РД на метане

[Salo]

октоген пишет:

Дмитрий В. пишет:

октоген пишет:

Salo пишет:
Как-то компоновка у модели не вяжется с замкнутой схемой.
И зачем им кислый газ при использовании метана?

Писал же НАле на Авиабазе, что в сладкой схеме дросселирование не получается. Оттуда видимо растут и ноги РД-0164 с его кислым газом+мятым газом на одной турбине.

Насколько велика ценность дросселирования? И какого уровня дросселирование не может обеспечить ЖРД с ТНА на сладком газе?

Это вопросы к упомянутому выше господину... Я лишь для себя запомнил эту не укладывающуюся в мои представления причину.

[Seerndv]

Salo пишет:
И зачем им кислый газ при использовании метана?

- ну,. наверное тщательно изучают форумы новости космонавтики,     и в приведённой Вами ссылке в http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum13/topic581/message696349/#message696349
на заключения "Энергомаша" ( он, видимо. в большом авторитете после использования РД-180) нашли ценные указания:  

Исследования по определению максимально достижимых давлений в камере сгорания показали, что большее максимальное давление в камере сгорания (а следовательно, и больший удельный импульс при постоянном диаметре среза сопла) достигается в схеме дожигания окислительного генераторного газа. Наименьший удельный импульс - у двигателя без дожигания генераторного газа.

- вы же знаете "пунктик" энергомашевцев по поводу давления.
Ну и наибольшая приемственность при использовании предшественника на паре керосин-кислород:

С целью сокращения затрат на разработку новых двигателей в НПО "Энергомаш" были проведены исследования по модернизации ранее разработанных и модернизируемых ЖРД путем замены топлива "жидкий кислород - керосин" на топливо "жидкий кислород - сжиженный метан". При этом ставилась задача максимального использования материальной части прототипов, особенно камер.

А как было на самом деле  может уважаемый Зайцев расскажет, если в курсе, заодно и про парк юрского периода Маска.

[Salo]

http://www.npoenergomash.ru/news/news2_1830.html

09 октября 2014
Международный астронавтический конгресс в Торонто
...
В работе конгресса участвовала и делегация ОАО «НПО Энергомаш». На заседании секции С4.1 В.С.Судаков представил доклад, посвященный возможности модернизации кислородно-керосиновых двигателей НПО Энергомаш для работы на метане...

[Seerndv]

Таки идея "приемственности" их с годами не оставила ...

[Seerndv]

Как-то звучало, что теоретически проще  переделывать не керосин- кислородные движки в метановые, а водородные.
И чего тогда  Aerojet Rocketdyne свой RS-68 не возьмёт как базовый для сдвоенной модификации на метане  для перспективного жидкостного движка ускорителей SLC?
И опять же, я не один такой наивный, в штатах маленькие любители космонавтики тоже задумываются об этом    ( о конвертации) :

> We'll assume that the methane is a cryogenic liquid and not
> room-temperature pressurized liquid; the latter may involve
> excessively heavy tankage and plumbing. Japan has an
> on-going program for a small engine using the latter; Russia
> has apparently investigated methane/liquid natural gas in a
> number of designs, none of which ever flew.
>
> Methane (CH4) is a moderate cryogen and the simplest hydrocarbon.
> Density is much greater than LH2, but less than half of LOX.
> (Slush hydrogen is not far behind liquid methane, 0.33 g/cc
> vs. 0.41 g/cc; LH2 is 0.071 g/cc and LOX is 1.14 g/cc.)
>
> Unlike kerosene, methane won't 'coke' or carbonize when used as
> a coolant. Should be similar to a LH2/LOX engine, but the
> methane turbopump should be no more difficult to design
> than a LOX turbopump.
>
> P&W has supposedly tested their RL10 on methane (or was that
> propane?) with minor modifications. I'd guess converting a
> RS-68 or J-2 to methane might not be very difficult, but less
> optimal than starting a design fr om scratch. Converting an SSME
> to methane would be more complex because of the staged
> combustion design; it might not be possible to run fuel-
> rich with partial combustion of methane. Undoubtedly there will
> be other complications, most of them non-trivial.
>
> Because of the higher molecular weight introduced by the
> carbon, thrust will be higher and Isp lower, in the
> upper 300s. Slightly better than kerosene, somewhat worse
> than hydrogen.
>
> Methane as a fuel has been described as having most of
> the advantages of hydrogen, and most of its problems, too.
> It's been considered before but never made the cut to
> serious hardware design.
> --Damon
http://sci.tech-archive.net/Archive/sci.space.policy/2005-10/msg00166.ht

Ну а другие настаивают, что это принесёт одни разочарования и предлагают переделывать линейку РД-170:

Hi CaptainPanic and all, thanks for your interest!

