РД-191М

Автор Bell, 15.12.2020 02:23:00

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Bell

15.12.2020 02:23:00 Последнее редактирование: 15.12.2020 02:29:13 от Bell
накину на вентилятор

https://pikabu.ru/story/rd191m_v_gonke_za_sovershenstvo_7204026


ЦитатаКак сообщает ТАСС со ссылкой на Центр имени Хруничева, НПО «Энергомаш» разработан и успешно испытан новый вариант двигателя для семейства ракет «Ангара» - РД-191М. Новый двигатель позволяет увеличить грузоподъемность ракеты на 1,5 тонны.

Использование двигателей РД-191 предыдущего поколения обеспечивало вывод ракетой «Ангара-А5» на опорную орбиту 24 тонны полезной нагрузки. РД-191М позволит выводить 25,5 тонн груза той же ракетой. Это серьезный показатель для космических запусков, где на счету каждый килограмм выводимого груза. РД-191М как и РД-191 предназначен для использования в 1-1 и 2-1 ступенях ракет семейства «Ангара».

Новые энергетические характеристики двигателя РД191М следующие:

Тяга (на уровне моря / в вакууме): 217,4 / 234,0 тс
Удельный импульс (на уровне моря / в вакууме): 314 / 338 с
Диапазон дросселирования тяги (от номинального значения): 27--110 %
Компоненты топлива: жидкий кислород / керосин РГ-1
Масса сухая: 2,2 т.

Как известно, "рабочая версия" в том, что увеличивают диаметр критики. Но для сохранения УИ необходимо тогда увеличить и расход топлива ровно на 10%. А вон выше пишут про увеличение удельного импульса... Кстати, и тяга там +10,9%. Вообще хрень какая-то.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Bell

Кстати, смотрите какая прелесть случайно попалась! Макет сабжа в масштабе 1:25

Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Salo

Цитата: Bell от 15.12.2020 02:23:00Как известно, "рабочая версия" в том, что увеличивают диаметр критики. Но для сохранения УИ необходимо тогда увеличить и расход топлива ровно на 10%. А вон выше пишут про увеличение удельного импульса... Кстати, и тяга там +10,9%. Вообще хрень какая-то.
Для сохранения УИ нужно увеличивать площадь / диаметр среза сопла, чтобы сохранить степень геометрического расширения.

Клепиков в своей диссертации привёл данные по МД-185:
Вам недоступны вложения в этом разделе.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Salo

15.12.2020 22:34:11 #3 Последнее редактирование: 15.12.2020 22:36:21 от Salo
А в статье в журнале "Двигатель" в №4 за 2009 год Клепиковым и Рахманиным приведена следующая таблица, позволяющая оценить параметры РД-191М при тяге 217 тс у Земли. ему соответствует МД1-185 на максимальной тяге.
Вам недоступны вложения в этом разделе.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Salo

15.12.2020 22:48:15 #4 Последнее редактирование: 18.12.2020 00:22:08 от Salo
Т.е. диаметр среза сопла нужно делать больше 1430 мм, чтобы скомпенсировать потерю пустотного импульса.  А если постараться, то можно даже прибавить.
Поэтому видимо ведутся работы по стационарному НРО.
Читаем в ТРУДАХ XXXVI Энергомаша:
http://www.engine.space/upload/iblock/9df/9dfaa3a12070bf192f016ae26daa07d5.docx
Цитата: undefinedУДК 621.45.035

Гапонов Валерий Дмитриевич, канд. техн. наук.
Кашапов Марат Ахмадеевич.
Киселев Александр Сергеевич, канд. физ.-мат. наук.
Россия, Московская обл. г. Химки, НПО Энергомаш им. академика В.П. Глушко. Контактный телефон  − (495)286-92-54.

О СТАЦИОНАРНОМ СОПЛОВОМ НАСАДКЕ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ РД191

Представлены результаты расчётов удельного импульса двигателя РД191 при увеличенных значениях степени расширения сопла. Определены удельный импульс и геометрические параметры сопла с оптимальной степенью расширения, при которой масса выводимого полезного груза будет наибольшей. Рассмотрены варианты установки стационарных сопловых насадков на срез серийного сопла и создания нового сопла с экстремальным контуром. Показано, что на номинальном режиме и режиме дросселирования двигателя РД191 с оптимальной степенью расширения сопла опасности входа скачка уплотнения в сопло не существует.

Ключевые слова: ЖРД, удельный импульс, сопловой насадок, масса полезного груза, скачок уплотнения.

