[image]

Безгенераторная схема ЖРД (по мотивам "40-ка тонника")

Теги:космос
 
1 2 3 4 5 6 7 8

Bell

аксакал
★★☆
П.З.>> Главное - надёжно и дёшево, дёшево и надёжно
Wyvern-2> Вот ЭТО ВОТ - самое важное. Зачем я вообще поднял сию тему? А потому, что новый двигатель должен быть:
Наткнулся сейчас случайно :)
404

Конденсационная электростанция (КЭС), тепловая паротурбинная электростанция, назначение которой — производство электрической энергии с использованием конденсационных турбин.
...
Тепловая энергия водяного пара преобразуется в конденсационной турбине в механическую энергию, а последняя в электрическом генераторе — в электрическую энергию. Отработавший в турбине пар конденсируется, конденсат пара перекачивается сначала конденсатным, а затем питательным насосами в паровой котёл (котлоагрегат, парогенератор). Таким образом создаётся замкнутый пароводяной тракт: паровой котёл с пароперегревателем — паропроводы от котла к турбине — турбина — конденсатор — конденсатный и питательные насосы — трубопроводы питательной воды — паровой котёл.
...
Преобразование энергии на КЭС производится на основе термодинамического цикла Ренкина, в котором подвод тепла воде и водяному пару в котле и отвод тепла охлаждающей водой в конденсаторе турбины происходят при постоянном давлении, а работа пара в турбине и повышение давления воды в насосах — при постоянной энтропии.
Общий кпд современной КЭС — 35—42% и определяется кпд усовершенствованного термодинамического цикла Ренкина (0,5—0,55), внутренний относительный кпд турбины (0,8—0,9), механический кпд турбины (0,98—0,99) [итого 40-50% - Bell], кпд электрического генератора (0,98—0,99), кпд трубопроводов пара и воды (0,97—0,99), кпд котлоагрегата (0,9—0,94).
 


Все украдено до нас :)
   2.0.0.182.0.0.18

Wyvern-2

координатор
★★★★★
П.З.>>> Главное - надёжно и дёшево, дёшево и надёжно
Wyvern-2>> Вот ЭТО ВОТ - самое важное. Зачем я вообще поднял сию тему? А потому, что новый двигатель должен быть:
Bell> Наткнулся сейчас случайно :)
Bell> Все украдено до нас :)

Ты только что узнал, что (почти) все паротурбинные ЭС работают по циклу Ренкина? Поздравляю, надо выпить :F

В Научно-техническом дана ссылочка (специальный топик: "Расчет тепловых двигателей") где можно посчитать такой ТНА ;)

Ник
   6.06.0
MD Wyvern-2 #17.11.2008 13:15  @Дмитрий В.#17.11.2008 12:37
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Wyvern-2>> на линейку РН с массой ПН на ЛЕО от 5 до 100 тонн. Блоки и ЖРД производяться серийно, еще лучше конвеерно. По мере необходимости береться со склада необходимое кол-во блоков, на них ставиться необходимое кол-во ЖРД и собирается в МИКе нужная РН Фсё :)
Д.В.> И сколько таких модулей на 100-тонник потребуется? OTRAG вспоминается, прости Господи! :-)

5. Хватит ;)
Так, на глаз тверезый - ЖРД 200-250тонн (желательно с глубоким дросселированием например от 20% номинала до 120% с потерей Иу) и блок на тонн 400-500

Ник
   6.06.0

Bell

аксакал
★★☆
Wyvern-2> Ты только что узнал, что (почти) все паротурбинные ЭС работают по циклу Ренкина? Поздравляю, надо выпить :F
:P
Не, знать-то знал, наткнулся на красивое описание, где всё сразу по теме :)



ЗЫ. 2Факир
И ты, Брут?!...
   2.0.0.182.0.0.18
Это сообщение редактировалось 17.11.2008 в 13:56
Fakir: Предупреждал же; предупреждение (+1) по категории «Оверквотинг[п.15]»

