Бессопловые двигатели

IvanV>> А без БП вообще кошмар,
Voldemar> Мне ли не знать. Но БП повышает показатель, казалось бы, должно становиться ещё хуже, а ситуация наоборот выравнивается. Почему?

Не помню уже как там было... Ты в пропепе с БП считал? Возможно ситуация улучшается из-за того, что БП поднимает УИ самого состава, или/и за счет повышения скорости горения. Насколько я помню (могу ошибаться) у тебя УИ был хороший, а графики такие-же.

Voldemar> Так я и не говорил, что лучше. В начале страницы твоё сообщение, мол для карамели в диапазоне 1 - 8 , по данным Накки показатель 0,6 - 0,65. У моего топлива за счёт БП, показатель будет где-то рядом, давление так-же низкое. Скорость сгорания на воздухе 2,5 мм/сек, результат для БС похож на карамельный.

А результат должен быть значительно лучше, так как в твоём топливе аж 20% магния и сверх того 15% БП. Совершенно очевидно, что такие вложения, которые увеличивают стоимость и трудоёмкость приготовления топлива неоправданы.


Voldemar> Это понятно, возмутил именно упор на показатель, а остальное типа не важно. И так никто ничего не сказал по поводу ПХА, ибо если сравнивать, так по полной.

Остальное может повлиять на скоростсь горения, если по мере роста давления будет существенно меняться картина теплопроводности газов, а это возможно когда происходит существенное изменение хим. состава газов или отдельно взятых по компонентам физических ствойств.
Бессопловиков на ПХА я не припомню, но вот первый график, что я привёл, соответствует некоторым топливам на ПХА с показателем 0,15. По расчётам в том же PROPEP я не замечал резких изменений по составу продуктов сгорания для карамели на давлениях от 1 до 20атм.

Voldemar> Если верить данным Накки, то как раз, всё объяснимо для карам. БС. С падением давления, скорость сгорания меняется мало, ..., и как следствие, нейтральный профиль.

Скорость сгорания меняется сильно на давлениях от 8 атм до 1 атм. Показатель 0,6 - это много.

-VMK-> Теоретичеки, нейтральный профиль будет при n=0,5:

А как в этой теории предполагалась геометрия сгорания топливной шашки?

-VMK-> Теоретичеки, нейтральный профиль будет при n=0,5:
Это косвенно подтверждает, что при низких давлениях, показатель у карамели выше, чем принято считать.

IvanV> , что БП поднимает УИ самого состава, или/и за счет повышения скорости горения.
УИ поднимает слабо, но почти вдвое увеличивает скорость сгорания.
Вообще-то, это наводит на мысль, что возможно, показатель уменьшается.
Графики, похожие на твои, получал в начале когда только привыкал к составу, но УИ действительно был повыше, и как оказалось, шикарно лечатся разгораемым соплом.

SashaMaks> А результат должен быть значительно лучше,
А никто не знает, насколько завышает по этому составу ПРОПЕП, может это идеал, а может ты прав.
Проверять нужно.
И вопрос вложений, это совсем другая история.

SashaMaks> Скорость сгорания меняется сильно на давлениях от 8 атм до 1 атм. Показатель 0,6 - это много.
Ну почему? А если брать не весь диапазон давлений, а 0,1 -1.5 МРа., тогда показатель будет высокий. Общая цифра, это в принципе, среднее арифметическое, поэтому реальные замеры не стыкуются с общей кривой, нами нарисованной.

-VMK->> Теоретичеки, нейтральный профиль будет при n=0,5:
SashaMaks> А как в этой теории предполагалась геометрия сгорания топливной шашки?

Документ: http://serge77.rocketworkshop.net/nozzleless0/nozzleless.pdf

-VMK-> Документ: http://serge77.rocketworkshop.net/nozzleless0/nozzleless.pdf

Да, я сам недавно перечитал эту статью, нашёл много интересного)))
В том числе зависимость УИ от давления. Только так и не понял, почему же он зависит))

Serge77> В том числе зависимость УИ от давления. Только так и не понял, почему же он зависит))
Стр.868 формула (19) тяга зависит от давления, формула (21) УИ зависит от тяги.

Serge77>> В том числе зависимость УИ от давления. Только так и не понял, почему же он зависит))
planet> Стр.868 формула (19) тяга зависит от давления, формула (21) УИ зависит от тяги.

То же написано и у Е.Л.Букша стр.24 формулы (10) и (12).

planet> Стр.868 формула (19) тяга зависит от давления, формула (21) УИ зависит от тяги.

Ну и что? Тяга ещё зависит и от диаметра канала и много ещё от чего.

Я же не про арифметику спрашиваю, мне по сути непонятно, почему здесь УИ зависит от давления.

Serge77> Я же не про арифметику спрашиваю, мне по сути непонятно, почему здесь УИ зависит от давления.

Под удельным импульсом Iуд понимают отношение полного импульса тяги за время t работы двигателя к весу израсходованного за это время топлива Gt. Тяга, в свою очередь, равна
P=(Gt/t)*Pуд + f*(pk-po). Первый член статика, второй-динамика и он составляет 15% от тяги. Поэтому уд. импульс зависит от давления на те же 15%. Для упрощения динамику часто не учитывают.

planet> Тяга, в свою очередь, равна
planet> P=(Gt/t)*Pуд + f*(pk-po). Первый член статика, второй-динамика и он составляет 15% от тяги. Поэтому уд. импульс зависит от давления на те же 15%. Для упрощения динамику часто не учитывают.

Ничего не понятно. Можешь написать подробнее?

Serge77> Ничего не понятно. Можешь написать подробнее?

