Ракетный двигатель.

Автор Гусев_А, 16.04.2022 07:52:40

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Гусев_А

Если рассматривать сопло Лаваля для 1-х ступеней, а особенно для 2-х ступеней РН собранных в пакет, то его степень расширения не может быть оптимальна как для высот на уровне Земли, так и высот на выходе из атмосферы. Так для сопла с большой степенью расширения на высоте поверхности, давление атмосферы будет больше чем давление истекающих газов на срезе сопла, что может привести к обратным ударным волнам и возникновению автоколебаний. На высоте же у сопла с не большой степенью расширения, УИ меньше. Есть решения, где на сопло устанавливается надвигающийся сопловый насадок, это сразу решает оптимальность его работы, как на низких так и на больших высотах. Но это механизм с движущими частями и механическими приводами. У самолетов иногда сопло набрано из пластинок, которые так же с помощью приводов могут изменять его степень расширения.
Может конечно это давно известно. Но я подумал, почему бы не изменять степень расширения сопла, преднамеренной установкой заужения сопла на начальных этапах работы, пока полет идет в низких слоях атмосферы. И степень расширения нужна не большая. 
Так в первом варианте: можно в высотное сопло вставлять топливную шашку в виде конусообразной втулки. Только с гладкой внутренней поверхностью, а не со звездочкообразной, как у ТТРД. Она в течении нескольких десятков секунд выгорает, постепенно изменяя степень расширения. Кроме того его внутренняя поверхность сможет иметь более высокую температуру, чем просто стенки сопла. Продукты его сгорания, вдоль поверхности будут увеличивать давление. Конечно энергетический вклад от сгорания шашки будет не на столько эффективен как сгорание жидкого топлива, но учитывая вклад в изменение геометрии и возможность использования высотного сопла начиная с поверхности Земли, должны перекрыть затраты.
Во втором варианте: внутрь высотного сопла вставляется веретенообразная сердцевина вдоль оси сопла. Она так же снижает степень расширения, пока движение идет в нижних слоях атмосферы, а за тем просто отстреливается или отгорает.




Вы не можете просматривать это вложение.

strat

Одноступы тупик, а для многоступенчатых это не имеет смыла

Гусев_А

Цитата: Сергей Георгиевич Петропавловский от 16.04.2022 10:22:55Похоже на эрозионные сопла РДТТ, один клик и выбирайте (я про то что это все уже проходили):
https://yandex.ru/search/?lr=101764&msid=1650093409608747-6845419693764779884-sas3-0789-748-sas-l7-balancer-8080-BAL-975&text=%D0%AD%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D1%81%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B0+%D0%A0%D0%94%D0%A2%D0%A2&suggest_reqid=113187176164914349434120709730231

Г. А. Назаров,
В. И. Прищепа
 КОСМИЧЕСКИЕ ТВЕРДОТОПЛИВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЗНАНИЕ»
Москва 1980
63 с, ил. – (Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Космонавтика, астрономия»; № 7). 11 к.
Брошюра посвящена созданию и использованию космических твердотопливных двигателей. Рассматриваются некоторые типы таких двигателей, а также возможные перспективы их использования в космонавтике.
Брошюра рассчитана на всех тех, кто интересуется современными проблемами космической техники.
903ББК39.62
6П2.24
Благодарю. 
В соплах ТТРД действительно происходит увеличение сечения концевой части сопла, а точнее уменьшение толщины стенок сопла под абразивным воздействием частиц оксида алюминия. Но это не соизмеримо с разницей между высотным соплом и наземным. И как я понял больше добиваются наоборот меньшего износа, чтоб делать стенки тоньше и легче.
Я именно имею в виду преднамеренное изменение степени расширения сопла. Если даже с некоторым утяжелением,  но этот слой так же должен внести энергетический вклад и еще обеспечить больший УИ на всем протяжении работы.

Гусев_А

Цитата: strat от 16.04.2022 08:27:27Одноступы тупик, а для многоступенчатых это не имеет смыла
Про одноступы речи нет, а вот центральный блок (2-я ступень) пакета часто снабжается не очень высотным соплом. Ведь максимальная тяга необходима именно при отрыве от Земли. Кроме того за чем то ведутся работы над созданием сопловых насадков.

