Прохожелогия

Д.В.> У 11Д57 КС охлаждалась ЖК.
Спасибо! Век живи век учись! Для интересующихся Выпавшее звено А ссылкой на ПГС или ПГС не поделитесь?
Правда решение довольно странное. Завеса за критикой??? И почему не весь тракт охлаждается кислородом? Нафига такие сложности? КС, судя по параметрам, к сильно нагруженным не отнесёшь (115–120 атм). Интересно относительно всей КС какой "процент" цилиндра охлаждался кислородом?

перегрев2> А вообще существовали когда нибудь ЖРД камеры которых охлаждались окислителем?

Окислитель - это не только кислород. Это, например, АК или перекись. Вот ими и охлаждали.

Bell> Аналогично с перекисью, она еще и взорваться может.

Тем не менее, охлаждали перекисью. Правда, небольшие двигатели.

Bell> А других окислителей, считай, и нет

Как нет? А АК на что? Устарела, правда...

перегрев2> Единственная известная мне камера охлаждаемая окислителем (жидким кислородом) разрабатывается ИЦК и пока существует только на бумаге.

Вот эта камера?


PS
а еще говорили, что охлаждение кислородом применяли вот в этом двигателе, правда, не всей КС -


А, уже сказали...

Bell> Опс! Откуда дровишки? Злые языки говорят, что температура кипения кислорода в диапазоне давления до 1 ГПа меняется очень слабо
Хотя кривая насыщения довольно пологая, тем не менее, по памяти, при и температуре 91К и давлении 3 атм, и при температуре 110К и давлении около 6 атм кислород остается жидким. А это как никак 19 градусов. Даже если температура в тракте превысит критическую (при давлении меньше критического) жидкость перейдет в газообразное состояние, но без фазы кипения. Скачкообразного ухудшения теплосъёма не будет. Так что, при небольших теплопотоках (где-то за критикой. например, нагрев охладителя выше критической температуры вполне допустим (при условии, что давление меньше Ркр).

Nikomo> Тем не менее, охлаждали перекисью. Правда, небольшие двигатели.
Двухкомпонентный ЖРД или монокомпонентный?
Nikomo> Как нет? А АК на что? Устарела, правда...
Возможно, правда я о таких конструкциях ничего не знаю, впрочем я и про 11Д57 не знал
Nikomo> Вот эта камера?
Nikomo> http://s58.radikal.ru/i162/1006/13/dbae453aebcb.jpg
Она. Правда разрабатывает эту камеру не Энергия, а ИЦК. Вообще этот движок существует пока только исключительно на бумаге.

Nikomo>> Вот эта камера?
Nikomo>> http://s58.radikal.ru/i162/1006/13/dbae453aebcb.jpg
перегрев2> Она. Правда разрабатывает эту камеру не Энергия, а ИЦК. Вообще этот движок существует пока только исключительно на бумаге.

А, вспомнил, есть такая партия
Что характерно - тягу снизили с 8 до 5 тонн, что существенно снизило нагрузку на камеру и, соответственно, потребности в охлаждении. Вот кислорода и хватило.

Bell> Опс! Откуда дровишки?

Ну типа общие законы термодинамики. Да и наблюдения над жизнью: у РН Союз после команды "Наддув" прекращается выход пара.

Bell> Злые языки говорят, что температура кипения кислорода в диапазоне давления до 1 ГПа меняется очень слабо

Но тем не менее меняется же.

перегрев2> Интересно относительно всей КС какой "процент" цилиндра охлаждался кислородом?

У Гахуна написано: "бОльшая часть ЖК после насоса поступает в коллектор охлаждающего тракта, из которого непосредственно поступает в головку и далее на центробежніе форсунки.

Nikomo> а еще говорили, что охлаждение кислородом применяли вот в этом двигателе, правда, не всей КС -

Как раз ЖК охлаждалась вся КС, а вот сопло охлаждалось жидким водородом.

Bell> Nikomo>> http://s58.radikal.ru/i162/1006/13/dbae453aebcb.jpg
...
Bell> Что характерно - тягу снизили с 8 до 5 тонн, что существенно снизило нагрузку на камеру и, соответственно, потребности в охлаждении. Вот кислорода и хватило.
Позволю себе не согласиться. Обратите внимание на величину УИ (369-372 единицы). Это очень много. Такие величины могут достигаться только высокой полнотой сгорания в КС, а следовательно большими теплопотоками. Для сравнения: при применении сверхнагруженной КС РД-0124 (но, завесной) номинал УИ составляет 359 единиц. Применение донного (супер-пупер) насадка добавит РД-0124 ещё 5-7 единиц. И всё. А тут аж 372 заявляется, при теоретически возможным для этой топливной пары (ЕМНИП) 380. Поэтому и кислород в охлаждающем тракте, вместо традиционного керосина. Впрочем в этой ветке эта дисскусия вне топика.

