[image]

Продраться через атмосферу.

 
1 14 15 16 17 18 36

SashaPro

аксакал

Xan> Попробовать фловорк, что-ли.

Давно пора)
   8.08.0
RU Андрей Суворов #30.01.2011 15:35  @Xan#30.01.2011 12:20
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

А.С.>> Посчитай полную работу сил аэродинамического сопротивления, подели на теплоёмкость топлива, получишь возможную температуру нагрева.
Xan> Получается 1.6 мегаджоуля.

Не так уж и много. Ведь это за, скажем, 300-400 секунд. Следующий этап - график подводимой этими силами мощности (в хорошем приближении он совпадает с графиком скоростного напора, ро*v2/2). Средняя мощность тепловыделения около 4 киловатт. Пиковая побольше будет, раза в два, я думаю. Да, обтекатель надо делать с абляционной защитой, по типу авангардовского.

Xan> С одной стороны, это много, несколько процентов от энергии топлива (и две сотни градусов нагрева, соответственно).

Видно, что процесс сильно нестационарный и на асимптоту выйти не успевает. Равновесная т-ра для SR-71 и остальных трёхмаховых самолётов достигала 460 градусов в районе носа. Даже считая ракету теплоизолированной, и рост температуры монотонным, можно понять, что, во время максимума мощности теплоподвода температура не может превысить ста градусов, потому что максимум мощности теплоподвода приходится где-то на М=1,25. А дальше мощность теплоподвода будет только падать.

Xan> С другой стороны, почти вся эта энергия передаётся воздуху.
Xan> А сколько садится на поверхность - непонятно.

Это, к сожалению, очень сильно зависит от формы, именно поэтому композитные обтекатели сильно затуплены, а дюралевые обычно биконические, но, всё равно, хотя бы с небольшим затуплением в центре.

А.С.>> Считать надо более-менее аккуратно, чтоб не завышать оценку.
Xan> Эх-хе-хе! :(
Xan> Попробовать фловорк, что-ли.

а он умеет рассчитывать нестационарные задачи?
   8.08.0

umbriel

опытный

Xan> Попробовать фловорк, что-ли.

Это имхо дохлый номер, там во-первых нужно разбираться во всех этих моделях турбулентности и нужны коэффициенты теплопередачи через конкретный материал, во-вторых жутко медленно.
Надо уже на практике проверять все.

Лямбда-4S довольно шустро стартовала, 1-я ступень 29сек (1км/сек на высоте 15км), и насколько мне известно имела теплозащиту только на ГО.

   
+
-
edit
 

Xan

координатор

umbriel> Это имхо дохлый номер, там во-первых нужно разбираться во всех этих моделях турбулентности и нужны коэффициенты теплопередачи через конкретный материал, во-вторых жутко медленно.

Оно ещё и глючить умеет - у меня однажды позади летящей железки начала температуру растить и на миллионе градусов упала. :)
Насчёт медленно - нет. Натурный эксперимент гораздо медленнее.

umbriel> Лямбда-4S довольно шустро стартовала

У больших ракет вполне может хватать тепловой инерции, у маленькой всё в десятки раз быстрее греется.
   7.07.0
KZ Xan #30.01.2011 17:48  @Андрей Суворов#30.01.2011 15:35
+
-
edit
 

Xan

координатор

Xan>> Получается 1.6 мегаджоуля.
А.С.> Не так уж и много. Ведь это за, скажем, 300-400 секунд.

Первые 20 секунд скорость ограничена "оптимальностью", следующие 40 секунд можно было бы "по газам", но нагрев случится.

А.С.> Да, обтекатель надо делать с абляционной защитой, по типу авангардовского.

Мокрую тряпку намотать?
Что нынче модно?

Xan>> Попробовать фловорк, что-ли.
А.С.> а он умеет рассчитывать нестационарные задачи?

Ну мне бы только поток тепла увидеть, а дальше я уже на арифмометре могу.


