Гиперзвук

[KBOB]

Кстати, уже у сжиженного природного газа теплотворная способность на единицу массы на 15% больше, чем у керосина. У чистого метана, вероятно, даже чуть больше, чем на 15.
Спрашивается: на фига нужен керосин с водой? Если за счёт жидкого метана при той же массе можно получить вдвое больший запас энергии, то есть минимум удвоить УИ?!

Дык для крылатых ракет на постоянной боевой готовности!

[Fakir]

Кажется, понял, в чём проблема чистого жидкого метана - у него температура сгорания меньше, чем даже у керосина, что для гиперзвуковика есть очень не гут
Поэтому тут тот факт, что у "летающего химкомбината" в КС идёт (по молям) столько же Н2, сколько и метана, сильно важен.
Возможно, так и с СО - кто-нибудь в курсе, какая у него температура сгорания?
Вообще, сама кинетика горения такой топливной смеси в потоке (сверхзвуковом??? - хотя вряд ли, раз поток в воздухозаборнике сильно охлаждают) - определённо, самый интересный вопрос. Там такое может повылазить...

[Fakir]

Но даже если нам нужна именно смесь СН4, СО (?) и Н2 в соотношении 1:1:1 - ИМХО, куда лучше везти всё это в жидком виде.

[Гость 22]

По-моему, не на последнем месте стоит здесь возможность более эффективного охлаждения корпуса всего аппарата (а не только самого двигателя) - или хотя бы его самых теплонапряженных частей. При использовании "чистых" керосина или метана можно расчитывать только на поглощение тепла за счет теплоемкости. В рассматриваемом случае добавляется поглощение тепла эндотермической реакцией.

[Fakir]

Повторяю, если у нас на борту жидкий метан и, тем более, жидкий водород - с охлаждением всё только лучше.

[Гость 22]

Повторяю, если у нас на борту жидкий метан и, тем более, жидкий водород - с охлаждением всё только лучше.

А если криогеника техзаданием не допускается?

[Александр Ч.]

Гм... если мне не изменяет память, то при газификации мазута водяным паром, пучившийся водяной газ имеет теплоту сгорания около 12 Мдж/куб.м. Могу поискать, если надо точнее.

Забыл дописать, что теплота сгорания метана 33Мдж/куб.м  :wink:

[Александр Ч.]

Гм... если мне не изменяет память, то при газификации мазута водяным паром, пучившийся водяной газ имеет теплоту сгорания около 12 Мдж/куб.м. Могу поискать, если надо точнее.

Забыл дописать, что теплота сгорания метана 33Мдж/куб.м  :wink:

Состав в объемных процентах:  46,8 CO, 48,8 H2, 3,8 CO2, 0,3 CH4, 0,3 N2; теплота сгорания 12,3 Мдж/куб.м.

[fagot]

Кажется, понял, в чём проблема чистого жидкого метана - у него температура сгорания меньше, чем даже у керосина, что для гиперзвуковика есть очень не гут  
Поэтому тут тот факт, что у "летающего химкомбината" в КС идёт (по молям) столько же Н2, сколько и метана, сильно важен. Возможно, так и с СО - кто-нибудь в курсе, какая у него температура сгорания?

У водорода температура горения еще меньше, однако ж его везде стремятся использовать :wink:  А все почему - потому что молекулярная масса продуктов сгорания получается минимальной, что очень хорошо для УИ. Поэтому идея с жидким метаном очень неплохая и ограничением тут может быть скорее его недостаточная охлаждающая способность. Но в водородных двигателях вроде же обходятся без дополнительного охладителя, так что должно его хватить. Ну в крайнем случае можно же и к метану воды добавить.  И остается только ограничение на постоянную готовность.

Вообще, сама кинетика горения такой топливной смеси в потоке (сверхзвуковом??? - хотя вряд ли, раз поток в воздухозаборнике сильно охлаждают) - определённо, самый интересный вопрос. Там такое может повылазить...

