассказать?Почему все забросили?

БольшАя поверхность, подверженная нагреву (читай - "тяжёлая") как минимум.

Википедия ещё говорит, что "...дополнительным отрицательным фактором является относительно плохая производительность такой системы при скоростях 1-3 М. В данном случае воздушный поток сзади летательного аппарата имеет уменьшенное давление, что снижает тягу."

Теперь давайте посмотрим, что будет, если на клин подавать уже расширенный в классическом сопле поток:
- нагрев как проблема исчезает (потому что температура газа на выходе сопла значительно ниже, чем после критсечения, он уже расширен и охлаждён в сопле);
- значительную часть девления и механической нагрузки несёт классическое сопло, клин лишь добирает остатки от дорасширения (и/или догорания и дорасширения), поэтому больших механических нагрузок там не должно быть;
- плохая производительность в каком-то диапазоне скоростей не так критична, потому что основная тяга - всё равно основное сопло (нам главное, чтобы клин дал _интегральную_ прибавку  к тяге и эффективности по итогам миссии, а она-то уж будет).

[mihalchuk]

Татарин пишет:

Охлаждение - "пассивное", радиационное. Поверхность "полусопла" аэроспайка открыта во внешний мир. Да и там уже нет после сопла особо высоких температур...

На стенке сопла будет не температура потока, а температура торможения, равная температуре в камере сгорания. Почему сопло не плавится - нужно считать тепловые потоки - приход тепла от продуктов сгорания и унос излучением с внешней стороны сопла.

[Татарин]

mihalchuk пишет:

Татарин пишет:

Охлаждение - "пассивное", радиационное. Поверхность "полусопла" аэроспайка открыта во внешний мир. Да и там уже нет после сопла особо высоких температур...

На стенке сопла будет не температура потока, а температура торможения, равная температуре в камере сгорания. Почему сопло не плавится - нужно считать тепловые потоки - приход тепла от продуктов сгорания и унос излучением с внешней стороны сопла.

"Температура торможения" была бы если б поток шёл под 90 градусов. И нет, и в этом случае температуры равной температуре в КС там не было бы. На самом же деле поток идёт под небольшим углом, почти по касательной.
Степень расширения сопла - что-то там порядка десятков (~30), расширение идёт по адиабате, так что можно считать, что температура (абсолютная) потока падает кратно, и на выходе из сопла - что-то там одной-другой сотни С (400-500К). 
Нужно _сильно_ затормозить поток, чтобы полученная температура представила проблему для материала клина. А до 900-1000К можно работать совершенно спокойно и без охлаждения совсем с относительно дешёвой сталью. 

[Юрий Темников]

Татарин пишет:
БольшАя поверхность, подверженная нагреву (читай - "тяжёлая"  как минимум.

Насколько я знаю это многодвигательная система,вряд ли конус будет намного тяжелее нескольких обрезков укороченных как минимум наполовину сопел,плюс увеличение УИ?

[Юрий Темников]

В РН КОРОНА максимально использованы прорывные технологии отраслей приборостроения, двигателестроения и материаловедения. В РН применены ракетный маршевый двигатель с центральным телом на компонентах топлива «водород+кислород»,.............Это то самое?

[mihalchuk]

Татарин пишет:

mihalchuk пишет:

Татарин пишет:

Охлаждение - "пассивное", радиационное. Поверхность "полусопла" аэроспайка открыта во внешний мир. Да и там уже нет после сопла особо высоких температур...

На стенке сопла будет не температура потока, а температура торможения, равная температуре в камере сгорания. Почему сопло не плавится - нужно считать тепловые потоки - приход тепла от продуктов сгорания и унос излучением с внешней стороны сопла.

"Температура торможения" была бы если б поток шёл под 90 градусов. И нет, и в этом случае температуры равной температуре в КС там не было бы. На самом же деле поток идёт под небольшим углом, почти по касательной.
Степень расширения сопла - что-то там порядка десятков (~30), расширение идёт по адиабате, так что можно считать, что температура (абсолютная) потока падает кратно, и на выходе из сопла - что-то там одной-другой сотни С (400-500К).
Нужно _сильно_ затормозить поток, чтобы полученная температура представила проблему для материала клина. А до 900-1000К можно работать совершенно спокойно и без охлаждения совсем с относительно дешёвой сталью.

За такое двойку по газодинамике ставят.

[Сергей]

октоген пишет:
Движок внешнего расширения для 3 ст Тополя( да пррабатывася такой) не сделали( вовремя одумались).

Для доводочной ступени - прорабатывала инициативная группа - состояла из однокамерных ЖРД малой тяги с кососрезанными соплами - основная цель была уменьшить габариты ДУ доводочной ступени.