ТНА-трёп

история и особенности конструкции турбонасосных агрегатов ЖРД
 
1 7 8 9 10 11 12 13

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Своеобразный безгенераторный ТНА был у Зенгера-Бредта в пресловутом проекте антиподного бомбера. Охлаждение КС и сопла предполагалось водяное, и соответственно турбина - паровой. Отработанный пар охлаждался бы в конденсаторе-теплообменнике ЖК. Насосов же было три: топлива, кислорода и еще (с другой стороны от колеса насоса) водяной. Всё - турбина и три насоса - на едином роторе.
 3.6.33.6.3

AXT

инженер вольнодумец
★☆
Fakir> Отработанный пар охлаждался бы в конденсаторе-теплообменнике ЖК.

Т.е. система охлаждения была замкнутой? Очень интересно! Это надо бы в ракетомодельном нашим строителям ЖРД посоветовать. Понятно, что массовое совершенство мотора упадёт, но водой охлаждать не то, что просто, а очень просто. Даже и в условиях кипения теплоносителя — для воды это только улучшает удельные параметры.

(подумав) Возможно, при некоторых типах топливных пар даже можно будет сливать водяной пар в КС в качестве третьего компонента — при его показателе адиабаты он является прекрасным рабочим телом. Импульс может и возрасти в результате.
... так пускай наступает на нас холодным рассветом новый день ...  
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Fakir>> Отработанный пар охлаждался бы в конденсаторе-теплообменнике ЖК.
AXT> Т.е. система охлаждения была замкнутой? Очень интересно!

Кстати, да - цикл Ренкина (парожидкостный) - самый компактный из всех. Обычные ТНА выигрывают у него только потому, что нет необходимости в конденсации(цикл Ренкина)/сжатии (ГТУ цикл) рабочего тела - тело просто выбрасывается к ешкиной бабушке :)
Кстати, еще интересней расширенный цкл Ренкина - парожидкостный с химическим преобразованием - на том же тетраоксиде азота. Может действительно получится очень компактно.
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  8.08.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
AXT> Т.е. система охлаждения была замкнутой? Очень интересно! Это надо бы в ракетомодельном нашим строителям ЖРД посоветовать.

Подозреваю, что это слишком сложно для цирка. Увеличит массу, сложность... Для малых ЖРД как-то разумнее выглядит аб**



ЗыСы Кстати, правильно, пожалуй, будет не "Зенгера-Брендта", а "Зенгера-Брендт" - Брендт-то, прохоже, дама, звать Ирэн :)
 3.6.33.6.3
AR a_centaurus #18.07.2013 02:40  @Sandro#14.07.2013 19:35
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Fakir>> Отработанный пар охлаждался бы в конденсаторе-теплообменнике ЖК.
AXT> Т.е. система охлаждения была замкнутой? Очень интересно! Это надо бы в ракетомодельном нашим строителям ЖРД посоветовать.

Очень интересно было бы услышать (прочитать) дельный совет. Нам (не вашим, правда), скромным строителям ЖРД. Особенно от инженера-специалиста-двигателиста.
 10.010.0
US Fakir #18.07.2013 11:47  @a_centaurus#18.07.2013 02:40
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Из таких специалистов на форуме сейчас, по-моему, разве что перегрев.
 3.6.33.6.3
AR a_centaurus #19.07.2013 22:13  @Fakir#18.07.2013 11:47
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Вопрос в тему, только без "трёпа", пожалуйста. Для разработанного 1KN ЖРД малой тяги на NOx/Ethylic alcohol/parafin завис на теме подачи горючего из бака. На ранних моделях спирт наддувался закисью в концентрическом баке 0.5 л. Для большого бака это неудобно, поскольку сложной получается заправка внутреннего бака. Наддувать из 8-16 G капсулы с NOx /CO2 можно, но опять-таки неудобно (нужно декапсулировать мембрану). Посмотрел коммерческие насосы. В Аргентине есть шестерёнчатые для масла, могут сделать на заказ. С brushless движком и батареей LiPo получается неплохо, но дорого выходит. Хотелось бы начать с дешёвого китайского центробежного, для воды и пр. Расход по г. в пределах 0.3 л/с. Калибр ракеты - 104-125 мм. Кто-нибудь имел дело с подобными ц.б. насосиками (ТНА:)) на 12 В? В пределах 800-1000 л/ч подошёл бы по размерам, еслив его подпилить и добавить ему мощи (LiPo 14 V?)