Это кто поток охлаждает, и главное - зачем? А кинетика что она - ясно, что процесс лимитируется диффузией и чем меньше молекулы, тем легче они перемешиваются с окислителем и сгорают.

[Agent]

Повторяю, если у нас на борту жидкий метан и, тем более, жидкий водород - с охлаждением всё только лучше.

А как он туда попадет, на борт то?
Еще раз. Стартовать оно будет не с Канаверала, а с какого нибудь Ф-35, который в свою очередь базируется где нить в Афгане или на АУГ.
Логистику жидкого метана и тем более ЖВ в условиях боевых действий я даж представить себе не могу.

[Fakir]

Agent

А как он туда попадет, на борт то?
Еще раз. Стартовать оно будет не с Канаверала, а с какого нибудь Ф-35, который в свою очередь базируется где нить в Афгане или на АУГ.
Логистику жидкого метана и тем более ЖВ в условиях боевых действий я даж представить себе не могу.

Ну, уж на авианосце, ИМХО, небольшую метановую инфраструктуру вполне можно сорганизовать.
Да и вообще мы здесь говорим за космонавтику, а не за бряцание оружием пентагоновских ястребов  :mrgreen:
Меня интересует, как лучше сделать движок для АКС, а о крепости брони и быстроте танков разнузданной американской военщины пущай у конгресса голова болит :mrgreen:

[Fakir]

fagot

У водорода температура горения еще меньше,

Надо же... Точно меньше? А насколько?

однако ж его везде стремятся использовать  А все почему - потому что молекулярная масса продуктов сгорания получается минимальной, что очень хорошо для УИ.

Малая молекулярная масса важна для повышения УИ ЖРД, но в ВРД, по идее, играет уже далеко не столь важную роль.

 

и ограничением тут может быть скорее его недостаточная охлаждающая способность.

Честно говоря, не понимаю, чем метан в качестве охладителя хуже керосина... В метановых ЖРД вроде метаном охлаждают...

Это кто поток охлаждает, и главное - зачем?

Так центральная проблема ГПВРД. В дозвуковом потоке, как в обычных ТРД, всё замечательно горит. А на гиперзвуке в движке поток уже сверхзвуковой, и обеспечить в нём нормальное устойчивое горение очень сложно, над этим и бьются. А если в ГПВД поток затормозить до дозвука - он так разогреется, что впрыск топлива не то что дополнительной энергии не даст, а только поглотит за счёт "рассыпания" молекул.

А кинетика что она - ясно, что процесс лимитируется диффузией и чем меньше молекулы, тем легче они перемешиваются с окислителем и сгорают.

Это только одна сторона вопроса - лучшее перемешивание, водород как присадка  для улучшения теплопроводности.
А могут быть уже на молекулярном уровне всякие тонкие плазмохимические тонкости. Типа участия в процессе горения всяких возбуждённых состояний молекул, аналога эффекта Пеннинга и т.п. Поскольку веществ в КС довольно-таки много - тут тебе и метан, и водород, и СО, и вода, и кислород, и азот, и ..., и продукты реакции, и всякие промежуточные осколки, радикалы, возбуждённые молекулы - шут его знает, что там может быть, и как оно будет гореть.

[Agent]

Меня интересует, как лучше сделать движок для АКС...

На ЖВ, видимо.
А с керосином они мучаются по оч простой причине - так хочет заказчик.

[fagot]

Надо же... Точно меньше? А насколько?

Например в КС кислородно-водородного ЖРД температура 3500 К, а керосинового - 3800 К. Температура ниже за счет большой теплоемкости продуктов сгорания, даже несмотря на бОлшую теплоту сгорания водорода.

Малая молекулярная масса важна для повышения УИ ЖРД, но в ВРД, по идее, играет уже далеко не столь важную роль.

Она важна для любого реактивного двигателя.

Честно говоря, не понимаю, чем метан в качестве охладителя хуже керосина... В метановых ЖРД вроде метаном охлаждают...

