Даешь $100/кг на LEO!

О.Л.>Народ, ну не надоело вам терминами меняться? Неужели "скрамджет" проще и понятней, чем "СПВРД"?
Точнее все же ГПВРД. У СПВРД поток в камере сгорания дозвуковой и это уже давно освоенный этап.

Старый>> Если использовать в качестве рабочего тела забортный воздух, то в принципе не возможно достигнуть скорости большей, чем скорость истечения газов из двигателя. Иначе нарушится закон сохранения импульса
ratman>Это хороший аргумент. Если считать, что поток воздуха полностью останавливается, то увеличения тяги нельзя получить уже при скорости 0.45 от скорости истечения. А практически это не имеет смысла при скорости выше, чем 0.25 от с.и.

Секундочку. Я точно знаю, что современные самолёты на обычном ТРД, т.е. с полным торможением потока, летают со скоростью 1км/с. Не будете вы утверждать, что у него скорость истечения 3-4 км/с?
И второе. УИ ТРД это совсем не то, что УИ ракетного дв-ля. УИ ТРД считается как расход топлива к тяге, и составляет например для РД-33 4500сек. (В ЖРД тоже так считается, но там воздух-то не участвует).

Старый>> Причём это кинетический нагрев, от него не спасёшься подымаясь в разреженные слои атмосферы.
ratman>Не понял ? Это как это ? Это почему это ? Меньше плотность - меньше тепловой поток...

А теплоту куда отдавать?

Старый>Не будете вы утверждать, что у него скорость истечения 3-4 км/с?

Народ забывает законы Ньютона Тут ещё ладно, атмосфера дело портит, но многие всерьёз бьют себя кулаком в грудь, доказывая, что в космосе до скоростей выше скорости истечения не разогнаться

Старый>> Причём это кинетический нагрев, от него не спасёшься подымаясь в разреженные слои атмосферы.
ratman>Не понял ? Это как это ? Это почему это ? Меньше плотность - меньше тепловой поток...

Может конечно и меньше. Но вроде как при гиперзвуковом полёте воздух будет сжиматься перед самолётом, образуется ударная волна с температурой во фронте равной вот этой самой кинетической энергии молекул. И давлением тоже. Вобщем давление и температура во фронте ударной волны определяются скоростью а не плотностью. Я думаю так, по крайней мере в первом приближении. Во втором приближении конечно всё сложнее, когда допустим Шаттл только входит в атмосферу, конечно там давление во фронте не такое большое, хотя температура и большая. Но для нашего-то самолёта-разгонщика нужен нормальный аэродинамический полёт, поэтому там ударная волна будет в полный рост. Ну, нагрев это беда преодолимая, достаточно поставить теплозащиту как на шаттле. Только все кромки получатся толстые (а нужны острые)и соответственно увеличится ударная волна и сопротивление.

=KRoN=>Народ забывает законы Ньютона Тут ещё ладно, атмосфера дело портит, но многие всерьёз бьют себя кулаком в грудь, доказывая, что в космосе до скоростей выше скорости истечения не разогнаться

Чтобы случайно не возникло иллюзий насчёт законов Ньютона, народ специально огаваривает "при использовании в качестве рабочего тела ЗАБОРТНОГО воздуха". Если рабочее тело берётся с борта самой ракеты, то всё по другому.

Кстати, по поводу проблем с теплотой при торможении:

Старый> Секундочку. Я точно знаю, что современные самолёты на обычном ТРД, т.е. с полным торможением потока, летают со скоростью 1км/с. Не будете вы утверждать, что у него скорость истечения 3-4 км/с?

