РДТТ конструкции технологии материалы - XVI

Не, Серж, формально он прав... Но только формально.
Вход в трубу формирует критику, а срез действительно формирует выходное сечение сопла... Хотя бы ра разницой площадей (про то что поток будет "размазываться" по выходному сечению умолчим - неодномерность там будет чудовищная).

Другое дело, что все отнюдь не так просто - картинка истечения там будет такая сложная, что её даже качественно оценить непросто. Я за проектирования такого сопла не возьмусь даже за очень большие деньги. Если осесимметричное или плоское, напрягши мозги и закопавшись в теорию, еще как-то можно прикинуть, то косо срезаный цилиндр - нет уж, спасибо.
И, в принципе, оно даже будет работать. Только эффективность будет ощутимо ниже традиционного сопла, да и вся работа - голая эмпирика.

Короче, в практическом плане - крайне сомнительно.


Эта трубка качественно, наверное, будет равносильна аэроспайку - вход в трубку работает как форкамера, выпускающая звуковой поток (а за счет погранслоя может и немного сверхзвуковой) на открытую поверхность, вдоль которой он расширяется.


P.S.
А вот изготовление сопла развальцовкой - в принципе, небезинтересная идея.

Если рассматривать реактивную силу как интеграл давления по поверхности камеры/сопла то, действительно, прибавочной быть не должно...
Да, придется трубку изгибать до получения псевдоаэроспайковкой рампы. Или, проще, наклонить трубку срезом вниз, чтобы закритическая часть сопла имела ненулевую проекцию площади на плоскость, перпендикулярную оси ракеты.

Изврат тот еще )

Хм... Вот это вопрос очень интересный. У меня он всплыл применительно к классическим штыревым соплам... Для классического Лаваля тягу можно считать как площадь критики * давление в камере * коэфф тяги (доля участия закритической части в создании тяги). У штуревых или аэроспайков критика обычно находится не в перпендикулярной оси камеры плоскости, а повернута так чтобы смотреть вдоль рампы. Углубляясь в этот случай критика вообще может оказаться развернута навстречу направлению полета (при больших степенях расширения). В таком случае для меня лично вышеозвученая простая и понятная формула теряет всяческий физический смысл...

Тут, наверное, правильнее будет перейти к рассмотрению тяги как произведению расхода на скорость истечения. Направление тяги формируется средним вектором скорости на выходе из сопла. Вопрос в том, как оценивать в случае сопел внешнего расширения направление на выходе - четкой границы-то нет макроскопического воздействия потока с железкой...
Чисто на пальцах - конечно, часть газа будет рассеиваться и улетать от сопла не вдоль оси двигателя, а под углом. При перерасширении этот угол будет направлен к оси двигателя. При недорасширении - от оси. И в том и в другом случае часть расхода летит не куда надо, а куда получается. Следовательно - потери на неодномерность потока просто обязаны быть.

Велечина же их, очевидно, может быть минимизирована в процессе расчета сопла.


Надо меньше писать.
В двух словах - да, потери однозначно будут. Их величину длч такого варварского сопла я даже на глазок оценить не берусь.

Ну у вас тут и дискуссия разразилась!
Давайте по порядку: я обещал пример реальных сопел такого типа, смотрите

Так на всех этих примерах косой срез присутствует не из-за какой-то эффективности, а вынужденно - из-за того, что это управляющие движки, у которых сопло нельзя высовывать нормальным раструбом наружу. Ведь они все своим косым срезом заподлицо с корпусом сидят, там же чётко видны фланцы крепления.

а где у них тогда лавалевская критика находится?, если это просто уловка расположения сопла на корпусе

кстати фланец крепления сопла примерно перпендикулярен, вектору тяги для таких сопел

Обращаю ваше внимание на такие моменты:
1. Когда я сказал что сопла с свободным расширением не могут работать без окружающей среды я ОШИБАЛСЯ, некоторые типы таких сопел отлично работают в пустоте, и дают удельный импульс на компонентах кислород/водород, кислород/керосин под 400секунд,
2. такие сопла выигрывают в массогабаритных и энергетических характеристиках у лавалей, энергетика повышается за счет того что: они всегда работают на расчетном режиме, и у них малая площадь стенки расширяющейся части сопла, что снижает потери на трение и позволяет увеличить степень расширения газов (что важно для высотных и пустотных двигателей).
3. расчет таких сопел не сильно отличается от расчета обычного оптимального сопла, попытаюсь привести пример из Добровольского

Вот что вижу я: первые два примера - строгий цилиндр с косым срезом. Последние два - какие-то раструбы. Или я не так смотрю?