Метан лучше, но и его может не хватить, т.к. метан отнимает тепло только за счет нагрева, а смесь керосина с водой - и за счет эндотермических реакций. Ну и балластная вода снижает температуру в КС.

Так центральная проблема ГПВРД. В дозвуковом потоке, как в обычных ТРД, всё замечательно горит. А на гиперзвуке в движке поток уже сверхзвуковой, и обеспечить в нём нормальное устойчивое горение очень сложно, над этим и бьются. А если в ГПВД поток затормозить до дозвука - он так разогреется, что впрыск топлива не то что дополнительной энергии не даст, а только поглотит за счёт "рассыпания" молекул.

Это-то понятно, только вот с чего поток будет охлаждаться?

[oby1]

"так как быстро достигается температура,при которой
начинается диссоциация ,распад продуктов сгорания
с поглощением тепла"
Г.Н.Нестеренко "Космическая авиация"

[mrvyrsky]

Agent

А как он туда попадет, на борт то?
Еще раз. Стартовать оно будет не с Канаверала, а с какого нибудь Ф-35, который в свою очередь базируется где нить в Афгане или на АУГ.
Логистику жидкого метана и тем более ЖВ в условиях боевых действий я даж представить себе не могу.

Ну, уж на авианосце, ИМХО, небольшую метановую инфраструктуру вполне можно сорганизовать.
Да и вообще мы здесь говорим за космонавтику, а не за бряцание оружием пентагоновских ястребов  :mrgreen:
Меня интересует, как лучше сделать движок для АКС, а о крепости брони и быстроте танков разнузданной американской военщины пущай у конгресса голова болит :mrgreen:

Честно говоря, я с трудом представляю себе авиансец, который эту дуру сможет с палубы поднять. Да и идея там несколько иная - "с территории США".  Поясню - заказчик - ВВС, а это - конкурент ВМС.
А планы амовской военщины интересны сами по себе - они не танцуют вокруг славного Аполловского прошлого, они хотят иное качество. Так что - флаг им в руки, пусть хоть они сделают.

[Fakir]

mrvyrsky

Да и идея там несколько иная - "с территории США". Поясню - заказчик - ВВС, а это - конкурент ВМС.

Ну так тем более - какие проблемы с криогенной инфраструктурой? Тогда, возможно, ТЗ с керосином - просто плод инерции мышления.

А планы амовской военщины интересны сами по себе - они не танцуют вокруг славного Аполловского прошлого, они хотят иное качество. Так что - флаг им в руки, пусть хоть они сделают.

Это да, это конечно. Тому и радуемся (чуть-чуть).
Но. Есть "но". Пока говорят только об оружии, про АКС даже не заикаются

[Fakir]

fagot

Она важна для любого реактивного двигателя.

Но для ВРД - куда менее важна. Намного менее. Это у ЖРД струя состоит только из продуктов сгорания, и поэтому молекулярная масса рабочего тела напрямую зависит от мол. массы продуктов. А в ВРД львиная доля рабочего тела приходится на воздух (а воздух, как известно любому газодинамику - это азот    ). Поэтому и молекулярная масса "конечного продукта" не особо заметно изменится от смены топлива.

Например в КС кислородно-водородного ЖРД температура 3500 К, а керосинового - 3800 К. Температура ниже за счет большой теплоемкости продуктов сгорания, даже несмотря на бОлшую теплоту сгорания водорода.

Ну, если так в ЖРД - то для ВРД разброс явно будет меньше (вопрос -насколько именно), по вышеупомянутой причине: теплоёмкость определяется не только продуктами сгорания, но и в значительной мере воздухом.

Метан лучше, но и его может не хватить, т.к. метан отнимает тепло только за счет нагрева, а смесь керосина с водой - и за счет эндотермических реакций.

Так в жидком метане помимо теплоёмкости есть и еще резерв для охлаждения - "запас холода".

Ну и балластная вода снижает температуру в КС.

ИМХО, снижение температуры в КС ГПВРД - минус, и серьёзный.
 
Agent

На ЖВ, видимо.