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Bell> Bell>> Все украдено до нас :)
Wyvern-2>> Ты только что узнал, что (почти) все паротурбинные ЭС работают по циклу Ренкина? Поздравляю, надо выпить :F
Bell> :P
Bell> Не, знать-то знал, наткнулся на красивое описание, где всё сразу по теме :)

Вот это ближе: http://www.renewables.ru/pdf_doc/11_2005ogurechnikov.pdf

Ник
   6.06.0
RU Alexandrc #17.11.2008 14:52  @Wyvern-2#17.11.2008 13:15
+
-
edit
 

Alexandrc

аксакал

Wyvern-2> 5. Хватит ;)
Wyvern-2> Так, на глаз тверезый - ЖРД 200-250тонн (желательно с глубоким дросселированием например от 20% номинала до 120% с потерей Иу) и блок на тонн 400-500

Для тяги 200т - 25 двигателей, 250 - 20. Это для тяговооруженности 1,5. Т.е. по 4-5 двигателя на блок. Если делать РН на одном таком блоке, то ее ПН будет тонн 20, а масса блока первой ступени, около 600т.
   3.0.33.0.3
MD Wyvern-2 #17.11.2008 14:57  @Alexandrc#17.11.2008 14:52
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Wyvern-2>> 5. Хватит ;)
Wyvern-2>> Так, на глаз тверезый - ЖРД 200-250тонн (желательно с глубоким дросселированием например от 20% номинала до 120% с потерей Иу) и блок на тонн 400-500
Alexandrc> Для тяги 200т - 25 двигателей...

Это (во-1х) ты считаешь в несовсем верном предположении, что по регенеративной схеме не получаются двигатели большой тяги :) Получаются, см. первый пост данного топика.

Во-2х у тебя сильно завышенна тяговооруженность - обчно достаточно (а для пилотируемых полетов даже обязательна!) тяговооруженность в пределах 12-15%

Ник
   6.06.0
RU Просто Зомби #17.11.2008 15:22  @Дмитрий В.#17.11.2008 12:37
+
-
edit
 

Просто Зомби

опытный

Wyvern-2>> на линейку РН с массой ПН на ЛЕО от 5 до 100 тонн. Блоки и ЖРД производяться серийно, еще лучше конвеерно. По мере необходимости береться со склада необходимое кол-во блоков, на них ставиться необходимое кол-во ЖРД и собирается в МИКе нужная РН Фсё :)
Д.В.> И сколько таких модулей на 100-тонник потребуется? OTRAG вспоминается, прости Господи! :-)

Ну и на х.я она ваще, 100-тонник-то?

Сначала это надо объяснить, ато так выходит, что "80-тонник" - это вообще "теоретический предел потребности" в переноске тяжестей на орбиту

И даже и непонятно, надо ли хоть его-то достигать

Оптимум должен быть на "40-тоннике", "возможность" можно иметь в "каком-нибудь", неоптимальном 80-тоннике, а что свыше того - то от лукавого

PS.
Bell> И ты, Брут?!...
Ходють тут понимаешь, разные беспредельщики, шарятся по интернету, в поисках занятия, и чисто от скуки, видимо, кровь пьют, христианских младенцев... :rolleyes:
Вот такая вот информация поступила, недавно
Так что, осторожно, братия!
:D
   7.07.0
RU Alexandrc #17.11.2008 15:24  @Wyvern-2#17.11.2008 14:57
+
-
edit
 

Alexandrc

аксакал

Wyvern-2> Это (во-1х) ты считаешь в несовсем верном предположении, что по регенеративной схеме не получаются двигатели большой тяги :) Получаются, см. первый пост данного топика.

Я это читал, но ведь это кто-то другой решил на 100тонник ставить ЖРД тягой 200-250т ;)

Wyvern-2> Во-2х у тебя сильно завышенна тяговооруженность - обчно достаточно (а для пилотируемых полетов даже обязательна!) тяговооруженность в пределах 12-15%

Да? Что-то у меня для Союза тяговооруженность получается около 1,62, S-V - 1,33 и SS - 1,48.
   3.0.33.0.3
MD Wyvern-2 #17.11.2008 15:44  @Alexandrc#17.11.2008 15:24
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Alexandrc> Да? Что-то у меня для Союза тяговооруженность получается около 1,62, S-V - 1,33 и SS - 1,48.