> кстати фланец крепления сопла примерно перпендикулярен, вектору тяги для таких сопел

Не верю. Нефизично. Давай еще примеры, хорош интересничать!

> Я написал, что здесь применяется не из-за эффективности, а по другой причине.

Не, я от sust не отстану: почему тогда в подвесных авиационных ракетных стартовых ускорителях КОСЫЕ СОПЛА не применяются??? Вот вопрос! Почему? Они же туда прямо просятся, аж обеими глазками подмигивают. Так нет - лаваль, и все тут!

> это управляющие движки, у которых сопло нельзя высовывать нормальным раструбом наружу

Это действительно управляющие движки: первый - для схода с орбиты (я так перевожу reentry control system), а остальные три - для маневрирования на орбите и изменения ее высоты. Таким образом, во всех четырех случаях речь идет о безвоздушном пространстве. Что мешает высунуть лавали наружу? Не вписываются в габарит? Но тогда, если косые сопла менее эффективны, чем лавали, и являются не более чем выходом из положения, то я чего-то не понимаю - на борту орбитального корабля каждый грамм горючки на счету, разве не так?

> Поэтому тяга нужна вперёд, а не вперёд-вверх.

Тяга нужна именно вперед-вверх. Вектор тяги этих ускорителей проходит через центр масс самолета под углом примерно 25 .. 30 градусов вверх. Сопла явно отогнуты вниз на этот же угол, направление факела на многочисленных снимках не оставляет в этом никаких сомнений. С этими бустерами самолет именно "вспухает", а не разгоняется по полосе. Примеры: рамповый старт МиГ-21, КР "Regulus" и проч. и проч. Фотографии искать?

вот примерный расчет

Но там нет расчета цилиндрического сопла с косым срезом - там описываются сопла с центральным телом и тарельчатые.

Уважаемый Serge77, во первых я не кому не доказывал что сопла типа игла шприца будут обязательно иметь преимущества перед лавалями, а порекомендовал их как легкоизготовляемые сопла для двигателей МОДЕЛЕЙ РАКЕТ как альтернативу лавалям.
По поводу выигрыша я говорил что в определенных случаях определенные типы сопел с свободным расширением (частным случаем которых является косой срез) будут иметь преимущество над лавалями, (лавали тоже бывают разными: укороченное, идеальное, полутепловое, коническое, оптимальное и т.п. и т.д.).
И я не разделяю вашего мнения по поводу конструкции сопел на приведенном рисунке, почти все орбитальные двигательные установки и космические буксиры имеют торчащие наружу рулевые сопла их противопоказано прятать под обшивку, так как они не имеют охлаждения и нагретые до 500С и выше будут излучать тепло внутрь аппарата, а в космосе от тепла трудно избавляться.

Я и имел в виду расчет сопел с свободным расширением, расчет сопел с косым срезом попытаюсь раздобыть на следующей неделе, в файле хорошо объяснен принцип работы.

А я и не говорил ровно 400сек я сказал под 400сек, если вы мне не верите на следующей неделе я уточню что конкретно за двигатель и какие у него параметры

Насчет направления вектора тяги авиационных стартовых ускорителей. Безусловно, не все они имеют отклоненные вниз сопла, но я настаиваю, что зачастую дело обстоит именно так.

Фотки Миг-21, стартующего с передвижной катапульты, я пока не нашел; на "Регулусе", судя по фотографиям, вектор тяги ускорителей все-таки совпадает с направлением полета (либо я что-то перепутал, либо по "Дискавери" показывали просто другую модификацию).

Но вот фото старта КР "Матадор" из книжки Гэтланда: здесь, конечно, не 30 градусов, как я писал выше, но тем не менее угол установки бустера по отношению к фюзеляжу виден совершенно отчетливо. К сожалению, это пока единственный снимок, который мне удалось найти в подтверждение моих слов - далеко не самый красноречивый.