Bomba de agua pequeña dc40c 1230, para la circulación del agua del acuario de lavado de coches de la fuente

Los bomba de agua pequeña de nuestra empresa se venden en China y en el extranjero. Son competitivos, tanto en calidad como en precio. Nos dedicamos a la producción y procesamiento de reproductores bomba de agua pequeña. // es.aliexpress.com
 
 12.012.0

AXT

инженер вольнодумец
★☆
Fakir> Подозреваю, что это слишком сложно для цирка. Увеличит массу, сложность... Для малых ЖРД как-то разумнее выглядит аб**

Мне как-то не нравится такое утверждение. То есть, для малых и короткоработающих моторов таки да, аб** годится, но ... а не проще ли сделать бочку с порохом с теми же параметрами?

Кстати, по поводу воды есть у меня одна совсем дурная мысль, попробую сформулировать.
... так пускай наступает на нас холодным рассветом новый день ...  
+
-
edit
 

AXT

инженер вольнодумец
★☆
a_centaurus> Очень интересно было бы услышать (прочитать) дельный совет. Нам (не вашим, правда), скромным строителям ЖРД. Особенно от инженера-специалиста-двигателиста.

Должен сразу предупредить, что я не двигателист, а вообще занимаюсь цифровой электроникой. Но идея залипла в голове, так что попробую изложить.

Суть в чём: предельно простой двухкомпонентный жидкостник и с вытеснительной подачей и без ёмкостей газа высокого давления вообще. Все ёмкости наддуты до давления чуть выше, чем в КС. Причём до абсолютного, разностные выходят много меньше.

Керосин-азотка выходит на полку по импульсу близко к 40 атмосферам ЕМНИМС, компоненты копеечные, можно на коленке сделать дешёвый жидкостник с недетским УИ.

(спать пора уже, детали завтра)
... так пускай наступает на нас холодным рассветом новый день ...  
+
-
edit
 

zaitcev

опытный

AXT> Суть в чём: предельно простой двухкомпонентный жидкостник и с вытеснительной подачей и без ёмкостей газа высокого давления вообще. Все ёмкости наддуты до давления чуть выше, чем в КС. Причём до абсолютного, разностные выходят много меньше.
Как без емкостей высокого давления поддержать наддув по мере расхода компонент? По-моему такое возможно только в схеме "Va-pack" на пропане/кислороде.
 22.022.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Например, газогенератором. Классическое решение.
 3.6.33.6.3
+
+1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Fakir> Своеобразный безгенераторный ТНА был у Зенгера-Бредта в пресловутом проекте антиподного бомбера. Охлаждение КС и сопла предполагалось водяное, и соответственно турбина - паровой. Отработанный пар охлаждался бы в конденсаторе-теплообменнике ЖК. Насосов же было три: топлива, кислорода и еще (с другой стороны от колеса насоса) водяной. Всё - турбина и три насоса - на едином роторе.


Собственно вот.
Прикреплённые файлы:
 
 3.6.33.6.3

AXT

инженер вольнодумец
★☆
AXT> (спать пора уже, детали завтра)

"завтра" не получилось, уж прошу извинить.

Идея в следующем (я понимаю, что конструкция довольно безумная, но...): делаем мотор (КС+сопло+арматура) полностью погружённым в водяной бак. Выше баки азотки и керосина, с общими стенками.
Вода кипит на моторе, перегородкой пар направляется от сопла вверх (ну отверстия наверху конечно нужны, чтобы пузырь в водяном баке не сдувался), дальше часть пара уходит на наддув, часть в завесу в КС, остаток — за борт. Да, в баках будет образовываться конденсат, а в азотке ещё и растворяться, но время — десятки секунд, есть шансы успеть. Опять же, тепло от пара будет частично рекуперироваться, что уменьшает потерю УИ.
Рулить будем впрыском воды в закритику, благо вода под давлением прямо за стенкой.

Получается предельно просто всё. Правда, мороки с расчётами там будет изрядно. Я вообще не уверен, что конструкция "сойдётся".
... так пускай наступает на нас холодным рассветом новый день ...  

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
AXT> Выше баки азотки и керосина, с общими стенками.
AXT> Да, в баках будет образовываться конденсат, а в азотке ещё и растворяться, но время — десятки секунд, есть шансы успеть.

Скажите пожалуйста, что, по-вашему, будет происходить с конденсатом в керосине? Допустим, в азотной кислоте он будет растворяться, хрен бы с ним, а в керосине как он будет себя вести? ;)
 
RU Андрей Суворов #25.07.2013 23:25  @Sandro#25.07.2013 21:12
+
+1
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

AXT> Идея в следующем (я понимаю, что конструкция довольно безумная, но...): делаем мотор (КС+сопло+арматура) полностью погружённым в водяной бак. Выше баки азотки и керосина, с общими стенками.
AXT> Вода кипит на моторе,
И мотор прогорает. Пар образует сплошную плёнку, ухудшающую охлаждение.
Чтобы мотор не прогорал, охлаждающая жидкость кипеть не имеет права. Напротив, она обязана быть под давлением, исключающим не только кипение, но и кавитацию. И двигаться по рубашке охлаждения со скоростью от 7 до 30 метров в секунду.
Только водород обладает приемлемыми характеристиками, как охладитель, в газообразном виде (но под давлением 50 и выше атмосфер, в движках "Шаттла" в рубашке было под 400, 50 - это в RL-10). Ну, ещё, наверно, гелий, но его в здравом уме никто для охлаждения КС ЖРД использовать не будет.
 10.010.0
RU Lamort #26.07.2013 06:59  @Андрей Суворов#25.07.2013 23:25
+
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
А.С.> Ну, ещё, наверно, гелий, но его в здравом уме никто для охлаждения КС ЖРД использовать не будет.

Почему же, Алан Бонд использует в своём теплообменнике, правда это не КС. Дело тут не в "здравом уме", а в том, что если можно обойтись без гелия, то без него обходятся. :)
 

AXT

инженер вольнодумец
★☆
Lamort> Скажите пожалуйста, что, по-вашему, будет происходить с конденсатом в керосине? Допустим, в азотной кислоте он будет растворяться, хрен бы с ним, а в керосине как он будет себя вести? ;)

Будет оседать в виде эмульсии, возможно неравномерно (и это может быть проблемой), ну и попадать в КС. Я не спорю, проблема тут есть, но, возможно, решения у неё есть тоже.

Кстати, безумая мысль: заправлять ракету горячими компонентами! Параметры у обоих достаточные, конденсата не будет. Только растворение в азотке.

Правда, работать с горячими керосином и азоткой — та ещё идея ...
... так пускай наступает на нас холодным рассветом новый день ...  
RU AXT #26.07.2013 17:33  @Андрей Суворов#25.07.2013 23:25
+
-1
-
edit
 

AXT

инженер вольнодумец
★☆
AXT>> Вода кипит на моторе,
А.С.> И мотор прогорает. Пар образует сплошную плёнку, ухудшающую охлаждение.
А.С.> Чтобы мотор не прогорал, охлаждающая жидкость кипеть не имеет права. ...

Цитата из учебника детектед :)
Но я имел в виду именно конструкцию с паровым охлаждением. Мысль как раз в том, что по стенке идёт именно пар, и он же сливается в КС для формирования завесы. Т.е. нагрев стенки в основном излучательный. А кипение — это просто газогенератор своеобразный. Хотя свой вклад, конечно, оно вносить будет.

Я прекрасно понимаю, что такая конструкция обладает очень проблемной термодинамикой, но уж очень она заманчиво выглядит.

А.С.> Только водород обладает приемлемыми характеристиками, как охладитель, в газообразном виде ...

Ну, у водяного пара теплоёмкость всего в 7 раз меньше. Есть мнение, что с малым мотором фокус может и получиться. Правда, это будет фактически трёхкомпонентник с водой в качесте третьего. Лить придётся от души :)
... так пускай наступает на нас холодным рассветом новый день ...  

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
AXT> Кстати, безумая мысль: заправлять ракету горячими компонентами! Параметры у обоих достаточные, конденсата не будет. Только растворение в азотке.

Ещё немного, и вы додумаетесь до наддува баков газами вырабатываемыми газогенератором. ;)

Кстати, по водяному охлаждению вопрос, - в охлаждающей ёмкости будет искусственно поддерживаться температура? Понимаете, бывает, что стартуют при температурах до -30. :)
 
AR a_centaurus #26.07.2013 18:49  @Sandro#26.07.2013 17:33
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Дело не только в реагенте (жидкое горючее, окислитель или вода) для отбора тепла от стенок камеры, но и в геометрии теплообменника. Если на стенку камеры (дюраль) установить вот такой т.о. из Al FOAM с развитой площадью внутренних ячеек и высокой теплопроводностью стенок и поместить всё в реагентную жидкую/фазовую твёрдую среду, то для 1-2 мин работы движка малой тяги этого достаточно. Вот производитель: This page has been updated (See Foto). Работает также с криогеникой. У меня в лаборатории есть самодельный криостат (77К) для ИК детектора из такого материала. Кстати, ещё на приборах спускаемого зонда аппаратов Vega использовался такой материал (на основе металлизированного поролона) с наполнителями из металлических композитов (In,Ga,Bi...) и солей лития в качестве heat exchanger и energy absorber. Только губка была из медно-никелевого состава.
Прикреплённые файлы:
heatexchanger.jpg (скачать) [160x160, 6,8 кБ]
 
 
 12.012.0
+
-
edit
 

Salo Ukr

аксакал
★☆
Fakir>> Охлаждение КС и сопла предполагалось водяное, и соответственно турбина - паровой. Отработанный пар охлаждался бы в конденсаторе-теплообменнике ЖК.
Fakir> Собственно вот.
Эту схему пытались протолкнуть Полярный с Келдышем на Р-3. Королёв её рассматривал как перспективную до середины 50-х.
Были и мы когда-то рысаками!  22.022.0
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Насчёт Полярного не помню. Вроде Греттруп со товарищи подобную идею пробивал. Надо полагать, если не по стопам Зенгера и Бредт, то с идеей от одного корня.
 3.6.33.6.3
+
-
edit
 

Salo Ukr

аксакал
★☆
Fakir> Насчёт Полярного не помню.
Обсуждали тут:

Журнал Новости Космонавтики - А.И.Полярный и его роль в ракетной технике

Александр Иванович Полярный, инженер-конструктор (1902-1991) Цитата О ТВОРЧЕСКОМ ВКЛАДЕ В РАЗВИТИЕ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ А.И.ПОЛЯРНОГО И В.А.АНДРЕЕВА Н.П.Казановская Журналист Есть личности, которым дано судьбой оставаться веками в памяти поколений. Запрограммированные герои. В космонавтике, ракетостроении они на слуху. Слава им, уже одетым в памятники. Но постаменты этих памятников прочны благодаря тому, что опираются на надежные «человечески монолиты». О некоторых вспоминают в юбилеи, о других,... // novosti-kosmonavtiki.ru
 

Правда всё очень зыбко, без документов.
Были и мы когда-то рысаками!  22.022.0
+
+1
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
А что если крутить турбонасос от баллонов высокого давления, а эти баллоны потом просто выбрасывать по мере использования?
 
AR a_centaurus #01.08.2013 22:03  @Fakir#26.07.2013 23:48
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Fakir> Насчёт Полярного не помню. Вроде Греттруп со товарищи подобную идею пробивал. Надо полагать, если не по стопам Зенгера и Бредт, то с идеей от одного корня.

Воду в системе охлаждения применил Глушко для конструкции газогенератора ГГ1 в 1935-36 г. Источник: Развитие Отечественного Двигателестроения, Е.К.Мошкин,М., Маш., 1973 г. Много интересных и полезных инженерных деталей (известных, но собранных в одном месте участником событий). Отсканирую и выложу всю книгу. Подарок автора.
Прикреплённые файлы:
GG1_01.jpg (скачать) [2285x1714, 269 кБ]
 
GG1_02.jpg (скачать) [2285x1714, 353 кБ]
 
 
 12.012.0
1 7 8 9 10 11 12 13

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