AlexNB

Цитата: Гусев_А от 16.04.2022 07:52:40Так в первом варианте: можно в высотное сопло вставлять топливную шашку в виде конусообразной втулки. Только с гладкой внутренней поверхностью, а не со звездочкообразной, как у ТТРД. Она в течении нескольких десятков секунд выгорает, постепенно изменяя степень расширения. Кроме того его внутренняя поверхность сможет иметь более высокую температуру, чем просто стенки сопла. Продукты его сгорания, вдоль поверхности будут увеличивать давление. Конечно энергетический вклад от сгорания шашки будет не на столько эффективен как сгорание жидкого топлива, но учитывая вклад в изменение геометрии и возможность использования высотного сопла начиная с поверхности Земли, должны перекрыть затраты.
Во втором варианте: внутрь высотного сопла вставляется веретенообразная сердцевина вдоль оси сопла. Она так же снижает степень расширения, пока движение идет в нижних слоях атмосферы, а за тем просто отстреливается или отгорает.
Цитата: Гусев_А от 16.04.2022 11:29:29В соплах ТТРД действительно происходит увеличение сечения концевой части сопла, а точнее уменьшение толщины стенок сопла под абразивным воздействием частиц оксида алюминия. Но это не соизмеримо с разницей между высотным соплом и наземным. И как я понял больше добиваются наоборот меньшего износа, чтоб делать стенки тоньше и легче.
Я именно имею в виду преднамеренное изменение степени расширения сопла. Если даже с некоторым утяжелением,  но этот слой так же должен внести энергетический вклад и еще обеспечить больший УИ на всем протяжении работы.
К сожалению 1 вариант не пройдет. По уравнению обращения воздействия получается, что для ускорения сверхзвукового потока в геометрическом сопле (есть и другие) от него нужно отводить энергию. При горении твердого топлива в сопловом покрытии тепло будет подводиться и соответственно, поток тормозится. Конечно тормозится будет только часть потока, но по любому это приведет к уменьшению УИ. Второй вариант уже частично реализован, хотя только в опытных образцах.

Гусев_А

#5
Цитата: AlexNB от 16.04.2022 18:35:45К сожалению 1 вариант не пройдет. По уравнению обращения воздействия получается, что для ускорения сверхзвукового потока в геометрическом сопле (есть и другие) от него нужно отводить энергию. При горении твердого топлива в сопловом покрытии тепло будет подводиться и соответственно, поток тормозится. Конечно тормозится будет только часть потока, но по любому это приведет к уменьшению УИ. Второй вариант уже частично реализован, хотя только в опытных образцах.
Из Википедии:
Перемещаясь по соплу, газ расширяется, его температура и давление падают, а скорость возрастает. Внутренняя энергия газа преобразуется в кинетическую энергию его направленного движения. КПД этого преобразования в некоторых случаях (например, в соплах современных ракетных двигателей) может превышать 70 %, что значительно превосходит КПД реальных тепловых двигателей всех других типов. Это объясняется тем, что рабочее тело не передаёт механическую энергию никакому посреднику (поршню или лопастям турбины). В других тепловых двигателях на этой передаче имеют место значительные потери. Кроме того, газ, проходя через сопло на значительной скорости, не успевает передать его стенкам заметное количество своей тепловой энергии, что позволяет считать процесс адиабатическим.



Внутренняя энергия преобразуется в кинетическую его направленного движения. Если даже внутреннюю энергию (путем нагрева) подавать в расширяющемся участке сопла, она при возрастании сечения будет преобразовываться в кинетическую.
Дайте ссылку, если я что то не правильно понял.
Повышение давления (особенно в условиях нижних слоев атмосферы) так же способствует увеличению УИ.

AlexNB

#6
Цитата: Гусев_А от 16.04.2022 19:26:04
Цитата: AlexNB от 16.04.2022 18:35:45К сожалению 1 вариант не пройдет. По уравнению обращения воздействия получается, что для ускорения сверхзвукового потока в геометрическом сопле (есть и другие) от него нужно отводить энергию. При горении твердого топлива в сопловом покрытии тепло будет подводиться и соответственно, поток тормозится. Конечно тормозится будет только часть потока, но по любому это приведет к уменьшению УИ. Второй вариант уже частично реализован, хотя только в опытных образцах.
Из Википедии:
Перемещаясь по соплу, газ расширяется, его температура и давление падают, а скорость возрастает. Внутренняя энергия газа преобразуется в кинетическую энергию его направленного движения. КПД этого преобразования в некоторых случаях (например, в соплах современных ракетных двигателей) может превышать 70 %, что значительно превосходит КПД реальных тепловых двигателей всех других типов. Это объясняется тем, что рабочее тело не передаёт механическую энергию никакому посреднику (поршню или лопастям турбины). В других тепловых двигателях на этой передаче имеют место значительные потери. Кроме того, газ, проходя через сопло на значительной скорости, не успевает передать его стенкам заметное количество своей тепловой энергии, что позволяет считать процесс адиабатическим.



Внутренняя энергия преобразуется в кинетическую его направленного движения. Если даже внутреннюю энергию (путем нагрева) подавать в расширяющемся участке сопла, она при возрастании сечения будет преобразовываться в кинетическую.
Дайте ссылку, если я что то не правильно понял.
Повышение давления (особенно в условиях нижних слоев атмосферы) так же способствует увеличению УИ.
Не читайте после обеда википедию, Вы выдернули ссылку описывающую общее течение и не связанную с особенностями газодинамических воздействий на поток при свехзвуковом течении, а нужных ссылок много, наберите: уравнение обращения воздействия
Почти оттуда же:
.......................................................
Из формулы (7.20) следует, что в дозвуковом потоке (М<1) подвод тепла (dQe>0) вызывает рост скорости (dw>0), а в сверхзвуковом (М>1) — ее падение (dw<0). Отвод тепла (dQe<0) в дозвуковом потоке (М<1) приводит к уменьшению скорости (dw<0), а в сверхзвуковом (М>1) — к ее увеличению (dw>0).
........................................................
Массоподвод в сопловой части (выделение газов при горении) будет действовать также, т.е. уменьшать скорость и УИ.

