РН "Дейтрон"

[Старый]

Да, насчет 3-3,5 м - я перегнул, чертить лень :lol: Ну, метра 2,5, наверное, можно - вот наберусь сил после корпоративных вечеринок и прикину :wink:

Ну 2.5 всунуть можно, но увеличив диаметр с 2 до 2.5 метра вы много УИ не выжмите...

[Старый]

Про достижение предела речи не идет. Но 471 с из 11Д57М, имхо, выжать можно без чрезмерных ухищрений.

Это врядли. Практически никаких шансов. Нынешний УИ это практически предел.

[Streamflow]

Ну вес то можно скидывать до бесконечности. А вот поднимать удельный импульс - увы...

Старый, Вы меня удивляете! А работа над форсуночной головкой, а резерв повышения Рк, а увеличение степени расширения за счет соплового насадка?

Тем не менее предел есть - (Isp)max = sqrt(2i0), где i0 - энтальпия заторможенного рабочего тела.

Про достижение предела речи не идет. Но 471 с из 11Д57М, имхо, выжать можно без чрезмерных ухищрений.

"Отнюдь", - сказал граф", ещё как идёт: 11Д57М я не смотрел, но вот данные чего-то похожего на предельный его вариант (в вакууме): (Isp)max = 5075 м/с, Isp = 4704 м/с, степень геометрического расширения сопла - 680, по давлению - 18000.  Для аэроспайка такая степень расширения возможна. Таким образом, удельный импульс составляет 92.5 % от предельного.

[Дмитрий В.]

Да, насчет 3-3,5 м - я перегнул, чертить лень :lol: Ну, метра 2,5, наверное, можно - вот наберусь сил после корпоративных вечеринок и прикину :wink:

Ну 2.5 всунуть можно, но увеличив диаметр с 2 до 2.5 метра вы много УИ не выжмите...

Однако площадь среза сопла растет более чем в 1,5 раза. Так что, думаю, этого будет достаточно.

[Старый]

Ну 2.5 всунуть можно, но увеличив диаметр с 2 до 2.5 метра вы много УИ не выжмите...

Однако площадь среза сопла растет более чем в 1,5 раза. Так что, думаю, этого будет достаточно.

Для существенного увеличения УИ недостаточно.

[Старый]

Увеличение степени расширения со 143 до 170 увеличило УИ на 4 сек с 457 до 461. Что мы можем выжать дальше?

[Дмитрий В.]

Ну 2.5 всунуть можно, но увеличив диаметр с 2 до 2.5 метра вы много УИ не выжмите...

Однако площадь среза сопла растет более чем в 1,5 раза. Так что, думаю, этого будет достаточно.

Для существенного увеличения УИ недостаточно.

Старый, Вы сами писали, что увеличение степени расширения 11д57м со 143 до 170, то есть всего лишь на 18-19% привело к росту УИ на 4с. А теперь Вы утверждаете, что дополнительный прирост на 50-55% недостаточен для существенного роста УИ. Возможно, для прироста в 10 с и не достаточно. Однако совместно с ростом Рк и совершенствованием рабочего процесса, я думаю, прирост в 10 с не проблема :lol:

[Старый]

Старый, Вы сами писали, что увеличение степени расширения 11д57м со 143 до 170, то есть всего лишь на 18-19% привело к росту УИ на 4с. А теперь Вы утверждаете, что дополнительный прирост на 50-55% недостаточен для существенного роста УИ. Возможно, для прироста в 10 с и не достаточно. Однако совместно с ростом Рк и совершенствованием рабочего процесса, я думаю, прирост в 10 с не проблема :lol:

Каждая дальнейшая единица степени расширения даёт всё меньший и меньший прирост УИ. Простой рост Рк не даёт увеличения УИ - вместе с Рк растёт и Рс (на срезе), степень расширения остаётся прежней, УИ не растёт. Растёт только тяга.

