ТНА-трёп

история и особенности конструкции турбонасосных агрегатов ЖРД
 
1 2 3 4 5 6 7 13
MD Fakir #10.02.2009 20:32  @Старый#10.02.2009 19:36
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Старый> Самовозгораемость с кислородом сильно зависит от температуры.

Ну, да. А самовозгораемость с парогазом вообще ни от чего не зависит :)
Когда топливо с окислителем никак контактировать не может - оно всяко спокойнее, согласитесь :)

Старый> Ну для сборки просто воткнуть на шлицах да и всё.

Так шлицы - для малых крутящих моментов всё-таки.
Кстати, а вы уже разглядели, какая именно там муфта? ;)

Старый> Интересно было бы узнать как они на самом деле додумались до этой муфты. Была ли на самом деле проблема с нагревом кислорода,

Тут даже не так формулировать надо, пожалуй: скорее, действительно ли опасались именно её.

Старый> была ли проблема с крутильными колебаниями и т.п.

Не должно бы. Во всяком случае, та муфта тут совершенно не при делах - не помогла б она от крутильных.


Но еще интереснее было бы выяснить, как они додумались именно перекисью турбину крутить.
 2.0.0.82.0.0.8
RU Старый #10.02.2009 23:47  @Fakir#10.02.2009 20:32
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
Fakir> Ну, да. А самовозгораемость с парогазом вообще ни от чего не зависит :)

Если в пароГАЗе газ это горячий кислород то всего можно ожидать.

Fakir> Когда топливо с окислителем никак контактировать не может - оно всяко спокойнее, согласитесь :)

Это оно конечно. Но с генераторным газом лучше тоже не надо. И неизвестно ещё что лучше.

Fakir> Так шлицы - для малых крутящих моментов всё-таки.

Хммм... А чем соединяется рессора? У нас вот на самолётах генераторы соединяются с двигателем рессорой на шлицах...

Fakir> Кстати, а вы уже разглядели, какая именно там муфта? ;)

Не-а.

Fakir> Но еще интереснее было бы выяснить, как они додумались именно перекисью турбину крутить.

Ну что при разложении перекиси получается горячий парогаз было извыестно задолго до того. Наверно делать ГГ на основных компонентах оказалось слишком сложно, а другого подходящего источника энергии не нашли... Интересно, были ли уже до того турбины на парогазе от перекиси? Например в торпедах? Подводные лодки они на перекиси делали, может торпеды были ещё раньше?

Вобще я думаю химики всё заранее знают. Задача ракетчика только из того что знают химики выбрать наиболее подходящее в данном случае.
Старый Ламер  7.07.0
MD Fakir #11.02.2009 01:03  @Старый#10.02.2009 23:47
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Старый> Хммм... А чем соединяется рессора? У нас вот на самолётах генераторы соединяются с двигателем рессорой на шлицах...

Да, конечно, рессоры на шлицах. Меня перемкнуло - пишу шлицы, думаю про цапфы.

Старый> Интересно, были ли уже до того турбины на парогазе от перекиси? Например в торпедах? Подводные лодки они на перекиси делали, может торпеды были ещё раньше?

Быть-то были, однако вопрос в сроках - появились они у немцев до создания ТНА А-4 или всё же после. Да и до того в торпедах применяли парогазовые моторы, идея газогенератора на двухкомпонентном топливе как бы известна...
В США с 1934 года началась разработка двигателя, работающего на перекиси водорода. Через три года появилась опытная торпеда Мк-10, в которой новое топливо позволило увеличить дальность на 275%. Уже в годы войны на ее базе создали торпеды Мк-16 и Мк-17, однако применить их в бою так и не успели.
Большой интерес к перекиси водорода проявляли и немецкие конструкторы. До 1945 года в Германии было разработано 12 типов торпед на этом виде топлива - оснащенных как турбинами, так и ракетными двигателями. Результаты, правда, оказались скромными. Торпеда G7ut оказалась ничуть не лучше своего прототипа - парогазовой G7a. Пожалуй, единственным достижением гитлеровских инженеров в данной области следует считать создание турбинной 533-мм торпеды "Штейнваль", развивавшей мощность 435 л. с. и способной двигаться со скоростью 45 узлов на дальность свыше 20 км. Однако из-за нехватки перекиси водорода, все в больших количествах требовавшейся для ракет "Фау-2", от крупносерийного производства "Штейнвалей" отказались.
 