Гусев_А

Цитата: AlexNB от 16.04.2022 22:46:50Не читайте после обеда википедию, Вы выдернули ссылку описывающую общее течение и не связанную с особенностями газодинамических воздействий на поток при свехзвуковом течении, а нужных ссылок много, наберите: уравнение обращения воздействия
Почти оттуда же:
.......................................................
Из формулы (7.20) следует, что в дозвуковом потоке (М<1) подвод тепла (dQe>0) вызывает рост скорости (dw>0), а в сверхзвуковом (М>1) — ее падение (dw<0). Отвод тепла (dQe<0) в дозвуковом потоке (М<1) приводит к уменьшению скорости (dw<0), а в сверхзвуковом (М>1) — к ее увеличению (dw>0).
........................................................
Массоподвод в сопловой части (выделение газов при горении) будет действовать также, т.е. уменьшать скорость и УИ.
Спасибо, нашел, формулы вижу, но физически не очень пока себе представил всю динамику.
Если не сложно прокоментируйте еще такой вариант:
Эжектор за высотным соплом на уровне земли.

Старый

Цитата: Гусев_А от 17.04.2022 10:27:44Если не сложно прокоментируйте еще такой вариант:
Эжектор за высотным соплом на уровне земли.
Навесные турбореактивные двигатели вместо твердотопливных ускорителей. Удельный импульс бешеный! ЖРД обзавидуется.  8)

 Но самый убойный вариант - механическое тыкало которым ракета отталкивается от земли. Удельный импульс равен бесконечности!  8)
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Бертикъ

ЦитироватьЕсли не сложно прокоментируйте еще такой вариант:
Эжектор за высотным соплом на уровне земли
За любым соплом Лаваля поток - сверхзвуковой.
И, попав в эжектор, он будет тормозиться. Оно Вам надо?
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

Цитата: Гусев_А от 16.04.2022 07:52:40Так в первом варианте: можно в высотное сопло вставлять топливную шашку в виде конусообразной втулки. Только с гладкой внутренней поверхностью, а не со звездочкообразной, как у ТТРД. Она в течении нескольких десятков секунд выгорает, постепенно изменяя степень расширения. Кроме того его внутренняя поверхность сможет иметь более высокую температуру, чем просто стенки сопла. Продукты его сгорания, вдоль поверхности будут увеличивать давление. Конечно энергетический вклад от сгорания шашки будет не на столько эффективен как сгорание жидкого топлива, но учитывая вклад в изменение геометрии и возможность использования высотного сопла начиная с поверхности Земли, должны перекрыть затраты.
Во втором варианте: внутрь высотного сопла вставляется веретенообразная сердцевина вдоль оси сопла. Она так же снижает степень расширения, пока движение идет в нижних слоях атмосферы, а за тем просто отстреливается или отгорает.


Чтобы шашка оказывала сильное влияние она должна быть толстой. ОЧЕНЬ толстой. У SpaceX Merlin степени расширения 16 и 117 соответственно. 

Быть толстой - значит быть тяжёлой. Сложно обеспечить равномерное и быстрое выгорание такого вкладыша. Толщина вкладыша и банальное равномерное высушивание такого вкладыша - тоже проблема.

Не факт, что от вкладыша вообще польза будет, а не вред. Вы хоть видели, какие они вакуумные сопла?



Резерфорд для уровня моря и вакуума. Если в чёрную часть сопла вставить вкладыш, то это будет тупо огромная труба, создающая излишнее сопротивление.

Также вакуумные движки обладают тупо огромным габаритом, и не поместятся на первую ступень РН в достаточных габаритах.

Falcon 9, первая ступень, вид сзади:



И вид спереди, вид на операцию стыковки ступеней:



А теперь представьте, КАКОЙ должен быть диаметр у Falcon 9, чтобы на её первой ступени вмещалось несколько вакуумных ЖРД?

Но самый главный момент - это то, что такая проблема существенна только для ЖРД с малым давлением в КС. При большом давлении можно иметь высокий УИ и высокую же тягу в одном флаконе, и тот же РД-170 в вакууме очень близок по УИ к вакуумному же Раптору.

Но самый крутой пример, ИМХО, RS-25, который в вакууме по УИ не уступал RL10, имеющим степень расширения в 250 (!) единиц! 

Надо ли говорить, что и тяга одного РД-170 выше одного вакуумного Merlin при тех же габаритах, как тяга одного RS-25 гораздо выше тяги одного RL10.

Цитата: Гусев_А от 16.04.2022 11:34:38
Цитата: strat от 16.04.2022 08:27:27Одноступы тупик, а для многоступенчатых это не имеет смыла
Про одноступы речи нет, а вот центральный блок (2-я ступень) пакета часто снабжается не очень высотным соплом. Ведь максимальная тяга необходима именно при отрыве от Земли. Кроме того за чем то ведутся работы над созданием сопловых насадков.

Так центральному блоку высокая тяга обеспечивается за счёт навесных ускорителей. 

А работы ведутся ради уменьшения цены и массы.

