Минимальный классический ЖРД ВПВ-пропан

Автор avmich, 09.07.2014 03:30:35

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

C-300

#20
5 кг тяги=5*9.81=49 Н.

49 Н/2960м/с=17 г/с (15 г/с окислителя и 2 г/с горючего)
49 Н/3310 м/с=15 г/с (13,3 г/с Ок и 1,74 г/с Г)

Мда, ТНА на такие расходы - вещь интересная. Я не знаю, а никто не предлагал двухкаскадную схему из вытеснительной подачи и ТНА? То бишь основные баки с малым давлением наддува а, значит, лёгкие. Периодически работающий ТНА, рассчитанный на большой расход перекачивает топливо в малые баки, рассчитанные на большое давление. Из них идёт питание КС ЖРД. Схема, конечно, получается сложной и не факт, что можно выгадать массу.
Думается, что чем больше время действия такого ЖРД (а, значит, потребный объём баков), тем больше выигрыш от такой схемы.

C-300

#21
Я попробовал прикинуть размеры КС для вариант с Ркс=40 атм...
Dкритики=2,8 мм, Dкс=5,6 мм, Dсреза=23 мм. 
Диаметр среза не слишком мал?.. 
Дальше могу дугами спрофилировать газодинамический тракт. Думаю, для  ЖРД такой небольшой размерности это вполне допустимо, да?

Для Ркс=4 атм:
Dкритики=8,8 мм, Dкс=18 мм, Dсреза=28 мм. 

C-300

#22
Честно говоря, сильно подозреваю, что проточное охлаждение не завяжется. Уж больно КС маленькая  :(  (

Очередная мысль вслух. У КС малой размерности стенку можно и из серебра сделать. У БрХ08 теплопроводность 315 Вт/(м*К) при Т=600 К, у серебра - 430 Вт/(м*К) (по Т нет данных).

П. С. в общем, на тягу в 5 кгс никакого проточного охлаждения. Мощная завеса, низкая альфа в КС и радиационное охлаждение. КС из ниобиевого сплава :) ну или какой экзотики.

avmich

ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
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".
Так может, надо просто данные оттуда в RPA подставить? Если хватит...

Попробую глянуть. У меня сейчас комп с RPA не под рукой, как будет - уточню, что именно надо. Думаю, температуру можно брать 25 C.

avmich

Спасибо за идеи.

Про ТНА думал. Скорее была идея использовать электродвигатель с центробежными насосами - может быть, многоступенчатыми, при таком расходе КПД вроде должен быть невелик. Почему электро - может оказаться возможным питать его от батарей, заряжаемых от солнечных элементов. Попробую прикинуть массу электромотора и батареи для работы длительностью, скажем, 4 минуты за раз.

(Вообще-то для таких микрушек есть ещё вариант такого насоса - автор пишет, такие штуки удобны при изменениях тяги)

avmich

ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Честно говоря, сильно подозреваю, что проточное охлаждение не завяжется. Уж больно КС маленькая (

Очередная мысль вслух. У КС малой размерности стенку можно и из серебра сделать. У БрХ08 теплопроводность 315 Вт/(м*К) при Т=600 К, у серебра - 430 Вт/(м*К) (по Т нет данных).

П. С. в общем, на тягу в 5 кгс никакого проточного охлаждения. Мощная завеса, низкая альфа в КС и радиационное охлаждение. КС из ниобиевого сплава ну или какой экзотики.
Серебро - стандартный катализатор перекиси, его как-то совсем не получается рассматривать, если делать каналы охлаждения. Впрочем, серебро даже как катализатор не работает для перекиси выше 90%- слишком горячо, серебро начинает расходоваться.

Регенеративное охлаждение, действительно, повышает температуру ВПВ, что улучшает её дальнейшее разложение... боюсь только, схема при этом усложняется, а пользы мало может быть... поэтому и хочу посчитать.

А чем плоха малость камеры? Поверхность охлаждаемая небольшая... Мало, конечно, компонентов для охлаждения - потому и расчёт нужен. Завесу можно и в дополнение к регенеративке иметь, не только вместо.