Скорости более 1000 м с(так называемый "барьер 3 Маха", у пилотов SR71 даже нашивки такие есть )в ПИЛОТИРУЕМОЙ АВИАЦИИ не достигнуты, а вернее, не ИСПОЛЬЗУЮТСЯ по трем причинам
1. Тепловой барьер - скорее "конструкционный" - материалы используемые в авиастроении не работают (длительно)при ТЕХ температурах, что возникают за скачком уплотнения на скорости 1100-1300мс
2. Потеря КПД у ТРД на большом скачке уплотнения выше 500-600мс и то же самое у ПВРД выше 1200-1300мс, эффективным на таких скоростях оказывается только ГПВРД -устройство которое НЕ ЛЕТАЕТ на гиперзвуковых скоростях, а имеет скорость в зоне сгорания(камерой сие уже не назовешь ) выше скорости звука и проблема эта ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ, очень трудно решаемая. Для КР она решается просто использованием ПВРД на гиперзвуке, без оглядки на эффективность, для САМОЛЕТА же это просто нонсенс(изделие летающее на 300км, и несущее 50-80% по массе топлива никому не нужно).
3. Проблемы АВИОНИКИ у гиперзвуковиков - все проблемы со штопором, углами атки и проч. возрастают в кубе. АЭРОДИНАМИЧЕСКИ изделие летающее со скоростью 2000-3000мс ни для чего более не подходит, и летать на скоростях даже 300мс (не говоря о ВП-характеристиках)просто не может, даже с такими изысками, как изменяемая геометрия и изменяемая аэродинамическая схема. Попросту, стартовать она должна как КР -с РДТТ

Ник
P.S. IMHO затраты на создание гиперзвуковика(а только он может сделать аэродинамический старт ВЫГОДНЫМ)настолько велики, что ни о каком создании его ТОЛЬКО с целью выведения КА и речи быть не может.

ratman>Но никто ведь не говорит, что поток надо полностью останавливать. Замедлиться, он, конечно, замедлится, но не обязательно намного.

Дык вот именно. Поэтому и ГИПЕРЗВУКОВОЙ ПВРД, чтоб поток не тормозился, а прямо так нагревался, на гиперзвуковой скорости.

ratman>Другой вопрос, будет ли поток воздуха перемешиваться с продуктами сгорания на сверхзвуковой скорости (и, таким образом, нагреваться)... Но этот вопрос все-таки легче решить, чем заставить такой поток участвовать в реакции горения (как в скрамджете/ГПВРД).

А! Вы предлагаете нагревать поток тем, что вводить в него горячие продукты сгорания? Ой, боюсь тут что-то не получится... А не проще эти продукты использовать в обычном ракетном двигателе?

ratman>Что касается ГПВРД, то вы тоже не вполне правы. Там выигрыш не столько за счет увеличения массы рабочего тела, сколько за счет того, что окислитель с собой тащить не надо. Наверное поэтому для них пытаются использовать водород, а не керосин - у водорода самое низкое отношение "масса топлива/масса окислителя".

Трудно сказать. Всё-таки в потоке 3/4 азота, так что за этот счёт наверно тоже есть выигрыш, даже если считать что происходит полное сгорание кислорода. А экономить вес за счёт водорода это не фонтан, бак-то вон как увеличится!

Всё-таки где-то я кажись читал, что смешивание газов ракетного двигателя с окружающим воздухом только вредит делу. Не получается тут выигрыша, уж не помню почему. Есть тут теоретики? Могут объяснить?

Тьфу, точно. Вылетело из головы.
Температура торможения зависит только от скорости (ну, ещё от теплоёмкости газа) и не зависит от давления и плотности. Кстати, оно не только на гиперзвуке, но на любых скоростях так. Просто на малых это не так заметно. Пропорциональна квадрату скорости.

Nick_Crak>АЭРОДИНАМИЧЕСКИ изделие летающее со скоростью 2000-3000мс ни для чего более не подходит, и летать на скоростях даже 300мс (не говоря о ВП-характеристиках)просто не может, даже с такими изысками, как изменяемая геометрия и изменяемая аэродинамическая схема. Попросту, стартовать она должна как КР -с РДТТ

Как это? ведь шатл с бураном приемлемо летают как на скорости почти 8000М/с так и на скорости в 100 м/с и даже без изменяемой геометрии, буран даже взлетать горизонтально умеет.

&.Л.:.>НЕ ЛЕТАЮТ. Камнем падают. И лишь в весьма ограниченном диапазоне скоростей могут начать маневрировать.Или Вы хотите сказать что войдя в атмосферу, на высоте , скажем, 50км, и скорости 5000мс Буран(или Шатлл)могут СМАНЕВРИРОВАТЬ?