Ну и как альтернатива - ехать медленно.
Хотя гравитационные потери и вырастут, но врядли существенно.
Собственно, вот они при маленькой скорости:
высота, КПД
10 0.856
15 0.819
20 0.797
25 0.781
30 0.768
40 0.743
50 0.721
60 0.702

Где-то с высоты 20 км можно разгоняться, но экономия будет не более 0.797 / 0.702 = 1.135. Эти 13% вполне могут уйти на дополнительлый вес обтекателя с его прибамбасами.
   7.07.0

alex_zeed

втянувшийся

Xan> Где-то с высоты 20 км можно разгоняться, но экономия будет не более 0.797 / 0.702 = 1.135. Эти 13% вполне могут уйти на дополнительлый вес обтекателя с его прибамбасами.

Ну после пары успешных испытаний с земли, пусть на меньших скоростях и высотах, можно подумать об аэростатном пуске, как раз с 20-25 км.
   3.6.133.6.13

Xan

координатор

alex_zeed> можно подумать об аэростатном пуске, как раз с 20-25 км.

Я уже несколько раз писал, что аэростат, даже на 40 км, съэкономит не более 30% стартового веса. А геморроя - куча.
Абсолютно не имеет смысла.
   7.07.0

umbriel

опытный

umbriel>> Это имхо дохлый номер, там во-первых нужно разбираться во всех этих моделях турбулентности и нужны коэффициенты теплопередачи через конкретный материал, во-вторых жутко медленно.
Xan> Оно ещё и глючить умеет - у меня однажды позади летящей железки начала температуру растить и на миллионе градусов упала. :)
Это скорее всего и не глюк, а просто алгоритм перестал сходиться. Такое считается нормальным, за сходимостью нужно следить %)

Xan> Натурный эксперимент гораздо медленнее.
Можно в рамках испытания, например, разделения ступеней, засунуть и тепловые датчики.
Это быстрее чем возня с фловоркс, добывание данных по теплопроводности и абляции своего самодельного ТЗП и тд.
Коэффициенты торможения тоже брать из продутых данных. Например, RASAero это делать умеет нормально.

umbriel>> Лямбда-4S довольно шустро стартовала
Xan> У больших ракет вполне может хватать тепловой инерции, у маленькой всё в десятки раз быстрее греется.
Лямбда маленькая ракета сама, в 73 раза меньше Протона :)

А.С.>> Да, обтекатель надо делать с абляционной защитой, по типу авангардовского.
Xan> Мокрую тряпку намотать?
Xan> Что нынче модно?
У скаута ТЗП было из пробки.
   
RU Андрей Суворов #31.01.2011 13:05  @Xan#30.01.2011 17:48
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Xan>>> Получается 1.6 мегаджоуля.
А.С.>> Не так уж и много. Ведь это за, скажем, 300-400 секунд.
Xan> Первые 20 секунд скорость ограничена "оптимальностью", следующие 40 секунд можно было бы "по газам", но нагрев случится.
Пока температура торможения меньше 120 градусов (а это 2 маха!), нагрев малоопасен, т.к. даже если считать, что вся работа силы аэродинамического торможения передаётся ракете, нагрев очень мало влияет на работу, и это при том, что 70% этой энергии высаживаются на головном обтекателе, а остальное греется меньше (теплопередачей вдоль ракеты точно можно пренебречь).
А вот дальше уже надо смотреть "остаток" работы, а, я надеюсь, он сравнительно невелик. Так что до 150-200 головной обтекатель нагреться успеет, а остальные части ракеты - максимум 140, просто из теплоёмкостей.
   8.08.0

Yalex

втянувшийся
Для обечайки формула разогрева:

Т=t*{1+[(k-1)/2]*M2}
Где
t - статистическая температура воздуха, к
М - кол-во махов
к - показатель адиабаты

При гиперзвуке: М=5 Т=300 и к=1,4 температура обечайки 1800 К. А на лобовом обтекателе будет уже ионизация продуктов набегающего потока т.е. плазма.

