Раздвижные и стационарные неохлаждаемые сопловые насадки

Salo · 24.06.2009 12:58:47

Насадок не заменяет экран, поскольку он разогревается до высокой температуры и сам излучает тепло.

kopiev · 25.06.2009 00:32:43

ЦитироватьНасадок не заменяет экран, поскольку он разогревается до высокой температуры и сам излучает тепло.

Ну какую-то роль он сыграет в плане теплозащиты в сложенном состоянии, верно? Соответственно, тепозащита может быть менее массивной.
(Имеется ввиду сложенное состояние, не выдвинутое. Потом он немного напоминает воздушный радиатор.)

В выдвинутом состоянии это переизлучение будет рассеиваться в большей степени, чем без насадка. В общем случае понятно, что такой насадок должен очень хорошо проводить тепло, иначе сгорит. То есть в выдвинутом состоянии эффект может быть нулевой. Но то что с точки зрения теплообмена его функция выглядит как отвод источника тепла от двигателя, видимо верно.
---------------------------------------

Здесь не упоминался РД-58 (РГ-1/LOX) с "Блока-Д". В английской вики сказано (RD-58[/b][/i]), что его последняя модификация снабжена насадкой.
:?: По всей видимости, РД-58 - это РД-57М :?:

Salo · 25.06.2009 11:56:51

Вы тему читали? Или просто высказываете свое мнение по всем проблемам не читая чужих ссылок и постов. Причём здесь высокая теплопроводность? Насадок то неохлаждаемый. Он конечно немного охлаждается излучением и частично абляцией. Основная задача насадка выдержать высокую температуру нагрева в течении рабочего цикла двигателя. Поэтому главное свойство материала неохлаждаемого насадка высокая температурная стойкость. Изготавливают насадки обычно или из ниобиевых сплавов как в США, или УУКМ как в России.

kopiev · 25.06.2009 12:11:03

Да по РД-58М в самом начале сказано, не заметил.

Shestoper · 25.06.2009 12:35:18

Цитировать
ЦитироватьВот ещё один вариант:
СОПЛО МНОГОКАМЕРНОГО ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ. Патент Российской Федерации
Вот тот же патент с "картинками":
http://www.lpre.de/resources/patents/RU2140005.pdf

Интересный вариант для многокамерных движков большой тяги. Фактически гипертофированные антидетонационные перегородки.

И легче, чем 4 традиционные камеры.
Если все камеры качаются единым блоком, то упрощается трубопроводная система двигателя, нужен только один сильфон.
Объединенное сопло проще оснастить выдвижным насадком, это полезно на первой ступени (на обычном четырехкамерном двигателе выдвижные насадки сдеплать в принципе можно, но технически сложно).

Кстати камер может быть не 4, а три - тогда двигатели удобнее компоновать по диаметру ракеты, вершиной треугольника к центру, основанием наружу. Более полно используется площадь миделя.

kopiev · 25.06.2009 12:45:14

Почему-то всегда считал, что на таких двигателях как РД-180 и РД-170 расширяющие насадки невозможны. Насколько понимаю, там независимое управление вектором тяги для каждой камеры<->сопла. Или единая подвеска?

Shestoper · 25.06.2009 12:53:32

ЦитироватьПочему-то всегда считал, что на таких двигателях как РД-180 и РД-170 расширяющие насадки невозможны. Насколько понимаю, там независимое управление вектором тяги для каждой камеры<->сопла.

В принципе возможны, только камеры придется разносить слишком далеко, так что на практике насадки там нерационально использовать.
А вот если качать весь двигатель и использовать общее сопло - другое дело.
У двигателя, качаемого целиком, будет выше момент инерции, так что рулевые машины понадобятся более мощные, чем для четырех камер в сумме. Зато один комплект приводов, а не 4, конструкция проще.

Salo · 25.06.2009 13:16:42

ЦитироватьПочему-то всегда считал, что на таких двигателях как РД-180 и РД-170 расширяющие насадки невозможны. Насколько понимаю, там независимое управление вектором тяги для каждой камеры<->сопла. Или единая подвеска?

http://www.lpre.de/energomash/RD-170/index.htm

ЦитироватьОтличия между РД-170 и РД-171

В двигателях РД-170 и РД-171 применены разные варианты качания камер и органов управления отклонением ими.

Камеры двигателя РД-170 в составе блока А ракеты "Энергия" качаются в радиальных плоскостях, проходящих через продольную ось двигателя. Такая схема управления более эффективна в структуре пакета ракеты "Энергия", но требует более мощных рулевых машин, которые преодолевают нагрузку, создаваемую набегающим аэродинамическим потоком на выступающую часть сопла камеры сгорания за параметр внешнего обвода блока при ее отклонении в радиальном направлении. В

Камеры сгорания двигателя РД-171 первой ступени "Зенита" отклоняются при управлении в тангенциальной плоскости качения. Сопла камер не выходят в обтекающий ступень аэродинамический поток и не испытывают его нагрузки. Рулевые машины существенно менее мощны. Эффективность управления такого варианта достаточна для ракеты "Зенит".

ЦитироватьУзел качания

Каждая из четырех камер снабжена узлом качания. Сила тяги передается от камеры на силовую раму через карданный подвес. Подвод сработавшего на турбине генераторного газа в КС осуществляется через 12-слойный составной сильфон, размещенный внутри карданного подвеса. Сильфон бронирован специальными кольцами и охлаждается небольшим количеством холодного кислорода, протекающего между внутренней поверхностью сильфона и тонкой внутренней стенкой.