[mihalchuk]

Рост Рк приводит к уменьшению диссоциации, а, следовательно, к увеличению УИ. Можно достичь ещё большего эффекта, если соптимизировать соотношение компонентов.

[avmich]

Не считая модификаций топлива, оптимизаций расходов на охлаждение, на ТНА, оптимизаций гидросопротивлений...

Если двигатель замкнутой схемы то это не меняет удельного импульса.

Вот причины, почему я считаю, что тут Старый ошибается. То есть, вот почему, в принципе, указанные изменения могут привести к росту удельного импульса.

Модификации топлива - это к тому, что можно заправлять не керосином, а, скажем, синтином. Или ещё чем-то - что одновременно увеличивает УИ, не слишком сложно и дорого найти и не требует существенных изменений в двигателе. Я не вижу причин, почему такое топливо не может быть найдено, поэтому упоминаю этот вариант как возможный. Синтин тут - только оодин из примеров, можно и другие подобрать. А более "энергичные" топлива способны увеличить УИ - за счёт роста температуры в камере, в случае, когда рост этого фактора превышает возможные падения в других. Синтин тут опять является хорошим примером - его и использовали для лучшего УИ.

Оптимизация расходов на охлаждение - речь идёт, например, о завесном охлаждении, когда часть топлива пускается внутри камеры вдоль стенки для защиты этой стенки от перегрева. Эта часть топлива сгорает обычно менее полно, чем топливо в основном потоке форсуночной головки. Поэтому излишки "завесного" расхода - это потенциал роста УИ, еслиих уменьшить. Так было сделано, например, при разработке ЖРД для Союза-ФГ - там уменьшили расход на завесное охлаждение, что позволило, применяя более дешёвую форсуночную головку, тем не менее увеличить УИ.

Оптимизация расходов на ТНА - имеется в виду общее повышение КПД ТНА, что позволит увеличить давление в камере, что в свою очередь, напрямую увеличивает УИ. Оптимизировать ТНА можно, например, улучшая материал лопаток, повышая температуру газа из ГГ...

То же касается оптимизации гидросопротивлений - хотя РД-58 довольно лаконичный двигатель, это не значит, что его нельзя оптимизировать в том числе и по этому параметру. Итог - рост давления в камере при тех же параметрах ТНА, что увеличивает УИ.

Экономическую эффективность каждого такого улучшения, конечно, надо как-то оценивать, считать и т.п. Однако это не означает, что в принципе таких возможностей нет :) .

А вообще, с новым годом :) .

[Старый]

А вот почему авмич неправ:

Модификации топлива - это к тому, что можно заправлять не керосином, а, скажем, синтином. Или ещё чем-то - что одновременно увеличивает УИ, не слишком сложно и дорого найти и не требует существенных изменений в двигателе. Я не вижу причин, почему такое топливо не может быть найдено, поэтому упоминаю этот вариант как возможный. Синтин тут - только оодин из примеров, можно и другие подобрать. А более "энергичные" топлива способны увеличить УИ - за счёт роста температуры в камере, в случае, когда рост этого фактора превышает возможные падения в других. Синтин тут опять является хорошим примером - его и использовали для лучшего УИ.

Рассматриваемый двигатель водородный, "модифицировать" водород дальше некуда. Только в сторону ухудшения.

Оптимизация расходов на охлаждение - речь идёт, например, о завесном охлаждении, когда часть топлива пускается внутри камеры вдоль стенки для защиты этой стенки от перегрева. Эта часть топлива сгорает обычно менее полно, чем топливо в основном потоке форсуночной головки. Поэтому излишки "завесного" расхода - это потенциал роста УИ, еслиих уменьшить. Так было сделано, например, при разработке ЖРД для Союза-ФГ - там уменьшили расход на завесное охлаждение, что позволило, применяя более дешёвую форсуночную головку, тем не менее увеличить УИ.

