Новости КБХА 2

Автор Salo, 21.06.2009 11:52:22

« назад - далее »

0 Пользователи и 2 гостей просматривают эту тему.

Salo

Цитироватьfagot пишет:

Цитироватьоктоген   пишет:
А более подробно почему можете написать? Все же КВД-1 тянет кило 150 лишней своей массы на ГСО.
Потому что сейчас неподходящее время для освоения средств на всяких дублерах, мне эта идея с самого начала не нравилась. 150 кг никак не оправдывают разработку нового двигателя.
Заявлялась масса РД0146  261 кг.
Масса БМ - двигательного блока КВД1 292 кг. Масса РА (БР) 2х35,4 кг=70,8 кг. В сумме 363 кг.
Бустерные насосы в РД0146 предполагалось использовать от КВД1, поэтому их в расчёт не принимаем.
Кроме того там есть резервы уменьшения массы:
http://engine.aviaport.ru/issues/71/page62.html
ЦитироватьТак как в конструкцию двигателя КВД1 заложен значительный потенциал модернизации, то это дает основание считать реальными перспективы улучшения его эксплуатационных характеристик при минимальных затратах времени и материальных средств. При этом, модернизация, направленная на расширение функциональных возможностей двигателя, а также на совершенствование его в части минимизации потребных давлений компонентов топлива на входах в двигатель, с целью снижения давлений в баках ДУ, лишена смысла, так как эти характеристики и так являются предельными.

Однако целесообразным является повышение энергомассовых характеристик двигателя (уменьшение массы и увеличение удельного импульса), а также - для удовлетворения требований использования в перспективных РБ - увеличение эквивалентных углов отклонения вектора тяги двигателя и, соответственно, располагаемых моментов стабилизации РБ. В связи с этим в КБХиммаш им. A.M. Исаева проработаны два варианта модернизации двигателя КВД1 (КВД1 Вар.1: удельный импульс - 461 с при соотношении расходов компонентов топлива – 5,5), исключающие необходимость кардинальных изменений конструкций блоков, и рабочих процессов двигателя, что связано с выполнением некоторых ограничительных условий.

Основным ограничительным условием при модернизации двигателя является использование в модернизированном двигателе подтвержденных на двигателе КВД1 технических решений, определяющих процессы подготовки к запуску, запуска, останова, регулирования двигателя при работе на режиме, то есть процессы, определяющие основной объем отработки любого двигателя, а также прочностные характеристики и вибростойкость конструкции. К таким техническим решениям относится, прежде всего, блочный принцип построения двигателя, при котором:

- блоки бустеров расположены в соответствующих баках ДУ, а бустеры после заправки баков залиты компонентами топлива и отделены от полостей двигателя, входящими в состав каждого блока клапанами;

- управление угловым положением вектора тяги двигателя осуществляется отклонением рулевых камер, установленных в шарнирных подвесах каждого рулевого блока, посредством электроприводов ЭП-24 (разработка ГКНПЦ им. М.В. Хруничева), при этом рулевые блоки (как и блок управления) закреплены на днище бака окислителя ДУ.

Указанное выше ограничительное условие налагает также требование на конструкцию ДУ (в состав которой должен входить модернизированный двигатель) по соответствию ее особенностям конструкции разгонного блока 12КРБ - нижнее расположение бака окислителя, наличие ниши в баке окислителя для размещения маршевого блока.

Конструкция модернизированного двигателя должна обеспечивать выполнение всех функций, свойственных двигателю КВД1, за исключением функции разделения полостей двигателя с окружающей средой (необходимые кондиции среды во внутренних полостях двигателя и ДУ можно обеспечить посредством наземных (стартовых) систем (например, продувкой или балластированием полостей двигателя гелием).

Должна быть сохранена компоновка БМ, регламентирующая взаимное расположение основных агрегатов и трубопроводов с механическими связями между ними.

Габариты блоков модернизированного двигателя должны укладываться в габариты блоков двигателя КВД1.

