ЖРД на закиси азота: новые технологии

Serge77>>>> А какой перепад давления нужен для создания сверхзвукового потока?
justman> justman>> p/p* < [2/(k+1)]^[k/(k-1)]
justman> justman>> P* - давление торможения перед соплом
SashaPro>> Нифига не понял этого неравенства. p/p* > 1, а [2/(k+1)]^[k/(k-1)] всегда < 1.
justman> p/p* > 1 ? А подумать ?

Я вот и думал, думал и запутался. Написано перед соплом, каким? Тем, из которого газ выходит или тем самым мерным. Скорость звука для случая с сверхзвуковым соплом или дозвуковым? И как понимать давление торможения - это давление окружающей среды Ра или хитрость очередная. Тут очень важно это всетаки отметить, а то может случиться так, что газ будет течь против давления. А ссылки не работают "невозможно отобразить страницу...".

Serge77>>>>> А какой перепад давления нужен для создания сверхзвукового потока?
justman>> justman>> p/p* < [2/(k+1)]^[k/(k-1)]
justman>> justman>> P* - давление торможения перед соплом
SashaPro> SashaPro>> Нифига не понял этого неравенства. p/p* > 1, а [2/(k+1)]^[k/(k-1)] всегда < 1.
justman>> p/p* > 1 ? А подумать ?
SashaPro> Я вот и думал, думал и запутался. Написано перед соплом, каким? Тем, из которого газ выходит или тем самым мерным.

Перед мерным разумеется.

>Скорость звука для случая с сверхзвуковым соплом или дозвуковым?

Ась ? Скорость звука она от сопла не зависит. Она от состояния и свойств газа зависит a=sqrt(k*R*T)

>И как понимать давление торможения - это давление окружающей среды Ра или хитрость очередная.

Это терминология газовой динамики

>Тут очень важно это всетаки отметить, а то может случиться так, что газ будет течь против давления.

В элементарной газовой динамике где течение изоэнтропическое, не может.


>А ссылки не работают "невозможно отобразить страницу...".

Это ссылки для осла (eMule) - программа такая для p2p обмена файлами

У меня кстати 2-я часть скачалась но там уже более сложные вещи идут. Без введения в первой части там вам не разобраться будет. Но выложить можно. Она меньше 8 Мб

>>Скорость звука для случая с сверхзвуковым соплом или дозвуковым?
justman> Ась ? Скорость звука она от сопла не зависит. Она от состояния и свойств газа зависит a=sqrt(k*R*T)

Вопрос был в том, какое давление обеспечивает достижения звуковой скорости истечения, а не само значение скорости звука в газе.

justman> Это ссылки для осла (eMule) - программа такая для p2p обмена файлами

Вот тут требуется перевод с компьютерного языка... Пожалуйста по русски :), а то я вообще не понял, что ты написл в итоге, всетаки недавно в инете, быстро не врубаюсь...

>>>Скорость звука для случая с сверхзвуковым соплом или дозвуковым?
justman>> Ась ? Скорость звука она от сопла не зависит. Она от состояния и свойств газа зависит a=sqrt(k*R*T)
SashaPro> Вопрос был в том, какое давление обеспечивает достижения звуковой скорости истечения, а не само значение скорости звука в газе.

Обеспечивает не давление а его перепад. Если давление торможения перед соплом (p*)
больше давления в том месте куда газ истекает (p) и их соотношение удовлетворяет приведённому неравенству, будет реализовываться сверхкритический перепад - то есть в мерном сопле будет звуковая скорость. При этом расход газа будет зависеть от давления перед мерным соплом но не будет зависеть от давления за мерным соплом.


justman>> Это ссылки для осла (eMule) - программа такая для p2p обмена файлами
SashaPro> Вот тут требуется перевод с компьютерного языка... Пожалуйста по русски :), а то я вообще не понял, что ты написл в итоге, всетаки недавно в инете, быстро не врубаюсь...


в гугле набери "eMule"