У РД-180 каждая из КС качается в двух плоскостях. Узел качания аналогичен РД-170-171.
http://www.lpre.de/energomash/RD-180/index.htm

ЦитироватьВ начале 1996г проект двигателя РД-180 НПО Энергомаш был признан победителем конкурса на разработку и поставку двигателя первой ступени для модернизированной РН "Атлас" американской компании Локхид Мартин. Это двухкамерный двигатель с дожиганием окислительного генераторного газа, с управлением вектором тяги благодаря качания каждой камеры в двух плоскостях, с возможностью обеспечения глубокого дросселирования тяги двигателя в полете.

kopiev · 25.06.2009 14:15:34

Цитировать...

Спасибо. Слегка разленился, мог бы и сам туда слазить и посмотреть.

На самом деле, извиняюсь за сильное выражение, по-моему это - СОПЛО МНОГОКАМЕРНОГО ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ. Патент Российской Федерации[/u][/i] - ерунда.

Противоречит общему принципу Сопло Лаваля[/u][/i]. И дело не в отсутствии конусообразной формы, а в том, что верхние сопла оптимизированы под 1 атм, а нижняя часть под вакуум. То есть, по-моему, от такого решения никакой пользы не будет. Если и будет, то очень небольшая.

Salo · 25.06.2009 15:01:12

Вся прелесть этого насадка в том, что ракета стартует на соплах малым расширением, оптимизированных под высокое атмосферное давление. Затем по достижении высоты 10 км выдвигается сопловой насадок, расширение сопла увеличивается, а значит возрастает тяга и УИ. Таким образом интегральный и вакуумный УИ возрастает. А выигрыш в УИ может составить 5-15 с.
При использовании на второй ступени сокращается длина межступенчатого переходника. и общая масса двигателя.

Shestoper · 25.06.2009 15:06:23

ЦитироватьПротиворечит общему принципу Сопло Лаваля[/u][/i].

Сопло Лаваля - это сначала сужение, потом расширение. Сужение до критики в многокамерном двигателе возле камер, где сопла ещё раздельные. А общее сопло - фактически насадок (может быть как выдвижным, так и нет).

ЦитироватьИ дело не в отсутствии конусообразной формы,

Она необязательна. Американцы делали линейный ЖРД с соплом в виде щели. В авиации прямоугольные сопла применяются.

Цитироватьа в том, что верхние сопла оптимизированы под 1 атм, а нижняя часть под вакуум. То есть, по-моему, от такого решения никакой пользы не будет. Если и будет, то очень небольшая.

Этого Заратустра не говорил.
Можно и нижнее общее сопло оптимизировать под 1 атм, всё зависит от степени расширения.
Но поскольку первая ступень работает от 1 атм до почти вакуума, наиболее целесообразно верхнюю часть общего сопла (чуть ниже, чем объединяются сопла отдельных камер) оптимизировать под 1 атм, а дополнительный выдвигаемый насадок - под вакуум.

Salo · 03.07.2009 00:23:32

Оказывается у нас впервые стационарный высотный стальной сопловой насадок с графитовой футеровкой и асбестовой теплоизоляцией применили ещё на ЖРД РД-103 ракеты Р-5. :shock:

Monoceros · 03.07.2009 10:53:12

Отличается ли тяга двигателя стоящего на земле (уровень моря), от тяги такого же, закрепленного на ракете? (ракета летит тоже на уровне моря, за ней образуется разряжение).

Salo · 03.07.2009 10:56:18

Это касается скорее многодвигательных установок. Там, при большом диаметре ступени возникает донное сопротивление.

Дмитрий В. · 03.07.2009 10:05:54

ЦитироватьЭто касается скорее многодвигательных установок. Там, при большом диаметре ступени возникает донное сопротивление.

Донное сопротивление возникает в любом случае, независимо от количества двигателей, из-за разряжения, вызванного отрывом потока от донной части РН. Работающий двигатель, кстати, уменьшает донное сопротивление.

Salo · 03.07.2009 11:10:18

Уж извините дилетанта.

Дмитрий В. · 03.07.2009 10:11:54

ЦитироватьУж извините дилетанта.

Да, ладно! С донными эффектами, думаю, не всякий профессионал разберется! :wink:

Monoceros · 03.07.2009 12:07:15

Так я не понял (или это не мне было): будет тяга больше у двигателя, который в разряженной зоне, или нет? :?

Salo · 03.07.2009 12:26:42

Даже если тяга и будет больше, то само донное сопротивление перекроет эту прибавку.

Monoceros · 03.07.2009 12:49:39

ЦитироватьДаже если тяга и будет больше, то само донное сопротивление перекроет эту прибавку.

Это не важно, вопрос в том (например), на какой высоте натягивать на сопло насадки.

Дмитрий В, вот вы как думаете, будет тяга больше у затененного двигателя, или это заблуждение?

Тяга двигателя F = mu + S(P - Pa), P - давление на срезе, Pa - атмосферное давление, вопрос - в каком месте? Если это гипотетическое давление которое было бы на срезе если двигатель не работал (вроде как логично) то при преодолении скорости звука ракетой это давление -> 0 ...