В обоих вариантах модернизации двигателя КВД1 вместо двух рулевых блоков в состав комплекта блоков двигателя входят 4 рулевых блока, в основе конструкции которых - рулевая камера с радиационно охлаждаемым насадком сопла, установленная на валу электропривода ЭП-24.

Кроме того, в менее затратном варианте модернизации (вариант 1) с целью снижения массы изменена конструкция камеры маршевого блока, в частности, конструкция форсуночной головки (с сохранением ее функциональных характеристик), уменьшена толщина наружной оболочки камеры, в состав ее введен радиационно-охлаждаемый насадок сопла из углеродно-углеродного композиционного материала (УУКМ); причем конфигурация и геометрическая характеристика газового тракта камеры сохраняются аналогичными камере двигателя КВД1.

Более глубокий (и соответственно более затратный) вариант модернизации (вариант 2), кроме указанных выше изменений конструкции камеры предусматривает изменение конфигурации газового тракта - уменьшение диаметра критического сечения камеры при сохранении диаметра среза сопла, вследствие чего увеличивается геометрическая степень расширения сопла. Кроме того, предполагается в составе БМ применение турбонасосного агрегата (ТНА), разработанного па базе созданного в КБХиммаш им. А.М. Исаева экспериментального ТНА 11Д56М.1202-0 с меньшей массой и более высоким коэффициентом полезного действия, а в конструкции ББГ и ББО - выполнение части агрегатов и элементов из алюминиевого сплава (взамен нержавеющей стали). В результате модернизации по варианту 1 снижается масса двигателя при сохранении его параметрического соответствия двигателю КВД1 - при этом практически исключается необходимость дополнительной отработки модернизированного двигателя (необходима лишь проверка работоспособности).

Кроме упомянутых вариантов модернизации двигателя КВД1 в КБХиммаш им. А.М. Исаева проведены проектные, конструкторские и экспериментальные работы по созданию универсальной модификации двигателя КВД1, предназначенной для использования как в РБ, так и в качестве двигателей третьих ступеней РН тяжелого класса. Компоновка двигательных установок третьей ступени, предполагающих использование связки из 4-х двигателей, исключает возможность применения в ее составе рулевых блоков (как в РБ); поэтому модификация двигателя КВД1, получившая индекс КВД1М3 (удельный импульс - 463 с при соотношении расходов компонентов топлива – 5,9 и тяге 10500 кгс), представляет собой моноблок - маршевый блок, совмещающий функцию создания тяги вдоль оси ступени с функцией создания управляющих моментов стабилизации в плоскостях тангажа и рыскания. Для этого в конструкции двигателя КВД1М3 между расположенной сверху рамой крепления и моноблоком предусмотрен шаровой шарнир с двумя степенями свободы и система гибких трубопроводов, обеспечивающих возможность углового отклонения двигателя в двух плоскостях стабилизации, кроме того в конструкции моноблока использованы модернизированные (в соответствии с вариантом 1) камера и ТНА, а также элементы ПГС, в состав моноблока включены электропневмоклапаны управления. Проведенные экспериментальные работы, в том числе огневые испытания экспериментальных образцов двигателя КВД1, подтвердили возможность его форсирования по тяге до уровня 11,5 тс. Аналогичные подтверждения были получены при огневых испытаниях форсированного по тяге двигателя КВД1А (9,5 т.с.), проведенных в обеспечение поставок в составе разгонных блоков 6Л12КРБ. 7Л12КРБ в ISRO.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

fagot

ЦитироватьSeerndv пишет:
- а как его увеличивать?
Снижать давление в КС и тягу?
На 14Д30 как-то же увеличили без снижения, очевидно, за счет резервов конструкции. Можно еще сравнить, как увеличилось время работы у клонов РД-170.

Salo

Цитироватьfagot пишет:
ЦитироватьSeerndv пишет:
- а как его увеличивать?
Снижать давление в КС и тягу?
На 14Д30 как-то же увеличили без снижения, очевидно, за счет резервов конструкции. Можно еще сравнить, как увеличилось время работы у клонов РД-170.
На метане клон КВД1 отработал 2000 с. Не вижу проблем с повторением результата в случае с водородом.
К тому же разработчик заявляет 1200 с (см. таблицу на предыдущей странице).
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Старый

Опаньки! Так у нас бустеры... А у RL-10 бустеров нетуть!
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

Salo

ЦитироватьСтарый пишет:
Опаньки! Так у нас бустеры... А у RL-10 бустеров нетуть!
Дык Центавр без наддува сложится. Нет?
На Дельте он тоже без бустеров?
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

fagot

У него и давление пониже будет, хотя на первых Центаврах бустеры были.

