Минимальный классический ЖРД ВПВ-пропан

Автор avmich, 09.07.2014 03:30:35

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

avmich

Уважаемые форумчане,

занялся тут на досуге расчётом небольшого ЖРД. Прямо скажем, хотелось совсем небольшого - килограмм на 5 тяги. С высококонцентрированной перекисью водорода и пропаном в качестве компонентов топлива. Высотный - планируется относительно большое сопло. И по возможности невысокого давления в камере.

Хотел использовать RPA в помощь. Дело в том, что меня особенно беспокоит его охлаждение - при такой тяге расход топлива невелик, а не слишком высокое давление не позволяет иметь охлаждаемую площадь небольшой. Что такое "невысокое давление" - собственно, вопрос; можно так спросить - какое наименьшее давление получится иметь в этом движке, чтобы он не прогорал? В принципе хотелось бы рассчитывать на вытеснительную подачу.

RPA (http://www.propulsion-analysis.com) не позволяет, во всяком случае, напрямую, рассчитывать охлаждение перекисью. Не хватает данных по компоненту. Может, вы что посоветуете - как, не отходя слишком далеко от задачи, какие-то оценки всё же провести?

Параметры можно варьировать в каких-то пределах, конечно. Давление - может быть, от 4 до 40 атм в камере? Степень концентрации - скажем, от 82 до 98 процентов? Камеру хотелось сделать алюминиевой. УИ хотелось бы, конечно, иметь повыше - на какой тут можно рассчитывать? 2600 м/с, скажем? Или можно больше?

Настрел

А ВПВ вообще получится охлаждать? Она же разлагаться начнет от температуры, ато и рванет...

Старый

Вообще двигатель с вытеснительной подачей и регенеративным охлаждением это такая редкость. Как бы не совсем нету.
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Glaurung

За перикись-пропан не скажу, но воздух-пропан атмосферах на 4х прожигали (уточню, задача была - пескоструйка внутренней поверхности труб). Камера из 12Х18Н10Т. Подача ПБС в камеру - по спирали от критики (распределенная подача по радиусу). Работал в широком диапазоне альфа. Правда там расход ПБС был порядка 10 г/с. По УИ, КМК больше 1900 м/с не выйдешь. А в принципе - Алемасов в помощь.
Насколько я помню - в микроЖРД удельный вес камеры не велик, больше весит автоматика, т.ч. с материалом камеры можно не заморачиваться и взять нержавейку.
На какой ресурс планируется движок?

avmich

ЦитироватьSellin пишет:
А ВПВ вообще получится охлаждать? Она же разлагаться начнет от температуры, ато и рванет...
У ВПВ большая теплоёмкость и её большая доля от общей массы компонентов. Кипит выше, чем вода - тем более давление повышает температуру кипения - но, конечно, скорость разложения с температурой растёт, и некий предел не хотелось бы переходить.
ЦитироватьСтарый пишет:
Вообще двигатель с вытеснительной подачей и регенеративным охлаждением это такая редкость. Как бы не совсем нету.
Редкость, да.
ЦитироватьGlaurung пишет:
За перикись-пропан не скажу, но воздух-пропан атмосферах на 4х прожигали (уточню, задача была - пескоструйка внутренней поверхности труб). Камера из 12Х18Н10Т. Подача ПБС в камеру - по спирали от критики (распределенная подача по радиусу). Работал в широком диапазоне альфа. Правда там расход ПБС был порядка 10 г/с. По УИ, КМК больше 1900 м/с не выйдешь. А в принципе - Алемасов в помощь.
Насколько я помню - в микроЖРД удельный вес камеры не велик, больше весит автоматика, т.ч. с материалом камеры можно не заморачиваться и взять нержавейку.
На какой ресурс планируется движок?
Ресурс планируется относительно большой. Скажем, 1000 секунд. Нержавейка, боюсь, не подойдёт - каталитически разлагает перекись.

Salo

#5
В камере пусть себе разлагает. При тяге 5 Кгс охлаждение может быть завесным, или абляционным.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

avmich

ЦитироватьSalo пишет:
В камере пусть себе разлагает. При тяге 5 Кгс охлаждение может быть завесным, или абляционным.
А какой УИ при этом будет?

C-300

#7
Цитироватьavmich пишет:
RPA ( http://www.propulsion-analysis.com ) не позволяет, во всяком случае, напрямую, рассчитывать охлаждение перекисью. Не хватает данных по компоненту. Может, вы что посоветуете - как, не отходя слишком далеко от задачи, какие-то оценки всё же провести?
Ну, можно в Маткаде по методике Иевлева посчитать. Вопрос, конечно, насколько расчёт будет соответствовать истине.  :)
Также можно загнать одни и те же данные в РПА и в этот файлик и посмотреть, чего они там выдадут.

