Нил Армстронг умер

http://top.rbc.ru/society/25/08/2012/666339.shtml

R.I.P.

...Опять вместо прямого ответа начались всякие бредни...Про то да про это...
Ответа как не было так и нет...

А не 2012 года?

Премьер-министр РФ

Guk писал(а):
А не 2012 года?

Нет 2011
Toyama Tokanawa писал(а):
Премьер-министр РФ

У меня есть смутные подозрения,
что над вогнутой поверхностью "отражателя"
при старте будет формироваться линза заторможенного потока,
т.е области газа с повышенным давлением, которая выполнит функцию направляющего газоотвода
(предвидя возражения Стаса, сразу говорю, что это для однокамерных двигателей небольшой тяги)

Ничего там не рванёт. Тяга не сразу 100%, и через 0,1 секунды зазор уже больше, ещё через 0,1 ещё больше... Заглохнет - это как??? Давление в КС будет больше, чем в системе подачи компонентов? Снаружи же вакуум.

Теперь пару пояснений. Для тех, кто в танке: время 0,3сек - это время, пока откроется клапан и жидкость добежит до головки, не случайно синяя кривая в этом промежутке лежит на дне; потом резкий всплеск, зашкаливание в полтора раза, затем убывание амплитуды колебаний до нормальной тяги. И это без преграды!

Красное это та щель через которую отработанные газы могут выходить...Синим показан итекающий из сопла поток..
Там же "линза" Пыльного..Видно что она напрочь закупоривает само сопло. Куда тогда истекать газовой струе?

а вот чтобы об этом судить, нам надо сборочный ЧЕРТЕЖ
а не те схемки и фантазии вольных художников, что ты все время нам приводиш

стасик, я уже тебя не раз спрашивал, но ты так и не ответил

неа
недостаточно
ибо ты нам уже каких тока картинок не подсовывал

а про график всеже просвети
что ты на нем изображено и для чего ты его нам привел?
откуда он вязлся?

Немного о том, зачем вообще нужен зазор перед соплом.


И хотя все вполне очевидно, тем не менее, после первой публикации этого факта возникла масса вопросов у читателей: а зачем вообще нужен газоотвод, газорассекатель, кому нужен зазор и каков должен быть его размер?

Фактически задача сводится к известному бассейну с двумя трубами - в одну трубу вливается, в другую выливается... Если вливаться будет больше чем выливаться, то бассейн переполнится. То бишь если приход газа из сопла в подсопловую область будет превышать количество расхода газа наружу - давление газа в подсопловой области будет резко расти, произойдет лавинообразный заброс давления - фактически микровзрыв. Такие микровзрывы часто происходят при запусках ЖРД и без всякой преграды!

Порой это приводит к серьезным поломкам, а то и авариям. Просто преграда усиливает эффект в десятки-сотни раз. В нашем случае это может привести к разрушению соплового насадка ЖРД ЛМ.



Теперь давайте рассчитаем минимально необходимое значение зазора между соплом и нижней стенкой.



Автор для начала вооружился компьютерной программой расчета термодинамических параметров и обнаружил, что для взлетного двигателя ЛМ который работает на аэрозине-50 и азотном тетроксиде при массовом отношении окислителя к горючему 1,6:1 при давлении в камере сгорания ~8,4кгс/см2 и степени расширения 45,5:1 (расходный диаметр сопла ~0,79м) будет наблюдаться следующая картина (с учетом реальных потерь и частичном догорании продуктов диссоциации газа в сопле):



в камере сгорания: температура Тк~3000К; показатель адиабаты γ~1,23; молярная масса Мк~20,7г/моль;

на срезе сопла: температура Тс~1150К; показатель адиабаты γ~1,26; молярная масса Mс~21,2г/моль;

Итого: удельный импульс I~310сек (оценка); скорость газа ~2890м/с; тяга F~15,3кН при расходе топлива m`=5,05кг/с



Сечение №1 площади среза сопла S1= πR². При этом у газа есть только два "разрешенных" направления для истечения наружу - перпендикулярно оси тока газа из сопла. Сечение №2 имеет форму боковых стенок мнимого цилиндра, имеющего высоту h зазора между соплом и нижней частью ЛЕМ-а, и диаметр D - равный диаметру сопла. Площадь такого сечения S2= πDh.



Условие баланса массы втекающего и истекающего газа запишем через секундный расход массы: C1S1ρ1= C2S2ρ2

здесь C1,C2 -скорость течения в сечениях №1, №2; ρ1, ρ2-плотность газа в сечениях №1, №2.



Теперь построим следующую модель процесса. Сразу оговорюсь, что описание таких процессов носит во многом характер приблизительных аппроксимаций.

Введем следующие допущения: состав газа после выхода из сопла - "замороженный"; струя газа, ударяясь о стенку, нагревается и теряет кинетическую энергию, часть тепла отдает стенке; после соударения газовая волна "рассеивается", при этом газ изотропно расширяется во все стороны в виде волн "разрежения" (с местной скоростью звука); процесс перетекания газа из сопла наружу носит стационарный (установившийся) характер; цилиндрическая область между стенкой и соплом есть условный сосуд, давление газа на границе среза сопла постоянно и не более давления среза сопла (иначе плотный газ начнет втягиваться обратно в сопло).