Старый

ЦитироватьSalo пишет:
ЦитироватьСтарый пишет:
Опаньки! Так у нас бустеры... А у RL-10 бустеров нетуть!
Дык Центавр без наддува сложится. Нет?
На Дельте он тоже без бустеров?
Без бустеров. 
А так как водород лёгкий то про давление наддува можно вообще не вспоминать. Можно делать любое. 
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

Старый

Цитироватьfagot пишет:
У него и давление пониже будет, хотя на первых Центаврах бустеры были.
Давление пониже а УИ повыше. Нет? 
Бустеры были но после двух отказов сплыли. Тут то и оказалось что без них лучше. 
Интересно, а чем у нас приводятся бустеры?
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

Salo

ЦитироватьСтарый пишет:
Интересно, а чем у нас приводятся бустеры?
Турбинами на генераторном газе.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

frigate

#509
1200 сек это уже намного ЛУЧШЕЕ   :)  . Сергей, а тягу в 9500 кгс ЖРД выдавал только кратковременно?

И вообще речь идет о 3х ЖРД с несколько разными ТТХ 
КВД1     для 12КРБ
КВД1М3 для КВРБ 
КВД1А   для 12КРБ (модификация) 
"Селена, луна. Селенгинск, старинный город в Сибири: город лунных ракет." Владимир Набоков

fagot

ЦитироватьСтарый пишет:
А так как водород лёгкий то про давление наддува можно вообще не вспоминать. Можно делать любое.
Водород-то легкий, вот люминь у стенок баков тяжелый, и кислородный бак водородом не наддувают.

fagot

ЦитироватьСтарый пишет:
Давление пониже а УИ повыше. Нет?
Смотря с чем сравнивать - у RL-10А-4 УИ меньше, у B-2 больше - степень расширения рулит.

Salo

#512
Цитироватьfrigate пишет:
1200 сек это уже намного ЛУЧШЕЕ  :)  . Сергей, а тягу в 9500 кгс ЖРД выдавал только кратковременно?
НК №11 за 2002 год:
ЦитироватьПараллельно ISRO обратилось к российской стороне с просьбой провести модернизацию двух блоков 12КРБ, находящихся в производстве в Центре Хруничева и готовящихся к поставкам в Индию, с целью увеличения массы ПГ, выводимого на геопереходную орбиту (ГПО) (с 1500 кг у существующего варианта GSLV Mk I до 2200 кг). По расчетам специалистов Центра, это можно сделать путем форсирования двигателя КВД-1 с 7.5 до 9.5 тс, увеличения массы заправляемых компонентов топлива 12КРБ с 12.5 до 15 т при параллельной плановой модернизации первой и второй ступеней носителя и его навесных жидкостных стартовых ускорителей, проводимой силами ISRO. После серии переговоров стороны подписали документы на модернизацию двух КРБ, и в январе 2002 г. ISRO выдало исходные данные для проведения работ.

Для сохранения надежности разгонного блока российские специалисты предлагают три основополагающих принципа доработок: запуск на ГПО должен осуществляться по одноимпульсной схеме (т.е. при однократном включении ЖРД); форсированный уровень тяги намечается использовать только в первые 300 сек полета при общей продолжительности работы двигателя 790 сек; массовое соотношение компонентов топлива блока необходимо понизить с 6.23 до 5.15, чтобы при форсировании ЖРД не повышать температуру в его камере сгорания и газогенераторе (форсирование достигается за счет повышения давления в камере сгорания путем замены регулятора тяги без существенных изменений уровней давлений в топливных баках).