ЖР ?
Сатурн-V:
I-я ступень стартовая масса - ~2750 стартовая тяга- 5х691=3455тонн(она на самом деле слегка форсировалась, но только в момент отрыва, что б старт не разрушить)
2750/3455=0,79 или +21% тяга/масса(тяговооруженность 1,21)

II-я ступень статовая масса (458,7т+117,25т+44,5т)=620,45тонн, тяга 5х104=520 тонн тяговооруженность отрицательная :F


Приснопамятная "Ангара 1.2":
Стартовая тяга 196 тонн, стартовая масса 171,5тонны, 171,5/196=0,875 или 12,5% тяга/масса (тяговооруженость 1,125)

Ты не забывай, что топливо вырабатывается, а тягу легко не уменьшиш ;)

Ник
   6.06.0

Bell

аксакал
★★☆
Ник, вообще-то обычно тяга делится на Мст :)

Я бы даже сказал - чуть менее, чем всегда :)
   2.0.0.182.0.0.18

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Bell> Ник, вообще-то обычно тяга делится на Мст :)
А я так хачу :P

Ник
   6.06.0
RU Alexandrc #17.11.2008 18:42  @Wyvern-2#17.11.2008 15:44
+
-
edit
 

Alexandrc

аксакал

Wyvern-2> Сатурн-V:
Wyvern-2> I-я ступень стартовая масса - ~2750 стартовая тяга- 5х691=3455тонн(она на самом деле слегка форсировалась, но только в момент отрыва, что б старт не разрушить)
Wyvern-2> 2750/3455=0,79 или +21% тяга/масса(тяговооруженность 1,21)

3455/2750 = 1,26
По моим данным, в вакууме, 3946/2947 = 1,34

PS Не пойму о чем спор :) Для ПК надо еще учесть условие продолжения полета с одним отказавшим двигателем.
   3.0.33.0.3
RU Дмитрий В. #17.11.2008 19:11  @Wyvern-2#17.11.2008 13:15
+
-
edit
 

Дмитрий В.

опытный

Wyvern-2> 5. Хватит ;)
Wyvern-2> Так, на глаз тверезый - ЖРД 200-250тонн (желательно с глубоким дросселированием например от 20% номинала до 120% с потерей Иу) и блок на тонн 400-500
Wyvern-2> Ник

Хм, это значит диапазон от 5 до 100 т покрывается носителями от одноблочной до пятиблочной компоновки первой ступени? Свежо предание...
   6.06.0
RU Дмитрий В. #17.11.2008 19:15  @Wyvern-2#17.11.2008 14:57
+
-
edit
 

Дмитрий В.

опытный

Wyvern-2> Во-2х у тебя сильно завышенна тяговооруженность - обчно достаточно (а для пилотируемых полетов даже обязательна!) тяговооруженность в пределах 12-15%
Wyvern-2> Ник

Ну, про пилотируемые - это "загиб". Фактам не соответствует: у SS в районе 1,5, у Союза- в районе 1,3, у "Бурана" почти 1,5. У Ангары-5П - примерно 1,35-1,37.
   6.06.0
NO Alexandrc #17.11.2008 21:59
+
-
edit
 

Alexandrc

аксакал

Посмотрел в мануале тягу Союза на уровне моря. Тяговооруженность около 1,3.

Дмитрий, не выходит ряда от 5т до 100т при использовании на первой ступени одинаковых блоков.
   
MD Wyvern-2 #17.11.2008 22:32  @Alexandrc#17.11.2008 21:59
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Alexandrc> Посмотрел в мануале тягу Союза на уровне моря. Тяговооруженность около 1,3.
Alexandrc> Дмитрий, не выходит ряда от 5т до 100т при использовании на первой ступени одинаковых блоков.

