Технологии изготовления камер сгорания

[C-300-2]

Существует мнение, что необходимо изучить опыт иностранных фирм в части технологий изготовления камер сгорания ЖРД.

[C-300-2]

Начнём с технологии фирмы Вольво Аэро.
Патент: https://patents.google.com/patent/RU2209994C2/ru
Суть метода: на огневую стенку с фрезерованными каналами устанавливается силовая рубашка. Соединение стенок осуществляется путём сварки лазером. Позиционирование сварочной головки осуществляется с помощью рентгеновского аппарата, определяющего положение ребра.

[Просто Василий]

Надо с фау-2 начинать

[Дмитрий В.]

Камеру (без ФГ) можно изготовить ротационной вытяжкой из ниобия, Для небольших ЖРД с радиационным охлаждением вполне себе метод.

[C-300-2]

Статья фирмы Вольво Аэро, в которой рассказывается про технологию лазерной сварки оболочек камер сгорания https://arc.aiaa.org/doi/pdfplus/10.2514/6.2004-3677

[Просто Василий]

Продолжу:

[Сергей Георгиевич Петропавловский]

Начните уж сразу с современных. Ведь это долго гостям все объяснять: почему камера не работает на максимальной температуре топливных пар, когда приходится подавать в рубашку КС и окислитель и горючее, какие бывают форсуночные головки, почему сейчас от них уходят, в чем проблемы  многорежимного двигателя, что такое НЧ и ВЧ колебания в камере, как охлаждают стенки камеры сгорания, как давление и температура влияют (или не влияют) на удельный импульс камеры и двигателя, какие проблемы с соплом при подъеме на высоту... Короче утомитесь все перечислять и объяснять. Впрочем...интересно вспомнить, допустим Исаевский крест на форсуночной головке КС.

[Просто Василий]

Вы не можете просматривать это вложение.

[Просто Василий]

http://heroicrelics.org/info/f-1/f-1-thrust-chamber.html

[Просто Василий]

Трубчатые КС
Вы не можете просматривать это вложение.Вы не можете просматривать это вложение.

[Просто Василий]

Вы не можете просматривать это вложение.

[Просто Василий]

Вы не можете просматривать это вложение.

[Просто Василий]

Вы не можете просматривать это вложение.

[Просто Василий]

Гофра на рисунке в вверху, фреза с низу
Вы не можете просматривать это вложение.

[Просто Василий]

как изготавливается оболочка камеры советских жрд

[Просто Василий]

КС и сопло Merlin spacex изготавливают взрывами
With the Merlin-1D we take a metal jacket that is explosively formed. We take a metal sheet that's in a cylindrical form and put it in a bucket of water, effectively. Sort of a concrete pool. And you set off an explosive and the jacket just goes "boohmp" and forms to the outer side walls into a jacket shape, so you have a mold, effectively. And then you just put the jacket on the chamber and braise it on. You can do several a day. We have a fully integrated engine and it's being test-fired right now. There's really not a lot of question marks remaining about the Merlin-1D. ..."

[Просто Василий]

Вы не можете просматривать это вложение.Вы не можете просматривать это вложение.

[Просто Василий]

Вы не можете просматривать это вложение.

[Просто Василий]

Вы не можете просматривать это вложение.

[Просто Василий]

Дальше если упрощенно, камера сгорания собирается под пайку и идет пайка в вакуумной камере, печке, то есть наружная оболочка, обычно стальная припаивается к огневой стенке, обычно сделана из медного сплава.

[Просто Василий]

[Просто Василий]

В общем есть еще один способ изготовления наружной стенки КС, называется гальванопаластика, процесс муторный и долгий, одно время человек под ником перегрев утверждал что Мерлин изготавливается именно таким способом, гальванопластикой, но я сомневаюсь в этом учитывая сколько их нужно сделать, большое количество в общем. Гальванопластику используют европейцы в своих ЖРД Вулкан.