Цитата: Бертикъ от 17.04.2022 13:53:59За любым соплом Лаваля поток - сверхзвуковой.
И, попав в эжектор, он будет тормозиться. Оно Вам надо?

Так за счёт массы забортного воздуха тяга будет падать непропорционально падению УИ. 

Но в любом случае, овца выделки не стоит.

Гусев_А

Благодарю. Пусть не на самых удачных примерах, но кое в чем вроде немного разобрался. (не во всем)
:) При следующем посещении  Японии, постараюсь доехать до Окинавы. :)  Прошлый раз самой южной точкой был действующий вулкан Асо Сан. :)

AlexNB

Цитата: Гусев_А от 17.04.2022 10:27:44Спасибо, нашел, формулы вижу, но физически не очень пока себе представил всю динамику.
Если не сложно прокоментируйте еще такой вариант:
Эжектор за высотным соплом на уровне земли.
Такой вариант давно рассматривался многими исследователями, но проблема в том, что для этого случая скорость истечения из ЖРД слишком большая, по сравнению с возможной скоростью воздуха при смешении струй, поэтому кпд смешения получается маленький, а длина большая - что приводит к большой длине и массе насадка на сопло и съедает весь выигрыш в УИ. В 80-х годах наиболее перспективным считался МГД насадок, по нему подошли даже к экспериментальным работам, но случились 90-е... Сейчас из-за развития техники и технологии это не имеет смысла - Старый прав - оптимальной схемой является возвращаемый бустер на ТПВРД и водородная ступень на ЖРД, возможно метановая, но этот вариант сильно не прорабатывался. Теоретический мюпг такой схемы может достигать 12-15%.

SONY

Цитата: AlexNB от 16.04.2022 18:35:45По уравнению обращения воздействия получается, что для ускорения сверхзвукового потока в геометрическом сопле (есть и другие) от него нужно отводить энергию.

Это в тепловом сопле нужно отводить тепло. А в геометрическом с теплом ничего делать не надо, на то оно и геометрическое.
Другое дело, что если в геометрическом сопле всё-таки начать подводить тепло (да ещё и массу), то оно перестанет нормально работать.

Старый

Цитата: AlexNB от 18.04.2022 08:04:09Старый прав - оптимальной схемой является возвращаемый бустер на ТПВРД
Чево???  :o
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

AlexNB

Цитата: SONY от 18.04.2022 08:16:03
Цитата: AlexNB от 16.04.2022 18:35:45По уравнению обращения воздействия получается, что для ускорения сверхзвукового потока в геометрическом сопле (есть и другие) от него нужно отводить энергию.

Это в тепловом сопле нужно отводить тепло. А в геометрическом с теплом ничего делать не надо, на то оно и геометрическое.
Другое дело, что если в геометрическом сопле всё-таки начать подводить тепло (да ещё и массу), то оно перестанет нормально работать.
Мне то это не нужно объяснять, это непонятно было автору топика ;) .

C-300-2

В своё время Аэроджет разработал технологию ТАН-сопла с изменяемой степенью расширения за счёт вдува газа в закритическую часть сопла.

Цитата: Гусев_А от 18.04.2022 06:07:20Благодарю. Пусть не на самых удачных примерах, но кое в чем вроде немного разобрался. (не во всем)


Хорошие примеры, чё.

AlexNB

Цитата: Старый от 18.04.2022 08:17:16
Цитата: AlexNB от 18.04.2022 08:04:09Старый прав - оптимальной схемой является возвращаемый бустер на ТПВРД
Чево???  :o
А чему тут удивляться? Подтвердится очередной прогноз Старого :) .

Старый

Цитата: AlexNB от 18.04.2022 19:30:11
Цитата: Старый от 18.04.2022 08:17:16
Цитата: AlexNB от 18.04.2022 08:04:09Старый прав - оптимальной схемой является возвращаемый бустер на ТПВРД
Чево???  :o
А чему тут удивляться? Подтвердится очередной прогноз Старого :) .
А механическое тыкало?  ??? ::) :-[ :-\
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Кстати, я помню, кто-то делает проект аля Falcon 9, но с посадкой на ТРД.

AlexNB

Цитата: Старый от 18.04.2022 19:32:37
Цитата: AlexNB от 18.04.2022 19:30:11
Цитата: Старый от 18.04.2022 08:17:16
Цитата: AlexNB от 18.04.2022 08:04:09Старый прав - оптимальной схемой является возвращаемый бустер на ТПВРД
Чево???  :o
А чему тут удивляться? Подтвердится очередной прогноз Старого :) .
А механическое тыкало?  ??? ::) :-[ :-\
Оооо, это прогноз отдаленного будущего - квантово-МЕХАНИЧЕСКИЕ гравицапы и еже с ними. Тут уж как у Нострадамуса - чем мутней написано - тем точней прогноз!