Выходит, выходит :) Только нужно ввести еще "короткую" однодвигательную ступень и иметь двигатели с глубоким дросселированием (от 20% до 120% тяги например)

Ник
   2.0.0.182.0.0.18
NO Alexandrc #18.11.2008 08:33  @Wyvern-2#17.11.2008 22:32
+
-
edit
 

Alexandrc

аксакал

Alexandrc>> Дмитрий, не выходит ряда от 5т до 100т при использовании на первой ступени одинаковых блоков.
Wyvern-2> Выходит, выходит :) Только нужно ввести еще "короткую" однодвигательную ступень

Раз блоки разные, то не выходит ;)
Но если ориентироваться на технологическую универсальность, то да, выходит :D
   
MD Wyvern-2 #18.11.2008 10:59  @Alexandrc#18.11.2008 08:33
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Wyvern-2>> Выходит, выходит :) Только нужно ввести еще "короткую" однодвигательную ступень
Alexandrc> Раз блоки разные, то не выходит ;)
Alexandrc> Но если ориентироваться на технологическую универсальность, то да, выходит :D

Дык именно о ней родимой. Счас найду, у меня где то расчетик был пальцевой ;)

Ник
   6.06.0
NO Alexandrc #18.11.2008 21:37
+
-
edit
 

Alexandrc

аксакал

На пальцах для низкой орбиты можно прикинуть так:
тяга/тяговооруженность*(0,025÷0,03)
т.о. 250/1,3*(0,025÷0,03) = 4,8÷5,8
200/1,3*(0,025÷0,03) = 3,8÷4,6
   
Это сообщение редактировалось 18.11.2008 в 21:44
MD Wyvern-2 #18.11.2008 22:16  @Alexandrc#18.11.2008 21:37
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Alexandrc> На пальцах для низкой орбиты можно прикинуть так:
Alexandrc> тяга/тяговооруженность*(0,025÷0,03)
Alexandrc> т.о. 250/1,3*(0,025÷0,03) = 4,8÷5,8
Alexandrc> 200/1,3*(0,025÷0,03) = 3,8÷4,6

Ничо не понял ЖР
Я взял там блок длинной 25м, диаметром 3,9м, при удельной массе как у второй ступени Сатурна-V 25кг/м2 + двигатели, топливо метан-LOX 890кг/м3, Иу атм 3400м/сек и вакуум 3700м/сек и короткую -все тоже, только длинной 12м.
И сложил пять вариантов -получилось от 5 до 90 тонн :)

Ник
   2.0.0.182.0.0.18

Bell

аксакал
★★☆
Возвращаясь к теме топика :)

Ник, а за что собственно боремся? Что качественно нового даст безгенераторная схема?

В обычной замкнутой схеме с ГГ и регенеративным охлаждением топливом всё тепло, снятое с рубашки возвращается в двигатель вместе с подогретым керосином. Т.е. тут никаких потерь практически нет (ну там мелочь какая-то с трубопроводов излучается/конвектирует). ГГ не такой уж сложный девайс, особенно по сравнению со всеми предлагающимися теплообменниками и дополнительными контурами теплоносителя.

Всё только ради отказа от завесного охлаждения?
   2.0.0.182.0.0.18

Bell

аксакал
★★☆
Я тут по ходу еще одну вестч подумал :)
Если удасться довести КПД турбины до достаточно высоких значений, то можно вообще отказаться от теплообменника - уж больно много вопросов он вызывает. Стравливать какую-то часть теплоносителя нафиг, а недостаток постоянно подавать из относительно (основных компонентов) небольшого бака с переохлажденным теплоносителем.

Если бы это был аммиак - можно было бы вообще сжигать в каких-нить рулевых камерах, нехай будет хоть шерсти клок :)
   2.0.0.182.0.0.18

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Bell> Возвращаясь к теме топика :)
Bell> Ник, а за что собственно боремся? Что качественно нового даст безгенераторная схема?

