Вправьте мне мозги. А то глупости какие-то думаю...

[RadioactiveRainbow]

УИ не зависит напрямую от давления в КС. А зависит он только от отношения (Ркс/Ра) давления в КС к давлению на срезе сопла.
И пришла мне в голову идея больная - а ведь можно сделать хороший двигатель даже с низким давлением.

И взял я Астру, и посчитал кислород-керосиновый движок с Ркс=0,5МПа и Ра=0,001 (или 0,0001? не помню) МПа.
И получился у меня УИ более 3600 м/с.

И подумалась мне ересь страшная - А зачем?
Зачем делать дорогие и сложные пустотные двигатели, если можно делать такие простые и элегантные?
Можно в принципе от ТНА отказаться - сделать вытеснительную (просто или с промежточным баком) систему подачи (или существнно упростить ТНА). А это, несомненно, снизит стоимость двигателей, и клепать их можно будет задёшево. И наступит благодать всеобщая.

Два только недостатка у двигателей подобных: большое сопло (геометрическая степень расширения существенно (в разы) больше чем у современных) и трудности с его (сопла) охлаждением - исключительно ввиду размеров!
Ну, первая проблема решается тупо уменьшением тяги и, соответственно, диаметра сопла. Ну или применением "лепесткового" насадка.
Вторая - заменой материала части сопла на жаростойкий. Чтобы участок не требовал внешнего охлавжения.


Граждане - не дайте пропать! Ткните мордочкой в косяки этой бредовой идеи.  

[Arie]

Т.е. громадное сопло из дорогих жаростойких материалов, да еще и куча их, ибо иначе тягу не набрать...
А вы уверены что это дешевле, не говоря уже о том, что легче ?

[RadioactiveRainbow]

Т.е. громадное сопло из дорогих жаростойких материалов, да еще и куча их, ибо иначе тягу не набрать...
А вы уверены что это дешевле, не говоря уже о том, что легче ?

Ну, материалы не супер-дорогие. Если пересчитать отношение масса/стоимость для традиционного двигателя и простого - ещё очень большой вопрос, килограм которого выйдет дороже. Мне лично кажется, что простой дешевле будет. Всё таки, имхо, вклад в стоимость материалов существенно меньше, чем технологических процессов изготовления.

Отвечая на вопрос:
1) Да, громадное сопло, частично из жаростойких материалов (сопло всё таки тоненькое, так что материала будет не так много, как может подуматься), иначе УИ не набрать.
2) Да, я уверен что это будет дешевле.
3) Нет, я уверен, что это будет тяжелее. Но я так же практически уверен, что соотношение ХС/стоимость будет ниже. То есть за те же деньги можно будет получить большую ХС при фиксированной ПН.

[Старый]

Граждане - не дайте пропать! Ткните мордочкой в косяки этой бредовой идеи.  

Всегда рады.
Размещение огромных сопел требует больших двигательных или переходных отсеков, вес которых сведёт на нет эффект от повышения УИ. Раздвижные сопла - тоже вес.
 Уменьшать тягу двигателя до беспредельности нельзя - проблемы с управлением и гравитационные потери. Они тоже съедают эффект от УИ.
 Вытеснительная схема требует прочных баков, баллонов с газом наддува и самого газа. Всё это вес который тоже съедает эффект от УИ.
 В итоге оказывается целесообразным идти по пути увеличения давления до разумных величин. ТНА оказывается легче и дешевле чем все прибамбасы с огромным соплом и вытеснительной подачей.

[RadioactiveRainbow]

Спасибо.
Но асе аргументы всё же не абсолютно очевидны, чтобы прибить идею одним ударом. От сессия кончится - посчитаю...

[Старый]

Спасибо.
Но асе аргументы всё же не абсолютно очевидны, чтобы прибить идею одним ударом.

Не абсолютно. На Аполлоне например была применена вытеснительная подача с очень большими соплами. На Дельте-2 тоже. Но в целом рулит насосная подача с умереным давлением. В целом закон таков: чем больше ступень тем выгоднее насосная подача.

[Гусев_А]

А если просто, примитивно почситать энергию выделяемую при сгорании топлива, и энергию ЕГО уже сгоревшего вылетающего из сопла с такой скоростью? Чем ЕГО догревать будем?

[mihalchuk]

Никогда таким способом 3600 м/с не получить. Дело в том, что для такого УИ нужна высокая энтальпия топлива. При этом получается высокая температура и возникает неравновесность химического состава. Чем больше давление, тем меньше неравновесность и наоборот. А она "съедает" давление, т. е. часть энергии продуктов начинает работать не от камеры сгорания, а с какой-то части сопла, по мере восстановления равновесия. Если взять две одинаковых камеры с одинаковым соотношением компонентов но разными давлениями, то из-за неравновесности (в-основном - диссоциация молекул) у камеры с меньшим давлением на срезе сопла температура продуктов будет выше, а скорость - меньше. Получается, что УИ реальных двигателей зависит от давления при температуре в камере начиная где-то с 2000К (тоже зависит от давления). Кроме того, с ростом давления почти для всех топлив появляется возможность увеличить к-т избытка окислителя, что не только ещё увеличивает УИ, но и повышает плотность топлива.

