Ангара и ЗиХ (3-я серия)

Теги:космос
 
1 2 3 4 5 6 7 12
RU Старый #23.04.2002 18:36
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
Главная его задача была - чтоб в одно включение выводить Целину-2 на высокую круговую орбиту.
Старый Ламер  

AP

втянувшийся

Еще немного про УВТ на НК-33.

Как известно, в исходном варианте никакого УВТ нет. Однако для "Воздушного старта" планировалось оснастить НК-43М узлом качания с гидроприводами и (для крена) камерами на кислом генераторном газе и керосине.
Говорят, что на НК-33 это дело тоже ставить будут.

Так что дополнительные камеры и двигатели пока еще не являются пережитком прошлого ;)
 
RU Старый #23.04.2002 19:19
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
На Ямале/Авроре до сих пор предлагали вообще отдельный рулевой двигатель ставить на первую ступень. Переделанный РД-0124, тот что на третей ступени на нём же (Ямале). Только я на выставке "Двигатели" хотел докопаться до них, а оказалось уже нету. Применили качание всего двигателя, шарнир взяли готовый из Воронежа от РД-0120. По крену - сопла на кислом газе.
Старый Ламер  
RU Старый #23.04.2002 19:20
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
Кстати, кто мне говорил, что на НК-33 насос керосина "шестерёночный"?
Старый Ламер  

AP

втянувшийся

Старый>Кстати, кто мне говорил, что на НК-33 насос керосина "шестерёночный"?

Я говорил (и говорю сейчас :) ), что на НК-33 насос горючего, "дожимающий" керосин перед ГГ, приводится от основного вала ТНА через шестерни. Информация взята с сайта "Воздушного старта".
 
+
-
edit
 
Старый> Насчёт Ангары-7 пусть сам Хрун сначала выскажется. Мне чего-то кажется, что шесть окружностей вокруг одной того же диаметра только на бумаге хорошо получаются.

А какие, по вашему, могут быть проблемы ?
 
+
-
edit
 
Старый> А потери УИ лучше выражать в км/сек, тогда они будут в 1000 раз меньше ;)

Потери уи лучше выражать с помощью формулы Циолковского: как изменение соотношения конечной и начальной масс (с учетом массового совершенства). А это, извините, экспонента...
 
RU Бывший генералиссимус #23.04.2002 21:28
+
-
edit
 
К вопросу о геометрии. Предположим, что у нас есть два двигателя, один с тягой P отклоняется целиком, а у второго две камеры - основная и рулевая, 0.9P и 0.1P
Рабочий угол отклонения большой камеры обычно 5 градусов, при этом боковая сила будет 8.7%P, а потеря осевой тяги - 0.4%Р

Для того, чтобы создать такое же боковое усилие камерой в 10%P, надо ее отклонить на угол 61 градус. При этом потеря осевой тяги - 5%, т.е. в 12 раз больше.

На самом деле, обычно рулевые камеры не удается отклонять на углы, большие 45 град.
 
+
-
edit
 
Б.г.>К вопросу о геометрии.

Кстати, а почему не используют в качестве рулевого двигателя сброс ГГ ? В открытых схемах ессественно. Там и тяга бывает приличная -порядка 3-6%, низкая температура -можно сделать шаровой шарнир и крути ее родимую хоть на 90гр.

Ник
Объективная реальность - вариант бреда, обычно вызывается низким уровнем концентрации алкоголя в крови.
 
RU CaRRibeaN #23.04.2002 21:58
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

>Кстати, а почему не используют в качестве рулевого двигателя сброс ГГ ?

Только тогда уж за турбиной сброс. "Мятый газ".

>Там и тяга бывает приличная -порядка 3-6%

Эээ, это откуда цифры?

>низкая температура -можно сделать шаровой шарнир и крути ее родимую хоть на 90гр.

