Союз-1 ! Союз-2-1В

[Кот Бегемот]

никаких намёков на метановый расширительный контур, пока не просматривается.

А почему отказались вы случайно не знаете?Или может поделитесь своими мыслями на этот счет?

[fagot]

Не корректно выразился, имелось ввиду что совпадает по работе ТНА на кислом тракте.

Обычно имеют ввиду что-то другое тролли.

КПД мне правда неизвестен. Хотя что мне до КПД турбины. Допустим у турбины НК-33 ниже КПД и что?

И придется увеличить температуру газа.

[Prokrust]

Однако у движка BE-4 очень так хорошо совпадает с НК-33 давление в камере и на выходе

Не совпадает.

НК-33, давление в камере 147 бар. Радиус сопла 1.49 м. Тяга 154 тонн.
Давление из сопла наружу= 154/ (3.14* 1.49*1.49/ 4)= 8.83 кг/см2.
BE-4, давление в камере 132 бар. Радиус сопла 1.93 м. Тяга 244 тонн.
Давление из сопла наружу= 244/ (3.14* 1.93*1.93/ 4)= 8.34 кг/см2
Кислый тракт на BE-4 создает несколько меньшее давление, но нужно учитывать поправку - он давит метан, а не керосин. Возьмем энергию необходимую для давления кислорода за 1. Тогда чтобы давить керосин, энергия = 1141кг/м3 / 800 кг/м3 / 2.6 = 0.55 (где 1141 - плотность кислорода, 800 - плотность керосина, 2.6 - настолько керосина меньше чем кислорода)
Чтобы давить метан, энергии = 1141 /424 / 3.5 = 0,77. (где 424 - плотность метана)
Таким образом в целом BE-4 тратит энергии на сжатие больше в 1.77 / 1.55 = 1,14 раза больше чем НК-33.
132 бар * 1,14= 150 бар - так бы давил BE-4. если бы использовал керосин.

А что эти цифры вообще должны значить с точки зрения двигателестроения? Пока я вижу, что из них следует, что лобовая тяга этих ЖРД примерно одинакова.
И, да, там не радиусы, а диаметры сопла. 

Ну я же поделил на 4, так что площадь верна.
Я исхожу из того что сопла конструировали для обоих движков вполне одинаково.
И эта тяга на площадь банально показывает приоритет создателей движка - УИ или тяга.
И можно дальше подсчитать насколько давление в камере превышает это "давление" на выходе сопла. Это наглядней показвывает разницу.
Для НК-33 = 147 / 8,83 =  больше в 16.6
Для BE-4 = 132 /  8.34 = больше в 15.8
Для сравнения:
Мерлин - 97 бар давление в камере, на "выходе"= 12.79, больше в = 7.58
РД-191 - 254 бар давление в камере, на "выходе"= 11.87, больше в = 21.39
Эта разница в давлениях показывает что собственно в приоритете у движка - тяга или УИ.
Как видно, Маск выдавил из Мерлина тяги намного больше чем это делает НК-33 в ущерб УИ и наоборот, РД-191 намного меньше имеет тяги, пытаясь повысить УИ.
Кстати, если все проставить одинаковую разницу в давлениях и сравнить полученную тягу с весом, то сразу выяснится, что Мерлин значительно отстает по тяговооруженности от остальных. У РД-171 и НК-33 примерно одинаковая тяговооруженность!

[Дмитрий В.]

никаких намёков на метановый расширительный контур, пока не просматривается.

А почему отказались вы случайно не знаете?Или может поделитесь своими мыслями на этот счет?

Да тут гипотез может быть много. Начиная от административной ""Энергомаш продавил") и заканчивая "неспособностью КБХА реализовать схему "газ-газ"

[Prokrust]

Не корректно выразился, имелось ввиду что совпадает по работе ТНА на кислом тракте.

Обычно имеют ввиду что-то другое тролли.

КПД мне правда неизвестен. Хотя что мне до КПД турбины. Допустим у турбины НК-33 ниже КПД и что?

И придется увеличить температуру газа.

Обычно обвиняют в троллизме когда нечем возразить.
Я не считал температуру газа. Я сравнил по сколько они снимают энергии с газа.
И да, вы хотите сказать что КПД сильно возрос? Я правильно понимаю?

[Дмитрий В.]

Однако у движка BE-4 очень так хорошо совпадает с НК-33 давление в камере и на выходе

Не совпадает.

