Ламерский вопрос про ЖРД

Теги:космос
 
1 2 3

pokos

аксакал

Точный ответ находится путём интегрирования .....
 

Если бы существовал более-менее точный ответ, про ВЧ неустойчивость давно бы забыли...
Дальнейшие Ваши построения не добавляют абсолютно ничего к сути проблемы.
 
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

Если бы существовал более-менее точный ответ, про ВЧ неустойчивость давно бы забыли...
Дальнейшие Ваши построения не добавляют абсолютно ничего к сути проблемы.
 


Важно понимание сути проблемы.
Например иногда достаточно решить уравнение аккустики для получения местоположения аккустических мод
внутри КС а потом решить задачу горения внутри КС.

Проблема в том, что матмодели процессов в КС :

1) Не точны
2) Могут не учитывать существенные эффекты
3) Получение решения может быть довольно трудоёмким

Иногда проще изменить конструкцию, опираясь на понимание процесса (это может быть элементарно дешевле) чем путём симуляции пытаться выяснить что и как.

Но бывают ситуации когда метод такого "научного тыка" не спасает и каждая новая итерация в изменении конструкции никуда не приводит. Вот тогда из загашников достаются навороченные матмодели. В моей практике таких случаев было несколько, в том числе довольно недавно.

PS: Ну и наконец с чего вы взяли что легко получить точный ответ ? ;)

PPS: Один мой коллега, с которым мы работали лет 6-7 назад сейчас трудится в EADS
в отделе устойчивости ЖРД. Его основной инструмент это немаленького размера вычислительный кластер. И что самое интересное, увольнять его пока не планируют потому как работы пока хватает.
 
Это сообщение редактировалось 12.04.2006 в 01:20
RU Андрей Суворов #12.04.2006 09:11
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Я слышал, что американцы до сих пор не поняли, как в РД-0120 (ака 11Д122) обошлись без акустических перегородок и резонансных камер, наличествующих в SSME. Можете ли вы подтвердить это или опровергнуть?
Можете ли вы сказать, играла ли существенную роль матмодель в отработке этого конкретного движка, и, если да, на чём её считали в те незапамятные (конец 70х-начало 80х) времена?
 
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

Я слышал, что американцы до сих пор не поняли, как в РД-0120 (ака 11Д122) обошлись без акустических перегородок и резонансных камер, наличествующих в SSME. Можете ли вы подтвердить это или опровергнуть?
 


Забавный слух ;) Во многих работах посвященных исследованию ВЧ неустойчивости в SSME говорится что резонаторные камеры (baffles) которые были изначально внесены в конструкцию двигателя для
борьбы с ВЧ неустойчивостью оказывается были изначально не нужны.

The ethereal nature of instability is perhaps best noted by indicating that for years the SSME engine flew with baffles in the chamber even though it now appears they were never needed.
http://reap.uah.edu/publications/Merkle_instab_1.pdf
 


Так что до того как они это выяснили вполне возможно такое мнение существовало ;)

Можете ли вы сказать, играла ли существенную роль матмодель в отработке этого конкретного движка, и, если да, на чём её считали в те незапамятные (конец 70х-начало 80х) времена?
 


Судя по всему в то время такие расчёты при проектировании РД не проводились (ИМХО - за всех отвечать не буду) хотя к тому времени более-менее современная теория на эту тему уже существовала (Priem & Guentert - 1962). Дело в том что данная теория имела статус не engineering tool а research tool

Вообще на эту тему есть хорошие монографии:


Liquid Rocket Engine Combustion Instability
Vigor Yang - Pennsylvania State University (Editor)
William E. Anderson - Pennsylvania State University (Editor)

Progress in Astronautics and Aeronautics Series, V-169
Published by AIAA, © 1995, 577 pages, Hardback
ISBN: 1-56347-183-3
http://www.aiaa.org/content.cfm?pageid=360&id=1150


Ну конечно знаменитая:

Harrje, D.T., Reardon, F.H. (eds), Liquid Propellant Rocket Combustion Instability, NASA SP-
194, 1972.


