Вытеснительная подача топлива

Автор Наивный, 16.09.2005 14:32:08

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

STEP

Цитата
Цитата
Цитата
Цитата
ЦитатаДа, кстати, Старый Опять Прав. ;)
Блин! Да что со мной такое случилось?  :roll:
Стареем, Старый и вы и я... :)
Так, быстренько исправляюсь. Ставим пороховой аккумулятор давления как на Диаманте-А. :)

 Ничо не понял. :)

 Приходит в голову только поднять температуру вытеснителя, но что тогда сделается с топливом? :)

Да ничего с топливом не случится. В бак с окислителем подают "кислый" газ, а с горючим - "сладкий", т.ч. горения не происходит.  Температура ничего не дает - теплоемкость топлива большая, все не выкипит. Да и испарение в условиях повышенного давления требует большего тепла.
Сложности две: давление должно превышать давление в камере сгорания, отсюда или двигатель плохой, или давление в баке очень большое.
Большое давление в баке, это большой вес конструкции, что уменьшает выигрыш от увеличения давления в камере сгорания двигателя.
Все это приводит к тому, что схема реализуется только на ракетах малой размерности.
Дурят нашего брата, дурят ...

Ворон

ЦитатаДа ничего с топливом не случится. В бак с окислителем подают "кислый" газ, а с горючим - "сладкий", т.ч. горения не происходит.  Температура ничего не дает - теплоемкость топлива большая, все не выкипит. Да и испарение в условиях повышенного давления требует большего тепла.
Сложности две: давление должно превышать давление в камере сгорания, отсюда или двигатель плохой, или давление в баке очень большое.
Большое давление в баке, это большой вес конструкции, что уменьшает выигрыш от увеличения давления в камере сгорания двигателя.
Все это приводит к тому, что схема реализуется только на ракетах малой размерности.

 Допустим, с топливом-то ничего, подумав мне тоже так кажется.
 Но, я имел в виду уменьшение массы самого газа-вытеснителя за счёт его нагревания.
 Допустим Мы Увеличили Температуру В Два Раза Относительно Нормальной - соответственно и давление тоже увеличилось в два раза.

 Это будет 600 К или более 300 градусов цельсия. Алюминий - "кирдык", сталь - вопрос, "кирдыкли". :)
 (Независимо от того, что всё и так "ужасно" - давление большое, бак тяжеленный.)
Господь -- Пастырь мой, я ни в чем не буду нуждаться...

STEP

Вытеснительная система имеет место быть обычно на начальном этапе ракетостроения, когда ракета все равно маленькая, а с ТНА заморачиваться неохота. Вот доделают москвичи свой движок, на него вытеснительную систему самое то будет. Уж если до полетов дойдет, так им не очень важно, куда ракета улетит. Главное факт, что она взлетела. Организовать тут вытеснительную систему будет не сложно. А вот если они захотят усовершенствоваться, дабы в космос полететь, тут уже надо будет думать ... :D
Дурят нашего брата, дурят ...

STEP

Давление в баке, в любом случае, будет зависеть от давления в камере сгорания. Температура - от того, сколько терпит металл. Посему см. ДСП методичку, в которой в формулу придется поставить эти два значения и получить массу бака. Само-собой разумеется, что дальнейшее увеличение давления и температуры смысла не имеет, а снижение ... тут тоже ухудшать не за чем. Т.ч. все это табличные данные и для творчества простора очень мало.
Дурят нашего брата, дурят ...

Ворон

ЦитатаДавление в баке, в любом случае, будет зависеть от давления в камере сгорания. Температура - от того, сколько терпит металл. Посему см. ДСП методичку, в которой в формулу придется поставить эти два значения и получить массу бака. Само-собой разумеется, что дальнейшее увеличение давления и температуры смысла не имеет, а снижение ... тут тоже ухудшать не за чем. Т.ч. все это табличные данные и для творчества простора очень мало.

 Что касается температуры - современные криогенные баки, как я понимаю, делают с учётом криогенного упрочнения.
 Оно немалое - примерно полтора раза.
 Портить характеристики горячим газом наддува не имеет смысла - баки самая тяжелая часть ракеты, как правило.

 Наоборот, смысл есть от наддува вообще уходить по мере возможности, иметь его таким, чтобы обеспечивать устойчивость оболочки и не более того.
 А высокое давление загонять в маленькие объёмы ТНА, где площади стенок малы и увеличение массы тоже требуется небольшое.

 Собственно, вытеснительная система подачи - "нечто вроде паровоза", просто, хорошая моментная характеристика (у паровоза), однако КПД ерундовый. :)
Господь -- Пастырь мой, я ни в чем не буду нуждаться...