Запас тяги, заложенный еще на стадии проектирования КВД-1 и подтвержденный в свое время специальными наземными испытаниями, будет гарантирован результатами прожигов еще четырех ДУ.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Salo

Кстати, есть массовая раскладка по КВД1 до модернизации и в двух вариантах модернизации:
 
 
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

frigate

Таблички отсюда   :idea:  
Российские жидкостные ракетные двигатели на экологически чистых компонентах топлива для разгонных блоков ракет-носителей 
В.И. Морозов, Е.Л. Заславский, Р.Ф. Морозов, Н.Н. Орлов, И.А. Смирнов, А.Г. Яковлев
Международный научный журнал "Альтернативная энергетика и экология" N 3 (59) 2008
Link http://www.hydrogen.ru/files/2008-03.pdf
"Селена, луна. Селенгинск, старинный город в Сибири: город лунных ракет." Владимир Набоков

Seerndv

#515
ЦитироватьSalo пишет:
На метане клон КВД1 отработал 2000 с. Не вижу проблем с повторением результата в случае с водородом.
К тому же разработчик заявляет 1200 с (см. таблицу на предыдущей странице).
- там был не совсем клон, да кстати, не он ли сгорел, и пришлось делать второй образец?    :(  
Я просто смотрю на :
http://kbhmisaeva.ru/main.php?id=54
http://kbhmisaeva.ru/main.php?id=56
- по виду существенно разные двигатели.
Может есть материал что там менялось-дорабатывалось при переходе на метан?
Свободу слова Старому !!!
Но намордник не снимать и поводок укоротить!
Все могло быть еще  хуже (С)

Salo

ЦитироватьSeerndv пишет:
- там был не совсем клон, да кстати, не он ли сгорел, и пришлось делать второй образец? :(
Сгорел он по причине попадания посторонней частицы в кислородный насос, отработав в четырёх испытаниях около 3500 с.
ЦитироватьSeerndv пишет:
Я просто смотрю на :
 http://kbhmisaeva.ru/main.php?id=54
 http://kbhmisaeva.ru/main.php?id=56
- по виду существенно разные двигатели.
Сравниваете серийный движок с экспериментальной установкой?
ЦитироватьSeerndv пишет:
Может есть материал что там менялось-дорабатывалось при переходе на метан?
Там обрезано вакуумное сопло, ну и ФГ с ТНА безусловно доработаны под метан.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Seerndv