В общем-то тема с трастером на закиси понемногу продолжалась. Хотя и много воды утекло.
Больше занимался гибридами. А в последнее время по случаю (спасибо,ckona) проделал некоторую экспериментальную работу по созданию газ-генератора. Которая через некоторое время дала логический толчок для продолжения этой темы. Правда в несколько другом аспекте. Чтобы не плодить новых тем и учитывая её связь с названием актуальной, продолжу здесь. Речь пойдёт о создании ЖРД на закиси азота и спирте. Его конструкция будет основана на собственных разработках в секторе гибридных двигателей на этом же окислителе (что логично) с добавкой системы наддува бака горючего твёрдотопливным газ-генератором. Я увидел в нём очень миниатюрный, мощный и дешёвый источник давления. Легко управляемый дистанционно. Даже концептуальный дизайн детально ещё не прорисован, но основная схема уже видится следующей: камера с регенерационным охлаждением погружена в бак с окислителем. Там же, в баке окислителя, концентрически расположен бак топлива с Г.Г. рсположение форсунок О. концентрическое, вокруг центральной форсунки топлива. Клапан - пиротехнический с поджигом стартовой шашки. Калибр бака О. - 70 мм, бака F. - 25 мм, камеры - 50 мм. Материал - дюралюминий. Это будет сразу лётный вариант. Тяга предполагается вокруг 100 N. Время работы - 10 с. Вполне освоенные на ГРД параметры. Поэтому надеюсь справиться с этой работой в разумные сроки, учитывая продолжение проекта Solaris_H_2S и экспериментов с парафиновым топливом для ГРД.
На фото: газ-генератор с баком 20 см3. Для описанного выше ЖРД потребуется бак немногим более 60-70 см3. Поэтому стендовые положительные испытания прототипа обнадёжили.
В г.г. применялась шашка торцового горения 12 г топлива KNSu+FeO. Эквивалент инжектора -
1.5 мм. Время инжекции (в атмосферу) составило ок. 1.5 с. Очевидно потребуется доработка прекамеры с установкой поглотителя. Уж больно "грязными" являются продукты горения.

Foto 3
Видео пока не снимал. В следующий раз.

a_centaurus> ... с добавкой системы наддува бака горючего твёрдотопливным газ-генератором. Я увидел в нём очень миниатюрный, мощный и дешёвый источник давления.

Уважаемый, a_centaurus, не думал ли ты использовать самонаддув от камеры сгорания ?
Как вариант бак с окислителем сделать под небольшим преддавлением (2-3 атм) в небольшом объеме. 2-5 см³

сложностия вижу 3:
1. пока непонятна динамика развития процесса воспламенения и самонаддува наддува .
2. синхронность и корректность открытия трасс выхода окислителя горючего и обратного давления от камеры скгорания до горючего.
3. поведение окислителя при контакте с горячими газами от наддува.

выгоды : уменьшение массы конструкции.

a_centaurus> ... с добавкой системы наддува бака горючего твёрдотопливным газ-генератором. Я увидел в нём очень миниатюрный, мощный и дешёвый источник давления.

и оставаясь в рамках генератора давления, есть вариант с чистыми результатами реакции - карбит и вода.

Piroman> Уважаемый, a_centaurus, не думал ли ты использовать самонаддув от камеры сгорания ?
Так не бывает, давление наддува должно быть больше давления в кс

Piroman> 3. поведение окислителя при контакте с горячими газами от наддува.
Он же спирт наддувать собирается, если пыхать в окислитель, да еще иN2O будет взрыв

Piroman>> Уважаемый, a_centaurus, не думал ли ты использовать самонаддув от камеры сгорания ?
umbriel> Так не бывает, давление наддува должно быть больше давления в кс

да..., сморозил.... O:)

Piroman> и оставаясь в рамках генератора давления, есть вариант с чистыми результатами реакции - карбит и вода.

Уважаемый Дмитрий!
Я не рассматривал никаких иных вариантов, кроме 2: 1 - наддув закисью, который используют в обычных схемах трибридов и ЖРД на NOх; 2 - наддув газ-генератором. Идея построить ЖРД на NOх/C2H5OH была высказана моим сыном ещё 6 лет назад. Он его и посчитал. Но решили сначала запустить гибриды, как более простые (как казалось тогда). Как видишь, время и эволюция выстраивают логику конструкции. Теперь, после 5 лет работы с закисью мне видится более простым и надёжным уже заявленный способ.Никакого заметного повышения габаритно-массовых характеристик применение миниатюрного Г.Г. массой в 10 г не даст. Всё как раз наооборот. Именно г.г. позволяет резко упростить всю конструкцию.И никаких других изменений в выбранной схеме до конструкторско-доводческих испытаний (КДИ) сделано не будет. В проекте должна быть стабильность первоначального выбора. Иначе он никогда не будет доведён до практики. Причём обязательным является использование в конструкции уже наработанных технических решений. Таким образом будущий опытный лётный ЖРД будет простой компилляцией собственных разработок и технологий. Не надо будет ничего выдумывать и пересчитывать. Тем не менее я отношусь со всей серьёзностью к этому проекту. Это как: "а не замахнуться ли нам на нашего В. Шекспира...?" ("Берегись автомобиля"). Всё-таки ЖРД - это квинтэссенция двигателестроения.
И попробуй в следующий раз перед предложением очередной идеи (ещё "прекрасная пара"из того же балета: уксус/NaHCO3), прибросить её техническое воплощение с карандашом в руках.

a_centaurus> схема уже видится следующей: камера ... бак ... клапан ... 100 N - 10 с.

