Воссоздание РН СТК "Энергия" в том или ином виде. Реальность и перспективы

[Дем]

Ааа, вот в каком плане тракт "длинный"? Тогда я согласен, у Маска короткий и аварии на сильфоне у него исключены. Но это сколько...10% всех аварий? Обычно ломается ТНА, а ТНА у фентанильщика такой же как у Глушко. Ну, даже сложнее но это не важно, кислородный ТНА такой же

Так тут ещё вопрос в последствиях поломки. Если на РД-1*1 прогорает стенка ТНА или сильфона, случается большой бабах потому как перепад давления дохрена.
А если на рапторе прогорает перегородка с форсунками между ТНА и КС - движок тихо дохнет. На крайняк сопло оторвёт

[Serge V Iz]

И там и там гореть с наибольшей вероятностью будет одно и то же место. Причём, там, в рапторе, ещё на сотню градусов и сотню атмосфер больше )

[Дем]

И там и там гореть с наибольшей вероятностью будет одно и то же место.

Не может гореть то чего нет. В рапторе нет кислородного тракта от ТНА до КС. 
И я даже не уверен что там есть кислородные форсунки, а не просто дырка. 

[AlexV]

Не может гореть то чего нет. В рапторе нет кислородного тракта от ТНА до КС. 
И я даже не уверен что там есть кислородные форсунки, а не просто дырка. 

Самая напряженная часть двигателя и самая проблемная в части ресурса - это не пассивные элементы, вроде трубок и сильфонов, а подвижные элементы горячей части ТНА, особенно лопатки турбины горячей части. Отлетевшая лопатка, разрушение турбины куда более вероятное и менее контролируемое событие, чем прогар (коррозия более контролируемый процесс и прогнозируемый процесс, чем разрушение детали под большим механическим напряжением), разнесет любой двигатель вне зависимости от наличия этого кислородного тракта. 

[Bell]

Ааа, вот в каком плане тракт "длинный"? Тогда я согласен, у Маска короткий и аварии на сильфоне у него исключены. Но это сколько...10% всех аварий? Обычно ломается ТНА, а ТНА у фентанильщика такой же как у Глушко. Ну, даже сложнее но это не важно, кислородный ТНА такой же

Так тут ещё вопрос в последствиях поломки. Если на РД-1*1 прогорает стенка ТНА или сильфона, случается большой бабах потому как перепад давления дохрена.
А если на рапторе прогорает перегородка с форсунками между ТНА и КС - движок тихо дохнет. На крайняк сопло оторвёт

Строго говоря, на цельнокачающемся РД-191 можно точно так же ТНА развернуть на 180 градусов и поставить прямо над КС. Место там достаточно.

[Prokrust]

Самая напряженная часть двигателя и самая проблемная в части ресурса - это не пассивные элементы, вроде трубок и сильфонов, а подвижные элементы горячей части ТНА, особенно лопатки турбины горячей части. Отлетевшая лопатка, разрушение турбины куда более вероятное и менее контролируемое событие, чем прогар (коррозия более контролируемый процесс и прогнозируемый процесс, чем разрушение детали под большим механическим напряжением), разнесет любой двигатель вне зависимости от наличия этого кислородного тракта.

В кислом ТНА из стали, с горячим кислородом, где от коррозии спасает тонкий слой эмали - коррозия контролируема?! Ха!
Впрочем у Маска не сталь, у него в этом плане все хорошо.

[Serge V Iz]

"У нас", да и во всяких европах, не страдающих брендофетишизмом, ХН45МВТЮБР и другие разные нержавейки все же, зовутся сталями. )

Они утверждали, да, что они там разработали какую-то home brew рецептуру этой нержавейки, но вблизи и так всем известных пределов можно дополнительно выжать немногое...

[AlexV]

В кислом ТНА из стали, с горячим кислородом, где от коррозии спасает тонкий слой эмали - коррозия контролируема?!

Сталь - стали рознь. Высоколегированные, вроде ХН32Т и ХН45МВТЮБР корродируют даже в горячей окислительной среде довольно медленно и контролируемо.