На 90 не получиться в любос случае.
Shadows of Invasion.  
+
-
edit
 

oberon

новичок
Вот возникла идейка касательно РД-191 vs НК-33 на ангаре.

Насколько мне известно двигатели линии РД-170/180/191 изначально делались на несколько полетов, в то время как НК-33 — одноразовый. Так может его с прицелом на "Байкал" выбрали? В таком случае применение несколько более тяжелого и дорогого двигателя может быть выгоднее.
 
RU Старый #24.04.2002 07:10
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
Старый>>Кстати, кто мне говорил, что на НК-33 насос керосина "шестерёночный"?

AP>Я говорил (и говорю сейчас :) ), что на НК-33 насос горючего, "дожимающий" керосин перед ГГ, приводится от основного вала ТНА через шестерни. Информация взята с сайта "Воздушного старта".

Вот я и спешу покаяться. Всё правильно, я специально уточнил на "Двигателях-2002".
Старый Ламер  
RU Старый #24.04.2002 07:13
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
Старый>> Насчёт Ангары-7 пусть сам Хрун сначала выскажется. Мне чего-то кажется, что шесть окружностей вокруг одной того же диаметра только на бумаге хорошо получаются.

ratman>А какие, по вашему, могут быть проблемы ?

Да бог его знает... Может тереться друг о друга будут? В процессе вибраций?
Старый Ламер  
RU Старый #24.04.2002 07:30
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
oberon>Вот возникла идейка касательно РД-191 vs НК-33 на ангаре.

oberon>Насколько мне известно двигатели линии РД-170/180/191 изначально делались на несколько полетов, в то время как НК-33 — одноразовый. Так может его с прицелом на "Байкал" выбрали? В таком случае применение несколько более тяжелого и дорогого двигателя может быть выгоднее.

Возможно когда РД-170 только разрабатывали, его создатели успокаивали себя тем, что он многоразовый. Первую ступень Энергии ведь планировалось сделать многоразовой. То есть хоть и дорогой, но за счёт многоразовости получается приемлемо.
Но Ангара одноразовая. Все эти Байкалы/парашюты не более чем пиар. И потом, когда рождалась Ангара не было и мыслей о Байкале, и хорошо известно, почему на самом деле РД-191 выбрали. (см. первую страницу).
Опять же НК-33 тоже многоразовый, на стенде он отрабатывает как минимум 10 ресурсов. Но толку от этого никакого, так как реально о многоразовости не может быть и речи.
Старый Ламер  

Fakas

опытный

Fakas>>А окислителем никто нифига не охлаждает. Схема с охлаждением кислородом считается перспективной.

AP>Уже охлаждают - на РД-170 (и как следствие - на РД-180 и РД-191 тоже) им охлаждают газоводы между ГГ, турбиной и камерами. "Тот самый" ;) сильфон (поскольку он тоже часть "высокотемпературного газового тракта", о котором пишет Губанов) тоже охлаждаемый. Источник - Губанов, глава "Прежде всего - о двигателе первой ступени РД-170".
AP>На ПГС РД-170 тоже, кстати, видно, что сильфон - охлаждаемый.

Но это же газовод, а не КС. Темература на стенке там же меньше. Уж ты бы мог и не путать. С точки зрения компоновки хорошее решение и очевидно что температура на внутренней стенке газовода позволила использовать LOX как охладитель.

Fakas>>Возьмите табличку советских ЖРД у Вэйда и поглядите много ли там ЖРД с рулевыми КС и когда такой последний ЖРД был сделан (не модифиирован, а именно сделан) ?

AP>Зато их много ;) и многие из них все еще летают. И не только на Союзе.

Не так уж их и много. Стат анализ приводить смысла нету. Тут надо еще по назначениям и параметрам раскидывать.

