Стоит ли сейчас делать РД на замкнутой схеме?

[fagot]

Тут можно говорить скорее о 90 двигателях - в одном полёте их почти сразу все выключили.

КОРД выключал исправные двигатели, т.к. из-за перегорания и разрыва кабелей происходили КЗ и прочие глюки. А реально взорвался за все полеты только один двигатель.

Как разрыв трубопроводов может привести к взрыву двигателя?

Происходит пожар и взрыв в хвостовом отсеке, а потом разберись, что взорвалось, если от ракеты мало что осталось, а телеметрия не дает однозначного ответа.

И если это был не двигатель, то зачем стали делать НК-33?

На стендах НК-15 достаточно часто взрывался и потенциально был ненадежен, взрыв в полете был лишь вопросом времени, потому и стали делать ему многоразовую и более надежную замену.

[fagot]

По-моему безгенераторная схема лучше для метанового двигателя подходит. Оба компонента криогеннные, оба могут на турбине работать. Итого получается два теплообменника (с общим теплоносителем, водой или аммиаком), два раздельных ТНА. Метановая турбина крутит метановый насос, кислородная-кислородный. Компоненты нигде не смешиваются и в одном ТНА не соседствуют. Очень надежно, как раз для перспективного пилотируемого насителя.

Все это сводит на нет основное достоинство испарительной схемы - относительную простоту, и даже уменьшение температуры на турбинах не очень помогает. А масса и габариты увеличиваются.

Кроме того, два ТНА желательны для метанового двигателя ввиду большой разницы плотности ЖК и ЖМ.

Разница с керосином не принципиальна, поэтому два ТНА это лишнее и ненужное усложнение.

Но вот смеситель -- штука сомнительная. Наверное, ее можно сделать, но, боюсь, отработка до достаточной надежности потребует достаточно больших усилий и средств. По любому надежность страдает, а вдруг что-то будет недоотлажено и в каком-то редком случае процесс не так пойдет. Я бы лучше газ после турбин в КС отправлял. Пусть даже ценой снижения давления в КС. Вобщем безгенераторная схема газ-газ.

Это у них основная идея - применить испарительную схему для двигателей больших давлений и тяг. Но при небольших давлениях двигатель и так ненапряженный и все эти заморочки ни к чему. А если еще и тяга невелика, то обычная испарительная схема в самый раз.

[wolf]