Именно на такой и даже большей высоте и скорости они отрабатывают основной горизонтальный манёвр.

Маневриловка отвалится! Или они ДВИГАТЕЛИ запускают в том режиме?

Разве что корректирующие.

&.Л.:.>Конечно нет - вход в атмосферу и торможение до примерно 300(500-700)мс они совершают в БАЛЛИСТИЧЕСКОМ режиме- в этом режиме и камни летают небесные,

Нет, они именно планируют на космических скоростях, и если не ошибаюсь, буран при входе в атмосферу имеет аэродинамическое качество около 1,8 и если бы не крылья, помогающие этим летательным аппаратам спускаться по траектории значительно выше баллистической, никакая теплозащита кроме абляционной, им не помогла.

ratman>Наверное поэтому для них пытаются использовать водород, а не керосин - у водорода самое низкое отношение "масса топлива/масса окислителя".

Совершенно не по этому. Просто водород - это единсвенное что удаеться заставить хорошо гореть в сверхзвуковом потоке, керосин смешиваться не успевает(?). На МАКСе мы с Лазутченко говорили с одним конструктором ГПВРД, он говорил что они достигни горения в камере водорода при 6 М, при этом внешняя скорость может меняться от 3 до 12 вроде. Он сказал что 12 можно получить только на водороде - для керосина максимумом станет 3-4 М. Надо у Лазутченки уточнить, он помоему даже на диктофон писал.

Fakas>>Да, абсолютно верно, пока все идет как обычно, Вы говорите разумные вещи, но...
Старый>>>И чем меньше давление за турбиной, тем меньше эти потери.
Fakas>>А вот тут начинается Ваше непонимание. Начнем с того, что не чем меньше давление газа за турбиной, а чем меньше расход газа через турбину.

Старый> Видите ли, Факас, я ведь не знаю уровень подготовки человека, с которым говорю, поэтому стараюсь не применять непонятных терминов, а объяснять как бы "на пальцах". Поэтому порой выглидит ненаучно. Ясно же, что чем больше перепад давления на турбине, тем меньше потребный расход при той же мощности. Но нельзя же все эти подробности каждый раз огаваривать.

Старый>>>Поэтому в идеале надо стремиться, чтоб давление за турбиной было МЕНЬШЕ.
Fakas>>Опять праильно, но до конца его сработать никогда не удастся.

Старый> Ну естественно не удаётся. Поэтому, бывает, и ставят расширяющийся насадок. Но искуственно его (давление) повышать - это не фонтан.
Для чего расширящийся насадок ? Если вы имеете в виду сопло Лаваля, то для сверхзвука нужен перепад давления, а в открытиой схеме давление мятого газа как правило небольшое.

Fakas>>А это так бывает, потому что при проектировании турбины не всегда получается максимально сработать давление по соображениям газодинамической устойчивости турбщения поворачивать.

Старый> "Газодинамическая устойчивость турбщения"! Нельзя на людях так выражаться. . Вы ж это раньше проще назвали: давление за турбиной до нуля не падает. Ну так опять повторяю: через расширяющийся насадок выгоднее сбросить.

Ну описка конечно, зачем так реагировать, имелось в виду "турбины".

Fakas>>Т.о. мы уяснили, что температура кипения не имеет отношения к явлению кавитации.

Старый> Ничего себе! Где это мы такое уяснили? Если жидкость закипит у вас в насосе, он по-вашему не закавитирует и не "сорвёт".

Старый>Едем дальше, к пузырькам. Что такое кавитация ? Это не кипение жидкости из-за высокой температуры. Кавитация возникает, когда статическая составляющая полного давления жидкости становится ниже Рп. Это происходит (если на пальцах) из-за слишком быстрого течения жидкости в насосе.

Старый> Опять вы непонятные слова используете. Что такое "Рп"?