C-300-2

Цитата: Гусев_А от 16.04.2022 07:52:40Если рассматривать сопло Лаваля для 1-х ступеней, а особенно для 2-х ступеней РН собранных в пакет, то его степень расширения не может быть оптимальна как для высот на уровне Земли, так и высот на выходе из атмосферы. Так для сопла с большой степенью расширения на высоте поверхности, давление атмосферы будет больше чем давление истекающих газов на срезе сопла, что может привести к обратным ударным волнам и возникновению автоколебаний. На высоте же у сопла с не большой степенью расширения, УИ меньше. Есть решения, где на сопло устанавливается надвигающийся сопловый насадок, это сразу решает оптимальность его работы, как на низких так и на больших высотах. Но это механизм с движущими частями и механическими приводами. У самолетов иногда сопло набрано из пластинок, которые так же с помощью приводов могут изменять его степень расширения.
Может конечно это давно известно. Но я подумал, почему бы не изменять степень расширения сопла, преднамеренной установкой заужения сопла на начальных этапах работы, пока полет идет в низких слоях атмосферы. И степень расширения нужна не большая.
Так в первом варианте: можно в высотное сопло вставлять топливную шашку в виде конусообразной втулки. Только с гладкой внутренней поверхностью, а не со звездочкообразной, как у ТТРД. Она в течении нескольких десятков секунд выгорает, постепенно изменяя степень расширения. Кроме того его внутренняя поверхность сможет иметь более высокую температуру, чем просто стенки сопла. Продукты его сгорания, вдоль поверхности будут увеличивать давление. Конечно энергетический вклад от сгорания шашки будет не на столько эффективен как сгорание жидкого топлива, но учитывая вклад в изменение геометрии и возможность использования высотного сопла начиная с поверхности Земли, должны перекрыть затраты.
Во втором варианте: внутрь высотного сопла вставляется веретенообразная сердцевина вдоль оси сопла. Она так же снижает степень расширения, пока движение идет в нижних слоях атмосферы, а за тем просто отстреливается или отгорает.
Вы не можете просматривать это вложение.
Кхм... А этот патент, случаем, не описывает Вашу идею?.. https://patentimages.storage.googleapis.com/d3/9e/74/b3645178bc5526/US7815146.pdf
"A fixed sized bell rocket nozzle is lined with a layer of combustible material that is ignited during launch ignition and burns to outgas into the rocket exhaust for spatially variably confining the exhaust and perfecting an effective variably sized altitude compensating exhaust nozzle that maximizes lift during the launch of a spacecraft into orbit. "

Цитата: C-300-2 от 19.04.2022 16:51:22
Цитата: Гусев_А от 16.04.2022 07:52:40Если рассматривать сопло Лаваля для 1-х ступеней, а особенно для 2-х ступеней РН собранных в пакет, то его степень расширения не может быть оптимальна как для высот на уровне Земли, так и высот на выходе из атмосферы. Так для сопла с большой степенью расширения на высоте поверхности, давление атмосферы будет больше чем давление истекающих газов на срезе сопла, что может привести к обратным ударным волнам и возникновению автоколебаний. На высоте же у сопла с не большой степенью расширения, УИ меньше. Есть решения, где на сопло устанавливается надвигающийся сопловый насадок, это сразу решает оптимальность его работы, как на низких так и на больших высотах. Но это механизм с движущими частями и механическими приводами. У самолетов иногда сопло набрано из пластинок, которые так же с помощью приводов могут изменять его степень расширения.
Может конечно это давно известно. Но я подумал, почему бы не изменять степень расширения сопла, преднамеренной установкой заужения сопла на начальных этапах работы, пока полет идет в низких слоях атмосферы. И степень расширения нужна не большая.
Так в первом варианте: можно в высотное сопло вставлять топливную шашку в виде конусообразной втулки. Только с гладкой внутренней поверхностью, а не со звездочкообразной, как у ТТРД. Она в течении нескольких десятков секунд выгорает, постепенно изменяя степень расширения. Кроме того его внутренняя поверхность сможет иметь более высокую температуру, чем просто стенки сопла. Продукты его сгорания, вдоль поверхности будут увеличивать давление. Конечно энергетический вклад от сгорания шашки будет не на столько эффективен как сгорание жидкого топлива, но учитывая вклад в изменение геометрии и возможность использования высотного сопла начиная с поверхности Земли, должны перекрыть затраты.
Во втором варианте: внутрь высотного сопла вставляется веретенообразная сердцевина вдоль оси сопла. Она так же снижает степень расширения, пока движение идет в нижних слоях атмосферы, а за тем просто отстреливается или отгорает.
Вы не можете просматривать это вложение.
Кхм... А этот патент, случаем, не описывает Вашу идею?.. https://patentimages.storage.googleapis.com/d3/9e/74/b3645178bc5526/US7815146.pdf
"A fixed sized bell rocket nozzle is lined with a layer of combustible material that is ignited during launch ignition and burns to outgas into the rocket exhaust for spatially variably confining the exhaust and perfecting an effective variably sized altitude compensating exhaust nozzle that maximizes lift during the launch of a spacecraft into orbit. "

Масштабы не те:


C-300-2

Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 19.04.2022 17:14:15Масштабы не те:

А в патенте же говорится не о масштабе, а об общем принципе.