Читал,читал, решил свои 5 копеек...

Формулы вторичны, физическая картинка - главное.
Фактически, в обычном, сопловом двигателе зависимость от давления складывается из 2х составляющих. Рост температуры со всеми вытекающими. Работа расширяющейся части сопла, что особенно важно при противодавлении.
В бессопловике 1я составляющая работает так же. А вот насчет второй вопрос заметно сложнее.
Моя трактовка - граница дозвуковой /сверхзвуковой поток в бессопловике имеет сложную форму, похожую на острую параболу, вставленную в дырку бессопловика
Она и является расширяющейся частью сопла в бессопловике и зависимость от давления есть как в обычном сопле, только формулами описать ее сложнее.
Надо поступить просто.
Тестовую камеру в виде толстостенного цилиндра с дыркой, с одной сторолны заглушенной, с манометром.
Под конкретный калибр, например 32мм, какие трубы есть.
Какие-нибудь стопоры будут нужны.
Задний торец забронировать, но дырку насквозь.
Запал туда же.
Вот это будет нормальное исследование.

RLAN> Рост температуры со всеми вытекающими.

Недавно обсуждали, рост совсем небольшой и его влияние тоже.

RLAN> Моя трактовка - граница дозвуковой /сверхзвуковой поток в бессопловике имеет сложную форму, похожую на острую параболу, вставленную в дырку бессопловика

Нигде в книжках этого не видел.

RLAN> Вот это будет нормальное исследование.

Это ж давно всё исследовано, только данные нужно найти. Но находится мало почему-то.

Serge77> Это ж давно всё исследовано, только данные нужно найти. Но находится мало почему-то.

Полезно запомнить, что у любого бессопловика растут:
диаметр канала, масса сгоревшего топлива, максимальная и средняя тяги, время сгорания топлива, суммарный импульс.
Уменьшаются: Kn, Pmax-максимальное давление в камере, Isp-удельный импульс. Но эти параметры усредняются.

planet> Уменьшаются: Kn, Pmax-максимальное давление в камере, Isp-удельный импульс. Но эти параметры усредняются.

Забыл самое главное сказать, если падает Isp-удельный импульс, то также падает и скорость истечения газов. Так что говорить о гиперболах или параболах можно продолжать и дальше.

GENESIS> Возник один вопрос. У кого при каких максимальных (расчетных по тяге) давлениях работали карамельные бессопловики? Заранее спасибо.

Максимальное расчётное давление 15.5 атм по измеренной тяге здесь:




А максимальный начальный Кn=200 был здесь:




L/D = 16.7

Здесь давление должно быть ещё раза в два больше, т.е. около 30 атм.

Serge77> Максимальное расчётное давление

Спасибо. Просто интересно до какого рабочего давления будут работать скрепленные заряды в бессопловиках на топливах карамельного типа.

GENESIS> интересно до какого рабочего давления будут работать скрепленные заряды в бессопловиках на топливах карамельного типа.

Мне тоже. Готовлю серию двигателей разной длины, испытаю на стенде.

GENESIS> Просто интересно до какого рабочего давления будут работать скрепленные заряды в бессопловиках на топливах карамельного типа.

Если посмотреть на проблему реально то как звёзды встанут.

LEVSHA> Если посмотреть на проблему реально то как звёзды встанут.

Имеешь виду дело в том, что механика карамельного топлива и прочность каждого отдельного заряда сильно отличаются от раза к разу?

Serge77> L/D = 16.7
Serge77> Здесь давление должно быть ещё раза в два больше, т.е. около 30 атм.

Согласно данным R.Nakka данные по топливу несколько отличаются, в меньшую сторону.

Для первого приведенного двигателя 13/38/314, при Kn нач = 96.62, Pk = 7 атм

Для второго 10/30/500,
L/D нач = 500/10 = 50.00, Kn нач = 200 , Pk = 22.25 атм
L/D кон = 500/30 = 16.67, Kn кон = 66.67, Pk = 3.88 атм

Для бессопловых правильнее было бы говорить не о max.давлении, а о max.длине двигателя. Она не может быть беспредельной. А давление можно задавать и побольше, например 68.02 атм(1000PSI)лишь бы хватило прочности корпуса и заглушки.

Вообще, для подобных расчетов удобно пользоваться законом горения или, в крайнем случае картинкой R.Nakka.
Cм. картинку.

GENESIS> Имеешь виду дело в том, что механика карамельного топлива и прочность каждого отдельного заряда сильно отличаются от раза к разу?

Да.
И даже если предположить что шашка качественная, но как любое хрупкое тело она лучше работает на сжатие. Поэтому при больших давлениях успех будет очень сильно зависеть от натяга корпуса.
Когда я делал тестовые палочки, было замечено что сорбитовая карамель, имеет тенденцию к раскалыванию. Хотя те палочки, которые дошли до стенда целыми (было их немного) показали хорошие результаты.

planet> Согласно данным R.Nakka данные по топливу несколько отличаются, в меньшую сторону.
planet> Для первого приведенного двигателя 13/38/314, при Kn нач = 96.62, Pk = 7 атм

Ну вообще круто получается - у первого двигателя диаметр канала 13мм, соответственно начальная площадь "критики" = 1,326см2 а тяга при этом 19,2кг

если тягу брать как прямую производную давления, то 19,2/1,326 = 14,48атм это без учета всех мелочей, но с учетом отсутствия дивергентной части.

В твоем случае, при семи атмосферах тяга должна была бы составить 1,326*7 = 9,282кг, что более чем в два раза меньше фактической тяги. Как ты это объяснишь?