Водород - хороший охлавдитель. Поэтому завесное охлаждение вообще не требуется и нет данных что оно примененов 11Д57. Кроме того водородные ЖРД и так работают на огромном (почти двукратном) избытке водорода так что проблема его неполного сгорания неактуальна.

Оптимизация расходов на ТНА - имеется в виду общее повышение КПД ТНА, что позволит увеличить давление в камере, что в свою очередь, напрямую увеличивает УИ. Оптимизировать ТНА можно, например, улучшая материал лопаток, повышая температуру газа из ГГ...

Повышение давления в камере не повышает УИ, тем более напрямую.

То же касается оптимизации гидросопротивлений - хотя РД-58

И вобще кажется авмич перепутал двигатели. А я думаю: при чём тут синтин?...

довольно лаконичный двигатель, это не значит, что его нельзя оптимизировать в том числе и по этому параметру. Итог - рост давления в камере при тех же параметрах ТНА, что увеличивает УИ.

Экономическую эффективность каждого такого улучшения, конечно, надо как-то оценивать, считать и т.п. Однако это не означает, что в принципе таких возможностей нет .

 Потери энергии в двигателя замкнутой схемы не приводят к снижению УИ т.к. энергия никуда из двигателя н выводится и в конечном итоге сообщается выходящему газу.

А вообще, с новым годом .

Во как надо праздновать - только проснулся! Ну с Новым!

[Старый]

На всякий случай про давление, потому что видно не все внимательно прочитали.
 11Д57М отличаеся от 11Д57-просто не только к-том расширения но и давлением. У 11Д57 Рк -100атм, а у 11Д57М - 115 атм. Так что кроме увеличения со 143 до 170 к-та расширения ещё и на 15% поднято давление в камере. И в итоге всего этого в сумме - 4 секунды удельного импульса.

[Дмитрий В.]

Если я не ошибаюсь, на 11д57 до 25% всего расхода водорода тратилось на завесное охлаждение, в первую очередь соплового насадка. Если насадок сделать из У-У, то есть, более теплостойким, то расход Н2 на завесы может быть уменьшен, с одновременным повышением УИ.

[Гость 22]

Помимо увеличения сдвижного насадка, на 11Д57/11Д57М можно поднять УИ еще так:

1. Сбрасывать отработанный на турбине бустерного ТНА газ в закритическую часть сопла (~ как на Вулкане-2), отменив (или уменьшив) расход на завесу насадка.

2. Сбрасывать отработанный на турбине бустерного ТНА газ в магистраль горючего перед насосом, предварительно охладив газ в теплообменнике.

3. Заменить в бустерном ТНА газовую турбину на гидравлическую со сбросом жидкости в магистраль перед насосом.

[Старый]

Если я не ошибаюсь, на 11д57 до 25% всего расхода водорода тратилось на завесное охлаждение, в первую очередь соплового насадка. Если насадок сделать из У-У, то есть, более теплостойким, то расход Н2 на завесы может быть уменьшен, с одновременным повышением УИ.

А не многовато будет?
Если не ошибаюсь на завесу соплового насадка сбрасывался только водород с турбины бустерного ТНА.

[Старый]

Помимо увеличения сдвижного насадка, на 11Д57/11Д57М можно поднять УИ еще так:

1. Сбрасывать отработанный на турбине бустерного ТНА газ в закритическую часть сопла (~ как на Вулкане-2), отменив (или уменьшив) расход на завесу насадка.

Дык вроде уже?
 Собственно вроде "М" от "не М" тоже этим отличается? И это тоже внесло вклад в 4 секунды?  [/quote]

[Гость 22]

Сбрасывать отработанный на турбине бустерного ТНА газ в закритическую часть сопла

Дык вроде уже?

А что про это в справочнике "Двигатели..." пишут (у меня под рукой его нет)?

[avmich]

Двигатели я, возможно, действительно перепутал, но это в данном случае неважно - речь идёт об общих методах повышения УИ. То, что эти методы оказываются неэффективны в случае какого-то конкретного двигателя, нуждается в отдельном обосновании.

