Детонационные двигатели и некоторые другие вопросы

[korund]

Кубик пишет:

korund пишет:

Кубик пишет:

korund пишет: Но по факту  :?:  

Имелось ввиду не будет 500 бар в промежутках, между детонационными ударными волнами (при плоской спиральной детонации). А какое давление создаёт гексоген  :?:   :?:  я знаю не хуже вас.

Приплыли..    Фактом считается реально происшедшее событие , если вам невдомёк    ..Как рвёт детонационная волна соприкасающиеся с ней поверхности , я тоже знаю не хуже вас..И представить череду ударов по стенкам - (по-вашему, от 30 до 3000 бар, да?) с некоторой частотой и результаты тоже могу..  :cry:

Общался как то с хозяином установки,которая режет водой с абразивом, так там давление 4000 атмосфер и ничего, не ломается вроде. Правда единственное место где делают плунжера под такое давление вроде только штаты...
Для сравнения гексоген во фронте 350 000 атмосфер.
Понятно если смешать ЖК и Жидкий Метан и рвануть, то результат будет мало отличаться от гексогенового, но я так и не предлагаю делать. Самое первое что я написал по теме детонационных двигателей: "Передняя стенка КС должна держать ударную детонацию"

[korund]

Детонационный двигатель надо делать примерно так:
Самое главное - чтобы детонационная волна могла двигать ракету вверх, она должна упираться в верхнюю часть КС и при этом не разрушать её. То есть КС должна быть сделана из таких материалов чтобы выдерживать давление детонации.
Следующий момент. Газ расширяется во все стороны, а не только вверх и вниз (как нам надо). Поэтому логично ограничить его расширение в стороны...
Первое что приходит на ум создать сопло цилиндр, который будет это расширение ограничивать, но если мы хотим добиться КПД близкое к 100% то при расширении газа от 400 000атмосфер до двух сопло получается длинной в сотни метров.
Мы же не будем как дебилы городить сопло в сотни метров - мы пойдём другим путем:
Для начала делаем ракету очень широкой, скажем диаметром в метров 40. И не высокой скажем в метра 4. Делаем двигатель, который создавал бы плоскую спиральную детонационную волну, с толщиной скажем в миллиметр (лучше конечно в десятую часть миллиметра и меньше)
Чтобы детонация не шла ближе к центру быстрее чем снаружи, делаем в распыле топлива-окислителя небольшие перерывы ближе к центру.
В итоге про детонирующая смесь будет ограничена по бокам точно такой же про детонирующей смесью под таким же давлением. Соответственно газ будет расширяться только вверх и вниз - как нам и надо. На краях конечно будет наблюдаться другая картина, там будут образовываться вихри наподобие вихрей на законцовках крыла самолёта.
Но из-за отношения общей площади к площади боковой поверхности спирали, потери будут небольшими.

ссылка

[korund]

Поэтому по крайней мере на первых порах придётся делать распыл жидкого топлива в газообразный окислитель или наоборот.

[korund]

Проследите по теме откуда я взял эти цифры.
Эти цифры - для объяснения Михальчуку плюсов детонационного двигателя по отношению к обычному ЖРД. Если бы целью стоял реальный проект цифры были бы другими и на 100% зависели бы от материала передней стенки КС.

[Кубик]

korund цитирует:
"Для начала делаем ракету очень широкой, скажем диаметром в метров 40. И не
высокой скажем в метра 4. Делаем двигатель, который создавал бы плоскую
спиральную детонационную волну, с толщиной скажем в миллиметр (лучше конечно в
десятую часть миллиметра и меньше) Чтобы детонация не шла ближе к центру
быстрее чем снаружи, делаем в распыле топлива-окислителя небольшие перерывы
ближе к центру. "

 :?:  И вы это переварили... :cry:

[mihalchuk]

korund пишет:
Мы же не будем как дебилы городить сопло в сотни метров - мы пойдём другим путем:
Для начала делаем ракету очень широкой, скажем диаметром в метров 40. И не высокой скажем в метра 4. Делаем двигатель, который создавал бы плоскую спиральную детонационную волну, с толщиной скажем в миллиметр (лучше конечно в десятую часть миллиметра и меньше)
Чтобы детонация не шла ближе к центру быстрее чем снаружи, делаем в распыле топлива-окислителя небольшие перерывы ближе к центру.
В итоге про детонирующая смесь будет ограничена по бокам точно такой же про детонирующей смесью под таким же давлением. Соответственно газ будет расширяться только вверх и вниз - как нам и надо. На краях конечно будет наблюдаться другая картина, там будут образовываться вихри наподобие вихрей на законцовках крыла самолёта.
Но из-за отношения общей площади к площади боковой поверхности спирали, потери будут небольшими. К тому же их можно ограничить у самой КС соплом цилиндром, а дальше плазмой-цилиндром, которая будет держать форму соответствующими электрическими и магнитными полями и веществом плазмы с нужными параметрами.

Более того в атмосфере детонационная волна будет работать точно так же как крыло самолёта, создавая волну давления от ракеты до земли. То есть КПД двигателя, за счёт опоры на атмосферу возрастает многократно...

