Полуметановый Союз

VAA · 07.03.2007 18:23:27

ЦитироватьОбсуждаемая модернизация РД-107 (повышение давления, УИ, отказ от перекиси) была на самом деле сделана, в результате чего появился РД-111 (8Д716) для первой ступени Р-9А.

Причем, кое-что уже вернулось в прототип: смесительная головка для РД-107А/РД-108А (14Д22/14Д21), которые стоят на Союз-ФГ/2, сделана на базе головки РД-111 (8Д716).

Интерсно, рассматривалась ли когда-нибудь в прошлом возможность подобной модернизации двигателей для Союза
В 8Д716 камера сгорания сильно была модернизирована по сравнению с РД107/8? Размерами она совпадает? В ней давление почти 80 атм... Насколько 8Д716 был сложнее в производстве по сравнению с РД107/8?
В Р-9, как я понимаю, жидкий азот не применялся, топливный бак наддувался генераторным газом, а кислородный - газифицированным кислородом, так?

Гость 22 · 07.03.2007 17:23:51

ЦитироватьВ 8Д716 камера сгорания сильно была модернизирована по сравнению с РД107/8? Размерами она совпадает?

Не совпадает. На фото рядом стоят РД-111 и РД-107:

ЦитироватьНасколько 8Д716 был сложнее в производстве по сравнению с РД107/8?

Если и сложнее, то не на много. Кстати, РД-111 изготовлялся на том же заводе, где делали/делают РД-107/108.

Гость 22 · 07.03.2007 17:28:42

ЦитироватьИнтерсно, рассматривалась ли когда-нибудь в прошлом возможность подобной модернизации двигателей для Союза

У РД-111 тяга больше (140 т у земли). Так что без серьезной переделки ракеты поменять двигатели нельзя.

VAA · 07.03.2007 20:32:39

Цитировать
ЦитироватьИнтерсно, рассматривалась ли когда-нибудь в прошлом возможность подобной модернизации двигателей для Союза
У РД-111 тяга больше (140 т у земли). Так что без серьезной переделки ракеты поменять двигатели нельзя.

Я имел ввиду провести модернизацию путем перевода ГГ на основные компоненты и поменяв способ наддува баков, при этом оставивив те же самые насосы и те же самые камеры сгорания?

Filas · 07.03.2007 20:07:47

ЦитироватьЯ имел ввиду провести модернизацию путем перевода ГГ на основные компоненты и поменяв способ наддува баков, при этом оставивив те же самые насосы и те же самые камеры сгорания?

Вы вообще посты то читаете или нет??? Там уже все разжевано.

Цитироватьвам придётся ещё и камеру менять. Давление на срезе ведь во столько же увеличится, во сколько и давление в камере.

Перевожу: УИ упадет.

ЦитироватьПеределки настолько серьезные, что проще установить сразу другой движок. Полностью переделка турбины и испарителя азота, новый газогенератор, новая система управления, увеличение баков основных компонентов (турбина тоже кушать будет). Прироста УИ либо не будет вообще (система так и останется открытой), либо минимален.

ЦитироватьА бак горючего вы чем наддувать будете? Святым духом? Кстати, ТНА открытой схемы делают на сладком газе, т.е. и бак окислителя им не наддуть.

RadioactiveRainbow · 07.03.2007 21:30:59

Не, не упадёт. Даже подрастёт, но без замены камеры незначительно. И двигатель не будет на расчётном режиме работать вообще.
(Ну, разве что под водой

)

ЖРД - настолько завязанная в себе весч, что очень трудно в нём что-то поменять, не переделав весь двигатель от земли до неба.
А перевод ТНА на основные компоненты именно переборки всего двигателя и потребует. Ну, по крайней мере систему управления перекраивать придётся основательно.

Но в принципе можно. Если денег дадите

Андрей Суворов · 07.03.2007 21:32:49

НО ЗАЧЕМ???
Ведь уже есть подходящие по тяге двигатели замкнутого цикла на кислород-керосине! Если уж всё равно "перевязывать" ракету, не проще ли поставить их?

RadioactiveRainbow · 07.03.2007 21:36:43

Ой, ну как вы не поймёте? Хоцца человеку!