НК-33, давление в камере 147 бар. Радиус сопла 1.49 м. Тяга 154 тонн.
Давление из сопла наружу= 154/ (3.14* 1.49*1.49/ 4)= 8.83 кг/см2.
BE-4, давление в камере 132 бар. Радиус сопла 1.93 м. Тяга 244 тонн.
Давление из сопла наружу= 244/ (3.14* 1.93*1.93/ 4)= 8.34 кг/см2
Кислый тракт на BE-4 создает несколько меньшее давление, но нужно учитывать поправку - он давит метан, а не керосин. Возьмем энергию необходимую для давления кислорода за 1. Тогда чтобы давить керосин, энергия = 1141кг/м3 / 800 кг/м3 / 2.6 = 0.55 (где 1141 - плотность кислорода, 800 - плотность керосина, 2.6 - настолько керосина меньше чем кислорода)
Чтобы давить метан, энергии = 1141 /424 / 3.5 = 0,77. (где 424 - плотность метана)
Таким образом в целом BE-4 тратит энергии на сжатие больше в 1.77 / 1.55 = 1,14 раза больше чем НК-33.
132 бар * 1,14= 150 бар - так бы давил BE-4. если бы использовал керосин.

А что эти цифры вообще должны значить с точки зрения двигателестроения? Пока я вижу, что из них следует, что лобовая тяга этих ЖРД примерно одинакова.
И, да, там не радиусы, а диаметры сопла. 

Ну я же поделил на 4, так что площадь верна.
Я исхожу из того что сопла конструировали для обоих движков вполне одинаково.
И эта тяга на площадь банально показывает приоритет создателей движка - УИ или тяга.
И можно дальше подсчитать насколько давление в камере превышает это "давление" на выходе сопла. Это наглядней показвывает разницу.
Для НК-33 = 147 / 8,83 =  больше в 16.6
Для BE-4 = 132 /  8.34 = больше в 15.8
Для сравнения:
Мерлин - 97 бар давление в камере, на "выходе"= 12.79, больше в = 7.58
РД-191 - 254 бар давление в камере, на "выходе"= 11.87, больше в = 21.39
Эта разница в давлениях показывает что собственно в приоритете у движка - тяга или УИ.
Как видно, Маск выдавил из Мерлина тяги намного больше чем это делает НК-33 в ущерб УИ и наоборот, РД-191 намного меньше имеет тяги, пытаясь повысить УИ.
Кстати, если все проставить одинаковую разницу в давлениях и сравнить полученную тягу с весом, то сразу выяснится, что Мерлин значительно отстает по тяговооруженности от остальных. У РД-171 и НК-33 примерно одинаковая тяговооруженность!

Слабовато. Начнём с того, что двигатель проектируется обычно под заданнуютягу. Значит, тяга не может быть приоритетом - она же зафиксирована. Невысокая степень расширения (Мерлин) может свидетельствовать о приоритете массово-габаритных параметров двигателя, например.

[Кот Бегемот]

неспособностью КБХА реализовать схему "газ-газ"

А в рд-0162Д2А тоже  не реализовывали?

[Prokrust]

Ну я же поделил на 4, так что площадь верна.
Я исхожу из того что сопла конструировали для обоих движков вполне одинаково.
И эта тяга на площадь банально показывает приоритет создателей движка - УИ или тяга.
И можно дальше подсчитать насколько давление в камере превышает это "давление" на выходе сопла. Это наглядней показвывает разницу.
Для НК-33 = 147 / 8,83 =  больше в 16.6
Для BE-4 = 132 /  8.34 = больше в 15.8
Для сравнения:
Мерлин - 97 бар давление в камере, на "выходе"= 12.79, больше в = 7.58
РД-191 - 254 бар давление в камере, на "выходе"= 11.87, больше в = 21.39
Эта разница в давлениях показывает что собственно в приоритете у движка - тяга или УИ.
Как видно, Маск выдавил из Мерлина тяги намного больше чем это делает НК-33 в ущерб УИ и наоборот, РД-191 намного меньше имеет тяги, пытаясь повысить УИ.
Кстати, если все проставить одинаковую разницу в давлениях и сравнить полученную тягу с весом, то сразу выяснится, что Мерлин значительно отстает по тяговооруженности от остальных. У РД-171 и НК-33 примерно одинаковая тяговооруженность!

Слабовато. Начнём с того, что двигатель проектируется обычно под заданнуютягу. Значит, тяга не может быть приоритетом - она же зафиксирована. Невысокая степень расширения (Мерлин) может свидетельствовать о приоритете массово-габаритных параметров двигателя, например.