Д.В.> У Гахуна написано: "бОльшая часть ЖК после насоса поступает в коллектор охлаждающего тракта, из которого непосредственно поступает в головку и далее на центробежніе форсунки.
БОльшая часть ЖК, еще не означает, большую часть цилиндра. В статье НК упоминаются завесы "в цилиндрической части, перед критическим сечением и непосредственно перед неохлаждаемым насадком", это означает, что часть цилиндра КС таки охлаждалась водородом. Впрочем, можно предположить отдельный коллектор на завесу, но это уж как-то очень сложно. Хотя возможно. Интересно посмотреть посмотреть, всё-таки ПГС.

перегрев2> БОльшая часть ЖК, еще не означает, большую часть цилиндра. Впрочем, можно предположить отдельный коллектор на завесу, но это уж как-то очень сложно. Хотя возможно. Интересно посмотреть посмотреть, всё-таки ПГС.

У Гахуна коллектор ввода ЖК в КС нарисован аккурат перед входным (сужающимся) участком сопла. А весь расход ЖВ, поступающий в рубашку сопла (примерно 23-25% от всего расхода ЖВ) шел на завесы.
ПГС к сожалению не располагаю.

перегрев2> Даже если температура в тракте превысит критическую (при давлении меньше критического) жидкость перейдет в газообразное состояние, но без фазы кипения.

То есть вы постулируете равномерность температуры по всему объему протекающего ЖК?

перегрев2> Скачкообразного ухудшения теплосъёма не будет.

Вот тут - не понял почему. Все же теплоотдача в жидкость и теплоотдачп в газ - это заметно разные величины.

Bell>> Опс! Откуда дровишки?
Старый> Ну типа общие законы термодинамики.
Про законы термодинамики я знаю. Ты расскажи откуда взял конкретно, что "температура кипения сдвинется далеко вправо". Сам придумал или я тоже могу прочитать?

Старый> Да и наблюдения над жизнью: у РН Союз после команды "Наддув" прекращается выход пара.
Хм... Так она наддутая и летит до орбиты с негерметичными баками?

Bell>> Nikomo>> http://s58.radikal.ru/i162/1006/13/dbae453aebcb.jpg
перегрев2> ...
Bell>> Что характерно - тягу снизили с 8 до 5 тонн, что существенно снизило нагрузку на камеру и, соответственно, потребности в охлаждении. Вот кислорода и хватило.
перегрев2> Позволю себе не согласиться. Обратите внимание на величину УИ (369-372 единицы). Это очень много. Такие величины могут достигаться только высокой полнотой сгорания в КС, а следовательно большими теплопотоками.
Величина УИ обусловлена отказом от завесного охлаждения, что конечно можно назвать увеличением полноты сгорания (апп. - еще они что-то с форсунками намудрили). Но суммарный поток на стенку ТОЙ ЖЕ камеры - уменьшился, поскольку количество сгорающего топлива уменьшилось почти на 40%, вместе с выделяющейся при этом тепловой энергией, в т.ч. в стенки КС. Тяга-то прямо пропорциональна расходу, несмотря на небольшое изменение импульса.
Завесное же охлаждение никак не дало бы такого 40-процентного уменьшения энергии в стенку

перегрев2> Для сравнения: при применении сверхнагруженной КС РД-0124 (но, завесной) номинал УИ составляет 359 единиц. Применение донного (супер-пупер) насадка добавит РД-0124 ещё 5-7 единиц. И всё. А тут аж 372 заявляется, при теоретически возможным для этой топливной пары (ЕМНИП) 380. Поэтому и кислород в охлаждающем тракте, вместо традиционного керосина.
Не, причинно-следственные связи другие.
Предложили уменьшить тягу МДУ РБ, поскольку целые 8 т были пережитком лунной юности блока Д, а для обычного РБ достаточно 4-5 тонн. После этого выяснилось, что выделяющаяся в КС энергия на прежнюю площадь стенки намного меньше, а следовательно снижается потребность в охлаждении. Дальше появляется идея вообще отказаться от керосиновой завесы, что гарантированно даст хорошую прибавку УИ. Ну и под конец выясняется, что для охлаждения вообще хватит кислорода.
А, ну еще где-то там между - повышение давления в КС и трактах, как результат предыдущих этапов форсирования двигателя и это тоже используется для обеспечения стабильности ЖК.

Bell> Bell>> Что характерно - тягу снизили с 8 до 5 тонн, что существенно снизило нагрузку на
...
Чего то мой ответ не сохранился Попробую еще раз.
По имеющейся у меня информации давление в КС 11Д58МФ-80 кг. Такое же как на 11Д58М. Это значит тягу уменьшили за счёт уменьшения диаметра критики. Щелевая смесительная головка с одинаковым в поперечном сечении Кm. Получается очень нагруженная в тепловом отношении КС. Именно поэтому в качестве охладителя был выбран ЖК. Поясню почему. Несмотря на то, что ЖК и керосин имеют примерно одинаковый комплекс физических параметров (К) равный примерно 5ти (с небольшим преимуществом ЖК) коэффициент теплоотдачи (а) у ЖК будет выше (при прочих равных за счёт бОльшей плотности) почти на 90%.
Кроме того, керосины имеют такую гнусную особенность-при нагреве в тракте охлаждениях на стенках может интенсивно осаждаться углерод (до начала кипения), создавая дополнительное и весьма существенное термическое сопротивление. Именно вследствие этого эффекта РД-0124 не работает на Т-1с и Т-6, а работает исключительно на РГ-1 (нафтил). ЖК этого недостатка лишен и имеет весьма приличную критическую температуру-392К, что позволяет реализовать бОльший подогрев в тракте даже без паробразования. У РД-0124 подогрев где-то 150 градусов.
a=(0.244*K*(g*w)^0.8)/d^0.2 где:
g-плотность
w-скорость
d-гидравлический диаметр
P.S. Есть предложение продолжить дискуссию в "нормальном" разделе. Например: "Обсуждение 11Д57: Нахрена (Почему) 11Д57 имел такую странную схему охлаждения камеры?"

Nikomo>> Тем не менее, охлаждали перекисью. Правда, небольшие двигатели.
перегрев2> Двухкомпонентный ЖРД или монокомпонентный?

Двухкомпонентный. Причем даже для полета людей.

Во второй половине 50-х гг. появилось семейство самолетных ЖРД AR-1, AR-2, AR-2–1, AR-2–2, работавших на 90% перекиси водорода и углеводородном горючем [Aero engines. — Flight, 1959, 75, N 2617, с. 410], охлаждение которых было также регенеративное окислителем. Камеры этих ЖРД были несвязанной конструкции.

 

Nikomo>> Как нет? А АК на что? Устарела, правда...
перегрев2> Возможно, правда я о таких конструкциях ничего не знаю

Ну вот, например -

в начале 60-х гг. на ЖРД Р-4 (П-4) фирмы «Рокетдайн», предназначавшемся для сверхзвуковой мишени «БИЧ» ХРД-12, было использовано охлаждение двумя компонентами топлива, подобно тому, как это делалось в первой половине 40-х гг. в СССР. Двигатель Р-4 имел две камеры: стартовую, с тягой 300–310 кгс (2950–3040 Н) и маршевую, с тягой 39–59 кгс (383–580 Н). Маршевая камера была изготовлена методом взрывной формовки и имела керамическое покрытие, критическое сечение сопла было целиком изготовлено из керамики, сопло — из сплава хастеллой. Критическое сечение сопла охлаждалось горючим «хидайн», а камера сгорания — окислителем — КДАК (красная дымящая азотная кислота) [McGuire F.G. Compact engine boosts navy target drone. — Missiles and Rockets, 1961, 9, N 6, p. 22–23].

 

правда, тут охлаждение окислителем тоже только одной части, а другой части - горючим.

Bell> Ты расскажи откуда взял конкретно, что "температура кипения сдвинется далеко вправо". Сам придумал или я тоже могу прочитать?

Сам додумался. А ты почему не додумался?

Bell> Хм... Так она наддутая и летит до орбиты с негерметичными баками?
"Дренажный клапан" и "негерметичная" - не одно и то же.

Bell>> Bell>> Что характерно - тягу снизили с 8 до 5 тонн, что существенно снизило нагрузку на
перегрев2> ...
перегрев2> Чего то мой ответ не сохранился Попробую еще раз.
перегрев2> По имеющейся у меня информации давление в КС 11Д58МФ-80 кг. Такое же как на 11Д58М. Это значит тягу уменьшили за счёт уменьшения диаметра критики. Щелевая смесительная головка с одинаковым в поперечном сечении Кm. Получается очень нагруженная в тепловом отношении КС.
Стоп-стоп.
Тяга уменьшилась? Да, на 37,5%. УИ увеличился? Да, на 15-17 сек. Значит расход топлива уменьшился на 40%. Из этого просто и прямо следует, что энергия, выделяющаяся в результате горения уменьшилась на те же 40%. Ладно, допустим несколько меньше, поскольку до этого не весь керосин сгорал, бо шел с избытком на завесу. Но на нее идет относительно небольшая доля керосина, так что уменьшение энергии, а значит и теплового потока в стенку получилось в десятки процентов.
Размеры камеры изменились? Да, уменьшилась критика, т.е. площадь КС возросла. Отсюда опять просто и прямо следует, что теплонагруженность камеры уменьшилась.
Вот именно из-за этого удалось использовать кислород для охлаждения.

перегрев2> Именно поэтому в качестве охладителя был выбран ЖК. Поясню почему. Несмотря на то, что ЖК и керосин имеют примерно одинаковый комплекс физических параметров (К) равный примерно 5ти (с небольшим преимуществом ЖК) коэффициент теплоотдачи (а) у ЖК будет выше (при прочих равных за счёт бОльшей плотности) почти на 90%.
Теплоемкость ЖК меньше где-то на 15%, а рабочий диапазон - меньше,хотя по массе его больше. Поэтому надо очень хорошо все просчитать, перед тем как такое делать. И +90% - это как-то подозрительно много. Не вкралась ли где-нибудь...?

перегрев2> Кроме того, керосины имеют такую гнусную особенность-при нагреве в тракте охлаждениях на стенках может интенсивно осаждаться углерод (до начала кипения), создавая дополнительное и весьма существенное термическое сопротивление. Именно вследствие этого эффекта РД-0124 не работает на Т-1с и Т-6, а работает исключительно на РГ-1 (нафтил).
Ох, я очень сильно сомневаюсь, что "именно из-за этого"!
По-моему у РГ-1 плотность выше, состав более однородный и физические свойства стабильнее в большем диапазоне температур.
Про сажеобразование обычно упоминают на счет метана, а с керосином что-то и не припомню.

перегрев2> ЖК этого недостатка лишен и имеет весьма приличную критическую температуру-392К, что позволяет реализовать бОльший подогрев в тракте даже без паробразования.
Это какое же должно быть давление?

перегрев2> У РД-0124 подогрев где-то 150 градусов.
Кислорода? Где?

перегрев2> P.S. Есть предложение продолжить дискуссию в "нормальном" разделе. Например: "Обсуждение 11Д57: Нахрена (Почему) 11Д57 имел такую странную схему охлаждения камеры?"
Да можно...

Bell>> Ты расскажи откуда взял конкретно, что "температура кипения сдвинется далеко вправо". Сам придумал или я тоже могу прочитать?
Старый> Сам додумался. А ты почему не додумался?
А у меня такой фантазии нет Я оперирую точными данными.

Bell>> Хм... Так она наддутая и летит до орбиты с негерметичными баками?
Старый> "Дренажный клапан" и "негерметичная" - не одно и то же.
Так вот дымить перестает потому что дренажный клапан закрывается

Bell> А у меня такой фантазии нет Я оперирую точными данными.

И что они говорят? Что
Bell> Кислород на практике - кипящий, ну максимум - немного переохлажденный. Поэтому в рубашке сразу закипит...


Bell> Так вот дымить перестает потому что дренажный клапан закрывается

А куда ж девается выкипевший килород? Или таки перестаёт кипеть?

Bell>> А у меня такой фантазии нет Я оперирую точными данными.
Старый> И что они говорят? Что
Bell>> Кислород на практике - кипящий, ну максимум - немного переохлажденный. Поэтому в рубашке сразу закипит...
Старый>
Как правило - да, но бывают особые случаи, о которых говорилось выше.

Bell>> Так вот дымить перестает потому что дренажный клапан закрывается
Старый> А куда ж девается выкипевший килород? Или таки перестаёт кипеть?
Дымить перестает из-за того что клапан закрывается, а не из-за уменьшения испарения кислорода под давлением. Поэтому отсутствие парящего кислорода - не аргумент о каких-то его термодинамических свойствах.

Bell>> Так вот дымить перестает потому что дренажный клапан закрывается
Старый> А куда ж девается выкипевший килород? Или таки перестаёт кипеть?
Так, стоп. Т.е. ты утверждаешь на голубом глазу, что при давлении наддува 0,3 МПа кислород перестает кипеть? Ты точно это хотел сказать?

Bell> Так, стоп. Т.е. ты утверждаешь на голубом глазу, что при давлении наддува 0,3 МПа кислород перестает кипеть? Ты точно это хотел сказать?

Надеюсь - нет. Кстати, а каков приход тепла в бак с ЖК? Там теплоизолируют или полагаются на малый коэфф. теплоотдачи от газа к стенке?

Старый> Ну типа общие законы термодинамики. Да и наблюдения над жизнью: у РН Союз после команды "Наддув" прекращается выход пара.

А, конманда "наддув" не означает, что бак начинают наддувать?

Д.В.> У Гахуна коллектор ввода ЖК в КС нарисован аккурат перед входным (сужающимся) участком сопла. А весь расход ЖВ, поступающий в рубашку сопла (примерно 23-25% от всего расхода ЖВ) шел на завесы.
Спасибо, посмотрю. А насчёт расхода на завесу Вы скорее всего заблуждаетесь. 23-25% это расход на охлаждение. 5-7% расхода на завесу уже считается много, а тут 25%!
Д.В.> ПГС к сожалению не располагаю.
Понятно! Бум искать!