3kBUBaJIeHT · 08.03.2007 11:46:54

Цитировать
ЦитироватьПлюс наше любимое любимое ВЧ.
А вот это очень интересно. Будут ли ВЧ возрастать, или зависимость их отдавления будет случайной?

Будет. И неслучайно.

VAA · 08.03.2007 17:32:40

ЦитироватьНО ЗАЧЕМ???
Ведь уже есть подходящие по тяге двигатели замкнутого цикла на кислород-керосине! Если уж всё равно "перевязывать" ракету, не проще ли поставить их?

А какие? Чтобы сравнимой тяги, на керосине-кислороде, и уже производились в России? Или хотя бы были полностью отработаны и готовы к производству на существующем оборудовании?

ЦитироватьПричем, кое-что уже вернулось в прототип: смесительная головка для РД-107А/РД-108А (14Д22/14Д21), которые стоят на Союз-ФГ/2, сделана на базе головки РД-111 (8Д716).

Да, нашел, тут как раз об этом написано:
http://www.ssu.samara.ru/~vestnik/est/2003web6/vsys/200362201.pdf

mihalchuk · 12.03.2007 13:30:34

За моим вопросом стояла следующая идея. Требуется новый носитель для перспективного пилотируемого КК. Предлагается вариант модернизации Союза (Союз-3) с двигателями РД-191 и РД-120. Но по результатам Си Лонча (в засвисимости от результатов расследования) может возникнуть устойчивая неуверенности в реальной достаточной надёжности двигателей замкнутой окислительной газогенераторной схемы. Они довольно капризны к качеству топлива и в полётах (да и на стендах) показали себя не блестяще. Возможно, надёжность РД-191 окажется достаточной для грузовой Ангары (а это ещё вопрос!), но совсем другое дело – пилотируемые пуски. Тогда улечение такими ЖРД на пилотируемом «Союзе-3» будет противопоказано.
Альтернативой является переход на метан, что позволяет организовать сладкую газогенераторную схему, есть и другие преимущества. Но для этого потребуется разработать полностью новый двигатель, новый носитель и создать метановую инфраструктуру на старте. И взрывобезопасность на старте пилотируемого корабля...
Но есть другой вариант: ограничиться установкой РД-191 на центральный блок, а на боковушках, чтобы преодолеть нехватку грузоподъёмности, модернизировать прежние двигатели РД-107. Чтобы увеличить тягу двигателя, нужно поднять давление в камерах. Но возможности 80%-ной перекиси используются полностью, а увеличение концентрации перекиси нежелательно по соображениям надёжности. Предлагается уйти от перекиси и использовать в качестве третьего компонента метан. В этом случае:
1.   Не понадобится метановая инфраструктура на старте – метан можно заправить по пути или от передвижной цистерны.
2.   Вполне возможна хорошая термоизоляция метанового бака с хранением последнего без испарения несколько суток, а если обеспечить теплообмен с баком кислорода – то и до полного выкипания последнего.
3.   Для турбины можно использовать сладкий газогенераторный газ, которого из метана образуется много. Основная реакция 2СН4 + О2 = 2СО + 4Н2, средняя молекулярная масса 10,7. Для перекиси 2Н2О2 = 2Н2О + О2; 22,7. Вдобавок – хорошие возможности по увеличению температуры. Эти свойства метана настолько благоприятны, что разработчики метановых двигателей не видят смысла в закрытой схеме на первых ступенях. В сумме метановый бак будет иметь немного меньший объём, чем перекисный. Масса метана будет не менее чем в 2,5 раза меньше массы перекиси. При некотором усложнении констуркции в целом получится выигрыш в эффективности.
4.   Хорошие возможности по увеличению давления в камерах.
5.   Основные изменения в двигателе коснутся турбины и газогенератора. Если не планировать радикального увеличения тяги, то насосы можно не трогать.
6.   Двигатель смотрится хуже в отношении надёжности запуска, но лучше – в отношении надёжности работы.

Гость 22 · 12.03.2007 15:00:05

Цитироватьможет возникнуть устойчивая неуверенности в реальной достаточной надёжности двигателей замкнутой окислительной газогенераторной схемы. Они довольно капризны к качеству топлива и в полётах (да и на стендах) показали себя не блестяще.

Однако против РД-0124 или того же РД-191 в центре у Вас нет возражений?