Павел

ЦитатаПравильно ли я понимаю, что для самовозгорающихся компонентов теоретически вытеснение можно организовать, если подавать самую малость горючего в бак окислителя и наоборот? Однако, похоже, все предпочитают вытеснять гелием. Баки температуры не выдержат? Достаточного давления не получить? Компоненты топлива станут нестабильными? Или просто невыгодно(с гелием экономнее)? Почему так не делают?
Кто-то уже отметил - вполне даже делают. Такая схема реализована в Р-36М2. Правда, больше вроде бы нигде.

fagot

ЦитатаКто-то уже отметил - вполне даже делают. Такая схема реализована в Р-36М2. Правда, больше вроде бы нигде.
Там только предварительный наддув впрыском компонентов в баки, а потом - из газогенераторов.

Павел

ЦитатаТам только предварительный наддув впрыском компонентов в баки, а потом - из газогенераторов.
В смысле? Мне всегда казалось, что наддув - вещь вспомогательная- давление баке создается для того, чтобы не возникало проблем у ТНА, который и подает компоненты в двигатель. Газогенератор - это вроде бы совсем из другой оперы.

X

Не надо путать газогенератор ТНА и газогенераторы (маленькие) системы наддува баков.

fagot

ЦитатаВ смысле? Мне всегда казалось, что наддув - вещь вспомогательная- давление баке создается для того, чтобы не возникало проблем у ТНА, который и подает компоненты в двигатель. Газогенератор - это вроде бы совсем из другой оперы.
Guest1 в общем уже объснил, что за газогенераторы имелись ввиду, они в отличие от газогенератора ТНА к тому же относительно низкотемпературные, с бОльшим избытком одного из компонентов. Они кстати и на Протоне есть.

Павел

ЦитатаНе надо путать газогенератор ТНА и газогенераторы (маленькие) системы наддува баков.
Я как раз и не путаю. Непонятно зачем вообще нужен газогенератор если наддува осуществляется "управляемым горением"?

fagot

ЦитатаЯ как раз и не путаю. Непонятно зачем вообще нужен газогенератор если наддува осуществляется "управляемым горением"?
А может оно плохо управляемое? :wink:  Неустойчивое горение, локальные перегревы, плохое смешение компонентов. А в газогенераторе процесс легче управляем и более стабилен. Химический наддув там только предварительный, пока не работает двигатель и соответственно ТНА, а потом уже ТНА подает компоненты топлива в газогенераторы. Это сделано, чтобы убрать сжатые газы с ракеты.

Павел

ЦитатаА может оно плохо управляемое? Неустойчивое горение, локальные перегревы, плохое смешение компонентов.
Так тогда не надо и огород городить. (В скобках омечу, что "локальные перегревы" и "плохое смешение", даже если присутствуют, вряд ли что-то сильно меняют - задача-то создать избыточное давление.) Подробного описания Р-36М2, как вы понимаете, нет, но из того, что было опубликовано, скорее следует, что "управляемое горение" - единственный механизм наддува баков.

fagot

ЦитатаТак тогда не надо и огород городить. (В скобках омечу, что "локальные перегревы" и "плохое смешение", даже если присутствуют, вряд ли что-то сильно меняют - задача-то создать избыточное давление.)
Ну если стенку бака перегреть, будет местная потеря устойчивости.
ЦитатаПодробного описания Р-36М2, как вы понимаете, нет, но из того, что было опубликовано, скорее следует, что "управляемое горение" - единственный механизм наддува баков.
В описании Р-36М прямо указано, что двигатель первой ступени РД-263
с газогенераторами наддува, а предварительный наддув - впрыском окислителя в бак горючего и наоборот.  На Р-36УТТХ те же двигатели, а на Р-36М2 их форсированный вариант. Логично предположить, что на всех вариантах для наддува используются газогенераторы. То же и на МР УР-100.

Павел

ЦитатаВ описании Р-36М прямо указано, что двигатель первой ступени РД-263 с газогенераторами наддува, а предварительный наддув - впрыском окислителя в бак горючего и наоборот.  На Р-36УТТХ те же двигатели, а на Р-36М2 их форсированный вариант. Логично предположить, что на всех вариантах для наддува используются газогенераторы. То же и на МР УР-100.
Сейчас не найду той цитаты насчет Р-36М2, но насколько я помню, там говорилось о том, что схема наддува с помощью управляемого горения применена впервые. Утверждать категорично, впрочем, не возьмусь. Но, как я понимаю, доработка ракеты была довольно серьезной (в сравнении с Р-36М и Р-36МУТТХ).

Павел

Память меня все же подвела :(  Вот нашел книжку (Е. Б. Волков и др., МБР СССР(РФ) и США, РВСН, 1996). На стр. 216 говорится следующее:
ЦитатаВ ракете РС-20 практически реализован целый ряд оригинальных идей и новых технических решений: так называемый химический наддув баков (путем впрыска окислителя в бак горючего и горючего - в бак окислителя), торможение отделяемой ступени за счет истечения газов наддува и др.
То есть вроде бы это реализовано на всех Р-36М. (В скобках отмечу, что отсюда вроде бы следует, что на МР УР-100 "химического наддува" нет.)