[Просто Василий]

Ну и самый прогрессивный метод изготовления

[Просто Василий]

Результат гальваники.
Cut through a combustion chamber wall with CuAgZr liner and galvanic deposited Ni outer shell

[Верный Союзник с Окинавы]

В общем есть еще один способ изготовления наружной стенки КС, называется гальванопаластика, процесс муторный и долгий, одно время человек под ником перегрев утверждал что Мерлин изготавливается именно таким способом, гальванопластикой, но я сомневаюсь в этом учитывая сколько их нужно сделать, большое количество в общем. Гальванопластику используют европейцы в своих ЖРД Вулкан.

А чем гальванопластика долгая и муторная? 

И видео процесса есть?

[Просто Василий]

А чем гальванопластика долгая и муторная?

И видео процесса есть?

Металл буквально наращивается на другой металл, затем умный токарь токарит все это по микронам, потом снова наращивается, все это скачет по разным ванным с разными жидкостями, вроде процесс занимает до года. Видео у меня нету.

[Просто Василий]

В ютубе напишите electroplating.

[Просто Василий]

Я думаю что и Мерлины и Рапторы изготавливаются старым добрым советским способом, традиционные американские трубчатые КС канули в Лету, будущие за 3д печатью.

[Просто Василий]

В этом хорошем фильме про Ариан5 все показано, и фрезерование есть и гальваника)

[Верный Союзник с Окинавы]

А чем гальванопластика долгая и муторная?

И видео процесса есть?

Металл буквально наращивается на другой металл, затем умный токарь токарит все это по микронам, потом снова наращивается, все это скачет по разным ванным с разными жидкостями, вроде процесс занимает до года. Видео у меня нету.

Ёкарный бабай... Руки проектантам поотрывать...

[Верный Союзник с Окинавы]

Я думаю что и Мерлины и Рапторы изготавливаются старым добрым советским способом, традиционные американские трубчатые КС канули в Лету, будущие за 3д печатью.

А как же Рапторы и RS-25/68?

[Старый]

Выше уже традиционная советская технология изготовления КС, единственный мне известный советский жрд с трубчатым соплом 11д55.

А оно трубчатое?

[Старый]

единственный мне известный советский жрд с трубчатым соплом...

...был разработан в КБЮ и стоял на третьей ступени Циклона. Ну и соответственно на предшественниках начиная с твердотопливно-жидкостной БРСД.

[C-300-2]

..был разработан в КБЮ и стоял на третьей ступени Циклона. Ну и соответственно на предшественниках начиная с твердотопливно-жидкостной БРСД.

Он стоял на предшественнике - орбитальной ступени изделия 8К69.

А твердотопливно-жидкостная была не БРСД, а МБР (точнее. с лёгким блоком МБР, с тяжёлым БРСД) 8К99. И там на второй ступени стоял 15Д12. У него КС была изготовлена по обычной, традиционной технологии. Не трубчатой. 
Единственное, что там охлаждение велось двумя компонентами и был вдув газа в сверхзвуковую часть сопла.

[C-300-2]

В общем есть еще один способ изготовления наружной стенки КС, называется гальванопаластика, процесс муторный и долгий, одно время человек под ником перегрев утверждал что Мерлин изготавливается именно таким способом, гальванопластикой, но я сомневаюсь в этом учитывая сколько их нужно сделать, большое количество в общем. Гальванопластику используют европейцы в своих ЖРД Вулкан.

Я читал, что Маск утверждает, что его КС делаются традиционным методом, т. е. пайкой. На работу приду - скину сюда.


Но что меня сильно смущает - это блестящая гладкая КС в районе цилиндра и дозвуковой части сопла. Будто её сделали гальванически и потом обтокарили.

[Просто Василий]

В общем есть еще один способ изготовления наружной стенки КС, называется гальванопаластика, процесс муторный и долгий, одно время человек под ником перегрев утверждал что Мерлин изготавливается именно таким способом, гальванопластикой, но я сомневаюсь в этом учитывая сколько их нужно сделать, большое количество в общем. Гальванопластику используют европейцы в своих ЖРД Вулкан.

Я читал, что Маск утверждает, что его КС делаются традиционным методом, т. е. пайкой. На работу приду - скину сюда.


Но что меня сильно смущает - это блестящая гладкая КС в районе цилиндра и дозвуковой части сопла. Будто её сделали гальванически и потом обтокарили.

Надеюсь это бандуру гальваникой не делают , тоже блестит.