C-300

Цитироватьavmich пишет:
А чем плоха малость камеры? Поверхность охлаждаемая небольшая...
Чем меньше тяга, тем, при прочих равных, труднее охлаждать КС.
Ну и прикиньте зазоры в охлаждающем тракте при расходе 15 г/с.У меня подозрение, что потребный зазор традиционными методами не обеспечить. 
Цитироватьavmich пишет:
Серебро - стандартный катализатор перекиси, его как-то совсем не получается рассматривать, если делать каналы охлаждения.
Блин, забыл :(( А если каналы омеднить там или никелировать?

m-s Gelezniak

#27
Цельно кaтaннaя огневaя стенкa от доски до срезa зaкритической чaсти. И рaзборнaя (продольно), кaнaльно силовaя чaсть (Три, четыре секторных чaсти).
Шли бы Вы все на Марс, что ли...

Глупая идея, хотя... Раз дело на космическом аппарате, то охлаждать водой. Горячую воду направлять на радиатор на поверхности КА, и так гонять ее по кольцу.  :-) Тяжеловато конечно, но как посмотреть???
КАКТОТАК
----------------------------
Моделью ракеты можно достичь модели Марса

m-s Gelezniak

ЦитироватьАлександр Шлядинский пишет:
Глупая идея, хотя... Раз дело на космическом аппарате, то охлаждать водой. Горячую воду направлять на радиатор на поверхности КА, и так гонять ее по кольцу. Тяжеловато конечно, но как посмотреть???
Зaмёрзнет в пaузе.
Шли бы Вы все на Марс, что ли...

Еще кста: увеличиваем сопло до безобразия. Там газ на столько сильно расширится, что нижняя часть сопла будет "инеем покрываться". Вот и использовать эту нижнюю часть в качестве радиатора для охлаждения воды, которая отбирает тепло от КС. Тут радиатор вес конструкции добавляет, но и импульс увеличивает...  :-)
КАКТОТАК
----------------------------
Моделью ракеты можно достичь модели Марса

Salo

Цитироватьavmich пишет:

Количество включений хочется иметь неограниченным. Запуск - самовоспламенение разложенной перекиси с горючим.
Несамовоспламеняющаяся пара однако. ;)
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
ЦитироватьАлександр Шлядинский пишет:
Глупая идея, хотя... Раз дело на космическом аппарате, то охлаждать водой. Горячую воду направлять на радиатор на поверхности КА, и так гонять ее по кольцу. Тяжеловато конечно, но как посмотреть???
Зaмёрзнет в пaузе.
В паузе закрываем радиатор крышкой...   :o    :)
КАКТОТАК
----------------------------
Моделью ракеты можно достичь модели Марса

avmich

ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Цитироватьavmich пишет:
А чем плоха малость камеры? Поверхность охлаждаемая небольшая...
Чем меньше тяга, тем, при прочих равных, труднее охлаждать КС.
Ну и прикиньте зазоры в охлаждающем тракте при расходе 15 г/с.У меня подозрение, что потребный зазор традиционными методами не обеспечить.
Цитироватьavmich пишет:
Серебро - стандартный катализатор перекиси, его как-то совсем не получается рассматривать, если делать каналы охлаждения.
Блин, забыл ( А если каналы омеднить там или никелировать?
Тут у нас классическое взаимонепонимание, характерное для форумов.

"Чем плоха малость камеры" - понятно, что когда мало охладителя, которым является топливо, то охлаждать сложнее.

Имелся в виду, однако - в контексте предыдущих оценок размеров - вопрос, "чем плоха малость камеры - по сравнению с камерой больших размеров - при том же расходе". Иначе говоря, при фиксированной тяге рост давления в камере уменьшает размеры этой самой камеры, при этом расход не меняется (почти). Вот и вопрос - может быть, увеличивая давление и уменьшая тем самым размер камеры - при практически том же расходе - можно улучшить охлаждение? Рост давления вроде бы менее чем линейно увеличивает теплопоток в стенку.

Но, конечно, камера уже мала, и зазоры в рубашке тоже невелики. Тут, видимо, ограничивающим фактором будут гидропотери в рубашке - остальное тепло надо будет снимать завесой, и хотелось бы оценить, насколько регенеративка вообще имеет смысл - если она, скажем, только 10% тепла забирает, то её наличие, которое усложняет конструкцию и требует расходов давления, может быть не оправдано.