Собственно, больше того: у тех же немцев были не просто турбины, а именно что ТНА на перекиси - но вопрос, опять-таки, в сроках. Плюс на том ТНА перекись была "естественным" решением.
 2.0.0.82.0.0.8

AXT

инженер вольнодумец
★☆
Fakir> На валах ТНА муфты другого типа - с кольцевой пружиной в канавке между соприкасающимися осями, по всей видимости, должна демпфировать малые (очень) осевые смещения.

Не очень представляю геометрию. Через что там передаётся угловой момент?

AXT>> PS: Из забавного: на этой фотке из википедии (1.1MB) пресловутая муфта стыдливо прикрыта трубой для парогаза. :look0000: Так я и не узнал, какого же она типа.
Fakir> А ты топик-то отлистай назад ;)
Fakir> По приводившимся картинкам в принципе вполне можно и догадаться.

Отмотал и посмотрел. На том снимке муфта что-то подозрительно чёрная, детали почти не видно, но выглядит как фланцевая, на болтах .. только с зазором между фланцами. :/ И соответственно с отдельными вроде бы шайбочками, там где стянуто болтами.
А вот на той схеме из советской книжки (это я поразглядывал пиксели под увеличением) - больше похоже, что со стороны турбины на диске (фланце:)) болтами крепятся втулки, а втулки уже просто вставлены в диск со стороны кислородного насоса. Только я таких конструкций не то что не видел, а даже и не слышал о них никогда.

Fakir> С парогазом, хоть и горячим, реакции 99,9% никакой пойти не может. А между топливом и окислителем, даже если пара не самовоспламеняющаяся, всё-таки как-то неуютно...

Не может? В парогазе от 90% перекиси мольная концентрация кислорода в полтора раза выше, чем в атмосферном воздухе, между прочим. А температура у него выше, чем температура вспышки у спирта на воздухе ЕМНИМС. Сдаётся мне, спирт в нём будет самовоспламеняться.
В этом смысле схема турбина-кислород-спирт была бы поразумней.
... так пускай наступает на нас холодным рассветом новый день ...  3.0.63.0.6

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
AXT> Не очень представляю геометрию. Через что там передаётся угловой момент?

Шлицы.

AXT> На том снимке муфта что-то подозрительно чёрная, детали почти не видно, но выглядит как фланцевая,

Тачдаун! :) Фланцевая.

Детали крепления - ну, тут толком разобраться-разглядеть тяжело, тем более что там, возможно, могли быть разные вариации.

AXT> Не может? В парогазе от 90% перекиси мольная концентрация кислорода в полтора раза выше, чем в атмосферном воздухе, между прочим. А температура у него выше, чем температура вспышки у спирта на воздухе ЕМНИМС.

Температура парогаза у Фау даже на входе в турбину меньше 400 C. После лопаток - еще меньше. А к оси может попасть парогаз только мало того, что сработанный на лопатках, но еще и охладившийся по пути.
А температура воспламенения спирта, ЕМНИП, даже больше 400 (если что - Варбан поправит :) ), плюс там еще и не чистый спирт, а с примесью воды.

Температура же вспышки здесь вроде как никоим образом не при делах.
Прикреплённые файлы:
 
 2.0.0.82.0.0.8
RU Старый #11.02.2009 09:40  @Fakir#11.02.2009 01:03
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
Fakir> Собственно, больше того: у тех же немцев были не просто турбины, а именно что ТНА на перекиси - но вопрос, опять-таки, в сроках.

Ну значит решение уже было известно и конструкторам надо было только выбрать что им на их взгляд лучше подходит. Очевидно ГГ на основных компонентах показался им более сложным.
Старый Ламер  7.07.0
US avmich #25.06.2009 09:39  @Старый#11.02.2009 09:40
+
-
edit
 

avmich

координатор

Fakir>> Собственно, больше того: у тех же немцев были не просто турбины, а именно что ТНА на перекиси - но вопрос, опять-таки, в сроках.
Старый> Ну значит решение уже было известно и конструкторам надо было только выбрать что им на их взгляд лучше подходит. Очевидно ГГ на основных компонентах показался им более сложным.

Это, конечно, не ТНА, но всё же насос - и тут может быть интересным.



These latest piston pumps are powered with engine heat, which, when used with XCOR's patent pending thermodynamic cycle, can achieve an Isp as high as the staged combustion cycle, which is the most efficient cycle for LOX/hydrocarbon engines and used on the best engines now.