The extra thrust was unexpected indeed. It doesn't come from more ejected mass, as the oxygen throughput is kept in the best case, and O2:RG1:H2 mass ratio is 1000:28:167 instead of the initial O2:RG1 mass ratio of 1000:427. It comes from the greater ejection speed, like 4023m/s instead of 3305m/s for the RD-170 keeping the nozzle exit area.

Hydrogen engines are much more efficient but more difficult, and the strongest existing today (RS-68) pushes 3MN, though it is meant for first stages (Atlas V). The possibility to convert an existing kerosene engine enables new performance: for instance, an Ariane 5 with two RD-170 boosters at maximum lift-off mass would put 50t into low Earth orbit, but 70t with hydrogen. An other example goes to geostationary orbit in two stages, which would be very bad with kerosene. As well, all highest-exhaust-speed hydrogen engines today use an expansion cycle that lets them push 100kN (RL-10, RD-0146...) and soon 180kN (Vinci); staged combustion as opposed doesn't lim it thrust and the RD-0124 for instance would push 300kN with a similar exhaust speed.

Staged combustion provides better performance among the powerful engines because all of one propellant passes through the turbine, not just a derived fraction of the propellants, and this achieves a higher chamber pressure. Oxygen-rich is the only way to burn properly a hydrocarbon prior to the turbine, as this turbine limits the temperature and impose very detuned mixtures; very fuel-rich would let soot even methane, and this soot is lost for combustion. Fuel-rich is usable and used with hydrogen. Adapting hydrogen engines to methane produced disappointing results, I believe for this very reason.

Now, if the goal is a hydrogen-oxygen engine:
- A fuel-rich pre-chamber achieves about the same performance. This is by chance, as many parameters differ: the amount of propellant passing the turbine, the volume of propellants pumped to the huge pre-chamber pressure, the worse efficiency of the hydrogen pumps and turbines.
- Oxygen-rich brings fire risk at the materials, but hydrogen-rich needs huge turbine and pump speeds, despite using several stages.
- Kerosene engines exist already and are cheap, even for 8MN, hence my interest in converting them to more efficient fuels through limited modifications.
http://www.scienceforums.net/topic/59792-convert-rocket-engines-to-hydrogen-or-methane/

 

[Salo]

А насколько умны КБХМ с КБХА!

[Seerndv]

Salo пишет:
А насколько умны КБХМ с КБХА!

- а Энергомаш ?  :oops:

А почтенный "перегрев" что-то больше ничего не пишет ни про РД-0162. ни про РД-0164, ни про РД-0167.
 

[Salo]

Энергомаш водородных двигателей никогда не делал.

ЗЫ: Почтенный перегрев ничего не пишет с момента пуска Ангары.

[Seerndv]

Ну ... иногда приходит решение " цинично вторгнуться на чужую делянку" (С)  

[Seerndv]

Однако. почему "Кузнецов" отказался от метана?
Агрегаты для газоперекачки, самолёт с движками на СПГ, даже последняя вполне себе удача:

http://www.youtube.com/watch?v=kppY4iFRntE&feature=player_detailpage

Т.е. опыт не сказать, что потерян совсем.
Оно конечно. союзники нужны, но ...
Даже у почтенного "перегрева" хвост начинает нервно дёргаться при упоминании кузнецовцев  

[Lanista]

Ссылка ниалё.

[Seerndv]

Изменил.

[Alexandr_A]

Seerndv пишет:
Однако. почему "Кузнецов" отказался от метана?