В скобках - завесу сейчас, на современных технологиях, можно относительно качественно сделать, в пределе транспирационную защиту получить, что потребует подвода компонента ко всей стенке - почти как в регенеративной схеме, только без необходимости иметь поток компонента вдоль холодной стенки.

Второй вопрос - о омеднении и никелировании. Медь - тоже катализатор, хотя более слабый, чем серебро. Что касается никеля - он использовался в двигателях Блэк Эрроу, то есть, его возможно использовать. А много он даст?.. Чем он настолько лучше алюминия - который хоть и менее теплостойкий, но зато более теплопроводный?

ЦитироватьАлександр Шлядинский пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
ЦитироватьАлександр Шлядинский пишет:
Глупая идея, хотя... Раз дело на космическом аппарате, то охлаждать водой. Горячую воду направлять на радиатор на поверхности КА, и так гонять ее по кольцу. Тяжеловато конечно, но как посмотреть???
Зaмёрзнет в пaузе.
В паузе закрываем радиатор крышкой...
ООО!!! Коль замерзает, то заливаем антифриз!   :-)
КАКТОТАК
----------------------------
Моделью ракеты можно достичь модели Марса

Александр Ч.

ЦитироватьSalo пишет:
Цитироватьavmich пишет:

Количество включений хочется иметь неограниченным. Запуск - самовоспламенение разложенной перекиси с горючим.
Несамовоспламеняющаяся пара однако.
avmich, катализатор добавит, проволочку из платины с рением ;)
А вообще, в качестве горючего можно использовать водный раствор роданида аммония. Он точно перекисью окисляется без "помощи зала"  :D
Ad calendas graecas

avmich

ЦитироватьSalo пишет:
Цитироватьavmich пишет:

Количество включений хочется иметь неограниченным. Запуск - самовоспламенение разложенной перекиси с горючим.
Несамовоспламеняющаяся пара однако.
Самовоспламеняющаяся, однако ;) .

Старый

#37
ЦитироватьАлександр Ч. пишет: 
А вообще, в качестве горючего можно использовать водный раствор роданида аммония. Он точно перекисью окисляется без "помощи зала"
В роданид входит сера. Удельного импульса не будет.
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

m-s Gelezniak

ЦитироватьАлександр Шлядинский пишет:
ЦитироватьАлександр Шлядинский

пишет:
Цитироватьm-s Gelezniak пишет:
ЦитироватьАлександр Шлядинский пишет:
Глупая идея, хотя... Раз дело на космическом аппарате, то охлаждать водой. Горячую воду направлять на радиатор на поверхности КА, и так гонять ее по кольцу. Тяжеловато конечно, но как посмотреть???
Зaмёрзнет в пaузе.
В паузе закрываем радиатор крышкой...
ООО!!! Коль замерзает, то заливаем антифриз!
До - 200С?
 ;)  :)
Шли бы Вы все на Марс, что ли...

avmich

#39
ЦитироватьАлександр Хороших пишет:
Ну и прикиньте зазоры в охлаждающем тракте при расходе 15 г/с.У меня подозрение, что потребный зазор традиционными методами не обеспечить.
Да уж  :)  .

Если общий расход перекиси 13,3 грамма, при плотности 1,4 кг/л это 9,5 миллилитров в секунду. Допустим, мы хотим скорости охладителя 10 м/с - тогда поперечное сечение потока такого расхода и скорости 0,95 кв. мм. Имея камеру диаметром 5,8 мм и такое поперечное сечение, получаем среднюю толщину канала 0.052 мм. Половина десятой мм; можно себе представить гидросопротивление  :)  . Даже если каналы только половину сечения занимают - всё равно 0,1 мм.

Теперь положительные моменты. Парогаз, полученный от разложения перекиси, с пропаном горит быстро - длину камеры можно иметь небольшую. В критике диаметр вдвое меньше - соответственно, каналы вдвое шире. Не то чтобы очень  :)  но всё же.

10 м/с - это тоже относительно оптимистично; перекись всё же хороший теплоноситель. Можно уполовинить скорость, наверное. Вот, собственно, эти все соображения и вызывают вопросы - как бы это посчитать.