[Просто Василий]

Кстати на счёт трубчатых камер, наверное КС RL-10 до сих пор так делают.

[Просто Василий]

Есть ещё метод изготовления КС, называется Hot isostatic pressing HIP, но вроде именно для КС ни где пока не применяется, что он даёт, какие улучшения даёт не знаю, может кто знает?

[Просто Василий]

Камеру (без ФГ) можно изготовить ротационной вытяжкой из ниобия, Для небольших ЖРД с радиационным охлаждением вполне себе метод.

А можно из инконеля или Haynes? И не нужны охлаждающие каналы, только завеса горючим

[Верный Союзник с Окинавы]

Есть ещё метод изготовления КС, называется Hot isostatic pressing HIP, но вроде именно для КС ни где пока не применяется, что он даёт, какие улучшения даёт не знаю, может кто знает?

[Верный Союзник с Окинавы]

Так какой метод победит в простоте для больших КС? Уровня RS-25.

[Старый]

единственный мне известный советский жрд с трубчатым соплом 11д55.

А у 11Д55 такая технология изготовления сопла, такая технология! Снаружи выглядит как трубчатая а изнутри - нет. Но не знаю всей камеры или только сопла.

[Просто Василий]

единственный мне известный советский жрд с трубчатым соплом 11д55.

А у 11Д55 такая технология изготовления сопла, такая технология! Снаружи выглядит как трубчатая а изнутри - нет. Но не знаю всей камеры или только сопла.

Хотя наверное я ошибаюсь , почему так думал что трубчатая)) было бы хорошо фото или описание увидеть, искать надо(

[Старый]

Хотя наверное я ошибаюсь , почему так думал что трубчатая))

Потому что у неё с наружной стороны видны половинки трубок.

[C-300-2]

Я читал, что Маск утверждает, что его КС делаются традиционным методом, т. е. пайкой. На работу приду - скину сюда.

С этой работой ни сил ни времени нет отвечать. Даже самому себе 

"So the Merlin 1C is the engine that is headed for Falcon 9, and it is a fully regen engine.  So it has a copper milled copper chamber attached to a brazed tube wall nozzle chamber."
https://www.nasaspaceflight.com/2006/08/spacex-has-magical-goals-for-falcon-9/
Короче, цилиндр и дозвуковое сопло паяные, а сопло трубчатое. Я так понял

[Просто Василий]

Я читал, что Маск утверждает, что его КС делаются традиционным методом, т. е. пайкой. На работу приду - скину сюда.

С этой работой ни сил ни времени нет отвечать. Даже самому себе 

"So the Merlin 1C is the engine that is headed for Falcon 9, and it is a fully regen engine.  So it has a copper milled copper chamber attached to a brazed tube wall nozzle chamber."
https://www.nasaspaceflight.com/2006/08/spacex-has-magical-goals-for-falcon-9/
Короче, цилиндр и дозвуковое сопло паяные, а сопло трубчатое. Я так понял

Это 1С, а 1D?)

[C-300-2]

Это 1С, а 1D?)

Вы требуете от меня невозможного!   Я тут на работе зашиваюсь и еле на форум захожу  Вон - неделю назад тему начал, а ничего толкового и не выложил ещё. Хотя материала накопилось дофига.

[Просто Василий]

Это 1С, а 1D?)

Вы требуете от меня невозможного!  Я тут на работе зашиваюсь и еле на форум захожу Вон - неделю назад тему начал, а ничего толкового и не выложил ещё. Хотя материала накопилось дофига.

Ни чего, будем ждать)

[C-300-2]

Потому что у неё с наружной стороны видны половинки трубок.

Это потому, что сверхзвуковое сопло на 11Д55 имеет два участка: от критики и до определённого сечения внешняя оболочка связана с огневой стенкой через гофрированные проставки. А далее от этого сечения и до среза поверх огневой стенки идёт гофрированная оболочка. Поэтому и выглядит, как трубка.

