Охлаждение камеры сгорания

Wyvern-2> [боюсь спросить...но надо...]
Wyvern-2> Старый, ты с кем разговариваешь то?

Мысли вслух.
Сентенции нашего изобретателя "ТНА на сладком газе это пять!" навели на мысль прикинуть насколько широко распространено это явление.

Старый> Дааа, блинн, один Протон тянет за 12 Союзов... Керосин как рабочее тело ТНА посрамлён.
Можешь ещё "Космосы" и "Циклоны" приплюсовать. У 11К63 один был ТНА на термокаталитическом разложении НДМГ. У 11К65 там сложнее, ну, скажем, три ТНА с избытком НДМГ.

Старый> Сентенции нашего изобретателя "ТНА на сладком газе это пять!" навели на мысль прикинуть насколько широко распространено это явление.
А у Протона все ТНА на кислом газе, вааще-та. На сладком только при открытой схеме. Ну и у водородников.

Б.г.> А у Протона все ТНА на кислом газе, вааще-та.

Аййй, блиннн! Точно! Такой прокол!
Позор на мою лысую голову.
Всё, Протон нах.

Хватит ли 7 двигателей на Циклоне и три на Космосе-3М чтоб превзойти один двигатель на семёрках?
За рубежом я так понимаю Титаны, Арианы-4 и CZ покрывают Торы и Атласы?

Старый> Хватит ли 7 двигателей на Циклоне
А у Циклона на 1-й ступени тоже три двухкамерных двигателя, ваще-то. Что-то я и сам со счёту сбился, рулевик забыл. Коварен Глушко
Старый> и три на Космосе-3М чтоб превзойти один двигатель на семёрках?

Семёрок слетало 1850 штук, из них с полсотни - в двухступенчатом варианте и с третьей ступенью на РД-0124, который тоже на кислом газе. Циклонов обеих модификаций - около трёхсот. Космосов-3 и 3М - 440. Космосов на базе Р-12 - около 160. Пожалуй, гептил-таки опередит.

Старый> За рубежом я так понимаю Титаны, Арианы-4 и CZ покрывают Торы и Атласы?
На Титане-2 на первой ступени 2 двигателя. На Атласе, правда, тоже, причём, Атласов летало больше, чем Титанов.
А вот Ариан-4 - это знатный рудник! надо копать! Особенно, 44L

Naib>> Ну, напиши реакции пиролиза в их ГГ. С продуктами. Можно без коэффициентов.
Старый> Это экзамен? Когда будешь профессором а я прийду к тебе на экзамен тогда будешь давать мне указания что писать. А пока сам экзамен сдай, для начала разберись по какому предмету сдаёшь. Перепиши двигатели и обозначь на чём работают их ТНА. Чтоб не было дурацких воплей "Naib>> Пиролиз в газогенераторе - это пять. То есть ТНА теперь работает на сладком газе от углеводородного топлива. Мощ-щно. "

Учись, Старый. А то так ламером и останешься.
Подсказываю. Помимо слова "пиролиз", который, вообще-то, эндотермический процесс, есть слова "окисление" и "горение" в ходе которых тепло обычно выделяется.
Разберёшься с этими понятиями, хотя бы на качественном уровне, - приходи на пересдачу. А пока - незачёт.

Б.г.> На Титане-2 на первой ступени 2 двигателя. На Атласе, правда, тоже, причём, Атласов летало больше, чем Титанов.

У Титана три гептиловых двигателя (если не считать Транстейдж), у Атласа тоже три. Но Атласов было больше.

Б.г.> А вот Ариан-4 - это знатный рудник! надо копать! Особенно, 44L

Да! И CZты. В самом простом варианте 5 двигателей (не знаю два рулевика второй ступени можно ли считать отдельными двигателями, если да то семь).
В тяжёлом варианте 9 маршевых двигателей как на 44L.
Также гептиловые ЖРД открытой схемы применяются на PSLV и GSLV. Керосин в других странах применяется слабо, кроме японских N-1/2 чтото сходу и в голову ничего не приходит. Вобщем за пределами СССР и США гептил кроет керосин как бык овцу.

Старый>(если не считать Транстейдж)
Во-первых, Транстейдж появился только на третьем титане, на втором его не было. Во-вторых, чего его считать, у него ТНА нету, он на вытесниловке.

Naib> Помимо слова "пиролиз", который, вообще-то, эндотермический процесс,

Вообще-то, это зависит от энтальпии образования исходного вещества. Пиролиз НДМГ - экзотермический процесс. Как ни странно.

Naib> есть слова "окисление" и "горение" в ходе которых тепло обычно выделяется.

Тем не менее, в газогенераторе РД-119 окисления и горения не было. Да и в других ГГ на сладкой смеси окислителя ровно столько, чтобы процесс не флуктуировал - энергосодержание гептила достаточно для самостоятельного разложения. Другое дело, что при низкой температуре процесс может останавливаться на стадии диметиламина, что нам неинтересно - молекулярный вес великоват.

Naib> Разберёшься с этими понятиями, хотя бы на качественном уровне, - приходи на пересдачу. А пока - незачёт.

Старый>>(если не считать Транстейдж)
Б.г.> Во-первых, Транстейдж появился только на третьем титане, на втором его не было. Во-вторых, чего его считать, у него ТНА нету, он на вытесниловке.

Ага, Транстейдж тоже выкидываем. Собственно мы его и не считали.

Naib> Подсказываю. Помимо СЛОВА "пиролиз", который, вообще-то, эндотермический процесс, есть СЛОВА "окисление" и "горение" в ходе которых тепло обычно выделяется.

Внятно скажи: по твоему в ГГ с избытком керосина есть пиролиз керосина или нет? Только вчера ты вообще ничего не знал о ГГ на сладком газе, а сегодня пытаешься соскочить на источник энергии для пиролиза.

Naib> Разберёшься с этими понятиями, хотя бы на качественном уровне, - приходи на пересдачу.

С какими понятиями, милый? Ты говоришь о СЛОВАХа не о понятиях. Каковы твои понятия о ГГ и пиролизе ты уже сказал

Naib> А пока - незачёт.

Верная примета - чем ниухонирыльнее клиент тем больше он любит принимать зачёты и выставлять оценки.
Тебе дяденька Старый бесплатно рассказал что существуют и весьма распространены ГГ на сладком газе от пиролиза керосина. Где "спасибо"?

Чтоб ты не забыл повторяю простой вопрос: по твоему в ГГ с избытком керосина есть пиролиз керосина или нет?
Увидеть ответ не надеюсь.

Naib>> Помимо слова "пиролиз", который, вообще-то, эндотермический процесс,
Б.г.> Вообще-то, это зависит от энтальпии образования исходного вещества. Пиролиз НДМГ - экзотермический процесс. Как ни странно.
Naib>> есть слова "окисление" и "горение" в ходе которых тепло обычно выделяется.
Б.г.> Тем не менее, в газогенераторе РД-119 окисления и горения не было.

Андрей, с кем и о чём ты разговариваешь? Ещё вчера он ничего не знал о сладких ГГ с пиролизом керосина а сейчас вместо объявления слива и "спасибо что рассказали" пытается говорить умные слова и выставлять незачёты.

Б.г.> Его размывает потоком.
Б.г.> Всё это пробовали ещё в 30-е годы - всё вытеснило регенеративное охлаждение с небольшой добавкой плёночного.
Б.г.> 12 МДж/кг - это сущие копейки. Но, главное, потеря прочности этого добра происходит гораздо раньше, чем оно расплавится или что там ещё. И его выносит просто горячим газом.
Б.г.> Ну подумайте — этот "композит", по сути, как влажный песок в пустыне. Как только там кончается вода, песок начинает носить даже слабый ветер. А тут скорость ветра - километр в секунду.
Б.г.> Как только начинается какая-то химическая реакция, об упорядоченной структуре можно забыть, даже если она была прочной при комнатной температуре.

Есть такой материал: углерод, упрочнённый углеродным волокном. Термостойкий, прочный, неплавкий. В 30-е годы не было даже исходников для его синтеза, а потом идея выпала из рассмотрения, сменившись традицией регенеративного охлаждения. Я не говорю, что регенеративное охлаждение - это плохо. Но это накладывает массу ограничений на топлива и конструкцию вообще.

Упорядоченная структура при реакции вполне возможна. Классический пример - горение порохов. Реакция затрагивает только тонкий пограничный слой, не меняя свойств всего остального материала.

Меня зовут Александр.

Naib> Пиролиз в газогенераторе - это пять.

Алло, профессор, ты с пиролизом в газогенераторе разобрался? Ато чтото страшновато к тебе на экзамен идти.

Naib> То есть ТНА теперь работает на сладком газе от углеводородного топлива. Мощ-щно.

Алло, профессор, ты разобрался на каком газе работают ТНА и от какого он топлива? Не вижу ответа.

Б.г.>> Ну подумайте — этот "композит", по сути, как влажный песок в пустыне. Как только там кончается вода, песок начинает носить даже слабый ветер. А тут скорость ветра - километр в секунду.
Б.г.>> Как только начинается какая-то химическая реакция, об упорядоченной структуре можно забыть, даже если она была прочной при комнатной температуре.
Naib> Есть такой материал: углерод, упрочнённый углеродным волокном. Термостойкий, прочный, неплавкий. В 30-е годы не было даже исходников для его синтеза, а потом идея выпала из рассмотрения, сменившись традицией регенеративного охлаждения. Я не говорю, что регенеративное охлаждение - это плохо. Но это накладывает массу ограничений на топлива и конструкцию вообще.

Ответ Андрея был на это:
Naib> Охлаждение за счёт эндотермических реакций.
Naib> Например, композит из оксида магния и углерода (стехиометрический) при реакции поглощает около 12 МДж/кг. При этом у него невысокая теплопроводность, что в принципе позволяет использовать его как теплозащитную вставку в наиболее горячих местах.

Возразить нечего. И тогда следует стремительный финт ушами с бредовой идеи "композита из оксида магния и углерода с эндотермическим охлаждением" на углерод-углеродный КМ. Авось ктото забудет о чём речь шла в начале а Бывший генералисимус посрамлён - не знает о УУКМ.

Это правило демагога №6:
6. Если в посте оппонента 90 % неотразимых аргументов, на которые нечего возразить, проигнорируй их. Затем найди слабое место в оставшихся 10 % и раскрути его. Если тебя поймали на подтасовке или ошибке, делай вид, что ничего не случилось и переведи спор на другую тему, где ты можешь захватить инициативу.

Naib> Есть такой материал: углерод, упрочнённый углеродным волокном. Термостойкий, прочный, неплавкий. В 30-е годы не было даже исходников для его синтеза, а потом идея выпала из рассмотрения

Не выпала! Не надо приписывать другим собственное невежество! Пробовали УУКМ в качестве материала для камер, пробовали. Он графитизируется, СУКА! при 2000 градусах, отчего его теплопроводность увеличивается в десяток, а то и два десятка раз, после чего то, на чём держалась камера, плавится.
Кроме того, он реагирует с водяным паром с образованием СО и улетает, поэтому ресурс стенки дополнительно снижается. Пробовали покрывать карбидом кремния - при низких давлениях получается удовлетворительно, и ДМТ сейчас так делают. Но движки на сотни тонн из УУКМ сделать не выйдет.

Naib> Но это накладывает массу ограничений на топлива и конструкцию вообще.

Лучшее в мире топливо - жидкий кислород и жидкий водород. И оно накладывает, конечно, немало ограничений, и их можно побеждать разными способами, но движки замкнутой схемы с регенеративным охлаждением всегда будут иметь больший УИ, чем любые альтернативные конструкции. А на ступенях, начиная со второй, УИ - это альфа и омега. Не в том, конечно, смысле, альфа, в котором его ЖРД-шники употребляют.

Naib> Упорядоченная структура при реакции вполне возможна. Классический пример - горение порохов. Реакция затрагивает только тонкий пограничный слой, не меняя свойств всего остального материала.

Это только потому, что он ОЧЕНЬ БЫСТРО УЛЕТАЕТ! Это тот же, в общем, механизм, что и абляция, уносить тепло с собой. Когда нам нужно нечто постоянной геометрии, и в этом нечто начинается химическая реакция, о геометрии можно забыть.

Naib> Меня зовут Александр.

Б.г.> Вообще-то, это зависит от энтальпии образования исходного вещества. Пиролиз НДМГ - экзотермический процесс. Как ни странно.

Верно. Но с оговорками. Энтальпия образования не так уж велика и этого запаса энергии не хватит для самопроизвольного распада гептила, если считать от стандартных условий.

То есть либо нужен катализатор, либо предварительный нагрев до достаточно высокой температуры.

Naib> Верно. Но с оговорками. Энтальпия образования не так уж велика и этого запаса энергии не хватит для самопроизвольного распада гептила, если считать от стандартных условий.

А нам и не надо самопроизвольно. Мы запустим процесс пороховой шашкой, а дальше будем использовать тепло, выделившееся при разложении предыдущей порции, для подогрева следующей.

Naib> То есть либо нужен катализатор, либо предварительный нагрев до достаточно высокой температуры.

Пиростартер, да. Но зато безопасно - в отличие от нестабилизированного гидразина.

Старый> Возразить нечего. И тогда следует стремительный финт ушами с бредовой идеи "композита из оксида магния и углерода с эндотермическим охлаждением" на углерод-углеродный КМ. Авось ктото забудет о чём речь шла в начале а Бывший генералисимус посрамлён - не знает о УУКМ.

Исчезни, убогий.
С Андреем интересно вести дискуссию, а ты вечно лезешь в разговор и мешаешь.
Принципиально ничто не мешает ввести в УУКМ оксид магния. Пиролиз ПАН-связки заканчивается раньше, чем начинается восстановление магния. Правда, скорее всего пострадает прочность, так как адгезия к оксиду вряд ли будет сильно хорошей, но тут уже надо делать образец. Может углеволокно вытянет этот провал.

Naib> Исчезни, убогий.

Размечтался, профессор! А у кого ж ты будешь принимать зачёты?

Naib> С Андреем интересно вести дискуссию, а ты вечно лезешь в разговор и мешаешь.

Это потому что:
3. Никогда не спорь с другим демагогом. Если у тебя есть выбор на чей пост отвечать, выбирай новичков, которые наивно пытаются разговаривать с тобой, как с вменяемым человеком. Они самые лёгкие жертвы, и ты не можешь им проиграть.

Naib> Принципиально ничто не мешает ввести в УУКМ оксид магния.

Принципиально ничего не мешает ввести что угодно во что угодно. Особенно если ты профессор.

Naib> Правда, скорее всего пострадает прочность, так как адгезия к оксиду вряд ли будет сильно хорошей, но тут уже надо делать образец. Может углеволокно вытянет этот провал.

Тю, какие пустяки. Ты профессор или кто? Придумай что-нибудь. Ато я уже начинаю скучать.

Б.г.> Не выпала! Не надо приписывать другим собственное невежество! Пробовали УУКМ в качестве материала для камер, пробовали. Он графитизируется, СУКА! при 2000 градусах, отчего его теплопроводность увеличивается в десяток, а то и два десятка раз, после чего то, на чём держалась камера, плавится.

Андрей, я занимаюсь ракетной тематикой всего месяца 3 и действительно многого пока не знаю. Особенно экспериментальных данных, которые и имеют наибольшую ценность. На первый взгляд, введение реактивного оксида не даст температуре вырасти до уровня графитизации, пока он не закончится. И продукт не выкипит

Б.г.> Кроме того, он реагирует с водяным паром с образованием СО и улетает, поэтому ресурс стенки дополнительно снижается. Пробовали покрывать карбидом кремния - при низких давлениях получается удовлетворительно, и ДМТ сейчас так делают. Но движки на сотни тонн из УУКМ сделать не выйдет.

Эта реакция как раз из ожидаемых.
Как насчёт карбидов тантала и гафния? ЕМНИП, у этой системы температура плавления более 4000 градусов. Правда, тяжёлая она...


Naib>> Но это накладывает массу ограничений на топлива и конструкцию вообще.
Б.г.> Лучшее в мире топливо - жидкий кислород и жидкий водород. И оно накладывает, конечно, немало ограничений, и их можно побеждать разными способами, но движки замкнутой схемы с регенеративным охлаждением всегда будут иметь больший УИ, чем любые альтернативные конструкции. А на ступенях, начиная со второй, УИ - это альфа и омега. Не в том, конечно, смысле, альфа, в котором его ЖРД-шники употребляют.

Для ступеней выше первой - безусловно. Но на первой ещё есть простор для деятельности.
Кстати, по топливу. Есть ли расчёт УИ для системы гидразин/водород?

Naib> Как насчёт карбидов тантала и гафния?

Очень дорого выходит, опять же, не для первой ступени.

Naib> Для ступеней выше первой - безусловно. Но на первой ещё есть простор для деятельности.

Да тоже не очень-то. Экономика убивает полёт мысли на корню. Не зря же до сих пор "семёрка" летает, а сколько было предложений по замене РД-107 на её морковках? Ни одно не выдерживает испытания экономикой.

Напоминаю поучительную историю. Когда французы собирались строить старт в Гвиане под "семёрку", они заказали переделать движки РД-107 и 108 на химическое зажигание, вместо нынешних "табуреток". Посмотрели прибавку массы, посмотрели цену, плюнули, и оставили как есть.

Это к вопросу об "внедрении оксида магния в уукм" и "нанесении карбидов гафния и тантала".

Naib> Кстати, по топливу. Есть ли расчёт УИ для системы гидразин/водород?

Есть две очень популярные программы для этого. Ихний PROPEP и наша "Астра". Позволяют испытывать почти все комбинации.

Подсказываю. Интересной выглядит комбинация гидразин+пентаборан. Теоретический УИ с вакуумным соплом - 406 единиц. При этом оба компонента долгохранимые, с нормальной плотностью и т.д. Правда, ни гидразином, ни пентабораном не выходит охлаждать. Ну, с гидразином ещё можно помучиться, а пентабораном точно нельзя.

Б.г.> Подсказываю. Интересной выглядит комбинация гидразин+пентаборан. Теоретический УИ с вакуумным соплом - 406 единиц. При этом оба компонента долгохранимые, с нормальной плотностью и т.д. Правда, ни гидразином, ни пентабораном не выходит охлаждать. Ну, с гидразином ещё можно помучиться, а пентабораном точно нельзя.

А как с экологичностью пентаборана?

Б.г.>> Подсказываю. Интересной выглядит комбинация гидразин+пентаборан. Теоретический УИ с вакуумным соплом - 406 единиц. При этом оба компонента долгохранимые, с нормальной плотностью и т.д. Правда, ни гидразином, ни пентабораном не выходит охлаждать. Ну, с гидразином ещё можно помучиться, а пентабораном точно нельзя.
Старый> А как с экологичностью пентаборана?

Ну да, токсичен, как боевые ОВ. Продукты сгорания тоже не подарок. Но это фигня.
Пожароопасен, взрывоопасен, разлагается с выделением водорода - тоже нестрашно.

Да, и плотность слишком низкая, 0,61.
Да, и цена высоковата...

...а в остальном, прекрасная маркиза...

Б.г.> Правда, ни гидразином, ни пентабораном не выходит охлаждать. Ну, с гидразином ещё можно помучиться, а пентабораном точно нельзя.
Inewth> Пожароопасен, взрывоопасен, разлагается с выделением водорода - тоже нестрашно.

Может тогда водородом и охлаждать?