AP>Из новых же - РД-120 (с отдельными двигателями на Зените),

Саш, ну ты хоть не пиши такого... Это ж рулевой двигатель, а не рулевые КС, о которых шла речь. Да и решение об использовании отдельного двигателя, а не качания основного очевидно принималось из соображений компоновки 2-й ступени Зенита. Остальные модификации РД-120 (К например) по информации Вэйда предусматривают качание двигателя в пределах что-то ок. 6-ти градусов. Т.е. от рулевых ЖРД отказывались.

AP>НК-33/43М (не совсем, правда, новый), РД-191 (на центральном УРМ'е - четыре камеры для крена).

А вот это, пардон не летало. По крайней мере толком.

Fakas>>Почему Вы так ополчились на качающийся двигатель? Нормальное решение (для 1-но камерного ЖРД так тем более). Дешевле кстати рулевой КС.
Fakas>>Рулевая КС получается малорасходной. Это накладывает нек-е ограничения на охлаждение. Если же мы качаем весь двигатель, то пробелмы в основном механичесокго плана, но не термогазодинамического.

AP>Решение-то нормальное, но проблема в невозможности управления по крену (для однокамерного дв. или многокамерного без "горячих" сильфонов). Так что рулевые камеры придется ставить в любом случае - хотя бы для крена. Ну, а раз уж их все-равно ставят (и решают все проблемы с малорасходностью, охлаждением и т.д.), то выгодно отказаться от "тяжелых случаев" качания основых камер/двигателей - таких, как в РД-170/180/191, существенно их упростив и удешевив.

Да хрен его знает дешевле ли это получится. А насчет крена... Все ж зависит от компоновки. Если 4 движка, то их легко можно поставить так, что б было УВТ по крену, не вижу проблем. Да и не только я :) . РД-171 ведь нормально работает.
Сл-й же с рулевым ЖРД ты сам понимаешь особо отдельный. У него и свой ТНА, и своя САУ, и свои параметры. Все это гидравлически не связано с основным движком и заточено именно под требуемую тягу :) , что и подтверждает мой подход к оптимизации :) . Но дешевым такое решения я бы постеснялся назвать. Все таки это полномасштабная разработка еще однго двигателя, со всеми вытекающими. Конечно намного меньшей тяги, но все равно ЖРД.
Sapienti sat !  

AP

втянувшийся

Fakas>А окислителем никто нифига не охлаждает. Схема с охлаждением кислородом считается перспективной.

Уже охлаждают - на РД-170 (и как следствие - на РД-180 и РД-191 тоже) им охлаждают газоводы между ГГ, турбиной и камерами. "Тот самый" ;) сильфон (поскольку он тоже часть "высокотемпературного газового тракта", о котором пишет Губанов) тоже охлаждаемый. Источник - Губанов, глава "Прежде всего - о двигателе первой ступени РД-170".
На ПГС РД-170 тоже, кстати, видно, что сильфон - охлаждаемый.

Между прочим, это говорит не в пользу РД-191 как двигателя для коммерческой РН. (Оговорюсь, что я считаю РД-170/180 очень хорошими двигателями - но не для Ангары)

Старый>Скажи общую плотоность топлива метан/кислород.

Плотность пары LOX/CH4 при соотношении компонентов 3.21 составляет 0.82 г/см3. Для сравнения - для LOX/RP-1, соотношение 2.58 - 1.03 г/см3.

Fakas>Возьмите табличку советских ЖРД у Вэйда и поглядите много ли там ЖРД с рулевыми КС и когда такой последний ЖРД был сделан (не модифиирован, а именно сделан) ?

Зато их много ;) и многие из них все еще летают. И не только на Союзе.
Из новых же - РД-120 (с отдельными двигателями на Зените), НК-33/43М (не совсем, правда, новый), РД-191 (на центральном УРМ'е - четыре камеры для крена).

Fakas>Почему Вы так ополчились на качающийся двигатель? Нормальное решение (для 1-но камерного ЖРД так тем более). Дешевле кстати рулевой КС.
Fakas>Рулевая КС получается малорасходной. Это накладывает нек-е ограничения на охлаждение. Если же мы качаем весь двигатель, то пробелмы в основном механичесокго плана, но не термогазодинамического.