Тут есть ещё один момент...
Как известно крыло самолёта под собой создаёт волну давления воздуха, которая под углом в конечном итоге до ходит до земли. Если самолёт летит очень низко над землёй и имеет широкое крыло то волна давления отразившись от земли успевает вернуться к крылу и создать дополнительную подъёмную силу. Такие самолёты называют экранопланами.
Так вот наша детонационная волна в итоге превращается в волну давления воздуха, достигает земли, отражается и возвращается создавая дополнительную подъёмную силу, потом отражается вниз и т.д. В итоге волны давления, гуляя от ракеты до земли и обратно позволяют ракете почти зависнуть. (нужно будет незначительное количество энергии для поддержании процесса, поскольку часть энергии поглотится землёй. Единственно в месте воздействия детонационных волн останется аккуратный круг примятой травы и слегка утрамбованной земли, а если ракета зависнет над бетоном то и следов не останется.

Это в двух словах чтобы вы понимали принцип Детонационных Ракетных Двигателей

В двух словах. Возьмём вашу модель, и опустим вопрос массы конструкции. В вашей 40-метровой схеме где граничные условия не играют роли, вырезаем маленький цилиндрический участок с осью, направленной вдоль движения газов. Так как перетекания через стенки цилиндра нет, делаем его стенки жёсткими. Получаем пушку. Стреляет либо холостыми (случай двигателя в вакууме), либо газом, находящимся в стволе. Либо закапываем ствол в землю и стреляем - это тот случай, где у вас отражение от земли. Но этот случай я бы рассматривать не хотел. Вопрос - а могут ли пороховые газы в канале ствола превысить скорость звука?

[korund]

mihalchuk пишет:
В двух словах. Возьмём вашу модель, и опустим вопрос массы конструкции. В вашей 40-метровой схеме где граничные условия не играют роли, вырезаем маленький цилиндрический участок с осью, направленной вдоль движения газов. Так как перетекания через стенки цилиндра нет, делаем его стенки жёсткими. Получаем пушку. Стреляет либо холостыми (случай двигателя в вакууме), либо газом, находящимся в стволе. Либо закапываем ствол в землю и стреляем - это тот случай, где у вас отражение от земли. Но этот случай я бы рассматривать не хотел. Вопрос - а могут ли пороховые газы в канале ствола превысить скорость звука?

Нет не могут.
Но толкать то будет Детонационная ударная волна, скорость в которой намного больше скорости истечения ЖРД. К тому же я не против сопла Лаваля а за, просто думаю реализовать его за счёт кумулятивного эффекта. Надеюсь понятно что скорость в кумулятивной струе будет больше чем скорость звука...
В идеале надо делать так чтобы в критическом сечении газ охлаждался до жидкой и даже твёрдой фазы а доразгонялся бы ударными волнами.

[korund]

Кубик пишет:

korund цитирует:
"Для начала делаем ракету очень широкой, скажем диаметром в метров 40. И не
высокой скажем в метра 4 . Делаем двигатель, который создавал бы плоскую
спиральную детонационную волну, с толщиной скажем в миллиметр (лучше конечно в
десятую часть миллиметра и меньше) Чтобы детонация не шла ближе к центру
быстрее чем снаружи, делаем в распыле топлива-окислителя небольшие перерывы
ближе к центру. "

  :?:  И вы это переварили...  :cry:

Это принципиальная схема детонационного гиперзвукового высотного вертолёта (как окислитель можно использовать обычный воздух). - За наблюдение которых в советское время можно было загреметь в психушку. Просто было показано, что как первая ступень для средств выведения он тоже не плох и всё это было преподнесено под толстым, толстым слоем сарказама.

[Старый]

korund пишет:  детонационного гиперзвукового высотного вертолёта (как окислитель можно использовать обычный воздух). - За наблюдение которых в советское время можно было загреметь в психушку.

Корунд знает что говорит.

[SN]

Детонационные испытания двигателей для новых ракет завершатся в 2017 году

МЫС УОЛЛОПС (Вирджиния, США), 14 окт — РИА Новости, Александр Ковалёв. Основной объем испытаний перспективных образцов тестовых ракетных двигателей в высокоэффективном детонационном режиме сгорания топлива будет завершен уже к концу 2017 года, сообщил РИА Новости генеральный директор НПО "Энергомаш" Игорь Арбузов.
"Полученные на испытаниях результаты лягут в основу разработок для повышения эффективности двигателей для перспективных ракет-носителей. Основной объем работ планируется завершить уже до конца 2017 года", — сказал он.
По словам Арбузова, идея использовать детонационный режим горения, как наиболее термодинамически выгодный способ сгорания топлива, впервые была предложена советскими учеными еще в середине XX века, однако практически реализовать этот режим удалось только сейчас на "Энергомаше".
"Летом мы приступили к практическим испытаниям, всего их запланировано 32. В ходе тестирований проверяем двигатель, как в режиме непрерывной детонации, так и в обычном режиме. Таким образом, нам удалось вычислить максимальный расход компонентов, при котором двигатель переходит на режим детонации и увидеть разницу", — заключил глава "Энергомаша".