Для защиты корпусов ракет на активном участке используют низкоэнтальпийные сублимирующиеся полимерные ТЗМ. А это прежде всего материалы на основе:
1) Хлорсульфированного полиэтилена. Наполнители обычно древесная мука/микросферы/дробленая пробка. Наполнители снижающие плотность и теплопроводность и увеличивающие процент твердого остатка. Выход низкомолекулярных продуктов в данном случае организует само связующее.
2) Термореактивных смол. Наполнители обычно тканые, капрон, х/б ткань и т.д. В общем материалы с высоким выходом низкомолекулярных продуктов для создания защитной "газовой подушки".
3) Олигомерных жидких каучуков. Наполнители аналогичные пункту 2)
4) И конечно особая группа это термопластичные органотекстолиты. Наполнителем выступают термостойкие органические ткани. Первый опыт был с чистым тефлоном( его изначально синтезировали специально для теплозащиты), в последствии его заменили на ткань из волокон Ф-42. Такие материалы могут работать при высоких тепловых потоках вплоть до 4200 МВТ на кв метр.

Для любительского использования конечно же больше всего подходит пункт 2. И наполнители достать легко и связующие стандартные( ЭД-20, ЭД-22 отвержденные ПЭПА). Наносят кисточкой/распылением.
   3.6.133.6.13
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Yalex> Для обечайки формула разогрева:
Yalex> Т=t*{1+[(k-1)/2]*M2}
Yalex> Где
Yalex> t - статистическая температура воздуха, к
Yalex> М - кол-во махов
Yalex> к - показатель адиабаты

Извини, не подскажешь откуда ты ее взял? источник так сказать?
   3.6.133.6.13

Yalex

втянувшийся
Из научной статьи про жидко-воздушный обтекатель. В списке литературы к статье имеется книга "Прикладная газовая динамика" Г.Н. Абрамович; Москва. наука 1991.
Думаю эта формула оттуда. Она приведена там вместе с формулой сопротивления на сверхзвуке.
   3.6.133.6.13
RU Андрей Суворов #31.01.2011 18:07  @Yalex#31.01.2011 17:54
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Yalex> Из научной статьи про жидко-воздушный обтекатель. В списке литературы к статье имеется книга "Прикладная газовая динамика" Г.Н. Абрамович; Москва. наука 1991.
Yalex> Думаю эта формула оттуда. Она приведена там вместе с формулой сопротивления на сверхзвуке.

Но ведь это а) для стационарного случая б) без учёта плотности набегающего потока.
Помимо температуры, нам важна мощность теплового потока. А она, вообще говоря, очень сильно зависит от ро, то есть плотности.
   8.08.0

Yalex

втянувшийся
Формула лишь при прикидки температуры. Она конечно же не отражает динамику процесса. Если хотите динамику вам нужно к математикам( желательно сразу к докторам наук) ибо в подобных процессах мат. модели вещь невероятно сложная и малоприменимая. В каждой модели будет куча эмпирических коэффициентов, характеризующих например гладкость поверхности и её способность переотражать радиационную составляющую( это способность сильно меняется в процессе температурного износа) и т.д. Я могу вас уверить что в формуле будет как минимум 5-7 эмпирических коэффициентов, а может и больше.
Ведь температура с учетом жертвенного уноса ТЗМ будет зависеть от множества составляющих:
Радиационного потока, конвективного потока, газофазного горения, твердофазного горения, переизлучения( отражении/дифракции ИК излучения), физических процессов, химических реакций и конечно выхода и вдува в пограничный слой паров/продуктов износа ТЗМ. И в каждом из перечисленных компонентов будет свой коэффициент для конкретного материала(а они всегда композитные и изменяя состав вы меняете коэффициент) получить реальное значения которого можно лишь на натурном эксперименте.
Стало быть нету смысла заниматься построением мат. модели, если вы не математик конечно и не занимаетесь написанием докторской. Гораздо эффективней и интересней экспериментировать.
   3.6.133.6.13