 
+
-
edit
 

Jerard

аксакал

Спасибо большое всем за ответы. Как водится ответы породили новые вопросы... :)
Но обещал, что все значит все. :)
"Остановите Землю — я сойду" (С) Лесли Брикасс, Энтони Ньюли  
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
justman> Кстати это касается не только ЖРД а любой КС химического РД.

Ммнннн.... согласен. Если добавить "когда они тебе не нужны" :D

Было дело так.

Остались кое-какие заряды баллиститного топлива. Склад небольшой, норматив ВВ - тоже. И решили их уничтожить. Проще и безопаснее всего заряды уничтожаются запуском в стендовом двигателе. А включить аппаратуру не влом, заодно и науку двинем :)

Вот сидели с неделю на полигоне, сожгли грузовик зарядов. Более 300 запусков сделали, уши к концу дня закладывало так, что казалось, что вокруг абсолютная тишина.

Еще на втором дне я стал ловить резонанс, меняя для этого диаметр камеры, диаметр стержня в канале, сопла. И были нужны примерно 150 попыток, чтобы нащупать режим.
Топливо было нормальное, с содержанием металлического оксида и карбоната кальция, в сумме порядка 3% твердых компонентов.

А вот состав Н, у которого нет твердых компонентов, черезвычайно легко входит в резонанс во время работы. И резонанс длится гораздо дольше :)

Когда буду на работе, просмотрю, не остались ли те записи. Будет поучительно показать, что за зверь резонанс, какие бывают амплитуды колебания давления и тяги и как с этим бороться эффективно. Разумеется, это касается пороховиков ;)

 
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

justman> Кстати это касается не только ЖРД а любой КС химического РД.

Ммнннн.... согласен. Если добавить "когда они тебе не нужны" :D

Было дело так.

Остались кое-какие заряды баллиститного топлива. Склад небольшой, норматив ВВ - тоже. И решили их уничтожить. Проще и безопаснее всего заряды уничтожаются запуском в стендовом двигателе. А включить аппаратуру не влом, заодно и науку двинем :)

Вот сидели с неделю на полигоне, сожгли грузовик зарядов. Более 300 запусков сделали, уши к концу дня закладывало так, что казалось, что вокруг абсолютная тишина.

Еще на втором дне я стал ловить резонанс, меняя для этого диаметр камеры, диаметр стержня в канале, сопла. И были нужны примерно 150 попыток, чтобы нащупать режим.
Топливо было нормальное, с содержанием металлического оксида и карбоната кальция, в сумме порядка 3% твердых компонентов.

А вот состав Н, у которого нет твердых компонентов, черезвычайно легко входит в резонанс во время работы. И резонанс длится гораздо дольше :)

Когда буду на работе, просмотрю, не остались ли те записи. Будет поучительно показать, что за зверь резонанс, какие бывают амплитуды колебания давления и тяги и как с этим бороться эффективно. Разумеется, это касается пороховиков ;)
 


Резонанс эт дело случая ;)

Нам как-то раз удалось из движка сделать систему, которая входила в автоколебания всегда (хотели получит совсем наоборот, что самое смешное). Вот тогда я в натуре убедился зачем в автоколебательной системе
нужен нелинейный элемент. Причём как всегда сделать
"открытие" помог случай. Не было металлорукава нужной длины и босс решил "а давайте без него попробуем". Попробовали ;)
Народ прибежал к нам на стенд с круглыми глазами. Вопросы были типа - "Это вы крупнокалиберный пулемёт испытываете ?" ;)
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
В отделе снимали характеристики первого отделом же созданного смесевого топлива.
Эти характеристики, в особенности склонность к эррозионному горению и зависимость увеличения местной скорости горения от скорости потока, давления и температуры заряда были нужны проектировщикам для разработки РДТТ на этой марки.