Только не у Маска. По мере доработки движка тяга непрерывно росла и резко.
Так что Маск реально выжал из движка максимум тяги, немного уменьшив УИ.
И да, это показывает что у открытой схемы нет никакого преимущества по тяговооруженности, напротив они хуже, им не хватает давления. У них только одно преимущество - их проще сделать.

[Трилобит]

Попытаюсь вернуть тему из оффтопа.
Какие шансы по мнению форумчан на появление Союз 2.1в с РД-193?
Либо появление похожей тандемной ракеты для семерочного старта на другом двигателе, например метановом?

[wisefilinn]

Попытаюсь вернуть тему из оффтопа.
Какие шансы по мнению форумчан на появление Союз 2.1в с РД-193?
Либо появление похожей тандемной ракеты для семерочного старта на другом двигателе, например метановом?

Есть же Ангара-1.
Или вы один из её непримиримых противников?

[Трилобит]

Попытаюсь вернуть тему из оффтопа.
Какие шансы по мнению форумчан на появление Союз 2.1в с РД-193?
Либо появление похожей тандемной ракеты для семерочного старта на другом двигателе, например метановом?

Есть же Ангара-1.
Или вы один из её непримиримых противников?

Наоборот, один из редких ее фанатов (точнее фанатов семейства в целом, конкретно А1.2 мне не особо нравится). Но мне кажется Союз-2.1в на РД-193 и Ангаре полезен, по большей части компонентов же 193 и 191 насколько я понимаю одинаковые, так что на серийности и соответственно себестоимости двигателей это должно сказаться положительно.

[Кот Бегемот]

Но мне кажется Союз-2.1в на РД-193 и Ангаре полезен, по большей части компонентов же 193 и 191 насколько я понимаю одинаковые, так что на серийности и соответственно себестоимости двигателей это должно сказаться положительно.

Но как?Запустить (условно) 10 раз а1 или 5 раз а1 и пять раз союз в сумме все равно 10.
Можно предположить, что а1 не хватит, но в перспективе еще и рокоты\старты.

[fagot]

Обычно обвиняют в троллизме когда нечем возразить.

Когда на возражения отвечают "я имел ввиду совсем другое".

Я не считал температуру газа. Я сравнил по сколько они снимают энергии с газа.

Если уж вы хотите сравнивать напряженность трактов, надо сравнивать температуру и давление.

И да, вы хотите сказать что КПД сильно возрос? Я правильно понимаю?

Понятия не имею, может и наоборот.

[fagot]

Ну я же поделил на 4, так что площадь верна.
Я исхожу из того что сопла конструировали для обоих движков вполне одинаково.
И эта тяга на площадь банально показывает приоритет создателей движка - УИ или тяга.
И можно дальше подсчитать насколько давление в камере превышает это "давление" на выходе сопла. Это наглядней показвывает разницу.
Для НК-33 = 147 / 8,83 =  больше в 16.6
Для BE-4 = 132 /  8.34 = больше в 15.8
Для сравнения:
Мерлин - 97 бар давление в камере, на "выходе"= 12.79, больше в = 7.58
РД-191 - 254 бар давление в камере, на "выходе"= 11.87, больше в = 21.39
Эта разница в давлениях показывает что собственно в приоритете у движка - тяга или УИ.
Как видно, Маск выдавил из Мерлина тяги намного больше чем это делает НК-33 в ущерб УИ и наоборот, РД-191 намного меньше имеет тяги, пытаясь повысить УИ.

Вы кажется начали догадываться, что степень расширения для двигателей, работающих от земли, существенно зависит от давления в камере, но как обычно весьма оригинальным методом.  А что вы понимаете под приоритетом тяги или УИ?

Кстати, если все проставить одинаковую разницу в давлениях и сравнить полученную тягу с весом, то сразу выяснится, что Мерлин значительно отстает по тяговооруженности от остальных. У РД-171 и НК-33 примерно одинаковая тяговооруженность!

А для чего все эти извращения? Чем вам не нравится реальность, в которой Мерлин уступает РД и НК по УИ, но превосходит их по тяговооруженности?

[cross-track]

НК-33, давление в камере 147 бар. Радиус сопла 1.49 м. Тяга 154 тонн.
Давление из сопла наружу= 154/ (3.14* 1.49*1.49/ 4)= 8.83 кг/см2.

Вы разделили тягу двигателя на площадь выходного сечения сопла. Какой физ.смысл имеет полученное таким образом давление 8.83 кг/см2?