[sychbird]

Создать металлокерамическую деталь сложной конфигурации(газовый тракт) с решётчатым стальным каркасом для восприятия динамических нагрузок и стойкой к горячему кислороду поверхностью вполне реально. 
Надо только знать куда обратиться!

Недешёвая будет деталь, но для многоразового двигателя оправданная.

[Капитан Бутан]

Отлетевшая лопатка, разрушение турбины куда более вероятное и менее контролируемое событие, чем прогар (коррозия более контролируемый процесс и прогнозируемый процесс, чем разрушение детали под большим механическим напряжением), разнесет любой двигатель вне зависимости от наличия этого кислородного тракта. 

Да разрушение от нагрузки это как раз маловероятное событие. Нагрузка-то изниоткуда не появится! Нет причин для роста напряжений, значит не будет и роста.
А вот возгорание вполне вероятно. От вибраций в моменте уменьшился зазор - произошло соприкосновение ротора и неподвижных деталей. Температура растёт, металл загорается в горячем кислом газе, либо в холодном жидком кислороде. А уже после возгорания может быть механическое разрушение, потому что металл ослаб и потёк.
Или зазор не уменьшался, но в него попала посторонняя частица. Опять касание ротора и этой частицы, нагрев и возгорание. Алюминиевая пылинка загорится ещё проще чем компактный металл турбины. Все аварии из-за возгорания

[Капитан Бутан]

Высоколегированные, вроде ХН32Т и ХН45МВТЮБР корродируют даже в горячей окислительной среде довольно медленно и контролируемо.

Речь не о коррозии а о пределе воспламеняемости. Алюминиевая пыль воспламеняется не потому что аллюминий корродирует в кислороде. Компактный алюминий с кислородом не реагирует.
И бронза (большинства марок) тоже воспламеняется, даже в компактом виде. Но не потому что кислород начинает проникать в весь объём металла. А потому что оксидный слой, выше некоторой температуры, начинает растворяться в меди. У каждого металла свои причины загореться. У сталей свои, но выше определённой температуры они точно будут гореть, при этом ниже этой температуры они и гореть не будут и корродировать тоже не будут (очень медленно)

[AlexV]

Да разрушение от нагрузки это как раз маловероятное событие. Нагрузка-то изниоткуда не появится! Нет причин для роста напряжений, значит не будет и роста.

Да, более чем распространенные. Главные причины - усталостные трещины и межкристаллическая коррозия. Т.е. нагрузки те же, а материал под нагрузкой в коррозионной среде постепенно утрачивает первоначальные свойства. Те же лопатки турбин авиационных двигателей отлетают не так уж и редко, достаточно часто, чтобы нужно было продумывать такую конструкцию двигателя и самолета, чтобы отлетевшая лопатка не вела к немедленной катастрофе.

[AlexV]

Речь не о коррозии а о пределе воспламеняемости.

Коррозия обычно становится совсем неприличной, т.е. измеряться миллиметрами в час за долго до воспламенения.

Но, вообще удивительно, что в ракетной технике так ограниченно используется гидразин (обычный, а не метилгидразин и НДМГ), из-за чего приходится решать столько проблем с кислым трактом. Содержащий кислород газ при давлении под сотню атмосфер и при сотнях градусах в плане коррозии очень неприятная вещь. А с гидразином (обычным, а не его органическими производными) - красота. ТНА можно делать однокомпонентным, причем при разложении гидразина получается газ, состоящий из азота, водорода и аммиака, к которому любая сталь абсолютно устойчива при любой температуре. Т.е. берем вместо керосина - гидразин и сразу столько проблем решается.

[Капитан Бутан]

Главные причины - усталостные трещины и межкристаллическая коррозия

Где, в ЖРД? Примеры будут? Это к авиации имеет отношение

[Serge V Iz]

А с гидразином (обычным, а не его органическими производными) - красота. ТНА можно делать однокомпонентным, причем при разложении гидразина получается газ, состоящий из азота, водорода и аммиака, к которому любая сталь абсолютно устойчива при любой температуре. Т.е. берем вместо керосина - гидразин и сразу столько проблем решается.