Для снятия таких характеристик меняли диаметр камеры вкладышем и в канале заряда вводили стержни с разными диаметрами, чтобы не делать для каждого нового значения каппы новый заряд.

По опыту с баллиститами знали, что как минимум 2...3 стендача разрушатся из-за резонанса, поскольку акустические характеристики камеры менялись в очень широких пределах :)

Ничуть не бывало. Резонанс, если он и возникал, был с небольшой амплитудой колебаний и вообще еле регистрировался.

На лекциях нам говорили, что так оно и есть, но одно дело слушать и понимать, и совсем иное дело - убедиться на практике :)
 
+
-
edit
 

DaddyM

опытный

Прочитал про ужасный ВЧ резонанс :o и появился вопрос.
А не пробовали для борьбы с ним внутреннюю стенку камеры делать по подобию звукопоглощающих панелей?
К примеру тонкие параллельные пластины по нормали к стенке или вообще щетка из конусов-гвоздиков. Понятно что будет прогорать - но элемент то не силовой.
Заранее прошу прощения за незнание темы :P
А США в это время захватывает стратегически важный город-герой Бобруйск.  
RU Андрей Суворов #10.05.2006 11:10
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Он будет не просто прогорать, а испаряться :) и испарять стенку, которая идёт дальше.
 
RU Dem_anywhere #10.05.2006 11:37
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

А не пробовали для борьбы с ним внутреннюю стенку камеры делать по подобию звукопоглощающих панелей?
К примеру тонкие параллельные пластины по нормали к стенке или вообще щетка из конусов-гвоздиков. Понятно что будет прогорать - но элемент то не силовой.
 
Вообще говоря можно на основе современных знаний о газодинамике сделать хитрую неровную антирезонансную стенку...
Но это считать надо - ойойой сколько...
 
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

Вообще говоря можно на основе современных знаний о газодинамике сделать хитрую неровную антирезонансную стенку...
Но это считать надо - ойойой сколько...
 


Ну это как раз и есть вышеупомянутые резонансные камеры. Просто "неровности" должны быть соответствующего размера, памятуя о длине волны таких колебаний.

Про "ойойой сколько считать". Ну не настолько уж "ойойой" чтобы было дороже натурных испытаний ;)
 
+
-
edit
 

DaddyM

опытный

Он будет не просто прогорать, а испаряться :) и испарять стенку, которая идёт дальше.
 

Ну собственно никто не собирается жить вечно. :P Тем более при испарении мы в общем случае можем как раз поглощать тепло.
Кстати к примеру тотже угреродный войлок в который еще подавать компонент охлаждения. Заодно и теплозащита стенки.
Еще раз извиняюсь за возможное незнание какихнибудь тривиальных моментов.
Меня собственно на идею натолкнули расказы Варбана. Насколько я представляю твердое топливо у него и выступало этаким шумогасителем.
А США в это время захватывает стратегически важный город-герой Бобруйск.  
RU Андрей Суворов #10.05.2006 17:01
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Не просто твёрдое, а с большим процентом конденсированной фазы в продуктах горения.
 
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

Меня собственно на идею натолкнули расказы Варбана. Насколько я представляю твердое топливо у него и выступало этаким шумогасителем.
 


Не твёрдое топливо как таковое а к-фаза которая присутствует в продуктах горения.

То есть в смесевом она есть а в балиститах её нет. Вот как раз она-то как раз хорошо гасит
аккустику благодаря своей инертности (на порядки от газа).
 
RU Dem_anywhere #10.05.2006 17:58
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

Про "ойойой сколько считать". Ну не настолько уж "ойойой" чтобы было дороже натурных испытаний ;)
 
Натурными это вообще не выводится, в принципе... Интуиции на такое у людей нет...
 
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

Натурными это вообще не выводится, в принципе... Интуиции на такое у людей нет...
 


Есть статистика. Делаем 100 разных матчастей и выбираем ту которая работает ;)

Если принципы явления понятны будет не 100 матчастей а скажем 10.