[RadioactiveRainbow]

Нафик чего-то догревать. Сложно это, да энергии требует немеряно.
Я тут посчитал...
Гидразин+АТ. Альфа - 0.95. Геометрическая степень расширения (относительная площадь) - 230.
Рк=0,5МПа  УИ=3455 м/с
Рк=4,0МПа  УИ=3470 м/с.
(сопло - одно и то же!)

Согласитесь - есть повод задуматься.
Система с наддувом не обязательно имеет толстые баки. Достаточно сделать небольшие "расходные" баки, из которых компоненты и будут под существенным давлением подаваться в КС.
Вот расход газа - это, конечно, да.
Но что-то мне подсказывает, что снижение цены того стоит.

[RadioactiveRainbow]

Никогда таким способом 3600 м/с не получить. Дело в том, что для такого УИ нужна высокая энтальпия топлива.
skip
возможность увеличить к-т избытка окислителя, что не только ещё увеличивает УИ, но и повышает плотность топлива.

Да, об этом я как-то не подумал...
Надо будет поподробнее эту тему изучить на досуге.

[mescalito]

RadioactiveRainbow ваш двигатель будет работать только теоритически или как экспериментальная установка. Так как цель ЖРД не разогнать продукты сгорания в сопле на максимально возможную скорость, а разогнать ЛА.
Вы попробуйте по найденым вами УИ, тяге, степени расширения и давлению в камере прикинуть массу такого двигателя. (В книгах по жрд такие зависимости есть. Например А.А. Козлов "Системы питания и управления ЖРДУ". ) Потом полученное значение подставте в основное массовое уравнение или как оно там точно называется. И посмотрите значение мю ПН. Тогда поймете почему не делают ЖРД с очень большими   степенями расширения.

[Старый]

Система с наддувом не обязательно имеет толстые баки. Достаточно сделать небольшие "расходные" баки, из которых компоненты и будут под существенным давлением подаваться в КС.

А остальное как же? Или газ из расходных каждый раз стравливать?

[RadioactiveRainbow]

Система с наддувом не обязательно имеет толстые баки. Достаточно сделать небольшие "расходные" баки, из которых компоненты и будут под существенным давлением подаваться в КС.

А остальное как же? Или газ из расходных каждый раз стравливать?

Почему бы и нет?... в основной бак.
Такой методой можно полный расход газа уменьшить раза в 2-3, наверное... (честно - лениво сейчас считать)

[Старый]

Почему бы и нет?... в основной бак.
Такой методой можно полный расход газа уменьшить раза в 2-3, наверное... (честно - лениво сейчас считать)

А нафига оно в основном баке то? Для повышения конечной массы?

[RadioactiveRainbow]

Почему бы и нет?... в основной бак.
Такой методой можно полный расход газа уменьшить раза в 2-3, наверное... (честно - лениво сейчас считать)

А нафига оно в основном баке то? Для повышения конечной массы?

Его всё равно надувать надо. Как по вашему будут расходные баки наполняться - наддувом из основных. только небольшим давлением.

[поверхностный]

RR, кажись этот проект, как и "холодный ЖРД", губят насосы. Может еще рассмотреть импульсный ЖРД?

[RadioactiveRainbow]

Да не, здесь-то насосы не при чём. При таком перепаде давлений они получаются довольно простые и, что немаловажно - надёжные и многоразовые.

Здесь действительно основные проблемы касаются внутрикамерных процессов. Надо ради интереса посчитать неравновеный процесс...
При таком давлении ещё и реакции диссоциации цветут и пахнут...
В-общем, надо посмотреть подробнее.

[Старый]

Его всё равно надувать надо. Как по вашему будут расходные баки наполняться - наддувом из основных. только небольшим давлением.

Так зачем лишнее давление и газ в основном баке? Это же вес. И главное - оно никак не поможет вытеснять топливо в двигатель. То есть кроме лишнего веса никакой пользы нет.

[поверхностный]

Старый, а пусть себе вытесняющий газ из расходных бачков выходит следом за горючим через сопло. По дороге немного нагреется. Интересно отношение веса газа в баке и самого горючего.

[RadioactiveRainbow]

Интересно отношение веса газа в баке и самого горючего.

Ну, обычно баки принасосной подаче надуваются до 2-5 атм.
Здесь будет 5-10. То есть в вдвое-втрое хуже, чем у современных ракет с насосной подачей.
Имхо.