[Трилобит]

Но мне кажется Союз-2.1в на РД-193 и Ангаре полезен, по большей части компонентов же 193 и 191 насколько я понимаю одинаковые, так что на серийности и соответственно себестоимости двигателей это должно сказаться положительно.

Но как?Запустить (условно) 10 раз а1 или 5 раз а1 и пять раз союз в сумме все равно 10.
Можно предположить, что а1 не хватит, но в перспективе еще и рокоты\старты.

Если предположить что ПН появятся в достаточном количестве, ПТК и РОС полетят, тяжелые лунные АМС и телескопы полетят, больше УРМов из 40 производимых при полной загрузке Полета пойдет на А5, а легкие ПН будут на Союзе с РД-193.
При штучных полетах как сейчас особой разницы мне кажется не будет, 4 пуска на А1 или 2 на А1 и 2 на С2.1в.

[Prokrust]

НК-33, давление в камере 147 бар. Радиус сопла 1.49 м. Тяга 154 тонн.
Давление из сопла наружу= 154/ (3.14* 1.49*1.49/ 4)= 8.83 кг/см2.

Вы разделили тягу двигателя на площадь выходного сечения сопла. Какой физ.смысл имеет полученное таким образом давление 8.83 кг/см2?

Прямой. Как удельная мощность движка (по площади сопла). Как толковать:
В вакууме сопло расширять полезно всегда, минус при расширении один - вес сопла.
В атмосфере расширять сопло оптимально до определенной величины. Но часто делают более компактный движок, с меньшим соплом и большим "давлением", хотя бы из-за габарита. Вот и смотрим кто как сделал.
Например Фалкон именно из-за габарита, ракета длинная, выдавливает побольше =12.79. И при этом разница меж давлением в камере и давлением по соплу падает очень низко до 7.58. Это должно значительно сказываться на УИ.
А если посмотреть на БЕ-4 и НК-33 то там характеристики схожие. Нечего удивительного тут нет риск минимизирован когда делаешь по удачной схеме - при этом и так движок на новом топливе - метане, рисков и так хватало. Безос заказал максимально мощный по тяге движок, насколько это возможно при давлении всего в 132 бар. Вот и получилось такое большое сопло в 1.9 м. Я бы сказал 1-я ступень New Glenn это улучшенная по всем параметрам и особенно по тяге версия 1-ступени Фалкон-9 (+более практичная ипростая эксплуатация метановых движков, больший УИ и так далее).

[Prokrust]

Ну я же поделил на 4, так что площадь верна.
Я исхожу из того что сопла конструировали для обоих движков вполне одинаково.
И эта тяга на площадь банально показывает приоритет создателей движка - УИ или тяга.
И можно дальше подсчитать насколько давление в камере превышает это "давление" на выходе сопла. Это наглядней показвывает разницу.
Для НК-33 = 147 / 8,83 =  больше в 16.6
Для BE-4 = 132 /  8.34 = больше в 15.8
Для сравнения:
Мерлин - 97 бар давление в камере, на "выходе"= 12.79, больше в = 7.58
РД-191 - 254 бар давление в камере, на "выходе"= 11.87, больше в = 21.39
Эта разница в давлениях показывает что собственно в приоритете у движка - тяга или УИ.
Как видно, Маск выдавил из Мерлина тяги намного больше чем это делает НК-33 в ущерб УИ и наоборот, РД-191 намного меньше имеет тяги, пытаясь повысить УИ.

Вы кажется начали догадываться, что степень расширения для двигателей, работающих от земли, существенно зависит от давления в камере, но как обычно весьма оригинальным методом. А что вы понимаете под приоритетом тяги или УИ?

Ну здесь, https://www.nakka-rocketry.net/th_thrst.html так и сказано

Это уравнение показывает, что, если коэффициент давления равен нулю, тяга прямо пропорциональна площади горла A* и почти прямо пропорциональна давлению в камере Po.

Однако мне не нужно считать движок, а только сравнить с другим. А так в вакууме при условно бесконечном сопле мы получим максимальный УИ, при этом соотношение давления в камере и на выходе сопла будет бесконечным. При уменьшении сопла, это соотношение падает и УИ тоже падает. Такая вот зависимость, не линейная конечно. На ссылке есть график подобной не линейности:

Кстати, если все проставить одинаковую разницу в давлениях и сравнить полученную тягу с весом, то сразу выяснится, что Мерлин значительно отстает по тяговооруженности от остальных. У РД-171 и НК-33 примерно одинаковая тяговооруженность!