Тогда имеем скорость звука: а2=C22=γRT2/M;



Для идеального течения газа т.н. полная энтальпия торможения при отсутствии работы над газом и теплообмена остается постоянной:



I0 = CpT1 + ½C12= CpT2 + ½C22 = const;



Тогда для неидеального торможения газа о стенку: CpT1 + ½C12= CpT2 + ½C22 +Q;



I0 = CpT1 + ½C12 = CpT2 + ½C22 +Q;




Забегая наперед, считаю необходимым заметить следующее: закон сохранения энергии в данном виде уместен лишь в случае неизменности изобарной теплоемкости, т.е. Cp=const.



В общем же случае: Cp≠const; ∂Cp/∂T≠0;



Тогда закон сохранения энергии для изоэнтропного течения перепишется так:



I0 = Cp1T1 + ½C12 = Cp2T2 + ½C22;



Не сложно заметить, что в таком случае температура идеального торможения будет:



I0 = Cp0T0 = Cp1T1 + ½C12 или T0 = (Cp1/Cp0) T1 + ½C12 /Cp0 где Cp0 ≠ Cp1



Поскольку, как я указал выше, γ0≈1,23; при γ1≈1,26; тогда из выражения Cp=(R/M)γ/(γ-1) имеем:

Cp1/Cp0 ≈ (γ1/ γ0)( γ0-1)/( γ1-1) ≈0,9; При этом, так как T0 ~ T2 то Cp0 ≈ Cp2 или Cp1/Cp2 ≈0,9;



Кроме того, нужно иметь в виду, что из-за процессов диссоциации в продуктах сгорания теплота химической реакции при Т0≈3000К может быть на 10..20% ниже, чем при Т1≈1150К



Тогда общая форма уравнения для закона сохранения энергии газа при переменной теплоемкости и переменной полной энтальпии торможения примет вид:



Cp1T1 + ½C12 = Cp2T2 + ½C22 +∆I = Cp1T2 + ½C22 +(Cp2 -Cp1) T2 +∆I



Опуская индекс при Cp1, перепишем уравнение для закона сохранения так:



CpT1 + ½C12 = CpT2 + ½C22 + (∆CpT2 +∆I); где (∆CpT2 +∆I)≡Q;



Таким образом, введя некие тепловые потери Q, физический смысл которых объяснен выше, мы можем привести уравнение для закона сохранения энергии газа к более удобному «адиабатическому» виду (при постоянной изобарной теплоемкости), известному по школьному курсу физики.





Выразим потери энергии газа при ударе через долю кинетической энергии: Q=η(½C12); где η - процент потерь при ударе о стенку.

Подставляя в уравнение C22=γRT2/M; Q=η(½C12) и учтя, что Cp=(R/M)γ/(γ-1) имеем: γT1/(γ-1) + ½(1-η)(M/R)C12 = γT2/(γ-1) + ½γT2;

Отсюда T2= [γT1/(γ-1) + ½(1-η)(M/R)C12] /(γ/(γ-1) + ½γ);



При γ1=1,26; T1=1150К; C1=2890м/с; М=21,2г/моль; η≈20%; имеем параметры "торможения" до скорости звука:

T2≈2570K и C2≈1125м/с - с такой скоростью газ истекает наружу через сечение 2;

Теперь в нашей модели мы приняли p2≤pср.сопла; Тогда (ρ2/ρ1) ≤ (T1/T2); Отсюда (S2/S1) ≥ (C1T2)/(C2T1) ≈5,75 раз или h≥1,44D или ~1,15м

кстати с чего деталь поз. 210 называется разрывной или взрывной? а? разрушаемой короче

...Ибо как мы знаем из курса химии в практически любой хим.реакции важно СООТНОШЕНИЕ компонентов. В случае же не удаления продуктов горения мы как раз и нарушаем данное соотношение...
И реакция окисления прекращается...Двигатель просто глохнет..

Немного о том, зачем вообще нужен зазор перед соплом.

а че такое донное давление?

А вот ни каких возражений у меня нет..Ибо ты прав.Только вопрос куда она отведет газы...Там все закрыто.
Ну посмотрите же...Куда там газу уходить, только в щель между модулями...

Там же "линза" Пыльного..Видно что она напрочь закупоривает само сопло. Куда тогда истекать газовой струе?

кстати с чего деталь поз. 210 называется разрывной или взрывной? а? разрушаемой короче

ИМХО, "ascent engine blast deflector" корректнее перевести как "отражатель реактивной струи выхлопа двигателя"

Mihalych78
Я правильно понимаю что перед выходом на полную тягу происходит мини-взрыв?

Разработка газоотводных устройств стартовых комплексов осуществлялось в КБ Главных конструкторов стартов с участием головного института по газовой динамике (НИИ-88, затем ЦНИИмаш) по заданиям Генерального конструктора С.П.Королева и находилась под его постоянным контролем.

Идея эжекционного отвода горячих газов от ракеты, реализованная при создании стартового комплекса первой межконтинентальной и космической ракеты Р-7, была поддержана С.П.Королевым при создании первых шахтных стартовых комплексов на основе шахт с кольцевыми газоходами, разработанными НИИ-88. При этом для защиты от действия ударных волн был впервые применен противоимпульсный экран, расположенный ниже донной части ракеты, с последующим разрывом экрана для прохода газовых струй.

Конструктивное развитие идей применения противоглушительного разрывного экрана было осуществлено КБОМ, КБ «Вымпел» и ЦНИИмаш на стартовых комплексах РН «Протон», а затем для высокозащищенного комплекса ракеты 15А35.