Гусев_А

#30
Вы не можете просматривать это вложение.
Цитата: C-300-2 от 19.04.2022 16:51:22Кхм... А этот патент, случаем, не описывает Вашу идею?.. https://patentimages.storage.googleapis.com/d3/9e/74/b3645178bc5526/US7815146.pdf
"A fixed sized bell rocket nozzle is lined with a layer of combustible material that is ignited during launch ignition and burns to outgas into the rocket exhaust for spatially variably confining the exhaust and perfecting an effective variably sized altitude compensating exhaust nozzle that maximizes lift during the launch of a spacecraft into orbit. "
Я так и знал. "Все украдено до нас"
Ни чего страшного. "Мы пойдем другим путем"
Как то видел статью про чашкообразные сопла. Сам оценивать правдивость не возьмусь, но было заявлено, что возможно достичь тех же параметров, что и классические. В них как видно  сверхзвуковая струя газа движется вдоль вогнутой поверхности.
Так вот если рассмотреть возможности изогнутых сопел. В них плотность потока по радиусам в канале обязана быть разная. (центробежные силы) Так у внешней стенки плотность газа максимальная, а у внутренней минимальная. Чисто интуитивно так же и с давлением.
Если обратиться к посту несколько выше.
Цитата: C-300-2 от 18.04.2022 13:18:05В своё время Аэроджет разработал технологию ТАН-сопла с изменяемой степенью расширения за счёт вдува газа в закритическую часть сопла.
То можно допустить, что подача забортного воздуха в качестве рабочего тела, в условиях плотной атмосферы сможет увеличить тягу.
Если из камеры сгорания, после критического сечения, сопло не только расширяется, но и изгибается, то предположительно вдоль внутренней стенки возникает разряжение, туда и в том же направлении подается воздух. Не готов сказать есть ли смысл перед этим в нем для нагрева сжечь немного топлива. Или топливо распылить, чтоб оно сгорело в сопле...

C-300-2

Цитата: Гусев_А от 20.04.2022 10:30:08Я так и знал. "Все украдено до нас"
Нос выше! Вы теперь можете и должны считать, что ваша мысль работает на уровне ракетных инженеров.  :)

C-300-2

Цитата: Гусев_А от 20.04.2022 10:30:08Как то видел статью про чашкообразные сопла. Сам оценивать правдивость не возьмусь, но было заявлено, что возможно достичь тех же параметров, что и классические.
Мой совет - обратить к Виктору Дмитриевичу Горохову, Главному конструктору КБХА. Подробно изложите свою идею, сделайте и приложите к письму схемы.

У меня сложилось впечатление, что Виктор Дмитриевич стремится создать нечто новое и любит порой экзотичные схемы.

Гусев_А

Цитата: C-300-2 от 20.04.2022 11:05:51
Цитата: Гусев_А от 20.04.2022 10:30:08Как то видел статью про чашкообразные сопла. Сам оценивать правдивость не возьмусь, но было заявлено, что возможно достичь тех же параметров, что и классические.
Мой совет - обратить к Виктору Дмитриевичу Горохову, Главному конструктору КБХА. Подробно изложите свою идею, сделайте и приложите к письму схемы.

У меня сложилось впечатление, что Виктор Дмитриевич стремится создать нечто новое и любит порой экзотичные схемы.
Очень благодарю за "высокое доверие".
Что бы предлагать что то серьезно нужно даже не только что то придумать, еще и изучить тему, сделать расчет и все это оформить красиво. Потому что, я уже знаю ни кто за тебя ни чего считать не будет.
А я наверно последнее свое дифференциальное уравнение решил еще в 88 году прошлого века. Да научных и технических статей я читаю не так мало, но формулы пропускаю мимо, лишь когда что то возбудит интерес посмотрю типа как относится одна величина относительно другой, линейно или пропорционально квадрату... Наверно на каждую третью интересную статью у меня находится альтернативное решение. Все вот эти "изобретения" образовались "по ходу пьесы". Есть конечно несколько тем над которыми я чесал затылок, но на данный момент там больше вопросов чем ответов. А более простые идеи, некоторые из них даже были воплощены в изделия, что бы вывести в свет нужны еще и организаторские способности. Есть изделия которым уже лет 20, а аналогичного не видел до сих пор, даже у китайцев.
Естественно очень хотелось бы пообщаться с технически грамотным человеком, который смог бы выслушать, пускай даже натыкать носом в ошибки, но хоть сказать в чем они заключаются.
Про обращение к Виктору Дмитриевичу я подумаю. Что я смогу предложить и в каком виде.

Гусев_А

Вы не можете просматривать это вложение.