ЦитироватьSalo пишет:
Сравниваете серийный движок с экспериментальной установкой?
- ну дык, следую по вашим стопам:
ЦитироватьSalo пишет:
На метане клон КВД1 отработал 2000 с. Не вижу проблем с повторением результата в случае с водородом.
К тому же разработчик заявляет 1200 с (см. таблицу на предыдущей странице).
- всё-таки читаем уважаемого Владимира Семёновича:
Цитировать  В КБХМ в это время разворачивались работы по контракту с Индией. На водородном двигателе можно было
проверить работоспособность перехода на водород с метана, а не с керосина. От НИИТП и ЦНИИМАШ было получено
добро на эти работы, но сначала нужно было проверить возможность этого двигателя работать на метане. Ограниченное
финансирование не позволяло изготавливать новые двигатели, речь шла только о том, чтобы использовать для
экспериментов двигатели прошедшие ранее огневые испытания. Для этой НИР руководство КБХМ выделило два таких
двигателя. В чистом виде их нельзя было испытывать на метане. Плотность метана в 6 раз больше плотности водорода, да и
оптимальное соотношение компонентов при работе на метане 3,3-3,5, а не 6-6,5, как на водороде. Сделать новую камеру не
было денег. Просчитали все возможные варианты и остановились на самом дешевом. Доработали только насос окислителя
ТНА непосредственно в двигателе. Двигатель перенастроили шайбами и поставили дроссель для регулирования режимом.
Нужно было проверить пиротехническую систему зажигания, которая была взята от водородного двигателя, выход
двигателя на режим, подогрев метана в рубашке КС на режиме, определить коксование в ГГ и охлаждающем тракте КС.
Снять параметры на режиме при разных значениях соотношения компонентов, хотя перепады на форсунках сгорания были
далеки от оптимальных. Испытания проводились без бустеров, при сохранении материальной части предусматривалось ее
повторное использование. В итоге с 97 по 99 год на этих 2-х старых двигателях было проведено 4-е испытания, на которых
были проверены эффективность зажигания пиротехническими средствами в КС и ГГ, выход двигателя на режим, сняты
характеристики двигателя на режиме при «к» от 1,9 до 2,7. Выяснилось, что нет закоксовывания даже на самых
неблагоприятных режимах, обеспечивается приемлемый коэффициент полноты сгорания даже при перепадах на форсунках
вне расчетного диапазона. Удельный импульс тяги соответствует расчетному при данном соотношении компонентов. Это
были первые в мире испытания полноразмерного двигателя на метане. Они показали реальную возможность использовать
метан в ракетных двигателях. В каких же условиях проводились эти работы? Денег на НИР по метану /шифр «Иней»/
отпускалось мало. В опытном производстве КБХМ эти работы считались невыгодными. В производстве не хватало кадров
даже для выполнения в срок работ по обязательным поставкам серийных изделий, которые обеспечивали получение средств,
для выплаты зарплаты /крайне низкой даже в нашей отрасли/ и по другим платежам. Работы по доработке двигателей под
метан проводились практически в свободное время от других работ. Но это еще цветочки, они преодолевались энтузиазмом
конструкторов занятых работами по метану, ягодки были по проведению испытаний. Наш водородный двигатель
испытывался на НЭО 106 НИИХИММАШ. Этот стенд имел криогенные емкости для горючего на большой ресурс работы.
Стенд, с помощью КБХМ, был оснащен современными средствами измерений и на стенде работали опытные
квалифицированные работники. Но на этом стенде проводились работы по двигателю КВД-1 по контракту с Индией, и он
был обеспечен хоть каким-либо финансированием. Работы по КВД-1 проводились с большими промежутками по времени. В
паузах вполне можно было провести испытания метанового двигателя, после небольших доработок по подаче метана. Нужно
было выделить секцию баллонов «Г» под метан и проложить его мерный участок. НЭО 105 был полностью без работы и
А.А.Макаров решил проводить работы по метану на нем. Ранее там испытывались двигатели на кислороде и керосине.
Нужно было создать секцию криогенных баллонов под метан. Секцию сделали всего на 60-100 сек. работы и от нее шел
длинный участок, который нужно было надежно теплоизолировать. Не было необходимых средств измерения, нужны были
новые мерные участки стендовых магистралей и многое другое по мелочам. В НИР не могли включаться деньги на
подготовку стендовой базы. На подготовку стенда требовалось много денег и времени. КБХМ отказалось от проведения
испытаний на НЕО 106, т.к. ставился вопрос о том, кто будет отвечать, если при испытаниях на метане, стенд будет выведен
из строя и будет срыв сроков по контракту с Индией. Деньги Макаров выбивал от РКА через ОКР База» и другие темы.
Первое испытание было проведено в августе 97 года. Были трудности с заправкой метаном стендовых емкостей, не было