Пардон забыл расшифровать. Это давление насыщенных паров.
НИГДЕ в расчетах ТНА не используется такая величина как "температура кипения". Нигде. Механизм кавитации именно такой как я описал и в расчетах на кавитационную устойчивость насоса участвует только Рп. Оно конечно зависит от температуры, но процесс у нас практически адиабатический. А вот температурой кипения оперировать смысла нету, так как давление внутри насоса очень сильно изменяется.
По поводу преднасосов. Они ставятся для снижения массы баков . Будете протестовать ? Объясняю. Для повышения кавитационной устойчивости насоса надо по возможности поднять давление на входе в насос. Это можно сделать лили наддувом баков или установкой за баком бустера. Увеличение давления в баках ведет к повышению их массы. Вот такая цепочка. Компоненты в магистралях не кипят.

Fakas>Для чего расширящийся насадок ? Если вы имеете в виду сопло Лаваля, то для сверхзвука нужен перепад давления, а в открытиой схеме давление мятого газа как правило небольшое.

Для чего насадок - спросите у конструкторов. Но ставят. Чтоб тягу увеличить, естественно. Бывает и сопло Лаваля. На Вулкане так сопло, точнее два.

Старый>> "Газодинамическая устойчивость турбщения"! Нельзя на людях так выражаться.
Fakas>Ну описка конечно, зачем так реагировать, имелось в виду "турбины".

Я не про "турбщение", я про "газодинамическую устойчивость". Обычный человек не поймёт.

Fakas>>>Т.о. мы уяснили, что температура кипения не имеет отношения к явлению кавитации.
Старый>> Ничего себе! Где это мы такое уяснили? Если жидкость закипит у вас в насосе, он по-вашему не закавитирует и не "сорвёт".
Старый>> Опять вы непонятные слова используете. Что такое "Рп"?

Fakas>Пардон забыл расшифровать. Это давление насыщенных паров.
Fakas>НИГДЕ в расчетах ТНА не используется такая величина как "температура кипения". Нигде. Механизм кавитации именно такой как я описал и в расчетах на кавитационную устойчивость насоса участвует только Рп. Оно конечно зависит от температуры, но процесс у нас практически адиабатический. А вот температурой кипения оперировать смысла нету, так как давление внутри насоса очень сильно изменяется.

Ну естественно давление насыщеного пара. Но это тоже не так просто представить себе. Тогда скажем так: у криогенной жидкости при одинаковой температуре давление паров будет выше, чем у высококипящей. Согласны? Суть то не в этом. Суть в том, что кавитация вызвана вскипанием жидкости, и метан закипит там, где керосин не закипит.

Fakas>По поводу преднасосов. Они ставятся для снижения массы баков . Будете протестовать ? Объясняю. Для повышения кавитационной устойчивости насоса надо по возможности поднять давление на входе в насос. Это можно сделать лили наддувом баков или установкой за баком бустера. Увеличение давления в баках ведет к повышению их массы. Вот такая цепочка. Компоненты в магистралях не кипят.

Протестовать буду и объяснять не надо. Потому что неправильно объясняете. Вобще в этом пункте вы меня удивили. Я вам говорю: бустеры ставят чтоб не было кавитации. Вы мне: нет, чтоб облегчить баки, начинаете объяснять и первый пункт объяснения: для повышения кавитационной устойчивости. Вы сами то поняли, чего объясняете?
Вот именно, чтоб ваш метановый насос не закавитировал, вам прийдётся применить бустер, без которого можно было бы обойтись в случае керосина.
А вообще бустеры это геморой. От них все нормальные люди стараются избавиться. Вот на Вулкане нет бустеров, несмотря на то, что водород/кислород. И на RL-10 нет. Так что нашим изобретателям, которые делали РД-170/191 неплохо бы поучиться у людей. Надо делать такие насосы, чтоб и при малом входном давлении не кавитировал. Тогда и будет 100баксов/кг.

Fakas>>По поводу преднасосов. Они ставятся для снижения массы баков . Будете протестовать ? Объясняю. Для повышения кавитационной устойчивости насоса надо по возможности поднять давление на входе в насос. Это можно сделать лили наддувом баков или установкой за баком бустера. Увеличение давления в баках ведет к повышению их массы. Вот такая цепочка. Компоненты в магистралях не кипят.