[C-300-2]

Вот, как оно выглядит (ЖИДКОСТНЫЕ РАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ДОБРОВОЛЬСКИЙ 1968, стр. 166), нужное обвёл красным:

[C-300-2]

Начнём с технологии фирмы Вольво Аэро.
Патент: https://patents.google.com/patent/RU2209994C2/ru
Суть метода: на огневую стенку с фрезерованными каналами устанавливается силовая рубашка. Соединение стенок осуществляется путём сварки лазером. Позиционирование сварочной головки осуществляется с помощью рентгеновского аппарата, определяющего положение ребра.

Статья, в которой подробно рассказывается о методе.

[Старый]

А далее от этого сечения и до среза поверх огневой стенки идёт гофрированная оболочка. Поэтому и выглядит, как трубка.

Я в курсе. А что, это называется "гофрированная оболочка"?

[C-300-2]

A newer Volvo design for a nozzle extension to the
uprated Vulcain engine involves sandwich construction in which the inner liner is a milled
channel configuration which is closed out by a cover sheet which is stitched in place by burn-
through laser welds (Figures 12-28, 12-29). The material of construction is reported to be
stainless steel. [10] [11][12]

[C-300-2]

Я в курсе. А что, это называется "гофрированная оболочка"?

В Атласе в одном абзаце это называется:

- сопло с «открытым гофром»;
- ...гофрированная оболочка...

[Просто Василий]

Кстати как наносят искусственную шероховатость?

[C-300-2]

Кстати как наносят искусственную шероховатость?

Накаткой роликом.

[Alex-DX]

Выше уже традиционная советская технология изготовления КС, единственный мне известный советский жрд с трубчатым соплом 11д55.

Близнецы братья с LR-10 

[Alex-DX]

Ошибся Я, что поделаешь

Очень жаль, а то я подумал "пазл сложился".

Переделать этот двигатель под водород. 

[Просто Василий]

Ошибся Я, что поделаешь

Очень жаль, а то я подумал "пазл сложился".

Переделать этот двигатель под водород. 

Не надо переделывать, разрабатывались аналоги RL-10, лучше их или РД-0150.

[Просто Василий]

Вы не можете просматривать это вложение.

[Штуцер]

А такая технология?

[Просто Василий]

Аддитивные технологии ковыряют https://www.nasa.gov/centers/marshall/news/releases/2021/nasa-additively-manufactured-rocket-engine-hardware-passes-cold-spray-hot-fire-tests.html 

скоро движки как пирожки штамповать будут

[C-300-2]

Опыт КБ Южное по изготовлению КС по технологии Вольво-Аэро: https://journal.yuzhnoye.com/files/issue/2018_2/PDF/10.pdf

Интересно, насколько далеко всё продвинулось с 18-о года?

[Просто Василий]

Опыт КБ Южное по изготовлению КС по технологии Вольво-Аэро: https://journal.yuzhnoye.com/files/issue/2018_2/PDF/10.pdf

Интересно, насколько далеко всё продвинулось с 18-о года?

Интересная статья, по всей видимости ни куда не продвинулись, денег нет. Не понятно как ребра свариваются внутри рубашки?

[C-300-2]

Интересная статья, по всей видимости ни куда не продвинулись, денег нет.

Может и так. А может не рассказывают про успех... Или до публикации руки не дошли.

Не понятно как ребра свариваются внутри рубашки?

Как я понимаю, лазерный луч формирует ванну расплавленного металла, в которой происходит смешение материала ребра и стенки, далее металл застывает, формируется сварной шов.

[Сергей]

Опыт КБ Южное по изготовлению КС по технологии Вольво-Аэро: https://journal.yuzhnoye.com/files/issue/2018_2/PDF/10.pdf

Интересно, насколько далеко всё продвинулось с 18-о года?

1. Едва ли далеко, на днях читал жалостливое письмо группы сотрудников КБЮ поводу финансовых злоупотреблений ихнего начальника.
2. Не ясны последствия замены материала огневой рубашки на нержавейку.
3. Теоретически станок получается сложный, надо обеспечить точное взаиморасположение инструмента относительно крупногабаритной сборки , большая вакуум камера , и желательно наплавка не порошка, а проволоки. Все это деньги и время. Где взять?!

[Просто Василий]

Интересная статья, по всей видимости ни куда не продвинулись, денег нет.

Может и так. А может не рассказывают про успех... Или до публикации руки не дошли.

Не понятно как ребра свариваются внутри рубашки?