приборов, определяющих процентное содержание метана и примесей. Метан привозили из Питера на автозаправщике.
Двигатель отработал 27 сек. и был остановлен по команде. Все системы двигателя функционировали в полном порядке. При
осмотре двигателя после испытания никаких дефектов не обнаружено. От повторных включений не снимая со
стенда, Макаров категорически отказался. В стоимость каждого испытания включалась подготовка стенда, покупка и
транспортировка метана. На 2-м испытании двигателя в мае 98 года, оно планировалось на 60 сек., исходя из емкости
баллонов под метан, на 20 сек. прошел газовый пузырь по линии «Г», который привел к прогару турбины и всего
газогенераторного тракта. В то время рассматривалась возможность использования метанового двигателя в разгонном блоке.
Для этого варианта на стендовой базе КБХМ в Фаустово были проведены испытания рулевых камер на метане. 5 включений
КС по 50 сек., которые прошли успешно и дальнейшие испытания не представляли интереса для НИР. В 99 году были
закончены испытания двигателей С7.84, доработанных из КВД-1/11Д56/.
На 2-м экземпляре было проведено два испытания
при максимально возможным для этого двигателя соотношении компонентов. Подогрев метана в рубашке КС показал, что
имеется большой запас по охлаждающей способности. У нас не было сомнений в том, что этот двигатель может работать
непрерывно 500-600 сек. /больше не требовалось/ и может включаться повторно без доработок какое-то количество раз, не
снимая со стенда. На совещании в РКА у нач. ГУ А.Н.Кузнецова была дана положительная оценка ходу работ по НИР
«Иней» и было предложено следующие работы проводить на номинальном режиме по давлению в КС и соотношении
компонентов. Для выполнения этих условий нужно было изготовить уже чисто метановый двигатель с новым ТНА и КС с
новым трактом охлаждения и частичной заменой форсунок. На НЭО 105 установить новые баллоны для обеспечения
требуемого ресурса и целый ряд других работ по устранению замечаний по проведенным испытаниям.
Для этого
требовалось значительное финансирование. Это совещание проходило в начале 2001 года. Обстановка, по сравнению с 1994
годом, когда начинали НИР «Иней», существенно изменилась. Про 3-х компонентную схему уже мало кто говорил, но все, в
той или иной степени стали заниматься возможностью использования метана в РКТ, а также в авиации и на транспорте. В
нашей отрасли эти работы проводились в НПО «Энергомаш» и КБХА, и даже в НИИМАШ /Нижняя Солда/ проводились
проработки возможности использования метана в двигателях ориентации. Интерес к метану появился и за рубежом.
- вот судьба двух КВД на метане. 
А уже С5.86 был специально изготовленный метановый двигатель демонстратор:
Цитировать
В рамках подпрограммы «Двигатель-2015» КБХМ вело изготовление метанового двигателя-демонстратора
/С5.86/ тягой ~10 т. Исходя из ограниченного финансирования, изготовление растянулось почти на 4 года. Мои попытки
каким-либо образом ускорить изготовление не увенчались успехом. После очередного разговора с Е.П.Селезневым, он мне
заявил, что жалеет, что еще раньше не закрыл работы по метану. Я ушел на пенсию, не дождавшись его изготовления. Его
испытание было проведено на НЭО 105 НИИХИММАШ 11 мая 2007 года. Исходя из имеющихся на стенде емкостей,
продолжительность испытания была ограничена 70 секундами. Однако, из-за неправильного замера расхода по линии
метана, на 69 секунде прошел газовый пузырь по линии «Г» и двигатель вышел из строя. Испытание оценено как успешное.
Были сняты все необходимые параметры. Подогрев метана в рубашке КС был стабильным и далеким от предельных
значений. Сообщение об этом испытании было опубликовано во многих СМИ. Двигатель будет восстановлен в марте 2008
года, и летом можно будет ждать испытания, которое надеюсь, избежит стендовых неприятностей и можно будет перейти к
многократным включениям.
Я так понял, емкостей чтобы продемонстрировать 2000 с непрерывной работы ( пустьс циклами вкл-выкл) у них просто не было  :(
Как и то кто лучше охлаждает - водород или метан? :oops:
Свободу слова Старому !!!
Но намордник не снимать и поводок укоротить!
Все могло быть еще  хуже (С)

Плейшнер

ЦитироватьSeerndv пишет:
Как и то кто лучше охлаждает - водород или метан?   :oops:  
Не надо греть кислород!
Я не против многоразовых ракет, я за одноразовые!

Seerndv

Спасибо, теперь окончательно понятна фраза:
ЦитироватьНа совещании в РКА у нач. ГУ А.Н.Кузнецова была дана положительная оценка ходу работ по НИР
«Иней» и было предложено следующие работы проводить на номинальном режиме по давлению в КС и соотношении
компонентов. Для выполнения этих условий нужно было изготовить уже чисто метановый двигатель с новым ТНА и КС с
новым трактом охлаждения и частичной заменой форсунок.
Свободу слова Старому !!!
Но намордник не снимать и поводок укоротить!
Все могло быть еще  хуже (С)