Вот с везде бродящей версией «гидравлического удара» на Н-1 23 ноября 1972 г. я не соглашусь – не было его. Так Кузнецов себя защищал и другие. Ну сколько можно?
Очень детально «разбор полетов» описан у Бориса Евсеевича:
http://www.rtc.ru/encyk/bibl/chertok/kniga-4/g18.html
«...Дегтяренко объяснил, каким образом по датчикам перегрузок и другим параметрам пытались установить место, "откуда все началось". Для такого анализа потребовалось вылавливать на "быстрой телеметрии" уже не сотые, а тысячные доли секунды. Все участвовавшие в этом поиске пришли к заключению, что "первое динамическое воздействие" (чтобы не употреблять раньше времени термин "взрыв", как сказал Дегтяренко) началось в районе силового кольца блока "А" между двигателями № 3 и № 5. Таким образом, мы называем источник взрыва - двигатель № 4.
Дегтяренко продемонстрировал график, из которого следовало, что на интервале времени с 106,95 секунды по 107,1 секунды, то есть за 0,15 секунды, произошли три удара, зафиксированные датчиками перегрузки по продольной оси.
Последующие доклады подтвердили, что до времени 107,1 секунды все двигатели работали без замечаний, кроме двигателя № 4. Датчик оборотов и другие показатели по двигателю № 4 показывают обрыв цепей, в то время как по остальным двигателям информация еще поступает. Значит, сначала мы имеем обрыв цепей на ТНА двигателя № 4, а вслед за этим облако плазмы и обрывы кабелей при разрушении лишают нас информации.
Тончайшим микроанализом удалось "уличить" двигатель № 4.
Обороты ТНА на двигателе № 4 обрываются на 0,022 секунды раньше, чем на соседних № 5 и № 6. Первый отказ в телеметрии зафиксирован локальным коммутатором № 13 - на время 106,848 секунды, а пропадание всей телеметрии, по общему мнению, состоялось на момент времени 107,210 секунды. Следовательно, для анализа всем группам остается 0,362 секунды. Вот на этом отрезке времени и надо сосредоточить все силы следствия...
... Пока шли ожесточенные споры, кто-то из военных сотрудников вычислительного центра мелом на доске вывел:
№4 -106,932 (+0,000),
№3 - 106,936 (+0,004),
№20 -106,948 (+0,016),
№22 -106,962 (+0,030).
Тут уж я, не сохраняя видимость нейтралитета, сказал:
- Очень наглядно! Смотрите, как распространяется удар от двигателя № 4 по конструкции. Три сотых секунды требуется, чтобы вывести из строя двигатель, противоположный четвертому. А ведь они разнесены на 28 метров по длине полуокружности и на 14 метров по прямой. Неужели не ясно, что мы имеем дело со взрывом, который начался с №4?
Споры начали принимать столь непримиримый характер, что официальное заседание пришлось закрыть и объявить, что на следующий день, 27 ноября, будет заслушан доклад Валентина Лихушина.
За Лихушиным утвердилась слава доброжелательного, но строгого объективного судьи в спорах главных конструкторов по двигательным проблемам. И на этот раз он сделал спокойный, убедительный доклад. Понятно, что я привожу только основной смысл.
- Распространение сильного удара на момент времени 106,932 секунды идет из района установки двигателя №4. Этот факт можно считать однозначно установленным. Удар зафиксирован и по другим двигателям, но это уже следствие основного удара. Весь процесс ударного возмущения распространился на все переферийные двигатели за время не более 0,04 секунды. Ударное воздействие распространялось со скоростью звука по металлу. Это подтверждают показания датчиков оборотов ТНА. Основной вопрос: какова природа этого удара? Что это: внешний взрыв или нарушение внутри двигателя - камеры ЖРД? Тут могут быть разные точки зрения. Менее вероятно, что случилось нечто в самом двигателе, в его камере сгорания. Самый тщательный анализ не показывает, что до удара происходило какое-либо травление керосина или кислорода. Фреон подавали длительно только на центральные двигатели. Мы попытались по сотым и тысячным долям секунд воспроизвести последовательность разрушения коллекторов окислительного газа, питающих турбины, и сопоставить это с реальной конструкцией и компоновкой. Пока мне представляется наиболее вероятным взрыв не камеры сгорания, а турбонасосного агрегата. Насколько известно, подобные явления имели место на стенде, и к этому же мы в конце концов пришли, анализируя аварию ракеты № 5Л.
Выступавший вслед за Лихушиным Присс с анализом системы управления и Кунавин, докладывавший о КОРДе, доказали, что до "удара" все системы, даже БЦВМ, работали без всяких замечании. Более того, после "удара" на момент времени 110,847 секунды зафиксирована команда на блоке "В" - "аварийное выключение двигателей". Значит, система управления работала, ибо эта команда подается из БЦВМ при нарушении управляемости ракетой, что явно случилось через три секунды после взрыва.
После еще одного дня яростных споров Афанасьев посоветовал:
- Теперь спешить некуда. Подкомиссии и рабочие группы должны назначить персонально ответственных за тщательную обработку всех материалов и доставку их в Москву. Там заслушаем первые результаты на коллегии и подготовим приказ о разработке отчета.
В окончательном тексте отчета после долгих споров появилось однозначное заключение: "Ракета пролетела без замечаний 106,93 секунды, но за 7 секунд до расчетного времени разделения 1-й и 2-й ступеней произошло практически мгновенное разрушение насоса окислителя двигателя № 4, которое привело к ликвидации ракеты...».

[fagot]

Вот с везде бродящей версией «гидравлического удара» на Н-1 23 ноября 1972 г. я не соглашусь – не было его. Так Кузнецов себя защищал и другие. Ну сколько можно?

А другие старались свалить все на Кузнецова. Чертока тут все читали, однако известно точно только то, что взрыв произошел в районе 4-го двигателя, но это мог быть взрыв компонентов топлива из разорванных трубопроводов, а не ТНА.

[Лютич]

Вот с везде бродящей версией «гидравлического удара» на Н-1 23 ноября 1972 г. я не соглашусь – не было его. Так Кузнецов себя защищал и другие. Ну сколько можно?
Очень детально «разбор полетов» описан у Бориса Евсеевича:

Описан.
Но это не отменяет заметной разницы в протекании второй и четвертой аварий (хотя их причины якобы были одинаковыми).
Уже не говорю о том, что Черток - лицо заинтересованное.

[fagot]

Да уж, "взрывом ТНА" в доли секунды разнесло пол-ракеты и вырубило остальные двигатели.

[wolf]

Что заинтересованное – понятно. Но гидравлический удар был или не был?

Да уж, "взрывом ТНА" в доли секунды разнесло пол-ракеты и вырубило остальные двигатели.

А взрывы бывают «замедленными» что ли? :shock:
Ракета еще летела, телеметрия поступала, но повреждения были уже катастрофическими.
Факты нужны, факты...

[fagot]

А взрывы бывают «замедленными» что ли? :shock:
Ракета еще летела, телеметрия поступала, но повреждения были уже катастрофическими.
Факты нужны, факты...

Они бывают сильными и слабыми. Во 2-м полете тоже был взрыв, но ничего похожего не было. Факты в пользу взрыва двигателя ничуть не лучше фактов про гидроудар.

[wolf]

Мне очень нравится личность Кузнецова и его двигатели, но все уже достали недоказанной версией гидроудара.

[fagot]

Мне очень нравится личность Кузнецова и его двигатели, но все уже достали недоказанной версией гидроудара.

А что уж говорить о взрыве двигателя :wink: Хоть бы двигатель тот кто попытался найти, но комиссии это не нужно было, потому версия взрыва ее устраивала гораздо больше, чем гидроудар.

[wolf]

:shock: А много вы собрались найти?
Кстати, где Вован? Он может точно подсказать, что осталось после аварий на земле.