А если так, то и против более "мягкого" (по сравнению с РД-191) РД-0155 их не должно быть?

hcube · 12.03.2007 15:34:04

А нелья в этом случае перейти на метан и в качестве компонента топлива? Заправка боковушки при оптимизиции формы баков может быть до 36 тонн против 40 на керосине. Меньшую плотность топлива можно скомпенсировать установив метановую конверсию РД-111 - как раз баш на баш получится - тяга упадет, УИ вырастет.

Filas · 12.03.2007 14:36:51

Цитироватьhttp://www.ssu.samara.ru/~vestnik/est/2003web6/vsys/200362201.pdf

Вот спасибо за ссылку!!! Всегда приятно вспомнить молодость и увидеть, что твоя работа (небольшая, конечно) не пропала даром.
Интересно, кто там сейчас остался??? :roll:

mihalchuk · 12.03.2007 17:28:39

ЦитироватьА нелья в этом случае перейти на метан и в качестве компонента топлива? Заправка боковушки при оптимизиции формы баков может быть до 36 тонн против 40 на керосине. Меньшую плотность топлива можно скомпенсировать установив метановую конверсию РД-111 - как раз баш на баш получится - тяга упадет, УИ вырастет.

Можно, конечно, сделать всё, но это уже будет другая история. С метановым заправочным комплексом и переделкой производства боковушек. Около 40 т метана в цистерну не влезут, а из боковушек будут интенсивно испаряться. Тоже проблема. Думаю, что при трёхсуточном стоянии на старте её не решить термоизоляцией. В-общем, история другая.

mihalchuk · 12.03.2007 17:37:37

Цитировать
Цитироватьможет возникнуть устойчивая неуверенности в реальной достаточной надёжности двигателей замкнутой окислительной газогенераторной схемы. Они довольно капризны к качеству топлива и в полётах (да и на стендах) показали себя не блестяще.
Однако против РД-0124 или того же РД-191 в центре у Вас нет возражений?

Нет возражений. Всё-таки два двигателя - это не 6, а авария РД-0124 по совокупности сценариев менее опасна.

ЦитироватьА если так, то и против более "мягкого" (по сравнению с РД-191) РД-0155 их не должно быть?

Я не то, чтобы не возражаю, а просто не имею к этому отношения.

Это конверсионный движок? Очень хорошо на грузовой вариант, думаю, и дешевле выйдет. А на пилотируемый - надо представлять реальную надёжность и достаточна ли будет грузоподъёмность носителя. Уравнение с двумя неизвестными.

hcube · 12.03.2007 19:12:26

Да, но кислород-то с той же температурой кипения не испаряется? ;-)

Да - оптимизация формы баков - это без изменения внешнего габарита боковушки. Только перемещением стенок баков. Если менять форму - можно и 40 и 50 тонн без проблем сделать заправку без потери совместимости со стартом.

mihalchuk · 12.03.2007 19:15:47

ЦитироватьДа, но кислород-то с той же температурой кипения не испаряется? ;-)

Ещё как испаряется! Сейчас не знаю, но на первых Р7 затраты кислорода на пуск вдвое превышали массу его заправки.

KrioG · 12.03.2007 19:27:54

ЦитироватьОколо 40 т метана в цистерну не влезут, а из боковушек будут интенсивно испаряться. Тоже проблема. Думаю, что при трёхсуточном стоянии на старте её не решить термоизоляцией.

А зачем держать трое суток заправленную ракету на старте?

hcube · 12.03.2007 19:28:55

Ну значит и метан будет так же испаряться - температура кипения на 15К отличается всего, и по моему в плюс ;-).

Другое дело, что если уж метан использовать то в первую очередь не на боковушках, а на 3 ступени. Это дает выигрыш порядка 2 тонн из 11. Потом на второй - еще 2 тонны. А апгрейд боковушек на метан даст тоже 1.5 тонны, притом что там 4 таких же движка как на центре.

Другое дело, что РКН на метане под тюльпан НЕСКОЛЬКО отличается от Союза. Так, у нее должна быть БОЛЬШАЯ вторая ступень, такие же боковушки и несколько увеличенная третья. Примерная раскладка заправки - 4х35, 140 (в случае с 4 движками по центру и 2 на боковых блоках) и примерно 40 тонн. В случае с третьей водородной - 4х35, 130 и 50.