Так ведь там просто пошли дальше: выкинули и ТНА, и смесительные головки и всю прочую ненужную ерунду. Прямо на катализатор его, и полученный газ -- из камеры разложения прямо в сопло )

[Prokrust]

Но, вообще удивительно, что в ракетной технике так ограниченно используется гидразин (обычный, а не метилгидразин и НДМГ), из-за чего приходится решать столько проблем с кислым трактом. Содержащий кислород газ при давлении под сотню атмосфер и при сотнях градусах в плане коррозии очень неприятная вещь. А с гидразином (обычным, а не его органическими производными) - красота. ТНА можно делать однокомпонентным, причем при разложении гидразина получается газ, состоящий из азота, водорода и аммиака, к которому любая сталь абсолютно устойчива при любой температуре. Т.е. берем вместо керосина - гидразин и сразу столько проблем решается.

Продукты разложения гидразина слишком горячи для турбины. Хотя, хотя - можно смешать гидразин с аммиаком - и уже эту смесь разлагать.
Это и правда интересно. И впрям сладкий ТНА.

[AlexV]

Так ведь там просто пошли дальше: выкинули и ТНА, и смесительные головки и всю прочую ненужную ерунду. Прямо на катализатор его, и полученный газ -- из камеры разложения прямо в сопло )

Ну это однокомпонентный двигатель. Но в таком виде УИ совсем мал, только для всяких маломощных маневровых. А если взять пару гидразин-кислород, то там УИ вполне соизмерим с керосин-кислородным, а вот ТНА можно очень сильно упростить (сделав однокомпонентной, причем с газами, к которым сталь просто инертна).

[AlexV]

Продукты разложения гидразина слишком горячи для турбины. Хотя, хотя - можно смешать гидразин с аммиаком - и уже эту смесь разлагать.
Это и правда интересно. И впрям сладкий ТНА.

Можно решить смешав с аммиаком. За одно и физические свойства смеси сильно улучшатся, чистый гидразин затвердевает при +2, что не критично, но не сильно удобно. А вот его смеси с жидким аммиаком могут иметь весьма низкие температуры начала выделения кристаллической фазы.

[Serge V Iz]

Так ведь там просто пошли дальше: выкинули и ТНА, и смесительные головки и всю прочую ненужную ерунду. Прямо на катализатор его, и полученный газ -- из камеры разложения прямо в сопло )

Ну это однокомпонентный двигатель. Но в таком виде УИ совсем мал, только для всяких маломощных маневровых. А если взять пару гидразин-кислород, то там УИ вполне соизмерим с керосин-кислородным, а вот ТНА можно очень сильно упростить (сделав однокомпонентной, причем с газами, к которым сталь просто инертна).

Надо считать. В принципе, подобрав параметры каталитического разложения, и изобретя геометрию катализатора (ну да, пока что они только скромных размеров известны) можно получить газ всего лишь чуть холоднее газа на лопатках самолётной турбины...

Сколько, интересно, этой энергии получится турбиной сработать, и какую часть мятого газа удастся дожечь (ну, на сколько кислорода прокачать получится)?

[Prokrust]

Продукты разложения гидразина слишком горячи для турбины. Хотя, хотя - можно смешать гидразин с аммиаком - и уже эту смесь разлагать.
Это и правда интересно. И впрям сладкий ТНА.

Можно решить смешав с аммиаком. За одно и физические свойства смеси сильно улучшатся, чистый гидразин затвердевает при +2, что не критично, но не сильно удобно. А вот его смеси с жидким аммиаком могут иметь весьма низкие температуры начала выделения кристаллической фазы.

Да!
С окислителем амил, получим самозажигание (при старте часть смеси гидразин+аммиак подаем в камеру сгорания в обход турбины)
С окислителем перекись, тоже получим самозажигание - перекись тоже разлагаем и подаем к камеру сгорания - при общей температуре выше 1000*С само загорится. А если и по перекиси сделать кислый ТНА - то сможем выжать больше 500 бар в камере сгорания! Энергии на сжатие будет прорва.
И только с кислородом для зажигания придется что-то делать.