В свете вышесказанного о температуре сгорания водорода, которая может оказаться если и не ниже, то не выше, чем у метана - у меня возникают сильные сомнения в том, что ЖВ лучше всего. У него остаётся только два (возможных) преимущества - хорошо охлаждает (но теплоёмкость, поди, меньше, чем у метана) и быстро горит. Основное преимущество как раз то, что горит быстрее. Но здесь и у углеводородов есть еще простор для роста: например, обработка газовой смеси барьерным разрядом позволяет ускорить горение почти вдвое.

[mrvyrsky]

Fakir
Ну так тем более - какие проблемы с криогенной инфраструктурой? Тогда, возможно, ТЗ с керосином - просто плод инерции мышления.

Неа, ты не понял. Если эта система военная, то она должна быть боеготовой, и если этот аппарат не способен взлететь максимум через час после получения приказа, его военная ценность стремится к нулю. Была бы возможность - сделали б на твёрдом топливе. С водородом же, сам понимаешь - хрен такой оперативности добъёшься. Например, боевой корабль первой линии должен через 3 часа после приказа не просто уйти, а "быть развёрнутым в первом квадрате ТВД". Что уж про леталки всякие говорить!АГА!!! ВРЕМЯ В ФОРУМ ПИСАТЬ ЕСТЬ, А ГДЕ РЕДАКТУРА ПОЛОВИНЫ СЦЕНАРИЯ?! МНЕ ОЧЕНЬ НАДО, ТОРМОЖУ СОВСЕМ, А СОАВТОР ТОЛЬКО ГИПЕРЗВУК ОБСУЖДАЕТ!!! СЕГОДНЯ ТРИ СТРОЧКИ ВЫМУЧАЛ - без твоих поправок\замечаний\редактуры :evil:  :evil:  :evil:

Fakir
Это да, это конечно. Тому и радуемся (чуть-чуть).

Ты зря это. Боевая ценность подобного аппарата ...эээ... невысока (так, мягко говоря). А вот если они его проплатят и доведут до стадии хоть нескольких полётов - я им сам памятник из гов... слеплю! Это ж очень близко к орбитальнику, с самолётом-носителем!

Fakir
Но. Есть "но". Пока говорят только об оружии, про АКС даже не заикаются

Удивляешь ты меня! Ну сам посуди: если НАСА хрюкнет, что работает на бабки Конгресса не по теме - куда они попадут? А САК публично ни в жисть не заявит о претензиях на получение космической системы. Ну это ж "клистер... кристалл... кластер... крил... клир..." Нужное - удалить. :wink:

[Fakir]

mrvyrsky

Неа, ты не понял. Если эта система военная, то она должна быть боеготовой, и если этот аппарат не способен взлететь максимум через час после получения приказа, его военная ценность стремится к нулю.

Ну, так а кто ему мешает взлететь через час?

С водородом же, сам понимаешь - хрен такой оперативности добъёшься. Например, боевой корабль первой линии должен через 3 часа после приказа не просто уйти, а "быть развёрнутым в первом квадрате ТВД". Что уж про леталки всякие говорить!

Во-первых, я больше про метан, чем про водород. Во-вторых - почему бы и нет? Стоит на авиабазе/авианосце теплоизолированная бочка с жидким метаном/водородом, рядом - холодильник. По зелёному свистку вся байда из бочки переливается в летательный аппарат.
Или армия США на электричество для холодильника разорится?

Ты зря это. Боевая ценность подобного аппарата ...эээ... невысока (так, мягко говоря).

Ну? Дык а я спорю, что ли? Невысока, скорее всего.
Я о том сожалею, что из-за ТЗ, составленного военными, характеристики ГПВРД могут оказаться далеки от идеала.

 

А вот если они его проплатят и доведут до стадии хоть нескольких полётов - я им сам памятник из гов... слеплю! Это ж очень близко к орбитальнику, с самолётом-носителем!

Так вопрос в том, насколько ГПВРД, разрабатываемые для этого ударника, окажутся подходящими для АКС.