umbriel

опытный

Yalex> Для обечайки формула разогрева:
Yalex> Т=t*{1+[(k-1)/2]*M2}
Yalex> Где
Yalex> t - статистическая температура воздуха, к
Yalex> М - кол-во махов
Yalex> к - показатель адиабаты
Что-то подозрительная формула. Почему все множится на температуру воздуха. Если лететь 10 км/сек в абсолютном нуле не разогреешься?

Yalex> 3) Олигомерных жидких каучуков.
Олигомерный это, в принципе, и есть жидкий, масло масляное. Как на основе жидкого каучука может быть тзп? :eek:

Yalex> Первый опыт был с чистым тефлоном( его изначально синтезировали специально для теплозащиты),
Разве тефлон не случайно получился?

По-моему, статья - фуфел, написанный для увеличения количества публикаций.
   
Это сообщение редактировалось 31.01.2011 в 18:54

Xan

координатор

Yalex> Т=t*{1+[(k-1)/2]*M2}

Замечательно работает более простая формула:

dT = v2 / 2 / C

T = t + dT

где С — теплоёмкость воздуха.

В общем, если смотреть на Чорного Птица, получается, что фонарь греется на 94% (от dT), а фюзеляж на 68%.

При скорости 700 м/с температура получится 177 и 115.
Похоже, на такую, примерно, скорость и придётся ориентироваться.


umbriel> Что-то подозрительная формула. Почему все множится на температуру воздуха. Если лететь 10 км/сек в абсолютном нуле не разогреешься?

Там температура в махах прячется.
   7.07.0

umbriel

опытный

Yalex>> Т=t*{1+[(k-1)/2]*M2}
Xan> Замечательно работает более простая формула:
Xan> dT = v2 / 2 / C
Xan> T = t + dT
Xan> где С — теплоёмкость воздуха.
C ж переменная? Имхо проще считать что при торможении вся скорость переходит в среднюю скорость теплового движения молекул.

Xan> В общем, если смотреть на Чорного Птица, получается, что фонарь греется на 94% (от dT), а фюзеляж на 68%.
Почему именно так? Еще учти что птюч летит в атмосфере часами, а ракета - минуту.

umbriel>> Что-то подозрительная формула. Почему все множится на температуру воздуха. Если лететь 10 км/сек в абсолютном нуле не разогреешься?
Xan> Там температура в махах прячется.
Да, точно, сокращается, извиняюсь.
   
+
-
edit
 

Xan

координатор

umbriel> C ж переменная?

Да какая ж она переменная при пластмассовых температурах?

umbriel> Имхо проще считать что при торможении вся скорость переходит в среднюю скорость теплового движения молекул.

Молекулы разные, 1-, 2-, 3-атомные. Да ещё и колебательные степени у них могут случиться.
Проще справочник открыть = 1016 кДж/кг/град :)

Xan>> В общем, если смотреть на Чорного Птица, получается, что фонарь греется на 94% (от dT), а фюзеляж на 68%.
umbriel> Почему именно так?

Это из какой-то инфы по нему. Цифры взял, на теоретическую температуру поделил.

umbriel> Еще учти что птюч летит в атмосфере часами, а ракета - минуту.

Ракета примерно в тридцать раз меньше "взрослых", стало быть и время для неё идёт в тридцать раз быстрее, минута превращается в полчаса и процесс оказывается почти стационарным.
В свете этого всякие абляции не очень годны.
   7.07.0

Yalex

втянувшийся
umbriel

>По-моему, статья - фуфел, написанный для увеличения количества публикаций.

Очень может быть. Но автор защитил докторскую на этих ЖВО( жидкостно-воздушный обтекатель).