Решение-то нормальное, но проблема в невозможности управления по крену (для однокамерного дв. или многокамерного без "горячих" сильфонов). Так что рулевые камеры придется ставить в любом случае - хотя бы для крена. Ну, а раз уж их все-равно ставят (и решают все проблемы с малорасходностью, охлаждением и т.д.), то выгодно отказаться от "тяжелых случаев" качания основых камер/двигателей - таких, как в РД-170/180/191, существенно их упростив и удешевив.

Кстати, именно такого рода упрощения кажутся мне приемлемыми, а не "погоня за дешевыми решениями", в чем меня кое-кто иногда упрекает ;) .
 
RU Старый #24.04.2002 10:42
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
Отдельный рулевой движок конечно особо дешёвым решением не назовёшь. Про РД-120 говорю же вам: (данные из сборника "Двигатели")на РД-120К предусмотрен выбор:либо рулевые камеры, либо качание всего двигателя. На РД-120У - рулевые камеры. То есть на наиболее свежих разработках рулевые камеры предусмотрены, по крайней мере не кажутся разработчикам столь уж несостоятельными.
На РД-191 и НК-33 в случае одного двигателя для управления по крену предусмотрены неподвижные сопла на сжатом газе, отбираемом после турбины. Интересно, как это скажется на УИ? На Ангаре-1.1 предусмотрено четыре сопла тягой не то 200 не то 400 кг каждое.
Старый Ламер  
RU Старый #24.04.2002 10:50
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
Посмотрел ПГС, действительно на 170 и 180 охлаждают газовод и сильфон. Интересно, зачем? Там же после турбины температура уже сравнительно умеренная (говорят 300град цельсия). Значит ещё один минус ему.
Вот кстати и термогазодинамическая потеря. Туда кислород подаётся под давлением ГГ, а сбрасывается под давлением КС. Вхолостую давление срабатывается, мощность турбины зря расходуется, вобщем та же проблема, что и с рулевым двигателем. А ещё отбор керосина на гидроприводы...
Старый Ламер  
RU Старый #24.04.2002 10:56
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
Возвращаясь к нашим баранам я так думаю: реальных вариантов два. Либо набрать двигательную установку из четырёх качающихся НК-33, либо один четырёхкамерный двигатель с качающейся рулевой камерой. Второй вариант на мой взгляд явно предпочтительней. Один двигатель на мой взгляд по любому будет дешевле, чем четыре. А качать одну камеру дешевле, чем четыре двигателя, хоть даже и в одной плоскости. В минусах стоимомть изготовления лишней камеры, но думаю плюсы перевесят.
Старый Ламер  
AP>>Уже охлаждают - на РД-170... Это говорит не в пользу РД-191 как двигателя для коммерческой РН.
Fakas>Но это же газовод, а не КС. Темература на стенке там же меньше. Уж ты бы мог и не путать. С точки зрения компоновки хорошее решение и очевидно что температура на внутренней стенке газовода позволила использовать LOX как охладитель.

Очевидно, что охлаждаемый газовод - это следствие многоразовости РД-170 (Губанов это подтверждает). На SSME, кстати, газоводы тоже охлаждаемые - по тем же причинам. А на Делтьу RS-68 ставят.
Когда я говорил, что это "минус" для РД-191, то имел в виду не условия, позволившие применить охлаждение кислородом, а прежде всего стоимость этого "многоразового" решения в производстве для одноразовой РН.

Что касается температуры на стенке, то она конечно же меньше, чем в КС ;) , и именно это позволяет делать неохлаждаемые "кислые" газоводы - как и делали всегда до РД-170 и даже после (РД-120).

AP>>Зато их много ;) и многие из них все еще летают.
Fakas>Не так уж их и много. Стат анализ приводить смысла нету. Тут надо еще по назначениям и параметрам раскидывать.