Откровенно говоря, жаждую увидеть !
Хотя бы схематически.

Ckona> Откровенно говоря, жаждую увидеть !
Ckona> Хотя бы схематически.

Увидишь. И, надеюсь, не только схематически. Я не занимаюсь саморекламой. Если написал, то значит буду делать. А если буду делать, то сделаю. Пока в карандаше прорисовываю по узлам. Когда пройду, нарисую сборку. В AutoCADe. Тогда и выложу.

a_centaurus> ... с добавкой системы наддува бака горючего твёрдотопливным газ-генератором. Я увидел в нём очень миниатюрный, мощный и дешёвый источник давления. Легко управляемый дистанционно. ... камера с регенерационным охлаждением погружена в бак с окислителем. Там же, в баке окислителя, концентрически расположен бак топлива с Г.Г. рсположение форсунок О. концентрическое, вокруг центральной форсунки топлива. Клапан - пиротехнический с поджигом стартовой шашки.
a_centaurus> На фото: газ-генератор с баком 20 см3. Для описанного выше ЖРД потребуется бак немногим более 60-70 см3.
a_centaurus> В г.г. применялась шашка торцового горения 12 г топлива KNSu+FeO. Эквивалент инжектора- 1.5 мм.
Какое давление в КС предполагается? И как обеспечиш герметичность между форсунками О и Г? Я не заедаюсь, мне любопитно
Я тоже задумьiваюсь о генераторе давления, но на перекись/марганец.
Стало интересно как определяеш ,что бак ГГ должен стать около 60 см3.
По твоей схемме ГГ газ сравнительно вьiсoкого давления вьiтекает через дросель, стабилизация давления редуктором будеш делать?

metero> Какое давление в КС предполагается?
250-300 psi.
metero> И как обеспечиш герметичность между форсунками О и Г?
Форсунка топлива (центральная) находится в камере при атмосф. давлении, ниже уровня форсунок окислителя, которые закрыты пироклапаном, сдерживая давление в баке с закисью. После открытия пироклапана, двигатель начнёт работу со стартовой шашкой, после чего сработает пироинициатор Г.Г.
metero> Я не заедаюсь, мне любопитно
Я о тебе хорошо думаю, Пътр и подобные мысли мне в голову не приходят. Как всегда, хочу рассказать о о собственном пути реализации конкретной разработки. Не обещаю, что всё сделаю легко и без ошибок, в том числе и глупых. Но тем полезнее будет прошагать этот эмпирический путь вместе. О методическом подходе к этой проблеме мы уже дискутировали. Возвращаться не буду. Дел много.

metero> Я тоже задумьiваюсь о генераторе давления, но на перекись/марганец.

Интересно будет увидеть конструкцию.

metero> Стало интересно как определяеш ,что бак ГГ должен стать около 60 см3.

Из тех же эмпирических соображений/соотношений: лётный движок для моих нужд и с обьявленной performance не должен иметь массу более 1 кг. Из них примерно 380 г нужно отвести на окислитель и охлаждение камеры. Тогда, беря "золотое" соотношение для NOx/ethyl alcohol как 5:1 получается примерно 60 - 70 г для спирта.

metero> По твоей схемме ГГ газ сравнительно вьiсoкого давления вьiтекает через дросель, стабилизация давления редуктором будеш делать?

Попробую рассчитать и изготовить пороховой г.г. с необходимыми параметрами без дополнительного регулятора. Такие делали на заре двигателестроения. Всё новое - хорошо забытое старое.
Расчёт г.г. для вытеснительной подачи ж. топлива описан подробно у Barrer. Я выкладывал этот расчёт в pdf на топике Водяные ракеты.

a_centaurus> После открытия пироклапана, двигатель начнёт работу со стартовой шашкой, после чего сработает пироинициатор Г.Г.

Надо понимать, задержка в срабатывании ГГ относительно момента электрического поджига пироклапана, не будет превышать время сохранения в КС температуры(условий) воспламенения ?

(я-то думал, что оба пироустройства будут воспламеняться электричеством, с задержкой пироклапана относительно пироинициатора ГГ)

Хех, отправил сообщение и понял - нужна всего-навсего достаточная продолжительность работы стартовой шашки и корректность с критич.сечением.

Ckona> Надо понимать, задержка в срабатывании ГГ относительно момента электрического поджига пироклапана, не будет превышать время сохранения в КС температуры(условий) воспламенения ?
Ckona> (я-то думал, что оба пироустройства будут воспламеняться электричеством, с задержкой пироклапана относительно пироинициатора ГГ)

Нет, г.г. также запускается от электрического импульса. Время задержки - несколько ms. За это время шашка успеет разгореться и создать температурное поле для диссоциации закиси. Тогда впрыск жидкой компоненты топлива будет уже в начавшийся процесс. На графике гибридов всегда виден этот первый пик от срабатывания стартовой шашки с первой порцией жидкого окислителя. Для включения ЖРД это пик лучше пройти на твёрдом топливе.
Вот только что закончил беседу с хозяином небольшого производства, оснащённого электроискровыми технологиями. С высокой точностью режут и сверлят всякие странные формы. Попробуем с ним сначала на splash-disc для мини гибрида который у меня был на три отверстия 1.0 мм А надо бы 6 на 0.3 мм. Да под углом. Если получится, то и для ЖРД инжектор можно будет изготовить по этой технологии.

Вот такая конструкция вышеупомянутого экспериментального ЖРД на NOх/ethylic alcohol будет принята за основу. Основные размеры есть на сборочном чертеже.

a_centaurus> Вот такая конструкция вышеупомянутого экспериментального ЖРД на NOх/ethylic alcohol будет принята за основу. Основные размеры есть на сборочном чертеже.

Приветствую. На мой взгляд, конструкция великолепна. Кажется, что-то есть даже от ГРД (монокок), идеология что-ли. Комментировать, пожалуй, не имею права, т.к. не вопрос, но только замечу, что до войны немцы испытывали ЖРД с охлаждением именно окислителем, находящимся в баке. Камера сгорания была в баке окислителя. Глушко тоже прорабатывал эту схему, но не принял ее по каким-то причинам (увы в книге эти причины не освещаются). У немцев на испытаниях были только взрывы.

А как будет работать рубашка охлаждения, если в ней нет потока охлаждающей жидкости? Той закиси, которая находится в тонкой щели, не хватит на охлаждение. Кроме того, есть опасность перегрева закиси в тонком слое и начале взрывного разложения.

Serge77> А как будет работать рубашка охлаждения, если в ней нет потока охлаждающей жидкости?

Может быть имелось ввиду охлаждение за счёт испарения окислителя ? Нет?

Старатель_92> Может быть имелось ввиду охлаждение за счёт испарения окислителя ?

Ну так он испарится там в тонкой щели, а новые порции жидкости туда поступать не будут, в этом и проблема.

FRC> Приветствую. На мой взгляд, конструкция великолепна. Кажется, что-то есть даже от ГРД (монокок), идеология что-ли. Комментировать, пожалуй, не имею права, т.к. не вопрос, но только замечу, что до войны немцы испытывали ЖРД с охлаждением именно окислителем, находящимся в баке. Камера сгорания была в баке окислителя. Глушко тоже прорабатывал эту схему, но не принял ее по каким-то причинам (увы в книге эти причины не освещаются). У немцев на испытаниях были только взрывы.
В основу и была положена конструкция ГРД. Вернее схема tribrid. Подобная система охлаждения работает именно в тонком слое. Когда испаряющийся в тонком слое окислитель унося тепло поднимается вверх, на его место поступает более холодный. Циркуляция идёт за счёт капиллярного эффекта. Конечно, в экспериментальном двигателе ничего нельзя заранее предсказать, но подобные схемы были реализованы и работали (see Aerocon system). Почему бы не проверить. Время работы относительно небольшое, удельная теплота парообразования NOх достаточно низкая. Посмотрим. В крайнем случае можно будет начать с аблативной вставкой из пробки или стеклотекстолита.

Serge77> новые порции жидкости туда поступать не будут, в этом и проблема.

Будут поступать с той примерно скоростью, с какой новые порции воды поступают под донышко кастрюли, поставленной в ведро с кипящей водой.
При некоторой доработке корпуса для спирта, можно обеспечить направленное движение закиси "Бак"-"зазор"-"форсунки".

У меня "крутится" другой вопрос, раз пошло обсуждение - решаюсь озвучить.
В рассматриваемой конструкции - из каких соображений выбирается объем и пропорции камеры сгорания ?
Вроде как диаметр определен чисто конструктивно (трубы в корпусе), а длина ?

a_centaurus> подобные схемы были реализованы и работали (see Aerocon system)

Просмотрел весь сайт и не нашёл ничего похожего. Можешь дать прямую ссылку?