[Кубик]

SN пишет:  Цитата: "идея использовать детонационный режим горения, как наиболее термодинамически выгодный способ сгорания топлива, впервые была предложена советскими учеными еще в середине XX века,"

Какая всё же термодинамическая выгода, кроме обещаемых нескольких :|  процентов да предполагаемого :|  упрощения двигателей?

[Дмитрий Инфан]

Кубик пишет:
Какая всё же термодинамическая выгода , кроме обещаемых нескольких  :| процентов да предполагаемого  :| упрощения двигателей?

Вероятно, из-за большей скорости сгорания вся или почти вся химическая энергия, выделяемая при окислении горючего, превращается в кинетическую энергию продуктов сгорания. А на нагрев стенок двигателя останется гораздо меньше.

[C-300]

Дмитрий Инфан пишет:
А на нагрев стенок двигателя останется гораздо меньше.

Стенки ЖРД охлаждаются горючим, которое поступает в камеру сгорания, энергия просто переносится из одного места в другое.

[Татарин]

Кубик пишет:

SN пишет: Цитата: "идея использовать детонационный режим горения, как наиболее термодинамически выгодный способ сгорания топлива, впервые была предложена советскими учеными еще в середине XX века,"
 

Какая всё же термодинамическая выгода , кроме обещаемых нескольких  :|  процентов да предполагаемого  :|  упрощения двигателей?

Так раз 30 уже этот вопрос был, и раз 30 на него отвечали - как минимум выгода в большем давлении на срезе и меньших потерях на недорасширение в атмосфере.

[Гусев_А]

Слов много, а понять во имя чего тяжело. 
Какого УИ вообще хотят достичь для какого вида топлива?
Если для керосина без диких напрягов достигли хотя бы 360 сек. то уже что то.
Или там основной ориентир на другие виды топлива.

[C-300]

Татарин пишет:
Так раз 30 уже этот вопрос был, и раз 30 на него отвечали - как минимум выгода в большем давлении на срезе и меньших потерях на недорасширение в атмосфере.

Так вот по моему представлению эффективность ЖРД определяется степенью расширения газов в сопле и оптимизированием давления на срезе сопла.
Если давление на срезе завысить относительно оптимального, то на уровне земли выигрыш будет, а в вакууме - наоборот.

[mihalchuk]

Татарин пишет:

Кубик пишет:

SN пишет: Цитата: "идея использовать детонационный режим горения, как наиболее термодинамически выгодный способ сгорания топлива, впервые была предложена советскими учеными еще в середине XX века,"
 

Какая всё же термодинамическая выгода , кроме обещаемых нескольких  :|  процентов да предполагаемого  :|  упрощения двигателей?

Так раз 30 уже этот вопрос был, и раз 30 на него отвечали - как минимум выгода в большем давлении на срезе и меньших потерях на недорасширение в атмосфере.

Как бы не так. Влияние атмосферы здесь играет весьма косвенную роль. Именно термодинамическая выгода состоит в уменьшении затрат на сжатие. Но это - теория. На практике выглядит примерно так: вместо цилиндрической камеры сгорания ставится цилиндрическая ударная труба, в конце которой и детонирует смесь. Из-за того, что процесс ударный, газ в ударной трубе совершает работу и оказывает повышенное давление на торцевую стенку. В результате в сопло газ попадает с уже заметной начальной скоростью. Ещё плюс - из-за больших давлений в детонирующей смеси можно приблизиться к стехиометрии, повысив энергетику процесса, а ударную трубу выбрав такой длины, что на выходе из неё будут такие параметры газа, которые исключат химическую диссоциацию. Ну вот это сама идея. Как доходит до дела, энтузиазм убавляется.

[Кубик]

mihalchuk пишет: в детонирующей смеси можно приблизиться к стехиометрии, повысив энергетику процесса

Вроде бы никто из разработчиков ЖРД стремления к стехиометрии по известным причинам не обнаруживал..а энергия реакции в расчёте на молекулу - воистину, в который раз - никак не зависит от того, что пытаются наговорить.. :cry:

[Кубик]

mihalchuk пишет: а)Из-за того, что процесс ударный, газ в ударной трубе совершает работу и
оказывает повышенное давление на торцевую стенку. В результате в сопло газ попадает с уже заметной начальной скоростью. ....
б)ударную трубу выбрав такой длины, что на выходе из неё будут такие параметры газа, которые исключат химическую диссоциацию.

Надеюсь, это не ваши рассуждения, а то как-то неудобно такое видеть.....и где же уменьшение габаритов..и двигатель - пульсирующий? Исходно на стехиометрию был слаабенький намёк - мол, "чистый" выхлоп в результате детонации таак разгонится, что УИ будет минимум равным при меньшем секундном расходе, а теперь..  

[Alex GU]

korund пишет:
... Понятно если смешать ЖК и Жидкий Метан и рвануть, то результат будет мало отличаться от гексогенового, но я так и не предлагаю делать. Самое первое что я написал по теме детонационных двигателей: "Передняя стенка КС должна держать ударную детонацию"

 Там нет передней стенки . Там всё время боковая потому что детонация движется по кругу .