Старый> Протестовать буду и объяснять не надо. Потому что неправильно объясняете. Вобще в этом пункте вы меня удивили. Я вам говорю: бустеры ставят чтоб не было кавитации. Вы мне: нет, чтоб облегчить баки, начинаете объяснять и первый пункт объяснения: для повышения кавитационной устойчивости. Вы сами то поняли, чего объясняете?

)))) И Вы после этого обижаетесь на мои попытки выяснить уровень Вашей компетентности !? Черным по белому написал — поднять давление на входе можно двумя способами — давлением в баке и бустерами. Повышение давления в баке ведет в росту их веса. Опять не понятно ?!

Старый> Вот именно, чтоб ваш метановый насос не закавитировал, вам прийдётся применить бустер, без которого можно было бы обойтись в случае керосина.

Я считал ТНА для метана, обошелся без бустера. Правда применил шнекоцентробежный насос. Что Вы о нем думаете ?

Старый> А вообще бустеры это геморой. От них все нормальные люди стараются избавиться. Вот на Вулкане нет бустеров, несмотря на то, что водород/кислород. И на RL-10 нет. Так что нашим изобретателям, которые делали РД-170/191 неплохо бы поучиться у людей. Надо делать такие насосы, чтоб и при малом входном давлении не кавитировал. Тогда и будет 100баксов/кг.

Мдаааа.... Остается только подправить законы физики.... А насчет учится у людей.... Это людям надо у энергомашевцев учится.

Старый, я Вам настоятельно рекомендую глянуть, что такое бустер в реале. И потом выступать.
Из Ваших слов народ может подумать, что это агрегатина, по сложности не уступающая ТНА. А это далеко не так.
И иногда на самом деле выгоднее поставить бустер, чем валить к.п.д. центробежного насоса шнеком (по сути - тоже бустер, преднасос). И чем больше насос, тем выгоднее бустеры.
А часто бустеры - инжекторные насосы. Которые проще клапана и сравнимы по сложностью с коленом (или как там по-русски поворот) в магистральном трубопроводе.

Слушайте, Старый, а ведь по Вашему мнению авиация должна вернуться к ТРД с центробежным компрессором и одной турбины. Из стали. С температурой на турбине не более 800 градусов, чтобы делать из Cr18Ni10

Shin>Вот насобирал данных на интересующие вас двигатели, посмотрите.
О спасибо . Интересно, но из-за разнобоя в единицах измерения трубноперевариваемо .
Shin>Vulcain
Shin>Рабочее тело для газовых турбин вырабатывается в одном газогенераторе с давлением 8 МПа и соотношением компонентов 0.9. Питание турбин параллельное.
Эээ.... Может 0,9 не Км, а коэффициент избытка окислителя ?

Shin>В магистрали подачи газа к турбине кислородного ТНА установлен двухпозиционных клапан, обеспечивающий две ступени мощности турбины, два соотношения компонентов и, следовательно, два уровня тяги.

О ! Сильно дешевый движек с 2 ТНА и газовым клапаном (а газ то гарячий небось ?).
Вобщем что я думаю обо всем об этом. По трезвому размышлению, я пришел к выводу, что открытый водородник это не такой уж оксюморон . Просто за счет идеальности водорода как рабочего тела для турбины его расход можно минимизировать. Но все равно. не нравится мне это . Из-за неумения (очевидно) считать ТНА французы сделали раздельные. В результате, экономия (по сравнению с закрытой схемой) на коллекторе водорода от КС к ГГ, на давлении в ГГ и газоводе, IMHO не компенсируется сложной ПГС. 2 ТНА это 2 водородные турбины (не самое дешевое удовольствие) + гемор с уплотнением кислородного ТНА + сложная система регулирования (на 1 турбину больше классической схемы) + ниже надежность (опять таки лишний узел с газовым клапаном в придачу). Не нравится он мне. Но ПГС погляжу с удовольствием.
Вообще я среди советских ЖРД не припомню движков с 2-мя ТНА.

BTW, кто нибудь слыхал про судьбу LCPE by TRW ? В 2000 г. должны были перейти от проливок к огневым испытаниям. Лазил на Cognitive Safety Systems | TRW Automotive — молчат как партизаны на допросе. А ведь времени уже прощло...