А для чего все эти извращения? Чем вам не нравится реальность, в которой Мерлин уступает РД и НК по УИ, но превосходит их по тяговооруженности?

Мне все нравится, я просто хочу понимать реальность, не будучи крутым спецом по расчету движков. Мне нужен простой инструмент для сравнения. И вот теперь я понимаю, как Маск добился такой тяги от Мерлин и за счет чего. И даже понимаю что Маск молодец, выдавил из движка максимум возможного. И что не стоит его повторять - закрытые движки лучше.

[cross-track]

НК-33, давление в камере 147 бар. Радиус сопла 1.49 м. Тяга 154 тонн.
Давление из сопла наружу= 154/ (3.14* 1.49*1.49/ 4)= 8.83 кг/см2.

Вы разделили тягу двигателя на площадь выходного сечения сопла. Какой физ.смысл имеет полученное таким образом давление 8.83 кг/см2?

Прямой. Как удельная мощность движка (по площади сопла). Как толковать:
В вакууме сопло расширять полезно всегда, минус при расширении один - вес сопла.
В атмосфере расширять сопло оптимально до определенной величины. Но часто делают более компактный движок, с меньшим соплом и большим "давлением", хотя бы из-за габарита. Вот и смотрим кто как сделал.
Например Фалкон именно из-за габарита, ракета длинная, выдавливает побольше =12.79. И при этом разница меж давлением в камере и давлением по соплу падает очень низко до 7.58. Это должно значительно сказываться на УИ.
А если посмотреть на БЕ-4 и НК-33 то там характеристики схожие. Нечего удивительного тут нет риск минимизирован когда делаешь по удачной схеме - при этом и так движок на новом топливе - метане, рисков и так хватало. Безос заказал максимально мощный по тяге движок, насколько это возможно при давлении всего в 132 бар. Вот и получилось такое большое сопло в 1.9 м. Я бы сказал 1-я ступень New Glenn это улучшенная по всем параметрам и особенно по тяге версия 1-ступени Фалкон-9 (+более практичная ипростая эксплуатация метановых движков, больший УИ и так далее).

Все же не понял, какой физ.смысл имеет полученное таким образом давление 8.83 кг/см2. Эту величину можно как-то измерить? Это "приведенное давление" где-то используется?

[Prokrust]

НК-33, давление в камере 147 бар. Радиус сопла 1.49 м. Тяга 154 тонн.
Давление из сопла наружу= 154/ (3.14* 1.49*1.49/ 4)= 8.83 кг/см2.

Вы разделили тягу двигателя на площадь выходного сечения сопла. Какой физ.смысл имеет полученное таким образом давление 8.83 кг/см2?

Прямой. Как удельная мощность движка (по площади сопла). Как толковать:
В вакууме сопло расширять полезно всегда, минус при расширении один - вес сопла.
В атмосфере расширять сопло оптимально до определенной величины. Но часто делают более компактный движок, с меньшим соплом и большим "давлением", хотя бы из-за габарита. Вот и смотрим кто как сделал.
Например Фалкон именно из-за габарита, ракета длинная, выдавливает побольше =12.79. И при этом разница меж давлением в камере и давлением по соплу падает очень низко до 7.58. Это должно значительно сказываться на УИ.
А если посмотреть на БЕ-4 и НК-33 то там характеристики схожие. Нечего удивительного тут нет риск минимизирован когда делаешь по удачной схеме - при этом и так движок на новом топливе - метане, рисков и так хватало. Безос заказал максимально мощный по тяге движок, насколько это возможно при давлении всего в 132 бар. Вот и получилось такое большое сопло в 1.9 м. Я бы сказал 1-я ступень New Glenn это улучшенная по всем параметрам и особенно по тяге версия 1-ступени Фалкон-9 (+более практичная ипростая эксплуатация метановых движков, больший УИ и так далее).

Все же не понял, какой физ.смысл имеет полученное таким образом давление 8.83 кг/см2. Эту величину можно как-то измерить? Это "приведенное давление" где-то используется?

Эта величина просто считается, тягу делить на площадь сопла. Это удельная тяга по площади. И да, я считаю это только для 1-ступени - при наличии атмосферы размер сопла не может быть просто побольше, размер ограничен, есть оптимум.
А также считаю во сколько раз давление в камере больше этого давление на выходе сопла. Показывает на сколько пытались выжать УИ.