OK. Не будем. Замечу только, что практически все однокамерные двигатели для верхних ступеней (даже качаемые) имеют либо рулевые камеры, либо рулевые двигатели. Причина одна - при установке 1 двигателя нет управления по крену.

AP>>Из новых же - РД-120 (с отдельными двигателями на Зените),
Fakas>Саш, ну ты хоть не пиши такого... Это ж рулевой двигатель, а не рулевые КС, о которых шла речь.

Во-первых, ты, похоже, поспешил записать меня в число противников качания однокамерных двигателей - я им не являюсь :) .

Во-вторых, почему не писать про рулевой двигатель? Ведь речь шла о способах УВТ: качание двигателя/основных камер против рулевых камер/двигателей. Так что пример РД-120 на Зените как раз в тему.

Fakas>Да и решение об использовании отдельного двигателя, а не качания основного очевидно принималось из соображений компоновки 2-й ступени Зенита.

Скорее всего, решение пришло тем путем, о котором я говорил: 1 основная камера -> крена нет -> нужны доп. камеры -> и т.д. см. выше. Плюс возможность (или необходимость?) довыведения ПН (в этом конкретном случае).

Fakas>Остальные модификации РД-120 (К например) предусматривают качание двигателя. Т.е. от рулевых ЖРД отказывались.

Все будет зависить от того, как его используют. Поставят 1 двигатель на ступень - будут и рулевые ЖРД ставить :)

Fakas>А насчет крена... Все ж зависит от компоновки. Если 4 движка, то их легко ожно поставить так, что б было УВТ по крену, не вижу проблем.

[ слишком длинный топик - автонарезка ]
 
Проблема в том, что УРМ - однокамерный. Современные верхние ступени - как правило тоже.

Fakas>Все таки это полномасштабная разработка еще одного [рулевого] двигателя, со всеми вытекающими.

Все проще. У нас уже есть несколько рулевых ЖРД, каких хочешь - с вытеснительной СПТ, насосной и даже с дожиганием :) Если не ставить перед собой цель использовать их вместо качания камер РД-170 на Энергии, то для всех других случаев адартировать существующие двигатели под конкретные нужды не составит труда.



Мое итоговое мнение на сегодня по теме:

РД-191 не подходит для УРМ'а - в силу своего происхождения от многоразового двигателя он унаследовал много лишнего (предельные параметрам и сложную конструкцию) => он будет дорог в производстве. Удешевление как эффект серийного производства в качестве аргумента прошу не использовать - этот же эффект и в той же мере (и даже большей) будет действовать и для более простого и изначально более дешевого двигателя.

Сам УРМ в нынешнем виде недоразмерен. Унификация - вещь хорошая, но только в разумных пределах. Идея унифицировать тяжелый (и даже - сверхтяжелый) носитель с легкими (причем с перевесом параметров в пользу легких носителей) представляется мне пагубной именно для тяжелых вариантов: общеизвестно, что чем меньше блоков в ступени, тем эффективнее эта ступень. Отсюда вытекает, что самым эффективным вариантом Ангары будет легкий, а самым не эффективным - тяжелый.

Мне кажется более выгодным делать тяжелые носители на УРМ'ах протоновского диаметра с возможностью устаноки на них как 300-400-тонных двигателей (класса РД-180), так и 600-800 тонных (класса РД-170) - в зависимости от задач. Верхняя ступень - высотный однокамерный вариант этих же двигателей или один из уже сушествующих - НК-43, например.
Водородную верхнюю ступень поначалу не использовать, но считать перспективной.
Двигатели УРМ'ов должны быть одноразовые, с Pк на уровне 18-20 МПа, степенью дросселирования не менее 50-60%, унифицированные на уровне камер и некоторых элементов автоматики.
Если разработка сразу 3 (или 2 - если использовать НК-43) разных ТНА неприемлема по стоимости, то для начала можно ограничиться одним (наверное, на 300-400 будет выгоднее) и делать УРМ на основе одного варианта двигателя. Создание второго варианта УРМ'а (тяжелого) будет перспективной возможностью, к тому же не очень дорогостоящей (не дороже создания РД-191 ;) ).

