РД на метане

TDMS · 01.07.2015 10:12:22

Цитироватьmihalchuk пишет:
Но с какой стати оно будет надёжно работать в метановом двигателе по п. 2?

С одной стороны, смесь метана с воздухом значительно более пожаро_взрыво_безопасна чем многие другие смеси, включая смесь из воздуха и паров углеводородов, входящих в низкокипящие топлива.

С другой, возможно планируется, что смесь будет хорошо подогрета, иметь почти идеальную газовую структуру, чистый кислород и... Все это будет обеспечивать какой-то специальный механизм запуска. Агрегаты сначала выдадут нужные компоненты для гарантированного поджига и устойчивого горения, и только потом двигатель начнет раскручиваться "заливая" камеру топливом. Как бы ничего нового, "только" газ-газ.

Лично я склонен верить в то, что это решаемый вопрос. Мне кажется, что метан - это как раз наше все. Большое количество плюсов, минусы конечно тоже есть, но они не будут иметь решающего значения. Кто первым выйдет на рынок с многразовой первой ступенью, тот удержится на нем пока не появятся альтернативные схемы выведения. А последнее еще бабушка надвое сказала ))

mihalchuk · 01.07.2015 10:26:46

Спору нет - специальная зажигалка меняется на специальный механизм запуска, что означает некий специальный хард в двигателе. Может, оно и лучше будет, но пока неясно, надо проектировать и считать.
Насчёт "нашего все" у меня принципиальные сомнения. Я не вижу рынка такого плана, что если вынести что-то интересное, то сразу купят. Роль многоразовости первой ступени и её стоимости, ПМСМ, преувеличена.

Seerndv · 01.07.2015 11:27:22

Цитироватьmihalchuk пишет:
Спору нет - специальная зажигалка меняется на специальный механизм запуска, что означает некий специальный хард в двигателе. Может, оно и лучше будет, но пока неясно, надо проектировать и считать.

- почтенный "перегрев" считает, что она будет надёжней и дешевле химического и многоразовой
А вот не по опыту ли водородников говорит? :oops:

mihalchuk · 01.07.2015 12:37:22

ЦитироватьSeerndv пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет:
Спору нет - специальная зажигалка меняется на специальный механизм запуска, что означает некий специальный хард в двигателе. Может, оно и лучше будет, но пока неясно, надо проектировать и считать.
- почтенный "перегрев" считает, что она будет надёжней и дешевле химического и многоразовой
А вот не по опыту ли водородников говорит?

Насколько я знаю водородники, там горючее в камену подаётся в газообразном виде. Моё замечание касалось метанника по п. 2, где часть горючего впрыскивается в КС в жидком виде.

Seerndv · 01.07.2015 12:40:13

Цитироватьmihalchuk пишет:
Насколько я знаю водородники, там горючее в камену подаётся в газообразном виде. Моё замечание касалось метанника по п. 2, где часть горючего впрыскивается в КС в жидком виде.

- по какому п.2?

Salo · 01.07.2015 13:44:02

По этому:

ЦитироватьОптимальным по мощности ТНА и сухому весу будет метановый двигатель больших тяг (от 200 тс.), где часть горючего вследствии хорошей охлаждающей способности будет поступать непосредственно на форсунки КС, минуя рубашку КС.

Seerndv · 01.07.2015 13:11:18

ЦитироватьSalo пишет:
По этому:
ЦитироватьОптимальным по мощности ТНА и сухому весу будет метановый двигатель больших тяг (от 200 тс.), где часть горючего вследствии хорошей охлаждающей способности будет поступать непосредственно на форсунки КС, минуя рубашку КС.

- ну таки часть. А какая часть туда. а какая сюда ...

Вот энергомашевцы вообще предлагали после рубашки охлаждать метан кислородом.
При этом никто не мешает подать часть горючего после газификации в элетрозапальник ?

Буцетам · 01.07.2015 21:16:16

Объясните Копатычу, как РД-0120 "электрозапаливается" ? В камеру поступает газ и жидкость. И что же, жидкость не заливает запальник?

Seerndv · 01.07.2015 20:30:46

Вроде, уже приводил про лазерное зажигание:

http://www.kerc.msk.ru/ipg/papers/Laser1.pdf

Seerndv · 01.07.2015 21:07:16

А почтенный Salo тему создавал:

http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum13/topic12932/message1012239/#message1012239

И ещё в:

ЦитироватьДля воспламенения компонентов топлива в камере сгорания КС и газогенераторе ГГ предназначены запальные устройства ЗП2 и ЗП1 соответственно. Запальные устройства форкамерно-факельного типа соеденены с отводящим трубопроводом насоса горючего НГ через клапаны К4 и К5. Запальное устройство ЗП1 соеденено с входным трубопроводом основного насоса окислителя НОО через клапан К2, а запальное устройство ЗП2 - с выходным трубопроводом основного насоса окислителя через клапан К9. Каждое запальное устройство снабжено двумя электрическими свечами зажигания.

http://lpre.de/kbkha/RD-0120/index.htm

- это типа электроискровое, оно же электроплазменное зажигание . ИМХО

Буцетам · 02.07.2015 00:44:46

ЦитироватьSeerndv пишет:
А почтенный Salo тему создавал:

http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum13/topic12932/message1012239/#message1012239

И ещё в:
ЦитироватьДля воспламенения компонентов топлива в камере сгорания КС и газогенераторе ГГ предназначены запальные устройства ЗП2 и ЗП1 соответственно. Запальные устройства форкамерно-факельного типа соеденены с отводящим трубопроводом насоса горючего НГ через клапаны К4 и К5. Запальное устройство ЗП1 соеденено с входным трубопроводом основного насоса окислителя НОО через клапан К2, а запальное устройство ЗП2 - с выходным трубопроводом основного насоса окислителя через клапан К9. Каждое запальное устройство снабжено двумя электрическими свечами зажигания.

http://lpre.de/kbkha/RD-0120/index.htm

- это типа электроискровое, оно же электроплазменное зажигание . ИМХО

Большое спасибо! Вот только по искровому зажиганию информации немного, больше по лазерному. В теме от Salo есть статья "лазерщиков", в которой говорится что искровое очень требовательно к условиям в камере (состав среды, давление и т.д.). Вот только не могу понять - почему. Искру ведь можно и через жидкость пустить и через газ и через любую смесь. Что такого сложного?

P.S. А почему, кстати, не делают воспламенение от нагрева? Скажем, за секунду перед пуском маленькая деталька из какого-нибудь карбида (проводит ток) раскаляется докрасна. Потом - подача топлива и готово!

Кубик · 02.07.2015 01:45:10

ЦитироватьА почему, кстати, не делают воспламенение от нагрева? Скажем, за секунду перед пуском маленькая деталька из какого-нибудь карбида (проводит ток) раскаляется докрасна. Потом - подача топлива и готово!

"Да вы что, товарищ инспектор! Бензин же не горит! - отозвался курильщик, гася горящую спичку в открытой бочке бензина..." Не так просто идёт воспламенение - нужна определённая пропорция компонентов, плюс наличие возбуждённых молекул кислорода, если речь о нём...- значит надо создать именно активную плазму...

Буцетам · 02.07.2015 07:10:02

ЦитироватьКубик пишет:
ЦитироватьА почему, кстати, не делают воспламенение от нагрева? Скажем, за секунду перед пуском маленькая деталька из какого-нибудь карбида (проводит ток) раскаляется докрасна. Потом - подача топлива и готово!

"Да вы что, товарищ инспектор! Бензин же не горит! - отозвался курильщик, гася горящую спичку в открытой бочке бензина..." Не так просто идёт воспламенение - нужна определённая пропорция компонентов, плюс наличие возбуждённых молекул кислорода, если речь о нём...- значит надо создать именно активную плазму...

Почему бы не сделать, скажем, две маленькие пусковые форсунки. Такие, чтобы потоки из них смешивались вблизи этой детальки из керамики. Вот вам и смесь.

Александр Ч. · 02.07.2015 09:04:11

Копатыч, то про что Вы пишите это зажигание контактом с нагретой поверхностью. В этом случае нужны более высокие температуры этой поверхности, чем при нагреве смеси газов в объеме для самовоспалменения. А если на такую поверхность попадет жидкость, то всё будет еще хуже. Переход жидкости в пар неплохо охладит Ваш запальник.

Искру можно даже через лед "пропустить". Попробуйте на досуге лить керосин на пьезозажигалку

А вот водород хорош, однако. Для него можно легко сделать систему каталитического зажигания.

Seerndv · 02.07.2015 10:29:03

ЦитироватьКопатыч пишет:
P.S. А почему, кстати, не делают воспламенение от нагрева? Скажем, за секунду перед пуском маленькая деталька из какого-нибудь карбида (проводит ток) раскаляется докрасна. Потом - подача топлива и готово!

- дизельные свечи предлагаете поставить?

А почему бы нет.

Но учтите температуры и потоки охлаждающих жидкостей ... не получим на выходе 36,6?

ЦитироватьАлександр Ч. пишет:
А вот водород хорош, однако. Для него можно легко сделать систему каталитического зажигания.

- что-то навевает мне мысли что при желании это и для метана можно сделать.
А вообще для примера:
http://www.freepatent.ru/patents/2435063
- и ещё там же рыться можно долго.

TDMS · 02.07.2015 11:58:50

ЦитироватьКопатыч пишет:
Почему бы не сделать, скажем, две маленькие пусковые форсунки. Такие, чтобы потоки из них смешивались вблизи этой детальки из керамики. Вот вам и смесь.

Мне кажется вы велосипед изобретаете )) Мне видится три принципиальных недостатка в вашей конструкции:

1. Низкая температура "детальки", отсутствие открытого пламени, что скорее всего приведет к тому, что вашего изделия будет недостаточно чтобы гарантировано поджечь смесь метана и кислорода. Каталитическое зажигание, о котором написал вам Александр, будет многократно надежнее, но будет работать только для определенных компонентов. Собственно на этом можно бы и остановиться.
2. Время нагрева "детальки" будет измеряться секундами, и достаточно сильно зависеть от температуры окружающей среды. Это не очень большая проблема, термопара определит нужный момент, но тут люди, которые дают отсчет будут против: "Зажигание!": хер, "зажигание!": хер, "о б. сама пошла!" ))
3. "Деталька" окажется в зоне высоких температур и скорее всего будет непригодна для повторного использования. Если это так, то учитывая существенное температурное расширение, ее, например, "герметично" втянуть в головку с форсунками будет проблемно. А если повторный запуск - нерешаемая проблема - то точно в сад.

Электрическая дуга и в реализации проще и температура выше и, насколько я понимаю, уже есть работающие изделия.

октоген · 02.07.2015 11:10:11

Кстати, дифторид кислорода с метаном вполне дает УИ в 400-410-420 с. И все это при чудовищной по сравнению в водородной парой плотности. А метан сам по себе позволяет движки на мятом газе. Итого, метановая ракета с разгонником на паре метан-дифторид кислорода имеет право на жизнь.

В минусах дифторида кислорода токсичность. Однако вонючкой РБ заправляют в изолирующих костюмах. Так что ничего не поменяется.

TDMS · 02.07.2015 12:18:33

Цитироватьоктоген пишет:
Кстати, дифторид кислорода с метаном вполне дает УИ в 400-410-420 с. И все это при чудовищной по сравнению в водородной паройплотности.

А какой расход по компонентам?

Буцетам · 02.07.2015 20:59:13

ЦитироватьTDMS пишет:
Цитироватьоктоген пишет:
Кстати, дифторид кислорода с метаном вполне дает УИ в 400-410-420 с. И все это при чудовищной по сравнению в водородной паройплотности.
А какой расход по компонентам?

Для вакуумного двига - 4,5 примерно.

Буцетам · 02.07.2015 21:16:35

Пишут, что OF2 довольно пассивный для столь "мощного" вещества. Мол, ему нужна некая энергия активации, чтобы начать реакцию. Даже можно смешивать с углеводородами и оно не рванёт пока не нагреешь.
Думаю, многие согласятся, что от соединений фтора лучше держаться в стороне. Но уж если делать предельный двигатель, то он должен быть таким:

1) Трёхкомпонентный (два компонента - для слабаков)
2) Окислитель - смесь кислорода и озона, со стабилизирующей добавкой чистого фтора. Озона должно быть не меньше 30% (с добавкой фтора детонировать не будет).
3) В горючем обязательно должно быть много ацетилена. Смесь "этилен-ацетилен" 50/50 подойдёт.
4) Водород! На охлаждение камеры и сопла и привод турбины. Схема - безгазогенераторная, частота вращения вала обязательно должна быть over9000 оборотов (а-ля РД-0120/РД-0146)
5) Давление не меньше 111 бар (мало, но надеюсь Валентин Петрович не осудит).
6) Степень расширения сопла - 666.

P.S. Такая топливная пара даёт самовоспламенение. Запальники - от лукавого.