Литература

1. Чванов В.К., Фатуев И.Ю., Беликов А.А. и др. Повышение энергетических характеристик двигателя РД191 путём установки сдвигаемого соплового насадка // Труды НПО Энергомаш. М., 2011. № 28. С. 111-124.
2. 00.0520.0100.0000.00.0Р06. Камера. Расчет газодинамический. 1989 г.
3. Schmucker P.H. Side Loads and their Reduction in Liquid Rocket Engines. Proceedings of 24th International Astronautical congress, Baku, USSR, October 7 -13, 1973.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Bell

Цитата: Salo от 15.12.2020 22:48:15Т.е. диаметр среза сопла нужно делать больше 1430 мм, чтобы скомпенсировать потерю пустотного импульса.  А если постараться, то можно даже прибавить.
Это можно делать для высотного двигателя, а у земного давление на срезе лимитируется окружающим атмосферным давлением. Там и так уже сопло с небольшим перерасширением.

То есть фокус не пройдет.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Bell

Цитата: Salo от 15.12.2020 22:28:05Для сохранения УИ нужно увеличивать площадь / диаметр среза сопла, чтобы сохранить степень геометрического расширения.
Стоп, я что-то не пойму.

Увеличение критики снижает удельный импульс, поскольку уменьшается степень расширения и соотношение Ра/Рк в известной формуле УИ.
Но вместе с тем, тяга равна произведению удельного импульса на расход. То есть вместе с импульсом снизиться и тяга!

Так может надо наоборот сужать критику? :D
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Rediska

А почему бы не использовать сопловой насадок, вместо увеличения критики?
Хоронили Роскосмос. Порвали 5 старшипов.

Bell

Цитата: Salo от 15.12.2020 22:48:15Поэтому видимо ведутся работы по стационарному НРО.
Читаем в ТРУДАХ XXXVI Энергомаша:
По-моему это работы по высотной версии. Как можно увеличивать степень расширения земного сопла? :)
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Bell

Цитата: Space_Rediska от 16.12.2020 00:14:58А почему бы не использовать сопловой насадок, вместо увеличения критики?
Потому что произойдет то, что на средней картинке:

Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Rediska

16.12.2020 00:43:27 #10 Последнее редактирование: 16.12.2020 00:47:30 от Space_Rediska
Цитата: Bell от 16.12.2020 00:24:04Потому что произойдет то, что на средней картинке:



Это понятно, но если использовать выдвижную насадку, то разве это не будет более оптимальным решением? З.Ы. Вопрос отрыва отрыва потока от стенки за счёт стыков предлагаю не учитывать  ;D
Хоронили Роскосмос. Порвали 5 старшипов.

Bell

Цитата: Space_Rediska от 16.12.2020 00:43:27Это понятно, но если использовать выдвижную насадку
Еще раз, выдвижной насадок на земле не работает потому что - картинка. Речь о том, чтоб увеличить тягу двигателя вообще, в первую очередь с земли.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Bell

Цитата: Salo от 15.12.2020 22:28:05Клепиков в своей диссертации привёл данные по МД-185:
Ну тут все логично и понятно - увеличили давление в КС, уменьшили критику и получили увеличение импульса и тяги одновременно.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Владимир Шпирько

Цитата: Bell от 16.12.2020 00:08:45Стоп, я что-то не пойму.

Увеличение критики снижает удельный импульс, поскольку уменьшается степень расширения и соотношение Ра/Рк в известной формуле УИ.
Но вместе с тем, тяга равна произведению удельного импульса на расход. То есть вместе с импульсом снизиться и тяга!
Не совсем. Если увеличить критику, то при том же давлении увеличится и расход! => и тяга.  Т.к. скорость в критике определяется только температурой (и химсоставом), а плотность давлением.  И повышение тяги от увеличения расхода > чем уменьшение тяги от уменьшения расширения.

Rediska

Цитата: Bell от 16.12.2020 00:56:16
Цитата: Space_Rediska от 16.12.2020 00:43:27Это понятно, но если использовать выдвижную насадку
Еще раз, выдвижной насадок на земле не работает потому что - картинка. Речь о том, чтоб увеличить тягу двигателя вообще, в первую очередь с земли.
Все понял, подумал что хотят увеличить тягу на высоте путем увеличения радиуса критики. Спасибо
Хоронили Роскосмос. Порвали 5 старшипов.

Salo

Цитата: Bell от 16.12.2020 00:20:45
Цитата: Salo от 15.12.2020 22:48:15Поэтому видимо ведутся работы по стационарному НРО.
Читаем в ТРУДАХ XXXVI Энергомаша:
По-моему это работы по высотной версии. Как можно увеличивать степень расширения земного сопла? :)
там нет ни слова о высотной версии и речь идёт об оптимизации степени расширения с целью увеличения ПН. Степень расширения земного сопла можно увеличивать повышая давление в КС. Сравни степень расширения у НК-33 и РД-191. А тягу увеличивают в том числе увеличением расхода топлива.