Уже пИсалось не раз, но повторю, ибо преимущества неочевидны, но на данном этапе развития космонавтики очень важны:
А.ОБЩИЕ
-регенеративное охлаждение всегда эффективней всех других схем
-схема с третьим компонентом позволяет отказаться от физически напряженных элементов с высокими температурами (ГГ, его тракты и турбины), высоких давлений и больших перепадов температур(охлаждения сверхгорячей КС криокомпонентами)
-несмотря на то, что схемы с третьим компонентом, как правило, тяжелее, чем другие схемы, большая эффективность компенсирует это.
Б. ВЫТЕКАЮЩИЕ:
-двигатели станут надежнее
-двигатели станут безопаснее С гораздо меньшей вероятностью аварий, с большим временем развития аварий и меньшими последствиями аварий
-двигателеи станут дешевле В идеале -с переходом к их конструированию и производству из стандартных блоков, узлов и материалов.
(в свете возможной многоразовости - тоже одни плюсы)

Время рекордных машин, гед "любой ценой, во что бы тони стало и не взирая ни на что" прошло.

Ник
   6.06.0

Bell

аксакал
★★☆
Bell>> Возвращаясь к теме топика :)
Bell>> Ник, а за что собственно боремся? Что качественно нового даст безгенераторная схема?
Wyvern-2> Уже пИсалось не раз, но повторю, ибо преимущества неочевидны, но на данном этапе развития космонавтики очень важны:
Wyvern-2> А.ОБЩИЕ
Wyvern-2> -регенеративное охлаждение всегда эффективней всех других схем
А регенеративное охлаждение никуда не давается и ни на что не меняется. Ничего нового тут не добавляется.

Wyvern-2> -схема с третьим компонентом позволяет отказаться от физически напряженных элементов с высокими температурами (ГГ, его тракты и турбины), высоких давлений и больших перепадов температур(охлаждения сверхгорячей КС криокомпонентами)
Обячная замкнутая схема вполне позволяет снизить напряженность двигателя без заметного ухудшения испульса и тяги. Вопрос только в конкретных технологичских решениях. Классика жанра - НК-33 vs РД-191.

Wyvern-2> -несмотря на то, что схемы с третьим компонентом, как правило, тяжелее, чем другие схемы, большая эффективность компенсирует это.
Схемы с третьим компонентом не только тяжелее, но и СЛОЖНЕЕ конструктивно. А это автоматически снижает надежнось, повышает сложность изготовления и стоимость.

Wyvern-2> Б. ВЫТЕКАЮЩИЕ:
Wyvern-2> -двигатели станут надежнее
Далеко не факт относительно "правильно" сделанных ненапряженных замкнутых девайсов типа НК-33. А дополнительные контура/теплообменники только снизят надежность.

Wyvern-2> -двигатели станут безопаснее С гораздо меньшей вероятностью аварий, с большим временем развития аварий и меньшими последствиями аварий
"Правильно" сделанные ненапряженные замкнутые девайсы типа НК-33 вполне безопасны. А необходимо достижение качественно нового уровня.

Wyvern-2> -двигателеи станут дешевле В идеале -с переходом к их конструированию и производству из стандартных блоков, узлов и материалов.
Не факт - двигатель обрастает кучей новых компонентов, которые денег стоють с производстве и монтаже.

Wyvern-2> (в свете возможной многоразовости - тоже одни плюсы)
Для первых ступеней актуальность того дела - большой вопрос.
Для верхних ступеней, где применение относительно маломощных безгенераторников намного более правдоподомно - многоразовость вообще нафиг не нужна.

Wyvern-2> Время рекордных машин, гед "любой ценой, во что бы тони стало и не взирая ни на что" прошло.
Wyvern-2> Ник
Но причем тут конкретно безгенераторник? :)



Ник, я ж не против! Но, боже, в чем фишка?! Хде качественный рост?
   1.5.0.121.5.0.12
1 2 3 4 5 6 7 8

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