Детонационные двигатели и некоторые другие вопросы

[blik]

Виктор Зотов пишет:
Такие вещи на пальцах не объясняются.

пример
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum13/topic8104/message1501227/#message1501227

[Кубик]

И в чём весь сыр-бор - заявляется возможность выбрасывать рабочее тело с большей скоростью - так? Затем - либо это экономит его запас для достижения заданной хс, либо повышает хс при прежнем запасе - ничего нового в подходе, ЭРД потому и есть, вопрос в осуществимости для ЖРД на традиционных топливах - только об этом и стоит рассуждать.

[Mark]

По моему мнению, эта тема из лабораторий не выйдет.
Есть ли другие механизмы дающие ?

Ну как, в НПО Енергомаш уже сделали двигатель, недолго будут и первые огневные испытания, а ето уже не лаборатория.


В детонационном двигателе сжигание топлива происходит в ударных волнах примерно 100-1000 раз быстрее, чем при обычном медленном горении (дефлаграции), етот тип двигателя теоретически отличается рекордной мощностью, снимаемой с единицы объема, по сравнению со всеми другими типами тепловых двигателей.

В ходе цикла детонационного горения температура сгорания очень высокая как и давление. Но скорость сгорания также очень большая и окислы азота не успевают образоваться, поэтому двигатели очень экологически чистыми.
Сегодня в двигателях давление более 200 атм. В ДРД нужно подавать компоненты топлива под давлением не более 10 атм., что позволяет отказатсья от ТНА и усиленных трубопроводов. Масса Ангары двигателя РД-191 есть на около 2100 кг, а детонационный двигатель будет около 700-800 кг.тяжелый (оценка-Марк)..

Термодынамическая еффектывность завист от цикла, так например u циклa Хамфри будет 54% для водорода и 50,5% для метана.  
 

Несмотря на более высокие температуры и давление во фронте детонационной волны их воздействие на конструкцию двигателя меньше чем у классических двигатели.

Двигатель будет очень малы и просты, получаем высокую надежность и низкую стоимость.
Это будет уже революция в двигателестроении.

[blik]

Mark пишет:
цикл Хамфри

Марк этот цикл относится к ВРД но не имеет отношения к жрд

Mark пишет:
окислы азота не успевают образовываться

И это относится к ВРД

А вот на каком основании обещают что ударная волна не пойдет на корпус непонятно.
Как добится простоты если придется запирать Кс тоже непонятно

[Виктор Зотов]

blik пишет:

Виктор Зотов пишет:
Такие вещи на пальцах не объясняются.

пример
 http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum13/topic8104/message1501227/#message1501227

Ну и что, понял физику процесса? Марк тебе пытается объяснить, но сам процесс он тоже , наверно, не до конца понимает. 

[blik]

Виктор Зотов пишет:
Ну и что, понял физику процесса? Марк тебе пытается объяснить, но сам процесс он тоже , наверно, не до конца понимает.

Физика процесса, в общем понятна, непонятно вот это

А вот на каком основании обещают что ударная волна не пойдет на корпус непонятно. 
Как добиться простоты конструкции если придется запирать Кс тоже непонятно. Там же чудовищный клапан будет.

[Mark]

blik
Хорошо если добавят 10-20с УИ. Революцией тут точно не пахнет.

Нет, будет револуция если сделают
Статя от НПО Енергомаш, под редакцией доктора технических наук, профессора В.К.  ЧВАНОВА

Для проверки полученных результатов другим путём до­полнительно  были  проведены  термодинамические  расчёты. Из них следует, что продукты детонации имеют меньшую температуру  и  энтропию,­ чем  продукты  горения.Термодинамические значения  удельного  импульса  для  ДРД  и  ЖРД  оказались  в  отношении  1,13:1  (332  и  294  сек  соответственно),­ т.е.  эффектив­ность ДРД -  на  13%  выше.Таким  образом,  термодинамический расчёт подтверждает справедливость вывода, сделанного на основе трёхмерных нестационарных расчётов.  ­

Пока будет около 10-13% или 38с, (Ацетам дает только 15-25с.).
На дальнее будущее и наверно до 25-35%, это выигрыш на около 90с.

[blik]

Mark пишет:

blik
Хорошо если добавят 10-20с УИ. Революцией тут точно не пахнет.

Нет, будет револуция если сделают
Статя от НПО Енергомаш, под редакцией доктора технических наук, профессора В.К. ЧВАНОВА

 Пока будет около 10-13% или 38с, (Ацетам дает только 15-25с.).
 На дальнее будущее и наверно до 25-35%, это выигрыш на около 90с.

Марк, 10-13% с учетом того что камера сгорания будет реально сложной, никакой революции тут нет. Проще водород будет поставить.
про 25-35% очень сомневаюсь. Будет время, посчитаю теоретический предел прибавки, там несложно. 

PS кстати, весь выигрыш обусловлен прерывистым (импульсным) горением, а детонацию включают, что бы ускорить процесс горения и увеличить частоту импульсов.

[Mark]

Марк, 10-13% с учетом того что камера сгорания будет реально сложной, никакой революции тут нет. Проще водород будет поставить .

Нет, про двигатель и его простота как и про КС уже писали (НПО Енергомаш). Будет очень просты и дешевый.

A Водород ето очень сложная и дорогая технология, будет нужна только для РБ и МОБ. Пока для первых ступени только метан оптимальны, упрощает радикально двигатели и носителя.