Ниченепонял, кто, когда отказался от метана?
Вот новость от 18.08.2014 
На индийский тендер представлен газотурбовоз, оснащенный двигателями самарского ОАО "Кузнецов"
      Москва. 18 августа. ИНТЕРФАКС-АВН - Российский газотурбовоз - поезд с механическим приводом от газотурбинного двигателя ГП-361 разработки ОАО "Кузнецов" (Самара), принимает участие в проводимом Индией тендере, сообщил "Интерфаксу-АВН" начальник отдела выставок и рекламы двигателестроительного предприятия Юрий Склюев.
       "Вся конкурсная документация уже отработана, сейчас ведется согласование ценовых параметров", - сказал Ю.Склюев.
       Он отметил, что итоги тендера могут быть объявлены в ближайшее время.
       По словам Ю.Склюева, с российской стороны в тендере участвуют Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК), как разработчик двигателя газотурбовоза, и ОАО "Российские железные дороги" - собственник первого эксплуатируемого в России газотурбовоза.
       Ю.Склюев отметил, что согласно конкурсной документации участвовать в тендере могут компании, имеющие опыт проектирования газотурбовоза не менее 3,5 лет и уже реализовавшие хотя бы один проект. Кроме России никто в мире такого опыта не имеет.
       По словам Ю.Склюева, проведению тендера способствовала демонстрация первого образца газотурбовоза ГТ1-001 в Индии в начале текущего года.
       "Интерес к газотурбовозам обусловлен огромной мощностью газотурбинного двигателя, работающего на сжиженном природном газе, запаса которого хватает на 1000 км. Длина состава, который способен тянуть газотурбовоз, занесена в книгу рекордов Гиннеса - 2134 м. По расчетам, один газотурбовоз на равнинных участках дороги заменяет шесть дизельных тепловозов", - сказал собеседник агентства.
       Он напомнил, что в 2008 году РЖД поставили задачу разработки механического привода для газотурбовоза. В 2010 году прошли испытания двигателя для газотурбовоза, в 2013 году был отгружен второй двигатель. Первый газотурбовоз сейчас используется на Свердловской железной дороге.
       Ю.Склюев сообщил, что после завершения испытаний второго образца газотурбовоза планируется подписать контракт на поставку РЖД первой партии примерно из 40 газотурбовозов. Всего потребности РЖД в газотурбовозах составляют 250-300 единиц.
       Газотурбовоз работает на сжиженном природном газе (метан) и предназначен для неэлектрифицированных железных дорог. Его суммарная мощность 8,3 тыс. кВт. В 2011 году газотурбовоз с двигателями ОАО "Кузнецов" (входит в ОАО "ОДК") поставил очередной мировой рекорд - провез грузовой состав из 170 вагонов общим весом 16 тыс. тонн. Ориентировочно потребность железных дорог Индии в газотурбовозах оценивается в 500 единиц.

[Блудный]

ГПА и ГТД не совсем то же, что ЖРД. Это не означает, что "Кузнецов" совсем не осилит метан. Но подозреваю, что если даже махнуть флагом, то к финишу они придут не первыми.

Пусть им сил на авиационные моторы хватит. Это сейчас тоже важно. Получат приработок на перекачках и локомотивах - замечательно. А кидаться в ЖРД рискованно.

[Блудный]

Salo пишет:

Энергомаш водородных двигателей никогда не делал.

Но делал трёхкомпонентник.

[Seerndv]

Блудный пишет:
Но делал трёхкомпонентник.

- и что он показал?

[Блудный]

Seerndv пишет:

и что он показал?

А это зависит с какой стороны смотреть. Если по теме то то, что метан не станет для Химок чем-то запредельно сложным.

[Seerndv]

Блудный пишет:
А это зависит с какой стороны смотреть. Если по теме то то, что метан не станет для Химок чем-то запредельно сложным.

- то то они как чёрт ладана боятся ДВГГ . Воспоминания что-ли какие мучат

[Salo]

http://vz.ru/news/2014/11/11/714716.html

Бруно подтвердил, что совместное российско-американское предприятие «РД-Амрос», экспортирующее РД-180 в США в количестве пяти единиц в год, согласно увеличить их поставки. «В следующем году мы планируем получить восемь» двигателей, отметил руководитель ULA.
Он также пояснил, что замена реактивной установки на Atlas-5 потребует внести изменения во всю конструкцию первой ступени ракеты. Двигатель BE-4, который создает Blue Origin, в отличие от кислородно-керосинового РД-180, будет работать на сжиженном метане. В частности, «придется увеличить размеры топливного бака», уточнил Бруно.
ULA и Blue Origin рассчитывают сделать новый двигатель примерно через пять лет и планируют устанавливать его на своих носителях следующего поколения. По их замыслам, он должен пройти полномасштабную проверку в 2016 году и впервые послужить в качестве рабочей лошадки для запуска ракеты в 2019-м.

[АниКей]