>Олигомерный это, в принципе, и есть жидкий, масло масляное. Как на основе жидкого каучука может быть тзп? :eek:

Олигомер — Википедия
Читайте и не пишите глупостей. Это просто форма поставки полимера и больше ничего. При определенных условиях они сшиваются образуя трехмерную сетку. Самый простой пример фенолоформальдигадная смола ЛБС. ЛБС- лак бакелитовый спиртовой. Это "куски" сшитых мономеров в растворителе. При удалении растворителя и наложении температуры с давлением олигомеры сшиваются.
К слову именно из такой смолы делают теплозащиту, сопла например.


>Разве тефлон не случайно получился?

Случайно в 1938 получился некий полимер с неизвестной молекулярной массой, неясным составом и непонятными свойствами. Целенаправленно его синтезировали именно для теплозащиты т.к. у него крайне высокий кислородный индекс и он способен работать даже при окислительных продуктах набегающего потока, в отличии от фенольных смол например. Вы забываете что марок этого материала огромное множество, и каждая марка синтезировалась под конкретную задачу.

Уважаемый вы могли бы сменить риторику? А то статьи вы заочно к фуфелу относите не читая их, вы видимо телепат. Химию полимеров пытаетесь преподать, не зная школьных основ.
   3.6.133.6.13

+
-
edit
 

Xan

координатор

umbriel> Xan, а тебя не привлекает вот такое:

Похоже, эту смесь можно делать просто смешав сухие хлорид гидроксиламина с аммиачной селитрой и смочив смесь метанолом. Хлористый аммоний выпадет в осадок.
   7.07.0

umbriel

опытный

umbriel>> Xan, а тебя не привлекает вот такое:
Xan> Похоже, эту смесь можно делать просто смешав сухие хлорид гидроксиламина с аммиачной селитрой и смочив смесь метанолом. Хлористый аммоний выпадет в осадок.

Я уж и забыл что тебя там привлекать должно :)
Можно попробовать. В вектоне есть хлорид и сульфат, что лучше?
   
+
-
edit
 

Xan

координатор

umbriel> Я уж и забыл что тебя там привлекать должно :)

Да я чёт-та про это вспомнил:

umbriel> Я может на следующей неделе сделаю с пол литра, посморим как горит

Ну - вот! :)

umbriel> Можно попробовать. В вектоне есть хлорид и сульфат, что лучше?

Про сульфат аммония написано "нерастворим в этаноле".
Про хлорид - "в этаноле 0.6 г/100мл при 19 град, малорастворим в метаноле".
Хлорид кубический и чуть меньше по объёму, в нём меньше продукта застрянет.
Так что непонятно. :)

Неизвестно только, насколько эти аммонии растворимы в получаемом продукте.
Возможен полный облом с "теорией"!!! :D

Ну я тогда не знаю, как его получать.
   7.07.0

Serge77

модератор

Xan> Похоже, эту смесь можно делать просто смешав сухие хлорид гидроксиламина с аммиачной селитрой и смочив смесь метанолом. Хлористый аммоний выпадет в осадок.

Так реакция пройдёт не полностью. Или её придётся проводить в шаровой мельнице.
Исходные должны быть изначально в растворе.
   3.6.133.6.13

Xan

координатор

Serge77> Так реакция пройдёт не полностью. Или её придётся проводить в шаровой мельнице.

Почему?
Исходные растворимы в спирте. Хлорид аммония тоже немного растворим, так что он не будет давать плотного осадка микрочастиц вокруг кристаллов исходного.
И количество жидкости будет непрерывно расти.
Можно сначала добавить часть одного из реагентов, который лучше растворяется.
Ну, не знаю. Надо пробовать.

Правда ещё не понятно, надо ли пробовать! :D
   7.07.0

Serge77

модератор

Xan> Почему?

Опыт подсказывает.
   3.6.133.6.13
1 14 15 16 17 18 36

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