Я тебе привёл данные по МД-185. У него за счёт расширения критики УИ упал на 1,5-2%, а тяга при давлении в КС в 210 атм те же 185 тс что и у КС РД-170.При увеличении давления до 243 атм тяга вырастет до 217 тс при  том же УИ. Расход естественно вырастет в пропорции к тяге.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Сергей

1. Для ЖРД первой ступени при развитии современных технологий перспективным смотрится ЖРД с соплом с внешним расширением, особенно для пары метан-кислород (проще охлаждать критику). Для первой ступени предельный размер выходного сечения отдельного ЖРД ограничен количеством ЖРД в ХО, давлением окружающей среды, отношением Рк/Ра, диаметром миделя, зазорами для качания ЖРД - и сдвижные насадки поэтому не прижились.
2. Для верхних ступеней места побольше и сдвижные насадки для увеличения тяги и УИ вполне привлекательны. И для РДТТ их используют, из последних на Булаве. ЖРДисты  о насадках   пишут, рисуют, и ...ничего в натуре не делают. Хотя НПО          " Искра"(Пермь) - основной производитель насадков из УУКМ- давно в структуре Роскосмоса (последний , сам и через дочерние структуры , владеет 100% акций). 
Но и для верхних ступеней сопла с внешним расширением более эффективны. Длина сопла меньше примерно в 2,5 раза, соответственно укорачиваются переходные отсеки, снижается сухая масса( можно наоборот - удлинить баки).

Цитата: Сергей от 16.12.2020 12:39:02Но и для верхних ступеней сопла с внешним расширением более эффективны.

НИИМаш долго и по ЖРДиной науке проводили испытания двигателей на воздухе для СПК. Сопла спроектировали по "Лавалю". Потом возник вопрос о проходе через люк 1 м и паразитное влияние двигателе при ориентации и перемещении космонавта с СПК стали разносить движки от центра масс. Не проходит через люк 1 м! А далее просто отрезали сопло Лаваля и провели свои испытания. Ответ -"Не влияет!". Поэтому может быть и сопло с внешнем рассширением интереснее. Но примеры, кроме двигателя в лабараторке МАИ я не встречал.
1.КРК Ангара -доказывает, что Россия на многое способна. А Рогозина я уважаю!
2. Доводы на сверх траты разбиваются  графиками финансирования
3. Экологичность и независимость от капризов Казахстана - железный аргумент
4. Не хватает  КВРБ, водородной ступени и самой "малости" - возвращаемых ступеней

Сергей

Цитата: Сергей Георгиевич Петропавловский от 16.12.2020 12:53:16
Цитата: Сергей от 16.12.2020 12:39:02Но и для верхних ступеней сопла с внешним расширением более эффективны.

НИИМаш долго и по ЖРДиной науке проводили испытания двигателей на воздухе для СПК. Сопла спроектировали по "Лавалю". Потом возник вопрос о проходе через люк 1 м и паразитное влияние двигателе при ориентации и перемещении космонавта с СПК стали разносить движки от центра масс. Не проходит через люк 1 м! А далее просто отрезали сопло Лаваля и провели свои испытания. Ответ -"Не влияет!". Поэтому может быть и сопло с внешнем рассширением интереснее. Но примеры, кроме двигателя в лабараторке МАИ я не встречал.
1. Профили сопел для воздуха и горячего газа заметно отличаются (разные коэффициенты адиабаты и пр.)
2. КБХА испытывало безгенераторный ЖРД на ЖК+ЖВ тягой 4 тс с соплом внешнего расширения. Фото есть на сайте КБХА.
3. Попадалась статья из КБХА с вариантом РД0162 с соплом внешнего расширения (профиль и т.д., ссылку не записал, один хрен денег не дадут). ;) :(

Bell

16.12.2020 14:34:34 #19 Последнее редактирование: 16.12.2020 14:38:48 от Bell
Цитата: Владимир   Шпирько от 16.12.2020 01:14:02
Цитата: Bell от 16.12.2020 00:08:45Стоп, я что-то не пойму.

Увеличение критики снижает удельный импульс, поскольку уменьшается степень расширения и соотношение Ра/Рк в известной формуле УИ.
Но вместе с тем, тяга равна произведению удельного импульса на расход. То есть вместе с импульсом снизиться и тяга!
Не совсем. Если увеличить критику, то при том же давлении увеличится и расход! => и тяга.
А как поддержать то же давление?  ;)
Расход увеличится потому, что уменьшится сопротивление по тракту в самим узком месте. Но давление в результате снизиться, при прочих равных.
То есть при более широкой критике придется с тем же давлением прокачивать бОльшую массу рабочего тела. Значит нужно форсировать ТНА или делать новый.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун