т. На срезе сопла должен возникнуть огненный шар, в котором не видно было бы струи выхлопа, образуемой от сгорания основной части топлива
Хочу добавить уточнения изложенного материала
Результаты некоторых расчётов по Ф-1
По ЖРД Ф-1 мы имеем лишь несколько рекламных цифр.
В остальном приходится ориентироваться на типовые данные по советским разработкам
Первое, с чем приходится сталкиваться, это работоспособность (RT, м) генераторного газа на топливе ЖК+керосин при соотношении расходов 0,42.
При сгорании 0,42кг ЖК в одном килограмме керосина расходуется 0,117 кг керосина. При этом образуется смесь Н2О и СО2. Воды образуется на порядок меньше, чем окиси углерода. Так как эта пропорция автору на данный момент неизвестна, то приходится рассчитывать крайние случаи: от сгорания 0,117 керосина образуется 0,537кг или Н2О, или СО2
Остальные 0,883 кг керосина термически разлагаются с образованием (кг): Н2 =0,012; СН4=0,225; С2Н6=0,095; С2Н4=0,243; С3Н6=0,182; смола=0,126.
Расчёт по этим составляющим даёт:
Первый случай (Н2О) 39460м, второй случай (СО2) 29220м.
В связи с тем, что мы имеем промежуточный случай с образованием Н2О на порядок меньше СО2, то находим работоспособность генгаза на топливе ЖК+керосин при соотношении 0,42 равным 32000м.
Дальнейший расчёт, ввиду полного наличия присутствия каких-то конкретных данных, можно построить на рекламных значениях секундных расходов: керосина 788кг, ЖК – 1789кг.
Действие рискованно тем, что к этим данным в рекламе Ф-1 прикреплено значение якобы выдаваемого Ф-1 значения УИТ
В предположении, что КПД насосов ТНА равны 0,6, а КПД турбины ТНА равно 0,7
Значения потребных напоров ТНА (в кгс/см2)
Насоса горючего: давление в камере 70, плюс перепад на ф.г. камеры 15, перепад на рубашке камеры 120, плюс средство измерения 5, плюс суммарные потери по тракту 5.
Итого, напор насоса горючего должен быть 215 кгс/см2
Насос окислителя: давление в камере 70, плюс перепад на ф.г. камеры 10, плюс исполнительный элемент РСК 60, плюс средство измерения 5, плюс потери по тракту 5
Итого, напор насоса окислителя должен быть 150 кгс/см2
В сумме мы получаем мощность насосов 96768 л.с. или 71,2 МВт.
Турбина и должна выработать такую мощность, на что ей потребуется затратить 176 кг/с генгаза, или 6,8% от всего расхода через двигатель. Это больше декларируемых в рекламе Ф-1 4% расхода генгаза от суммарного.
Эта разница указывает на то, что все опубликованные значения показателей по ЖРД F-1 недостоверны. Возможное достижимое значение ЖРД по тяге определяется значением «мю-эф» соплового аппарата ТНА. Но не до этого значения!
Фокус, который нам показывает Вики «Огневые испытания двигателя F-1 на базе ВВС Эдвардс»
Как видим из фото, срез сопла весь заполнен истекающими газами. А тяга всего 690 тс. В вакууме срез сопла будет так же весь заполнен, а тяга будет, согласно инфе Вики, 790 тс. Куда пропадают 100тс тяги, когда его испытания проводят при атмосферном давлении? А дело в том, что давление, равное атмосферному давлению, в сопле находится на высоте примерно 1 метр выше плоскости среза сопла. Но под действием скоростного напора газа, газы продолжают полностью заполнять сопло до сечения среза сопла, Какое давление при этом на срезе сопла? Примерно (считайте точно!) 0,6 от атмосферного. Но так как дело идёт в атмосфере, то перепад между наружным давлением и давлением в сопле работает на снижение тяги и сжирает 100 тс тяги. При увеличении высоты полёта наружное давление уменьшается, и тяга возрастает до «законных» 790 тс!
Таким образом, конец насадка ЖРД Ф-1 при «огневых испытаниях на базе ВВС Эдвардс» работает при нагружении избыточным внешним давлением 0,4 кгс/см2. На конец среза сопла Ф-1 длиной 0,5 метра действует сжимающая сила 8 тс. Вообразите себе бетонный блок массой 8 т, который вы положили на конец насадка двигателя Ф-1! Насадок сплющится!
А при испытание насадок потянет внутрь диаметра и его срежет поток газа, температура торможения которого составляет 3200К.
Зрелище ошмётков сгоревшего неохлаждаемого насадка камеры ЖРД очень радостно для конкурента, но для разработчика ЖРД - это инфаркт. Разработчики ЖРД Ф-1 не знавали инфарктов по той простой причине, что они не испытывали тяготы его разработки и отработки.
Таким образом, на базе ВВС Эдвардс ТАК испытываться может ЖРД не Ф-1, а может, какой угодно другой), если давление на срезе сопла будет равным атмосферному. Но такой ЖРД при поднятии в космос (в пустоту, в вакуум) прироста тяги не даст.
Другое следствие картинки Огневого испытания Ф-1 на базе ВВС Эдвардс. Под перепадом в 0,4 кгс/см2 в струю выхлопа устремится внешний воздух, в котором 21% кислорода. А в струе, в её внешней части только, находится 130 кг/с горючих веществ при тампературе 750ᵒС. Вместо затемнения факела мы должны увидеть огромное облако пожарища красного цвета.
За 150 с (это всего 2,5 минуты) мы должны стать свидетелями сгорания 20 тонн горючих веществ.
«Ох, дурют нашего брата! Как ещё дурют…»
Несмотря на Это: с Праздником Первого мая, дорогие товарищи!