РД на метане

[Serge V Iz]

Там же банальная расширительная схема с дожиганием мятого водорода, без "выхлопа".

Без дожигания, со сбросом в сопло.

Это тоже будет рабочим телом. Хоть и не по полной программе.

[Плейшнер]

Разве? В японоязычной Вики пишется, что схема в точности как у LE-5А, но введены некоторые упрощения для снижения стоимости: https://ja.wikipedia.org/wiki/LE-5B

Ничего не понимаю в иероглифах, но и LE-5А уже работал по этой схеме.

Там же банальная расширительная схема с дожиганием мятого водорода, без "выхлопа".

С дожиганием, это LE-5 , без букв

[Serge V Iz]

Разве? В японоязычной Вики пишется, что схема в точности как у LE-5А, но введены некоторые упрощения для снижения стоимости: https://ja.wikipedia.org/wiki/LE-5B

Ничего не понимаю в иероглифах, но и LE-5А уже работал по этой схеме.

Там же банальная расширительная схема с дожиганием мятого водорода, без "выхлопа".

С дожиганием, это LE-5 , без букв

Без букв - вообще с газогенератором )

[Плейшнер]

Это тоже будет рабочим телом. Хоть и не по полной программе.

Так и выхлоп с турбины в открытой схеме это тоже рабочее тело "не по полной программе"

[Плейшнер]

Без букв - вообще с газогенератором )

Да, видимо пора наводить порядок с "японцами"

[Serge V Iz]

Это тоже будет рабочим телом. Хоть и не по полной программе.

Так и выхлоп с турбины в открытой схеме это тоже рабочее тело "не по полной программе"

Значительно меньше. Его не греют в расширяющемся сопле. И уж точно не отпускают со сколько-нибудь заметной скоростью - это бессмысленно )

[Serge V Iz]

Однако, вернёмся к нашим баранам метанам. Если наплевать на все эффекты второго порядка и просто взять грубое подобие - по произведению отношений теплопроводности и теплоёмкости водорода и метана, да поделить его на значительно большую плотность ЖМ, то, получается, в примерно несколько раз меньший, чем тот же LE-5B, двигатель тоже должен заработать?

А есть ли готовые примеры, хотя бы, экспериментальные?

[ratcustorb]

А есть ли готовые примеры, хотя бы, экспериментальные?

С дожиганием - РД-0146ДМ, УИ - 362 сек.

[Serge V Iz]

А есть ли готовые примеры, хотя бы, экспериментальные?

С дожиганием - РД-0146ДМ, УИ - 362 сек.

Я имею ввиду - с циклом фазового перехода. Скорее всего, это будет небольшой горшочек. Но, вроде, работоспособный...

А. Так оно и есть же. Интересно.

[Serge V Iz]

Во какой длинный 

(Это иностранный аналог, по мотивам 0146го)

[Плейшнер]

Так и выхлоп с турбины в открытой схеме это тоже рабочее тело "не по полной программе"

Значительно меньше. 

"Значительно" это насколько? 

И уж точно не отпускают со сколько-нибудь заметной скоростью - это бессмысленно )

Хватает для управления ракетой по крену

[Serge V Iz]

Так и выхлоп с турбины в открытой схеме это тоже рабочее тело "не по полной программе"

Значительно меньше.

"Значительно" это насколько?

И уж точно не отпускают со сколько-нибудь заметной скоростью - это бессмысленно )

Хватает для управления ракетой по крену

Да, для этого вполне может хватить. Там дикое, совершенно непотребное соотношение моментов инерции. )

Насколько намного: опять же, довольно грубо, из соотношений первого порядка - представим себе, что мы добавили ещё один маленький двигатель с похожими параметрами процесса,  но с меньшим перепадом давлений камера-срез. (Перепад надо определять по зоне вдувания в сопло)

В общем-то, это уже неплохо - бо́льшую часть тяги формирует самое начало сопла.

[fagot]

Значительно меньше. Его не греют в расширяющемся сопле. И уж точно не отпускают со сколько-нибудь заметной скоростью - это бессмысленно )

Это тоже будет рабочим телом. Хоть и не по полной программе.

Так и выхлоп с турбины в открытой схеме это тоже рабочее тело "не по полной программе"

Значительно меньше. Его не греют в расширяющемся сопле. И уж точно не отпускают со сколько-нибудь заметной скоростью - это бессмысленно )

Ну вообще-то сброс газа в сопло для газогенераторных ЖРД это не новость - те же F-1, H-1, J-2 были устроены именно так. И толку его греть, если остальной поток остывает при этом, главное, его в принципе невозможно дожечь. Для высотных двигателей отпускают с максимально возможной скоростью, насколько позволяют габариты выхлопного сопла.

[fagot]

Однако, вернёмся к нашим баранам метанам. Если наплевать на все эффекты второго порядка и просто взять грубое подобие - по произведению отношений теплопроводности и теплоёмкости водорода и метана, да поделить его на значительно большую плотность ЖМ, то, получается, в примерно несколько раз меньший, чем тот же LE-5B, двигатель тоже должен заработать?

А есть ли готовые примеры, хотя бы, экспериментальные?

Обсчитывались двигатели размерности РД-58 на испарительной схеме на кислороде, вроде как все завязывалось.

[Serge V Iz]

двигатели размерности РД-58 на испарительной схеме на кислороде

Кислород с метаном, по моим грубым представлениям, в этих целях достаточно близки. Похоже, около 10 тс -- это и есть оптимальный размер такой схемы?

И если всё-таки решится чисто технический вопрос передачи достаточного количества теплоты в разумном размере камеры, то можно и существенно увеличивать...

[Bell]

Обсчитывались двигатели размерности РД-58 на испарительной схеме на кислороде, вроде как все завязывалось.

Вроде как не завязалось.

[ratcustorb]

Владимир Семёнович, в статье Кузина со товарищи в списке работ КБХМ по метану упоминаются два проекта двигателей для ГРЦ:

• работы КБХМ им. А.М. Исаева, включая:
 а) проектные проработки По исследованию кислородно-метанового двигателя в 1994 году в рамках НИР «Свеча», включая испытания
 двигателя С7.84.140-0;
 б) автономные испьrrания натурного газогенератора двигателя КВД1 на топливе «СПГ+ кислород», 13 включений ГГ подтвердили его работоспособность. В процессе испытаний были проверены режимы работы газогенератора в диапазоне давлений 30...65 кг/см2 при соотношении компонентов 0,30...0,65 (1996 год);
 в) огневые испытания в 1 997 году рулевого блока двигателя КВД1 на компонентах топлива «жидкий кислород + природный газ».
 В процессе испытания было сделано 6 включений блока с суммарной наработкой более 450 с;
 г) 5 огневых испытаний полноразмерного двигателя КВД1, доработанного для использования топлива «СПГ + кислород», которые подтвердили принципиальную возможность создания ЖРД на этом топливе (1997 год);
 д) разработка в 1999 году по исходным данным ОАО «ГРЦ им. академика В.П. Макеева» технического предложения «Кислородно-метановый двигатель тягой 30 тс (четырехкамерный)»;
 е) экспериментальные работы на базе двигателя КВД1 (по контракту с фирмой Snecma), в ходе которых исследовались возможности создания кислородно-метанового ЖРД для РН типа «Ариан» (2005...2007 годы);
 ж) огневые испытания модельной камеры тягой 200 кгс (по теме Метан-2» по контракту с фирмой Aerojet), подтвердившие возможность использования СПГ для охлаждения камеры в реальных условиях охлаждающего тракта камеры (2005...2007 годы);
 з) разработка и изготовление двигателя демонстратора С5.86.1 000-0 тягой 7,5 те для пары топлива «жидкий кислород + СПГ» в
 2006 году в рамках ОКР «двигатель-2015-КБХМ»;
 и) проведение в рамках ОКР «Двигатель-2015-КБХМ» огневых испытаний (в 2007 и 2009 году) двух экземпляров двигателя
 С5.86.1000-0 на стенде НИЦ РКП продолжительностью 68 с и 60 с. Подтверждение этими испытаниями правильиости принятых конструктивных решений и стабильности характеристик двигателей на режимах с различными сочетаниями тяги и соотношения расходов компонентов;
 к) разработка в 2008 году по исходным данным ОАО «ГРЦ им. академика В.П. Макеева» технического предложения «Кислородно-метановый двигатель тягой 30 тс (однокамерный)»;
 л) запланированное на 2010 год в рамках ОКР «Двигатель-2015-КБХМ» огневое ресурсное испытание двигателя С5.86.1000-0 со временем работы не менее 1000 с для экспериментальной проверки отсутствия накопления твердой фазы как в тракте охлаждения камеры, так и в газовом тракте;
 м) планируемые в 20 1 1 году работы по доработке двигателя С5.86.1000-0 в части турбонасосиого агрегата и камеры с целью оптимизации работы двигателя на стационарных режимах и запуска двигателя;
 • проработки варианта РН «Ангара» с использованием топлива «метан + кислород» (ЦНИИмаш, ИЦ им. М.В. Келдыша).

В Вашей книге упоминания об этих работах не нашёл. Что-нибудь добавить по ним можете?

Кроме того вот об этом, что-то можете добавить?
http://www.kerc.msk.ru/ipg/development/rb2.pdf

С5.149 это метановый вариант С5.92?

А об этом ничего не слышали?
http://krasm.com/doc.php?id=1020

В планах на будущее у ОАО «Красмаш» - создание нового ЖРД на дешевых и экологически чистых компонентах ракетного топлива: сжиженном природном газе и кислороде. Применение такого ЖРД позволит разработать эффективную и малозатратную  ракету-носитель нового поколения.

Просмотрел все, что было написано в Форуме о метановых ЖРД, поэтому задержался с ответом. "Бумаги" действительно наплодили много. в этом деле есть и небольшой вклад КБХМ, видимо пропорционально полученным деньгам. Для ГРЦ ТП делали бесплатно. Один вариант для возвращаемой 1-й ступени, другой для промежуточного варианта 2-й ступени "Русь-М". За прошедшие 20 лет практических результатов, полученных в "железе" крайне мало. Эксперименты в различных фирмах проводились на агрегтах и двигателях, не отвечающим специфике и особенностям метановых ЖРД. Наиболее близко к натурному двигателю приблизилось КБХМ. Но его настоящий демонстрационный двигатель может быть изготовлен и испытан только в 2012 году. Нужно доработать КС (форсуночная головка готова) и собрать двигатель (ТНА изготовлен). Вообще работы по метановым ЖРД напоминают бег на месте. Почему так получилось, попробую объяснить, как я это понимаю. На конференции в Нордвейке в 2001 году представитель ЕКА (или КНЕС) выступила с докладом о перспективах замены твердотопливных ускорителей Ариана-5 на жидкостные с метаном. Акцентировалось внимание не столько на увеличение ПГ, сколько на повышение конкурентноспособностипри при проведении пусковых услуг с другими государствами. После нее с докладами выступили: я от КБХМ и В.Д.Горохов от КБХА. К нам было много вопросов. Они касались результатов испытаний двигателя КБХМ и работ КБХА по возможности перевода двигателя РД-0120 на метан. С тех пор работы ЕКА по внедрению метана проводятся целеноправлено. По Ариану-5 пока проводятся работы по совершенствованию твердотопливных ускорителей с целью увеличения веса, выводимой ПН. По внедрению метана работы ведутся в двух направлениях: непосредственно по ускорителю и по двигателю демонстратору небольшой размерности. В этих работах участвует и РФ в рамках НИР "Волга" и "Урал". Свой двигатель демонстратор ЕКА поручило разработать Италии, как компенсацию за прекращение в будущем работ по изготовлению твердотопливных ускорителей Ариана-5. Этот двигатель демонстратор имеет и реально прикладное значение. В качестве 3-й ступени РН легкого класса "Вега" он может отобрать часть полезных нагрузок у "Союза-СТ". Я хочу подчеркнуть, что внедрение метана в ЕКА идет применительнок реально существующим носителям. У нас до сих пор не ясно на каком носителе он будет применяться, и с какой целью будет использоваться этот РН. Господствует мнение, что метан нужен только для МТКС, которая неизвестно когда будет, поэтму нужно заниматься НИР, а на ОКР переходить рано. (Я не считаю "Двигатель 2015" настоящей ОКР). Создание первого этапа МТКС ("МРКС-1") планируется на 2022 год. К этому времени все места на "стацонаре" будут заняты объектами типа "Экспресс-АМ4" со САС 15 лет и числом транспондеровпорядка 100 единиц различного назначения. Количество запусков для замены действующих объектов на "стационаре" будут единичными. и для этой цели создание МТКС на основе носителей тяжелого класса не имеет смысла. Кстати цена цена этих объектов на "стационаре" на порядок выше стоимости носителя. МТКС целесообразна для вывода различных объектов (типа ДЗЗ) на низкие орбиты, а такие объекты выводятся преимущественно РН легкого класса. и их масса непрерывно уменьшается. Нужен ли метан в этих условиях? Конечно, нужен. В первую очередь для первых ступеней новых ракет от легкого до сверхтяжелого класса, которые при педении на землю или воду не будут представлять экологической опасности. Важным фактором является его низкая стоимость и надежность ЖРД на метане по "сладкой" схеме, особенно для пилотируемых полетов. Какие же работы в настоящее время следует проводить по метану в средствах выведения. Я высказываю только свою точку зрения. Сейчас наша конкурентноспособность в средствах выведения осовывается на разработках 60-х годов ( "Союз", "Протон"). Значительную роль при этом играет стоимость товарных ЖРД. "ЦСКБ-Прогресс" выбран правильный путь эволюционного развития еще "королевской" семерки. Значительно труднее положение ЦиХ.  В настоящее время большинство пусков "Протона-М" проводится в комерческих целях. Это дает возможность проводить самостоятельную финансовую и техническую политику, а также глубокую модернизацию производственной базы, включая свои филиалы. "Ангара" при стартах с Плесецка может заменить "Протон" при выполнении государственных заказов. но она совершенно не годится для выполнения комерческих пусков. Только за счет стоимости двигателя РД-191 мы проиграем в пусковых услугах РН США,Европы и Китая. Пока будут продолжаться пуски "Протона-М" с Байконура нужно отработать метановый ЖРД для УРМ-1. Особое внимание при проектировании двигателя в КБХА нужно обратить на товарную стоимость образца при серийном изготовлении на ВМЗ в кооперации с другими двигательными производствами ЦиХ. Хорошо бы при этом заинтересовать Газпром. И последнее. Применение метана возможно не только на первых ступенях перспективных РН, но и на других ступенях, включая РБ. Одной из первых таких работ может быть создание метановых РБ для замены "Фрегата", "Фрегата-СБ" и "Бриза-М". Отвечая на ваш вопрос, сообщаю, что метановый двигатель для замены на "Фрегате" имеет индекс С5.151, а не С5.149. как указано в таблице. Для "Фрегата-СБ" и "Бриза-М" оптимальная размерность по материалам технических предложений КБХМ - 4тс. Время работы в двигателе "Бриз-М" следует сократить с 3200сек. в два раза.

Сколько лет прошло, а воз и ныне там... 

[Harder]

https://europeanspaceflight.com/the-exploration-company-begin-cnes-backed-rocket-engine-development/
8 января 2024. 
The Exploration Company Begins CNES Backed Rocket Engine Development
Exploration Company начала работу над многоразовым ракетным двигателем, работающим на метане, который будет способен развивать тягу около 200 тонн. Проект финансируется французским космическим агентством CNES.  В настоящее время компания разрабатывает двигатель, который будет использоваться для Nyx Moon. В ноябре компания завершила вторую серию испытаний камеры двигателя. В серии из восьми испытаний двигатель проработал в общей сложности 560 секунд. Испытания проводились на испытательном полигоне DLR в Лампольдсхаузене. По сообщению L'Usine nouvelle , компания в настоящее время собирает небольшую команду экспертов по двигательным системам, чтобы начать работу над двигателем, который она называет Typhoon. В настоящее время компания ожидает, что ее двигатель Typhoon будет введен в эксплуатацию к 2030 году. Обладая характеристиками, аналогичными характеристикам SpaceX Raptor, который будет использоваться в корабле Starship американской компании, Tyhoon может предложить Европе новый класс ракет-носителей. Однако его также можно использовать для питания частично многоразовой тяжелой пусковой установки, эквивалентной Ariane 64.
В начале декабря ЕКА опубликовало конкурс предложений по разработке ракетного двигателя очень большой тяги , который можно было бы использовать на борту будущих тяжелых ракет-носителей. Целью проекта является создание двигателя, способного развивать тягу не менее 250 тонн.

[amster]

8 января 2024. 
Exploration Company начала работу над многоразовым ракетным двигателем, работающим на метане, который будет способен развивать тягу около 200 тонн.
..компания ожидает, что ее двигатель Typhoon будет введен в эксплуатацию к 2030 году.

Мне кажется более актуальным для ЕС
 создание однокамерного метанового движка открытой схемы и большой тяги - 700-1200 тс.,
с упором на простоту и уменьшение стоимости производства.

Это лучше, чем к 2030 году планировать создать аналог Раптора и БЕ-4.

[Дмитрий В.]

8 января 2024. 
Exploration Company начала работу над многоразовым ракетным двигателем, работающим на метане, который будет способен развивать тягу около 200 тонн.
..компания ожидает, что ее двигатель Typhoon будет введен в эксплуатацию к 2030 году.

Мне кажется более актуальным для ЕС
 создание однокамерного метанового движка открытой схемы и большой тяги - 700-1200 тс.,
с упором на простоту и уменьшение стоимости производства.

Это лучше, чем к 2030 году планировать создать аналог Раптора и БЕ-4.

Ух, ты! А Вы её и ЕС управляете, знаете, что для него актуально! Браво!