Антон Матвеев

А каково назначение проектируемого двигателя?На какое количество включений?И почему там пропан в качестве горючего, а не керосин?

avmich

#9
ЦитироватьАнтон Матвеев пишет:
А каково назначение проектируемого двигателя?На какое количество включений?И почему там пропан в качестве горючего, а не керосин?
А большая разница? Пропан - более легко добываемый компонент, чем ракетный керосин. При, кажется, примерно 8 атм он жидкий уже.

Количество включений хочется иметь неограниченным. Запуск - самовоспламенение разложенной перекиси с горючим. Импульсы тяги не слишком короткие - не доли секунды, будем считать, что это не ЖРД ориентации.

avmich

ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьavmich пишет:
RPA ( http://www.propulsion-analysis.com ) не позволяет, во всяком случае, напрямую, рассчитывать охлаждение перекисью. Не хватает данных по компоненту. Может, вы что посоветуете - как, не отходя слишком далеко от задачи, какие-то оценки всё же провести?
Ну, можно в Маткаде по методике Иевлева посчитать. Вопрос, конечно, насколько расчёт будет соответствовать истине.
Также можно загнать одни и те же данные в РПА и в этот файлик и посмотреть, чего они там выдадут.
Что, методику Иевлева уже в Маткад загнали? :) РПА по той же методике считает. Как бы не было той же проблемы с данными по компоненту...

C-300

Цитироватьavmich пишет:
Что, методику Иевлева уже в Маткад загнали?
Когда считали курсач по камере, да. Единственное, что выполняемый итерационный расчёт приходится считать руками - заново вбивать необходимые данные. Написать файл, который бы считал автоматом, ума не хватило :(

m-s Gelezniak

ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьavmich

пишет:
Что, методику Иевлева уже в Маткад загнали?
Когда считали курсач по камере, да. Единственное, что выполняемый итерационный расчёт приходится считать руками - заново вбивать необходимые данные. Написать файл, который бы считал автоматом, ума не хватило
Сaш, личку посмотри.
Шли бы Вы все на Марс, что ли...

Антон Матвеев

Цитироватьavmich пишет:
ЦитироватьАнтон Матвеев пишет:
А каково назначение проектируемого двигателя?На какое количество включений?И почему там пропан в качестве горючего, а не керосин?
А большая разница? Пропан - более легко добываемый компонент, чем ракетный керосин. При, кажется, примерно 8 атм он жидкий уже.

Количество включений хочется иметь неограниченным. Запуск - самовоспламенение разложенной перекиси с горючим. Импульсы тяги не слишком короткие - не доли секунды, будем считать, что это не ЖРД ориентации.
А что это, если не ЖРД ориентации, тем более при таком небольшом ресурсе? Экспериментальный двигатель для отработки новой топливной пары? Маршевый двигатель для разгонного блока нанокласса?

avmich

Давайте считать ресурс большим. Давайте 10000 с поставим, если нужна конкретная цифра. С какого-то момента рост ресурса уже не так важен.

C-300

Как будет время - посчитаю. Начальную температуру ВПВ какой брать? 273 К?
Если всё будет плохо получаться, можно попробовать посчитать и с меньшей температурой. При 80% концентрации температура кристаллизации -25 град. С, при 90% -11,7, при 100% -0,56.
Но тут есть подводный камень: ниже 0 град. С вязкость значительно увеличивается, но значения вязкости в книжке не даются. 
Данные - по книжке В. Н. Зрелова "Жидкие ракетные топлива".

C-300

Мысли вслух: опять же подогретая ВПВ будет легче разлагаться на катализаторе КС...

C-300

Для расчёта мне нужны:
- массовый секундный расход ВПВ и пропана;
- их температуры на входе;
- давление в КС;
- показатель адиабаты в КС, газовая постоянная (хотя это я могу и сам посчитать);
- давление на срезе сопла;
- газодинамический профиль КС.

C-300

#18
Цитироватьavmich пишет:
И хотелось бы, конечно, иметь повыше - на какой тут можно рассчитывать? 2600 м/с, скажем? Или можно больше?
Для 90% концентрации перекиси:
1) Ркс=4 атм, Рсрез=0,006 МПа
Альфа(оптимальное)=0,94
Км=7,25
Iпустотный=2960 м/с.
2) Ркс=40 атм, Рсрез=0,006 МПа
Альфа(оптимальное)=0,99
Км=7,64
Iпустотный=3310 м/с.

Если вытеснительная подача, то Ркс надо оптимизировать, чтобы получить минимальную массу баков и наилучший удельный импульс.

C-300