XCOR’s proprietary piston pumps can pump like turbopumps but are able to stop and start quickly. They are also less expensive. A benefit of a piston-style design is that the pump is capable of pumping more fuel at a higher operational speed. Using this innovative pump design, drive gas to operate the pumps can be delivered by any of the three classical methods: staged combustion, gas generator, or expander. We have chosen a fourth, however, which is a proprietary thermodynamic cycle that is most similar to the expander. XCOR has patented this cycle, which has the advantage of not lowering the engine specific impulse, as a gas generator would.
 3.0.113.0.11

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Попалось еще фото ТНА А-4, с несколько иного ракурса:

Большое и широе фото&nbsp[показать]


Выглядит как потрёпанный жизнью агрегат с насосной подстанции водоканала :) С виду в "ракетности" и не заподозришь, если не знать :)
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

ANSYS. Многодисциплинарное исследование одноступенчатой околозвуковой турбины ЖРД

В работе представлено расчётно-экспериментальное многопараметрическое исследование пространственных стационарных и нестационарных вязких течений реального газа в одноступенчатой турбине ЖРД с взаимным влиянием статора и ротора // www.procae.ru
 

Подсборка статора одноступенчатой околозвуковой турбины (КЭМ)


Нагрузки (давление, температура).


Ротор ТНА


Ротор ТНА (разрез)



Первая изгибная форма колебания вала насоса окислителя.


Первая изгибная форма колебания вала насоса горючего
 2.0.0.82.0.0.8

varban

администратор
★★★☆
varban>>> К вопросу о турбонасосных агрегатов - ведь считаем сабжевый ТНА, если турбина газовая.
Fakir>> Может лучше всё же считать по "степени ракетности" применения? ;)
varban> А это почти что тождественные требования :)
varban> Ставлю три унции золота против двух зубочисток, что первый ТНА с газовой турбиной именно жиэрдинный :)
 


Как оказалось, не обязательно :) Вполне может быть ТНА на газовой турбине и вполне земного применения. И даже - подземного: Ой!

http://www.era.com.ua/ads/images/big/54/80649_1_30286.jpg [not image]

Турбина - воздушная (значит - газовая :)). Устройство настолько простое, что такой девайс вполне мог появиться в конце XIX века, как дополнение/альтернатива паровых и пневматических поршневых водооткачивающих насосов.
 4.1.249.10644.1.249.1064
+
+1
-
edit
 

varban

администратор
★★★☆
Ответ на Паровозы

Fakir> Там же статье о паровозах (1931) о турбонасосах упоминания в явном виде не нашёл - говорится о насосах, применяемых в водоподогревателях, но судя по всему, там речь только о поршневых насосах.

Вот центробежный насос в турбинном отделении Новика:



Минный насос, п. 2 - это поршневой компрессор, циркуляционная помпа, п. 5 - центробежный насос, а помпа испарителя, п. 6 слышком схематично изображена :)

Угадай с одного раза, какие у них двигатели ;)
 4.1.249.10644.1.249.1064

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
varban> Угадай с одного раза, какие у них двигатели ;)

А возможны варианты :) Вдруг поршневые? :F

Я этому бы совершенно не удивился - после того, как на паровозах в одном водоподогревательном агрегате жили вместе турбонасос холодной воды и поршневой паровой насос горячей :)

Да собственно что там далеко ходить - хоть торпедные поршневые моторы вспомнить...
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
varban> Ставлю три унции золота против двух зубочисток, что первый ТНА с газовой турбиной именно жиэрдинный :)

Перекисную турбину считаем газовой? :)
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Смитсоновский музей: "резаные" ТНА движка Vanguard-а и F-1


Любили товарищи американцы многовальные конструкции :)


Rocket Engine Turbo Pump, Cutaway, F-1

Inlets, volutes, and impellers, aluminum alloy casting. Turbine wheels and manifold assemblies, nickel allo
 2.0.0.82.0.0.8

varban

администратор
★★★☆
Fakir> Я этому бы совершенно не удивился - после того, как на паровозах в одном водоподогревательном агрегате жили вместе турбонасос холодной воды и поршневой паровой насос горячей :)

Центробежный насос с приводом от паровой машины даже паровозники не придумают :)

Кстати, электрогенераторы у паровозов тоже все турбинные :)
 4.1.249.10644.1.249.1064

varban

администратор
★★★☆
Fakir> Перекисную турбину считаем газовой? :)

Ага, так договорились :)
 4.1.249.10644.1.249.1064

varban

администратор
★★★☆
Как бы не оказалась воздушная турбинка - пневмотурбоинструменты применялись еще во времена Брунеля - раззенковывать отверстия под заклепки. Заменить патрон на насос - и готово :)
 4.1.249.10644.1.249.1064

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Fakir>> Перекисную турбину считаем газовой? :)
varban> Ага, так договорились :)

Тогда где можно получить три унции Au? :)

varban> Как бы не оказалась воздушная турбинка - пневмотурбоинструменты применялись еще во времена Брунеля - раззенковывать отверстия под заклепки. Заменить патрон на насос - и готово :)

Пока не заменили - не засчитываем :)
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
А вот ранние годдардовские поршневые насосы


Dimensions:
Length, overall:, 14 2/8 inches; diameter, outside, 0.75 inches

Materials:
Brass

This appears to be a part of one of the first rocket pumps tested by the American rocket pioneer Dr. Robert H. Goddard in 1923 for his first experiments with liquid propellant rocket motors.

However, it was only used for static, not flight tests. Goddard used liquid oxygen and kerosene to test his first pumps, although he preferred liquid oxygen and gasoline as his standard propellants.
 





Dimensions:
Length, overall, 13 7/8 inches; length, when depressed, 12 5/8 inches; diameter, outside, 7/16 inches

Materials:
Overall, brass Length, overall, 13.5 inches, when depressed; diameter, main rod, 0.438 inches; diameter, rod, inside, 0.438 inches

This appears to be one of the first piston pumps tested by American rocket pioneer Dr. Robert H. Goddard in 1923 for his first experiments with liquid propellant rocket motors, but it was only used in ground tests. Goddard began his rocket experiments in 1915 with solid propellants, then switched to liquid propellants in 1921. His preferred propellants were liquid oxygen and gasoline, although he used kerosene to test his first pumps.

On 16 March 1926, Goddard launched the world's first liquid fuel rocket. It is therefore possible that he used liquid oxygen and kerosene with this piston pump.
 



Как бы нечто подобное могло слетать на его ракете 1926 и после - ума не приложу %(
 2.0.0.82.0.0.8

varban

администратор
★★★☆
Fakir> на паровозах в одном водоподогревательном агрегате жили вместе турбонасос холодной воды и поршневой паровой насос горячей :)

За неимением шнекоцентробежного :)
Центробежный насос горячей воды должен работать с подпором во избежания кавитационного срыва.

Кстати, насчет ТНА... я же в прошлом году давал ТНА для торпед на парогазе :)
 4.1.249.10644.1.249.1064

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
varban> За неимением шнекоцентробежного :)

А так трудно было его придумать? :)

varban> Кстати, насчет ТНА... я же в прошлом году давал ТНА для торпед на парогазе :)

Ну! :) Так как же "первые - жэрэдиные", не получается ужо! :)

Хотя те торпедные таки вроде не совсем ТНА всё же
 2.0.0.82.0.0.8

  • Серокой [17.05.2010 00:42]: Перенос сообщений в Паровозы

varban

администратор
★★★☆
Fakir> Хотя те торпедные таки вроде не совсем ТНА всё же

Совсем ТНА :)ТНА-трёп
 4.1.249.10644.1.249.1064

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
varban> Совсем ТНА :)ТНА-трёп

Блин, где тут смайлик с рваньём волос на... и пепельницей? :)

Впрочем, то только проект всё же :)
 2.0.0.82.0.0.8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Джентльмены, а кто в курсе - были ли ЖРД с ТНА без газогенератора, а с отбором газа для турбины непосредственно из КС или сопла?
Крайне любопытно :)
 2.0.0.82.0.0.8
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

varban

администратор
★★★☆
Fakir> Джентльмены, а кто в курсе - были ли ЖРД с ТНА без газогенератора, а с отбором газа для турбины непосредственно из КС или сопла?

По крайней мере были проекты и предложения. Видел, читал. Забыл, где :)

Бумага - она все терпит.

Я писал отзыв на предложение поставить турбину со свободным колесом на некотором удаление от среза сопла, при том колесо это закрывало все сечение струи.

Подшипник - большого диаметра, больше, чем диаметр сопла. И зубчатые передачи к трем насосам... два - на окислитель и один - на горючку. Насосы были размещены уютненько так между соплом и КС, но по калибру здорово выступали :D

А ты говоришь отбор из сопла, отбор из сопла...
 4.1.249.10644.1.249.1064
1 2 3 4 5 6 7 13

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