[blik]

Mark пишет:
Нет, про двигатель и его простота как и про КС уже писали (НПО Енергомаш). Будет очень просты и дешевый.

Пока не увижу схему - не верю. Там должен быть охренительный клапан в районе критического сечения, и поменьше клапаны на входе трубопроводов. Кроме того очень крепкая конструкция для противодействия детонации. Учитывая как детонация разбивает ДВС - не верю в чудеса.

Mark пишет:
A Водород ето очень сложная и дорогая технология, будет нужна только для РБ и МОБ. Пока для первых ступени только метан оптимальны, упрощает радикально двигатели и носителя.

Спорить не буду, теория пока говорит именно так. Практики кот наплакал.

[Алексей Любопытный]

blik пишет:
Вот Вы можете объяснить на пальцах откуда 30-50% для ЖРД берутся ?

Здесь, по моему, речь идёт о детонационном ВРД.

Детонационное горение по сравнению с обычным теоретически позволяет повысить КПД на 20% (относительно достигаемых при обычном горении величин). В ФПИ не планируют получить сразу все 20% в ЖРД. 7-8% было получено в лаборатории на модели. Тот двигатель, что строит НПО Энергомаш планируется более эффективным на 10% (это половина из теоретических 20%). При этом стоимость двигателя уменьшается в 2 раза.

Если же говорить о детонации в ВРД, то эффективность растёт очень значительно, на 30-50%. А стоимость двигателя уменьшается в 4 раза (из-за значительного упрощения турбин и компрессоров - меньше лопаток - меньше стоимость - выше надёжность).

[Алексей Любопытный]

blik пишет:
Мне всегда представлялось, что сгорание топлива в жрд практически полное. Все что может прореагировать - реагирует или очень близко к этому. В чем тогда заключается "более эффективное сгорание" в детонационных жрд ?

А в чём оно заключалось до сих пор, когда выпускали двигатели со всё большим и большим удельным импульсом? Там тоже топливо плохо прогорало?

[Алексей Любопытный]

blik пишет:
повышенная температура проявляется на фронте детонационной волны, но не во всей камере.

И мы снова возвращаемся к определению, что такое температура и насколько горяч кусок льда летящий в космосе со скоростью 10 км/с.

Может не будем?  :|

[Алексей Любопытный]

blik пишет:
А вот на каком основании обещают что ударная волна не пойдет на корпус непонятно.

Она пойдёт на корпус. Но есть один момент - в своём фокусе ударная волна обладает самой большой разрушительной силой из-за кумуляции энергии, а на корпусе она расширится и ослабится.

Там где приходит сильная ударная волна стенки детонационника очень толстые. Это видно по патентам и имеющимся фотографиям лабораторных моделей.


Смотрите какой толстый металл у кольцевого сопла, там где газ поворачивает на 90°.

[Алексей Любопытный]

blik пишет:
Там должен быть охренительный клапан в районе критического сечения, и поменьше клапаны на входе трубопроводов

Детонация в новом ЖРД будет происходить в спиральном вихре. Вне этого вихря давление меньше. Это же видно по рисункам моделирования детонаций на суперкомпьютерах.

Медитируйте на смерч.     


Цилиндрический газовый вихрь: поперечное сечение вихря (а); распределение плотности газа (б); эпюра касательных скоростей (в); зависимость угловой скорости вращения газа в вихре от радиуса (г) 

Максимальное давление будет в вихре, а не на стенках камеры.

[Алексей Любопытный]

[Василий Ратников]

Zveruga,  все это хорошо, убедили беру. Когда ожидать ?

[Кубик]

Zveruga пишет:

blik пишет: Мне всегда представлялось, что сгорание топлива в жрд практически
полное. Все что может прореагировать - реагирует или очень близко к этому. В чем тогда заключается "более эффективное сгорание" в детонационных жрд ?

А в чём оно заключалось до сих пор, когда выпускали двигатели со всё большим и большим удельным импульсом? Там тоже топливо плохо прогорало?

Неудачно язвите - вам этого не сказано. Вопрос здесь не в качестве сжигания, а в эффективности использования - удельный импульс ЖРД есть синоним скорости истечения - разница в численных коэффициентах всего лишь, так вот её и повышали, а теперь замах на то, что детонация в камере эту скорость увеличит, вокруг чего и спор, это и требует доказательств. А неудачные речения про эффективность сгорания  на  совести поставщиков информации..

[Алексей Любопытный]

Василий Ратников пишет:
Zveruga , все это хорошо, убедили беру. Когда ожидать ?

Если обещают летом огневые испытания, значит осенью мы возможно услышим какую-нибудь новость в СМИ. Там в случае положительного успеха будут озвучены интересующие нас циферки. И если всё получится, то предположительно в январе 2016 мы услышим о первом серийном детонационном двигателе для космических ракет.

[Алексей Любопытный]

Кубик пишет:
Неудачно язвите

Это не моё качество. Я не люблю оскорблять людей, а потому не умею язвить.

Кубик пишет:
Вопрос здесь не в качестве сжигания, а в эффективности использования - удельный импульс ЖРД есть синоним скорости истечения - разница в численных коэффициентах всего лишь, так вот её и повышали, а теперь замах на то, что детонация в камере эту скорость увеличит, вокруг чего и спор, это и требует доказательств.

Дак и объясните, каким образом повышали скорость истечения раньше.