Как я понимаю, лазерный луч формирует ванну расплавленного металла, в которой происходит смешение материала ребра и стенки, далее металл застывает, формируется сварной шов.

Ещё бы знать время производства каждого из способов, для трубчатых камер, для советского способа, для лазерной сварки по технологии Вольво, и 3д печати?

[C-300-2]

1. Едва ли далеко, на днях читал жалостливое письмо группы сотрудников КБЮ поводу финансовых злоупотреблений ихнего начальника.

Это печально (с)

2. Не ясны последствия замены материала огневой рубашки на нержавейку.

В статье речь про огневую стенку сверхзвуковой части сопла. Тут всё ясно: тепловые потоки там позволяют применять сталь и она там собственно и применяется с целью облегчения конструкции.

3. Теоретически станок получается сложный, надо обеспечить точное взаиморасположение инструмента относительно крупногабаритной сборки ,

Да! Это - самый главный минус. ИМХО. Вольво-Аэро обеспечили позиционирование лазерного луча с помощью отражения рентгеновского луча от вершин рёбер. Но ясно, что это требует сложной доводки конкретной установки.

большая вакуум камера ,

Подозреваю, что продувки аргоном хватит. 

и желательно наплавка не порошка, а проволоки. Все это деньги и время. Где взять?!

В этой технологии силовая рубашка изготовлена зацело - прочитайте статью Вольво-Аэро, я её выше выкладывал в теме.


Наплавка силовой рубашки проволокой - другая технология. Вроде выше тоже выкладывал.

[C-300-2]

Ещё бы знать время производства каждого из способов, для трубчатых камер, для советского способа, для лазерной сварки по технологии Вольво, и 3д печати?

Ха!.. Да кто б сказал

Тут столько всяческих нюансов (включая промежуточные операции), что ответ весьма сложен и зависит от конкретного изделия и производства.

[Просто Василий]

Ещё бы знать время производства каждого из способов, для трубчатых камер, для советского способа, для лазерной сварки по технологии Вольво, и 3д печати?

Ха!.. Да кто б сказал

Тут столько всяческих нюансов (включая промежуточные операции), что ответ весьма сложен и зависит от конкретного изделия и производства.

Читал где то что на 3д печати за 2 недели можно получить готовое изделие.

[C-300-2]

Читал где то что на 3д печати за 2 недели можно получить готовое изделие.

Может, от этих деятелей? 

[Верный Союзник с Окинавы]

Вы не можете просматривать это вложение.

А зачем такая крутка?

[C-300-2]

А зачем такая крутка?

Так, как бы объяснить... 

Расход известен, гидравлический диаметр d в районе критики (или близком) определяется допустимыми потерями при условии обеспечения надёжного охлаждения, толщина h - давлением. Итого имеем n трубок в районе критики с внешним диаметром d+2h. Сформировать сопло с расширение получится, если начать их плющить, но там площадь упадёт и возрастут потери. Да и не сплющишь их сильно. Поэтому закручивают - так в осевом сечении одна трубка занимает бОльшую длину.

[Просто Василий]

Почитал Гахуна, гальванопластика у него упоминается еще при изготовление камеры ССМЕ
Вы не можете просматривать это вложение.

[C-300-2]

Почитал Гахуна, гальванопластика у него упоминается еще при изготовление камеры ССМЕ

Да, так и есть. 

Подозреваю, что на  RS-68 то же самое (подтверждений пока не видел).

[C-300-2]

Ух ты!.. Какую голову напечатали из титана!..
Ишшо там пишут: "Эта часть отличается от предыдущих отпечатков, потому что эта часть разработана не человеком, а гиперганической платформой ИИ". Т. е. прям хайтек дальше некуда...

[Просто Василий]

Мериканцы далеко ушли в проектировании, изготовлении реактивных двигателей(Раптор, SSME, F119, GE90), для других стран это практически недостижимая планка.

[Георгий]

Мериканцы далеко ушли в проектировании, изготовлении реактивных двигателей(Раптор, SSME, F119, GE90), для других стран это практически недостижимая планка.

Что за наброс? 
Аналог ge90 у британцев. 
По остальным упомянутым двигателям СССР/Россия наравне.