Теперь мои возражения аргументам Старого.

Модификации топлива...

Рассматриваемый двигатель водородный, "модифицировать" водород дальше некуда. Только в сторону ухудшения.

Это, Старый, верно, но только в первом приближении. Например, теоретически ЖК-ЖВ двигатели не самые рекордсмены по УИ. Практически, даже если мы не будем увеличивать долю ЖВ - что, согласен, неприятно - мы, тем не менее, можем модифицировать топливо с целью повышения УИ. В качестве примера можно взять добавление метана - нескольких процентов - к ЖК. Это приводит к небольшому росту УИ, потому что энергетика топлива повышается, как оказывается, быстрее, чем падает молярная масса.

Поэтому в принципе - а мы сейчас говорим о принципиально возможных путях повышения УИ - можно рассматривать модификации топлива.

Оптимизация расходов на охлаждение - речь идёт, например, о завесном охлаждении...

Водород - хороший охлавдитель. Поэтому завесное охлаждение вообще не требуется и нет данных что оно примененов 11Д57. Кроме того водородные ЖРД и так работают на огромном (почти двукратном) избытке водорода так что проблема его неполного сгорания неактуальна.

То, что данный двигатель работает без завесного охлаждения, придётся проверить... Что касается избытка водорода - да, это, в данном случае, существенный плюс.

Оптимизация расходов на ТНА - имеется в виду общее повышение КПД ТНА, что позволит увеличить давление в камере, что в свою очередь, напрямую увеличивает УИ. Оптимизировать ТНА можно, например, улучшая материал лопаток, повышая температуру газа из ГГ...

Повышение давления в камере не повышает УИ, тем более напрямую.

Посмотрим на http://rocketworkbench.sourceforge.net/equil.phtml - программу по расчёту термохимии. Возьмём 140 атм в камере, 0,01
атм на срезе, коды ЖК и ЖВ - 686 и 457 соответственно, количества - 120 и 20, то есть, ЖК к ЖВ как 6 к 1 по массе. Отношение площади среза сопла к площади критсечения получится 444,60048 , а УИ - 4469,90785 м/с .

Теперь поднимем давление в камере до 145 атм, а на срезе - до
0,0103717176 :) . Тогда отношение площадей останется таким же - 444,60048 - а УИ вырастет до 4472,11697 м/с . То есть, геометрию сопла мы не меняем - меняем только давление в камере. При изменении давления на 3,57% у нас возрос УИ на 0,0494%.

Старый, я понимаю, с арифметикой, как ты говоришь, у тебя нелады. Но здесь же качественный результат? Рост давления в камере увеличивает отношение давлений даже без изменения геометрии. Хотя изменение и невелико - в данном случае за 5 атм мы получили чуть больше 2 м/с.

Потери энергии в двигателя замкнутой схемы не приводят к снижению УИ т.к. энергия никуда из двигателя н выводится и в конечном итоге сообщается выходящему газу.

Ну, это же только нулевое приближение. Гидросопротивления - вполне материальный источник потерь, например, давления - а рост перепада давления на насосе не может быть скомпенсирован без дополнительных затрат энергии на турбине ТНА. Тот же закон сохранения :) .

А вообще, с новым годом :) .

Во как надо праздновать - только проснулся! :) Ну с Новым!

Не, скорее только добрался до Инета...

[Старый]

Сбрасывать отработанный на турбине бустерного ТНА газ в закритическую часть сопла

Дык вроде уже?

А что про это в справочнике "Двигатели..." пишут (у меня под рукой его нет)?

А вот оттуда и прочитал. Там ПГС и сброс газа с турбины БТНА либо в насадок либо в сопло крена.

[Старый]

В качестве примера можно взять добавление метана - нескольких процентов - к ЖК. Это приводит к небольшому росту УИ, потому что энергетика топлива повышается, как оказывается, быстрее, чем падает молярная масса.

Чево, чево делает молярная масса???