Есть идея несколько нового ПВРД с детонационным горением. Ближайшим аналогом является спиновой ПВРД, где детонационная волна двигаясь по кругу в цилиндрическом зазоре поджигает топливо, подающееся непрерывно.
В моем двигателе, этот зазор может быть развернут в плоскость и совмещен с плоскостью крыла. Спереди в щель-воздухозаборник поступает воздух, смешивается с топливом, которое подается короткими порциями непосредственно перед моментом прохождения ДВ (детонационной волны). При этом нет необходимости принимать меры, чтоб ДВ не вырвалась далеко вперед, которые увеличивают общее сопротивление воздухозаборника. ДВ и порции жидкого (распыленного) и газообразного топлива подаются в ПВРД специальным задающим двигателем с частотой более чем 500-1000 раз в секунду, независимо от сиюсекундной обстановки в ПВРД. Так что при срывах потока, связанных с маневрами, новая порция топлива и ДВ подается все равно, что обеспечит восстановление работы ПВРД сразу, как поток снова станет приемлемый. Если есть необходимость иметь большую частоту, то можно установить несколько задающих двигателей с синхронной работой, но со смещением по фазе.
Специальный задающий двигатель, это так же моя новая идея. Это роторный двигатель внутреннего сгорания. Придумано уже целый ряд модификаций различного назначения, с обычным и детонационным горением. Он удивительно простой и компактный. В нем ВСЕ движущиеся детали жестко посажены на валы и вращаются вокруг своих центров масс. Поэтому он может быть раскручен до рекордных оборотов. Уплотнения значительно проще чем у двигателя Ванкеля, смазываемые поверхности защищены от воздействия ДВ. Базовые модификации работают по классическому циклу (всасывание, сжатие, рабочий ход, выхлоп), но цикл задающего двигателя несколько изменен.
У двигателя есть прототип, известный с начала прошлого века, и даже несколько разных коллективов создавали его в металле. Но он имеет большой, тяжелый и очень неудобный недостаток, сводящий на нет целый ряд удивительных достоинств. В моем двигателе на этот недостаток воздействует в сотни или даже в тысячи раз меньшие механические усилия, особенно ударные, даже несмотря на возможное применение детонации, и его габариты и сложность значительно меньше. В двигателе нет клапанов ни газораспределения, ни топливных или масляных насосов. ДВ в рабочей камере создается после такта сжатия, и как в PDE, проходит и выходит свободно по прямой, не встречая ни клапанов, ни других препятствий. Температура выхлопа отработанных газов (но не ДВ) очень низкая, несмотря на огромные обороты и детонационное сгорание. Максимум энергии переходит в механическую работу + выпущенная ДВ почти без газов. В отличии от поршневых двигателей, здесь газ давит на нагрузку всегда под прямым углом, как будь то нагрузка находится по обратную сторону поршня, а не под разными углами, как у кривошипа-шатунного механизма. В моем двигателе вообще никакой механизм не препятствует движению роторов, все его ускорения уравновешивают только давление газа в камерах и давление перекачиваемых жидкостей, что должно значительно повышать КПД. Двигатель очень прост, количество деталей в несколько раз меньше чем у поршневых ДВС. И еще одна его удивительная особенность, то что сумма объемов рабочих камер и камер насосов, не на много меньше, чем габаритный объем самого двигателя (вместе со стартером). Если использовать эксклюзивно прочные и особо термостойкие конструкционные материалы, то объемы могут быть даже почти равны. Другого на столько компактного двигателя я не знаю.
Ищу товарища для доведения данной идеи до возможности реализации.

Гусев_А

Вы не можете просматривать это вложение.

Тут еще небольшая мысль.
В случае, когда 1-я и 2-я ступень со старта работают параллельно, то на 2-й ступени для изменения степени расширения можно использовать выдвигающийся "карандаш". В плотной атмосфере он максимально задвинут и не сужает критического сечения. В разряженной, он выдвигается (это единственное его выдвижение за полет) и заужает критическое сечение. Возможно даже в несколько раз. От этого степень расширения кратно увеличивается и сопло становится уже высотным. Да такой двигатель с высотным соплом уже имеет  меньшую тягу (и расход) при том же давлении, но УИ возрастает. На том отрезке полета можно обойтись и меньшей тягой. А то что поверхность скольжения цилиндра будет уничтожена, то это не важно, возвращать карандаш обратно уже не нужно.
Еще этот карандаш можно использовать для руления, при небольшом отклонении его от центра. Возможно этот способ окажется даже более простым и легковесным, чем качать весь двигатель, или ставить дополнительные рулевые ЖРД.

C-300-2

Это уже запатентовано сто раз. В Келдыше вроде даже ОСИ были. 
А на ракете комплекса С-75 была груша для изменения площади критики для разной начальной температуры заряда.

Гусев_А

Вы не можете просматривать это вложение.

Это уже не ново, но если представить данную конструкцию, как двигатель средней тяги.
Энергию для вращения лопастей используем электрическую от ядерного реактора. Недавно проводились эксперименты по использования вращения для начального разгона РН, и они предполагают придать начальную скорость более 2-х км/с, и это для увесистого изделия в закрытом корпусе, который потом должен открыться. Для данного двигателя если использовать например ртуть, то можно разогнать рабочее тело в вакууме до 10 и даже чуть более км/с. Это в 2-3 раза больше чем у ЖРД, но в несколько раз меньше чем ЯРД на водороде. Ту же ртуть доставить на орбиту и хранить там и в полете некоторое время во много сот раз проще чем водород, а размер, массу  и технологичность баков вообще даже сравнивать не корректно. Применить ЯРД на водороде для активного гравитационного маневра например у Юпитера не возможно. Очень проблемно привести водород. Данный двигатель в качестве источника энергии использует ядерный реактор, который вырабатывает эл.энергию. Так например, если его использовать для набора 2-й космической скорости, нескольких активных маневров, а потом отбросить и пользоваться ЭРД от того же реактора. ЯРД на водороде в основном имеет другую конструкцию и для выработки эл.энергии не подходит. 
Устройство двигателя очень простое. Эл.двигатель раскручивает лопасти, внутри которых расположен канал, по профилю схож с соплом Лаваля, но с учетом влияния центробежной силы. Короткая порция жидкой перегретой ртути под давлением подается в сопло, там превращается в газ, в критическом сечении набирает скорость звука, а в расширении набирает сверхзвук. Но для ртути это очень маленькие скорости, поэтому основной вклад в разгон, это скорость по касательной. А высокая скорость по каналу нужна для того чтоб порция получилась более компактной и вышла вся за минимальный угол.
Очень неприятно то, что небольшая часть ртути все таки сможет попасть на аппарат, что было бы плачевно для чувствительной аппаратуры. По этому возможно, что на время работы двигателя аппарат придется одеть в накидку. Вроде уже были подобные проблемы у ЭРД работающие на йоде и цезии.