Возможны варианты :)
 
Старый>Вот кстати и термогазодинамическая потеря. Туда кислород подаётся под давлением ГГ, а сбрасывается под давлением КС. Вхолостую давление срабатывается, мощность турбины зря расходуется, вобщем та же проблема, что и с рулевым двигателем.

Не совсем так. Термогазодинамически это скорее находка, чем потеря - охлаждение ведь регенеративное, тепло не сбрасывается в мировое пространство, а возвращается в КС вместе с подогретым кислородом.

"Лишняя" мощность турбины на "проталкивание" кислорода в рубашке газовода в случае закрытой схемы оказывает влияние только на размеры и вес ТНА, но не на УИ двигателя. Так что и здесь потерь нет.
То же самое и с гидроприводом - если нет потерь керосина, то увеличится ТНА, но УИ не упадет.

А вот рулевая камера на РД-191 или НК-33 УИ может уменьшить - все зависит от того, как будет организован процесс в этой камере.
Если же это будет сопло на сжатом "кислом" газе (хоть из ГГ - именно про этот вариант я читал, хоть после турбины), то падение УИ неизбежно.
 
RU Старый #24.04.2002 17:27
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
Спасибо АР за объяснение. :D Я одной страницей выше объяснял это же Факасу, и слово "термогазодинамическая" взял от него. Реплика эта была адресована прежде всего ему. Он говорил, что для рулевой камеры давление кислорода прийдётся вхолостую стравливать.
А вы первую страницу читали, меморандум от Старого Ламера? Как мнение в общем?
Старый Ламер  

AP

втянувшийся

Старый>А вы первую страницу читали, меморандум от Старого Ламера? Как мнение в общем?

В общем, я согласен с тем, что в нынешнем виде Ангара в качестве массового долгосрочного носителя никуда не годится (особенно - тяжелая), или (мягче :) ) имеет крупные недостатки в виде недоразмеренности и высокой стоимости УРМ'а (с этим согласится уже большинство участников топика).
Если же говорить еще мягче - что тяжелая Ангара имеет "определенную инженерную неэффективность" - термин ratman'а - то согласятся все :) .

Выскажусь пока только по поводу двигателей.

То, что линия РД-170/180/191 для массовой РН не подходит и нужен новый двигатель - это однозначно.

На базе чего его лучше делать - пока не ясно. Можно на базе камер НК-33, а можно - на базе камер РД-170. Третий вариант - совсем новые камеры - тоже не исключается.

От своих старых призывов поднять Pк до 30-35 МПа отказываюсь :) , т.к. это несовместимо с простотой и "дешевизной". Но и 150 атм, которые вы предлагаете не превышать, тоже не годятся. Сегодня это уже не оптимум.
Оптимумом же считаю 18+ МПа.

УВТ, а также наддув, шнеки и бустеры :) .

Думаю, что сегодня ни один из способов создания управляющих моментов не имеет решающих преимуществ перед другими, а потому не может считаться оптимальным. Без глубокой проработки конкретного варианта в конкретной ситуации невозможно выделить один способ среди других. Поэтому ваш способ не оспариваю и своего не предлагаю.

Похожая ситуация и с наддувом vs бустеры. Общего оптимального варианта нет и выбор должен будет сделан в результате глобальной оптимизации РН. Хотя здесь все-таки выскажу свое мнение - бустер способствует снижению массы двигателя и баков, при этом создание легкого и не удорожающего стоимость РН (не ЖРД!) БТНА возможно - в комбинации с разумным наддувом :) .
 

AP

втянувшийся

Опять отвечал ночью. Хорошо бы с утра не пришлось править :D
 
1 2 3 4 5 6 7 12

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru