Pull to refresh

Comments 40

Ах, если бы не Пенемюнде =))
Спасибо за экскурсию. Вот бы ещё посмотреть на казанские сокровища. Лапки щешутся увидеть трофейные немецкие прецензионные станки, которые прекрасно работали ещё в 70-х. Но это уже совсем другая история.
Кстати, наши в 45-46 получили сами того не зная первое в мире звание «оверклокеров», форсировав тягу на А4 до 35 тонн при штатных 25. «Ну ви понили...»
А что тут такого? Разработчики пытаются форсировать характеристики любой техники. Потом упираются в какие-то проблемы. Исследуют их подробно и — подчас — решают. Это позволяет форсировать характеристики до столкновения со следующей проблемой. И так далее.
Проблемы с нестабильностью горения в больших камерах до конца решить так и не удалось, поэтому большинство двигателей конструкции КБ Глушко — многокамерные.


Угу. Смотришь на «семерку» снизу, а там — сопла, сопла, сопла :)))
Много небольших. Американцам удалось сделать одно, но большое :)
Нуу, для семерки когда выбирали схему двигателя выбрали четырехкамерную не потому, что думали, что не удастся разработать большую камеру в приемлемый срок, а потому что оказалось, что компоновочная схема двигателя получается гораздо меньше по длине при сохранении требуемой степени расширения сопла. Да, двигатель стал сложнее, потребовалось отказаться от управления вектором тяги и поставить рулевые камеры (сопла, сопла, сопла, хихихи), потому что сильфонов высокого давления тогда еще не было, но плюсы в компоновке самой ракеты перевесили, а в обеспечении надежности двигателя были уверены (и он, кстати, не подвел).
А работает ли оно?

В статье А. Велюрова «Великий карбюратор» приведён детальный проверочный расчет регенеративного охлаждения КС двигателя F-1 в части возможности теплосъема охладителем (керосином) теплового потока от продуктов сгорания. Расчет основан на проверенных методиках, опубликованных, в частности, в учебниках по проектированию ЖРД В.Кудрявцева и М.Добровольского (профессора МВТУ). В качестве исходных данных для расчета использовались данные и параметры F-1, взятые из доступных американских источников. Расчет выполнен корректно и замечаний к нему нет.
В результате расчета А.Велюровым сделан вывод о невозможности теплосъема теплового потока в 13 МВт/м^2 рубашкой охлаждения F-1 при заданных параметрах потока охладителя и геометрических характеристиках тракта охладителя (трубок, из которых выполнена камера сгорания (КС) и сопло).
manonmoon.ru/articles/st65.pdf

Если невозможно было охладить двигатель, значит он не рабочий, и не только не летал в космос, но и не летал на Луну… значит двигатель F-1 — фэйк…

Можно ли полагаться на эту информацию? Если она верна, то выходит что США на луну таки не летали…
В части расчетов полагаться на эту информацию можно, с учетом того, что при проведении расчета не была учтена особенность конструкции F1: подвод части тепла к стенкам сопла блокировался путем создания газовой завесы с относительно небольшой температурой, создаваемой путем сброса в сопло низкотемпературного генераторного газа после турбины насосного агрегата. Если учесть блокированный температурный поток, то расчеты сходятся даже с небольшим запасом. Про это можно прямо в вики почитать про F1.

Охладитель там, по современным меркам, совершенно допотопный, но все таки реальный.
Все пять раз не летали? И ещё около 10 испытательных полётов?
Ну, человек спросил, ему ответили. А вообще, столько лжи кругом, что печально.
Большинство теорий лунного заговора скромно умалчивают о количестве полётов по программе Апполон. В результате у незнакомого с темой человека создаётся впечатление, что США летали на луну один раз и без подготовки.
Спасибо за статью, очень интересно!
— Такая смесь эффективнее, но намного токсичнее керосина
Разве? Судя по википедии, у азотосодержащих УИ — порядка двухсот-трехсот, у RP-1 — 353.
Скорее, не эффективнее, а проще — НДМГ/АТ воспламеняется сама при контакте компонентов (проще зажигание), плюс они высококипящие — нет возни с криогенной техникой, которая тоже доставляет изрядно проблем.
А ещё, ещё азотный тетроксид гораздо плотнее жидкого кислорода, поэтому бак окислителя получается меньше по размеру и легче. Плюс для более плотной жидкости легче обеспечить бескавитационный режим работы насоса, т. есть можно не ставить бустерный насос (повышающий давление с 1,5 атм. на выходе из бака до 10 атм. на входе в основной насос).
Здорово! Жаль только что все эти красивые и невероятно сложные конструкция в конечном итоге просто падают на землю или сгорают в атмосфере (
срок службы несколько минут, за исключением нескольких многоразовых двигателей.
У РД-171 — срок службы на 10 запусков.
Теоретический или реальный? Хоть раз повторно использовался движок?
10 полных циклов полетной работы без переборки, только замена однократно срабатывающих элементов запуска/остановки, таково было было требование ТЗ. Двигатель прошел государственные испытания по этому требованию ТЗ, т. есть реально отработал 10 раз на стенде без сборки/разборки между запусками.

То, что это сейчас не используется — это вопрос уже к ракетчикам, не к двигателистам. :)
Ну так меня, как раз интересовало реальное применение. А то между стендовыми испытаниями и реальными есть такая маленькая штучка как посадка, и как обеспечивать сохранность двигателя.
Как обеспечить сохранность двигателя при посадке — это вопрос к ракетчикам. Двигателисты могут по этому поводу запросить в ТЗ предельные механические нагрузки при которых надо гарантировать возможность многократного использования и проектировать и испытывать двигатель с учетом этих требований. Так все делают и РД-171, естественно, имел такие требования в ТЗ и был на них испытан.

Ну а с точки зрения ракетчика обеспечить сохранность двигателя(т. есть ими же заданные в ТЗ допуски по нагрузкам) при возвращении отработавшей ступени можно тремя способами. Это парашютный спуск, посадка ступени по самолетному и посадка ступени по ракетному.

Парашют — самое простое и самое неудобное, потому что точность приземления небольшая, не говоря уже о том, чтобы приземлиться в точке старта, чтобы не возить потом ступень за тридевять земель.

Посадка по ракетному тоже довольно проста в части требований к конструкции ступени, но требует двигатель многократного запуска в полете или глубоко дросселируемый, что хуже, если вообще реально задросселировать турбонасосный ЖРД до 5, хотя бы, процентов. Возвращение своим ходом в точку старта возможно, но требует либо чтобы ступень выдерживала высокие перегрузки при развороте по радиусу порядка 5-10 километров на скорости в 1500-2000 м/с, либо выдерживала скоростной напор при полете на больших(больше 45-60 градусов) углах атаки. Расход топлива и окислителя на возврат при этом также заметно больше чем на посадку в точке естественного окончания баллистической траектории выведения у поверхности Земли.

Посадка по самолетному предъявляет к конструкции ступени наибольшие требования(как-то: раскладные крылья, турбореактивный двигатель, аэродинамические средства управления, шасси), но позволяет произвести возврат ступени в точку посадки с минимальными затратами топлива, используя только небольшой остаток топлива и воздух атмосферы для питания ТРД при посадке.

Это всё понятно. Я только спрашивал был ли хоть один случай многоразового использования? А все эти рассуждения и стендовые испытания это из разряда теории. И не важно по чьей вине.
По факту, получается двигатели не летали многоразово?
При том, что насколько попадалась инфа серия РД-170/180/190, является очень дорогой (как раз из-за закрытого цикла), что 9 движков Мерлин стоит дешевле, чем один РД-191. И при этом SpaceX ведет активные испытания по спасению своих движков для многоразового использования. А в Роскосмос похоже об этом даже не задумываются.
Тем странней выглядит эта ситуация, ведь для обеспечения надежности движка достаточной для 10 полетов, нужно соответствующие запасы прочности всех деталей двигателя — что соответственно увеличивает стоимость и вес движка.
Ну стендовые испытания все-таки из разряда практики. :) Так что летал двигатель или не летал в составе многоразовой ступени совершенно не влияет на то многоразовый он или нет. Создан был многоразовым, испытания по всем параметрам техзадания прошел, значит многоразовый. Если этого недостаточно, то я уж и не знаю, что ответить.
Можно сказать так: Летные испытания не проводились ввиду отсутствия в мире подходящей многоразовой системы.
Коммерческую сторону вопроса я обсуждать, честно говоря, просто не хочу, неинтересно мне это.
Единственное, что могу сказать, что если на Сатурн-5 поставить РД-171, то его взлетный вес можно будет уменьшить примерно на 500 тонн именно за счет закрытого цикла. И это не стоимость 500 тонн керосина. В уменьшение цены войдет уменьшенная стоимость разработки и изготовления ракеты, стартового комплекса, перевозок, пусков и много чего еще. Для сравнения — 500 тонн это Сатурн 1Б, только затраты на пуск которого позволяют купить себе РД-171 столько, сколько захочется (образно говоря).

Многоразовость же, в общем, досталась практически бесплатно, как следствие повышенных требований к инженерному совершенству двигателей с закрытым циклом.

Что же касается Роскосмоса. Они там хорошие ребята, увлеченные. Много о чем задумываются, о чем ни я, ни вы не знаем. Пожелаем им чего-нибудь хорошего, чтобы «Ангара» нормально слетала, в частности.

Если этого недостаточно, то я уж и не знаю, что ответить.

Да вроде мой вопрос максимально прост. Летал хоть один двигатель многоразово? Ключевое слово летал. То что РД-170 проектировался под многоразовость я давно в курсе.

Что касается Сатурна-5, то как бы не совсем корректно сравнивать, между этими движками расстояние в 20 лет. И в то время, как появились РД-170, уже были шаттловские бустеры, которые почти в 2 раза мощнее, и если бы лунная программа была в то время, то явно использовали бы их.
Попробую в третий раз объяснить: Двигатель не только проектировался под многоразовость, но и получился в итоге многоразовым. Реальных прочностных и огневых стендовых испытаний достаточно, чтобы просто принять это как данность. И то, что не было еще проведено летных испытаний на многоразовость, ну никак не делает его одноразовым.

Может быть, вам будет проще понять на примере:
Вот представьте, приходите вы в магазин и просите продать вам диодный мост, например. Вам показывают диодный мост. Вы спрашиваете, а это точно диодный мост? Вам быстренько собирают схемку, полностью демонстрирующую что это именно диодный мост. Т. есть и напряжение выпрямляет и двухполупериодность обеспечивает, при условии что вы не превышаете предельных параметров. И тут вы говорите: Нет, ну а в мою схему вы же его не впаивали и неизвестно еще, покажет он двухполупериодность или нет.

Что же до корректности сравнений, то, если вы обратите внимание, я вообще-то сравнивал не F1 и РД-170, а две ракетные системы на их основе для иллюстрации преимуществ технических решений одного перед другим. Такое сравнение вполне корректно, ведь мы сравниваем две ракеты, а не ракету и самолет, например и для иллюстрации технических принципов, a не даты создания (тут нужно, конечно, отметить, что разработка F1 заняла на год меньше, чем РД-170, т. есть примерно 7 лет против примерно 8 лет, хотя РД-170 начали разрабатывать на 5 лет позже. Правда он и сложнее, но это оправдано, см. выше сравнение ракетных систем).

Теперь давайте сравним твердотопливные ускорители(далее ТТУ) и РД-170. У ТТУ удельный импульс порядка 267 при тяге 1200 тонн, у РД-170 УИ порядка 308 при тяге 745 тонн (у поверхности Земли). К сожалению, всю разницу по тяге реализовать не удается именно за счет разницы в удельном импульсе, потому что для достижения той же скорости в составе сравнимых по схеме, нагрузке и профилю полета системах для ТТУ приходится делать заметно больший запас топлива и значит он получается тяжелее, т.есть больше тяги уходит на разгон большей массы и на гравитационные потери, поскольку первая ступень работает весь вертикальный участок выведения.
Единственной причиной использования ТТУ на тяжелых ракетах является их сравнительная простота изготовления и отработанность технологии, а вовсе не высокая тяга на один двигатель или какие либо иные преимущества связанные с техническим совершенством. Высокая тяга на один двигатель это, несомненно, хорошо, но в сочетании с низким УИ приводит к повышению взлетного веса, что, в свою очередь, ведет к усложнению конструкции ступеней, их соединений, стартовых сооружений и т.д.
Т.есть совершенно неочевидно, что два ТТУ общей тягой 2400 тонн и общим весом 1200 тонн лучше чем четыре разгонных блока с ЖРД общей тягой 2980 тонн и общим весом 950 тонн(для наглядности масса пересчитана для профиля полета при старте на ту же орбиту из географической точки, сходной с мысом Канаверал. Если пересчитать общую массу ТТУ для старта с Байконура, то она достигнет почти 2000 тонн, т.есть потребуется третий ускоритель и полная перепроектировка всей системы).
Чего вы прицепились к слову проектировался? Я же сказал меня интересовал простой вопрос летал ли двигатель многоразово. Вам с вашей демагогией нужно в политики идти…
Да и пример у вас не в тему. У вас ответы в стиле, если бы я спросил выводила ли ракета Н-1 груз достаточный для полета на Луну, а Вы бы тут рассказывали, как она успешно прошла все стендовые испытания, и по всем расчетам могла бы выводить.
Есть ли многоразовые двигатели?
Есть.
Есть ли реальный опыт многоразовых полетов?
Нет.
Извините, если моя скромная попытка рассказать вам о некоторых проблемах rocket science показалась вам демагогией. Rocket science все-таки довольно сложная штука.
если моя скромная попытка рассказать вам о некоторых проблемах

просто я и так был в курсе, что их делали как многоразовые, интересовало дошло ли до реальных повторных полетов. Ну или хотя бы была какая-то имитация посадки ступени (как у SpaceX), после которого двигатели можно было запустить второй раз. Ведь насколько понимаю ресурс движка можно при желании сделать и на 100 циклов, основная проблема относительно безболезненно его посадить, и желательно не очень затратно как по деньгам, так и по весу.
Ну, стендовые прочностные динамические испытания у меня как-то даже язык не повернется назвать имитацией посадки. Они гораздо жестче. Практически это условия катастрофической посадки. Да, один двигатель прошел такие испытания и был запущен второй раз.
Да? А я решил что это риторический вопрос, т. есть такой вопрос, простой прямой ответ на который заведомо известен собеседнику и не требуется, а требуется привести соображения, которые собеседнику не известны и могут дать ему дополнительные знания для обсуждения темы в общем.
А почему разностная схема управления (как у ракеты немецкой группы, о которой писал Черток и Н-1) практический не применяется? Ведь, у многих ракет на первой ступени несколько двигателей.
Очень грамотный вопрос. Казалось бы, не нужен кардановый подвес, рулевые машины, гибкие газоводы или топливопроводы. Прибавил тяги с одной стороны, убавил с другой и все. Но есть два основных минуса, один очевидный, второй не очень.

Первое и самое важное: для управления по крену все равно придется ставить рулевые камеры.

Второе: ЖРД не очень точны по дросселированию и приемистость у них не высокая, что ведет к усложнению системы управления.

На Н1 такая система еще оправдана, т. как там двигатели далеко разнесены от центра и управляющий момент сил легко получить небольшим изменением тяги.
— для управления по крену все равно придется ставить рулевые камеры
Но проще и маломощнее, и без сложных подвесов, разве нет?
— ЖРД не очень точны по дросселированию
А как же сажали LM?
Цилиндр в сто тонн повернуть даже вокруг оси с самым маленьким моментом инерции (вокруг продольной), мощность все-таки нужна заметная. Этой мощности хватает, с учетом больших (до 40 градусов) пределов отклонения рулевых камер и угла атаки, где повороту помогает тяга основного двигателя, и на поворот вокруг других осей. С Н1 один были и другие соображения в пользу разностной системы, а именно: пришлось бы делать две модификации двигателей, с качанием сопла и без, потому что управлять вектором тяги 32 двигателей не нужно, да и усложнение системы управления неоправданно большое. А две такие достаточно разные модификации двигателя это почти удвоенные объемы разработки и испытаний.

С LM все просто: там вытеснительная система подачи топлива и малая мощность. Никакого момента инерции массивного ротора турбонасоса, никакой инерции потоков жидкости по тонне в секунду. Приоткрыл краник наддува баков (условно говоря, потому что какие там краники на двухстах атмосферах гелия до редуктора, прямо скажем, не краники там вовсе) — ровно на столько же тут же возросла тяга, прикрыл — уменьшилась.
Вопрос только про наши ракеты? Маск использует.

На РН Falcon 9 1.1 используются 9 таких двигателей общей тягой в 600тс. Двигатель не имеет собственной системы управления вектором тяги (УВТ), и управление ступенью ракеты осуществляется изменением тяги двигателей на противоположных осях, как и у РН Н 1 (дросселирование для снижения тяги и/или форсаж для увеличения тяги выше номинального).
А я не в курсе, всегда думал, что у мерлинов обычная подвеска. Спасибо.
Прошу прощения вторая часть материала немного задерживается — работы навалилось, оформить некогда.
Диск со сферой в центре — это не модель Солнечной системы, как я подумал, а макет электроракетного космического корабля. На диске предполагалось размещать солнечные батареи.

Гелиоракетоплан — электрический ракетный двигатель, и не только он, описаны в книге Глушко «Путь к ракетной технике». Информация о ней на сайте НПО «Энергомаш». Саму книгу можно скачать например, тут. Интереснейшее описание электровзрывов.
Небольшое описание гелиоракетоплана из книги. Обратите внимание на год и ссылку — она ведет на макет из статьи.
image
Sign up to leave a comment.

Articles