SONY

Цитата: Гусев_А от 26.07.2022 11:56:52Для данного двигателя если использовать например ртуть, то можно разогнать рабочее тело в вакууме до 10 и даже чуть более км/с. Это в 2-3 раза больше чем у ЖРД, но в несколько раз меньше чем ЯРД на водороде.
ЯРД на водороде - это 9 км/с.

Leonar

Цитата: Гусев_А от 18.04.2022 06:07:20Благодарю. Пусть не на самых удачных примерах, но кое в чем вроде немного разобрался. (не во всем)
:) При следующем посещении  Японии, постараюсь доехать до Окинавы. :)  Прошлый раз самой южной точкой был действующий вулкан Асо Сан. :)
А для чего сей спитч? Извиняюсь?

Leonar

Цитата: Гусев_А от 20.04.2022 10:30:08Я так и знал. "Все украдено до нас"
Ни чего страшного. "Мы пойдем другим путем"
Как то видел статью про чашкообразные сопла.
А разве это не было для того чтобы уменьшить габарит ду второй или третьей ступени, относительно классического сопла?
Ну что бы влезло в подводную лодку?

Гусев_А

Цитата: SONY от 26.07.2022 21:11:55
Цитата: Гусев_А от 26.07.2022 11:56:52Для данного двигателя если использовать например ртуть, то можно разогнать рабочее тело в вакууме до 10 и даже чуть более км/с. Это в 2-3 раза больше чем у ЖРД, но в несколько раз меньше чем ЯРД на водороде.
ЯРД на водороде - это 9 км/с.
Конечно. Извиняюсь. Не поискал цифры, а прикинул исходя из молярной массы рабочего тела.

Тогда тем более выгоднее механически разогнать ртуть, чем мучатся с водородом.

Гусев_А

Цитата: Leonar от 26.07.2022 22:03:45
Цитата: Гусев_А от 20.04.2022 10:30:08Я так и знал. "Все украдено до нас"
Ни чего страшного. "Мы пойдем другим путем"
Как то видел статью про чашкообразные сопла.
А разве это не было для того чтобы уменьшить габарит ду второй или третьей ступени, относительно классического сопла?
Ну что бы влезло в подводную лодку?
Именно маленький вертикальный габарит и есть основной плюс чашкообразного сопла, с этим я полностью согласен.
Меня интересовал сам факт, что это сопло работает. А в нем газ не просто расширяется, а еще и изгибает траекторию своего движения в сопле после критического сечения.

Гусев_А

Вы не можете просматривать это вложение.
Еще один вариант соплового насадка.
 Если представить вариант ракеты носителя, где 1-я ступень --например 6 блоков Ангары (на ее примере), (или три блока с РД-170) А вторая центральная ступень имеет 3 с боков установленных ЖРД, с такими же соплами. К этим 3-м соплам прикреплены насадки в виде 3-х створок. Одна из них внутренняя неподвижна, а две крайние вначале раскрыты так, чтоб находились под соплами ЖРД 1-й ступени.
 При совместной работе все ЖРД  расположены по кругу, вокруг конического хвоста, образованного створками насадка и в продолжение корпусом сбрасываемого бака 2-й ступени. По окончании работы 1-й ступени, они отстыковываются, подвесной бак отбрасывается, а створки сворачиваются в насадок, для продолжение работы 2-й ступени.
К приемуществам можно отнести то, что все ЖРД и 1-й и 2-й ступеней могут иметь ЖРД без качания. Руление можно осуществлять разнотягом. Хвост образует как бы наружное сопло, способное работать даже в плотной атмосфере. При сбросе 1-й ступени, сбрасывается и хвост, что позволит иметь то же место падения. В хвосте можно будет разместить бак для 2-й ступени, который будет израсходован за время работы 1-й ступени. ЖРД 2-й ступени на старте смогут вместе с ЖРД 1-й ступени на полную участвовать в начальном разгоне. А после разделения иметь сопло с гораздо большим расширением. В итоге 1-я ступень только облегчится и упростится. Вторая ступень, имеющая 3 бака, на пол пути один из них отбрасывает, и остается даже облегченной, с высотным ЖРД, имеющим гораздо более высоким УИ. Створки насадка имеют очень простую конструкцию (просто шарниры и замки, без всяких направляющих...)