Ну и потом на 100% при расчётах поймать ньюансы не получается.
По любому приходится делать железяку (желательно в изменяемой конфигурации)
чтобы "поймать" нужный эффект. Расчёт просто даёт ответ на вопрос что и как поменять.
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
justman и генералиссимус правы, конечно.
Сам заряд, считай, ни хрена не поглощает по сравнении с продуктами сгорания.
И именно из-за инертности (на порядки) к-фазы по сравнению с газом.
Из-за разницы в размерах частиц - тоже на порядки :)

> То есть в смесевом она есть а в балиститах её нет.

Да. В современных баллиститах все-таки хотя бы чуток к-фазы есть - это катализаторы горения (классика в жанре - оксид свинца) и стабилизаторы горения (в топливе мел -> к-фаза оксид кальция). В сумме набегут 2...5% в зависимости от рецептуры.

Но знаменитый состав Н не содержит ни то, ни другое. И поэтому состав Н сегодня применяется разве что в ПАДах, но не и в РДТТ.
А, и в открытых публикациях, конечно :D :)
 
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★☆
Но знаменитый состав Н не содержит ни то, ни другое. И поэтому состав Н сегодня применяется разве что в ПАДах, но не и в РДТТ.
А, и в открытых публикациях, конечно :D :)
 


Видимо по этой причине пороховики гордяться малодымными составами больше, чем высокоимпульсными :)

Ник
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  
+
-
edit
 

Jerard

аксакал

А кто-нибудь пробовал поменять в Кислород-Керосинках охлаждающий (в т.ч. в завесах) компонент. Т.е. Кислородом охлаждать?
"Остановите Землю — я сойду" (С) Лесли Брикасс, Энтони Ньюли  
RU Dem_anywhere #11.05.2006 17:02
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

Есть статистика. Делаем 100 разных матчастей и выбираем ту которая работает ;)

Если принципы явления понятны будет не 100 матчастей а скажем 10.
 
Принципы-то понятны. Но чтобы сделать эти 10 матчастей - их рассчитать надо. Там далеко не поверхность второго порядка получается, как в обычном сопле...

Т.е. в самом деле "шипастая" поверхность - но эти шипы должны быть обтекаемые и охлажадаемые... ;D
 
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

Принципы-то понятны. Но чтобы сделать эти 10 матчастей - их рассчитать надо. Там далеко не поверхность второго порядка получается, как в обычном сопле...
При тех частотах что там будут там для изменения аккустических характеристик камеры нужны довольно приличные "карманы" делать. Форма их слабо будет влиять, в основном объём и местоположение. Проходили мы это всё. Правда не для ЖРД и для совсем хитрых компонентов. Это правда совсем другая история ;)
 

Т.е. в самом деле "шипастая" поверхность - но эти шипы должны быть обтекаемые и охлажадаемые... ;D
 


Да не влияют эти "шипы" нефига на интенсивную аккустику. Прикинь длину волны в камере и
получишь типичный порядок размера "неровности" который способен повлиять на что либо.

Вот к-фаза влияет. Только это совсем не шипы а немаленькая инертная масса с совсем немаленькой поверхностью силового взаимодействия с газовой фазой. Там механизм взаимодействия совсем другой.
 
RU Dem_anywhere #12.05.2006 10:29
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

Прикинь длину волны в камере и
получишь типичный порядок размера "неровности" который способен повлиять на что либо.
 
хороший размер :)
Сопло будет выглядеть примерно так, как если бы его смяли в комок, а потом расправили, но не до конца :)

И вот именно эту форму и надо рассчитать ;D
 
RU Андрей Суворов #12.05.2006 11:08
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Может, ограничимся "валенками", как в РД-0110? "Сгорающими фетровыми перегородками", как они названы более наукообразно. Ведь ВЧ обычно возникает на переходных процессах?
 
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

pokos

аксакал

Там механизм взаимодействия совсем другой.
 

Естественно. К-фаза изменяет характер процессов с адиабатического на изотермический. В какой-то мере, естественно.
 
1 2 3

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