[Salo]

В понедельник был. Скоро появится

[Вадим Семенов]

Вот товарищи размышляют над безгенераторным с 3м к-том:
http://www.kerc.msk.ru/ipg/papers/expander1.pdf

По-моему безгенераторная схема лучше для метанового двигателя подходит. Оба компонента криогеннные, оба могут на турбине работать. Итого получается два теплообменника (с общим теплоносителем, водой или аммиаком), два раздельных ТНА. Метановая турбина крутит метановый насос, кислородная-кислородный. Компоненты нигде не смешиваются и в одном ТНА не соседствуют. Очень надежно, как раз для перспективного пилотируемого насителя. Кроме того, два ТНА желательны для метанового двигателя ввиду большой разницы плотности ЖК и ЖМ. Но вот смеситель -- штука сомнительная. Наверное, ее можно сделать, но, боюсь, отработка до достаточной надежности потребует достаточно больших усилий и средств. По любому надежность страдает, а вдруг что-то будет недоотлажено и в каком-то редком случае процесс не так пойдет. Я бы лучше газ после турбин в КС отправлял. Пусть даже ценой снижения давления в КС. Вобщем безгенераторная схема газ-газ.

Кстати, меня больше всего интересует как раз теплообменник. Что-то чудовищное получается...

Если верить статье товарищей из центра Келдыша, напротив, вполне себе умеренное. 250 кг теплообменника для двигателя в 200т тяги  разве это много?

[fagot]

:shock: А много вы собрались найти?

Остатки ТНА. При авариях Протона в 99-м они были найдены.

[Вадим Семенов]

Все это сводит на нет основное достоинство испарительной схемы - относительную простоту, и даже уменьшение температуры на турбинах не очень помогает. А масса и габариты увеличиваются.

У безгенераторной схемы нет никакой особой простоты. Посмотрите статью и посчитайте там количество ТНА. Ее достоинство в другом -- надежность.

Кроме того, два ТНА желательны для метанового двигателя ввиду большой разницы плотности ЖК и ЖМ.

Разница с керосином не принципиальна, поэтому два ТНА это лишнее и ненужное усложнение.

Принципиальна. Разница между ЖМ и кросином в плотности 2 раза, а между ЖМ и ЖК -- в три раза. Вполне достаточное основание делать раздельные ТНА даже в газогенераторном двигателе. И потом один ТНА другому рознь. На общем ТНА хитроумных уплотнений немерено, а в ТНА на один компонент они намного проще: уплотнение между турбиной и насосом на одном компоненте не обязано быть полностью герметичным. Грубый подсчет по количеству ТНА слишком приблизителен. Имхо одна лишняя турбина вполне компенсируется простотой конструкции ТНА и оптимальностью для жидкостей с разной плотностью. Не говоря уж о большей надежности "раздельной" схемы.

[Yegor]

:shock: А много вы собрались найти?
Кстати, где Вован? Он может точно подсказать, что осталось после аварий на земле.

ЕМНИП После второй аварии нашли взорвавшийся двигатель.
Но там не было такой высоты.

А что ТНА вполне должен пережить удар о землю (песок), ИМХО.
По крайне мере определить взорвался он или нет наверняка можно.

Ждем Вована.

[Yegor]

Двигатели Н-1 (фото Вована):
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=3727&postdays=0&postorder=asc&start=45

[Yegor]

Тут можно говорить скорее о 90 двигателях - в одном полёте их почти сразу все выключили.

КОРД выключал исправные двигатели, т.к. из-за перегорания и разрыва кабелей происходили КЗ и прочие глюки. А реально взорвался за все полеты только один двигатель.

Речь о том что во втором полёте двигателям не дали поработать, их почти сразу выключили. Поэтому нельзя сказать что они прошли полёт. Двигатель мог отказать и на 50-ой и на 100-ой секунде.
Поэтому, по моему мнению, нельзя говорить о 120 летавших двигателях. Три полёта ещё можно засчитать, хотя в двух из них они отработали только половину времени.

[Yegor]

Спасибо за информацию.
Если ни одна из аварий не связана со схемой двигателя то это радует  

А что стало причиной аварий в 1991 и 1992 году?

Перестроечные умельцы применили в авторазгрузочном устройстве насоса окислителя кольцо из другого материала, в результате - две одинаковых аварии подряд. Напортачить можно в любом двигателе - и открытой схемы, и замкнутой.

Чем сложнее конструкция, тем легче в ней напортачить.
Чем выше давление, тем выше требования к качеству деталей.

ИМХО На семёрке "портачат" гораздо меньше.

[Yegor]

Ну вот некоторые цены:

Многоразовый замкнутый SSME: 90 млн. $
Одноразовый замкнутый SSME: 60 млн. $

Давление в камере: 204.08 bar
http://www.astronautix.com/engines/ssme.htm

Одноразовый незамкнутый RS-68, manrated: 20 млн. $
Одноразовый незамкнутый RS-68 для грузовой РН: 10 млн. $

Давление в камере: 95.92 bar
http://www.astronautix.com/engines/rs68.htm