Skylon - про(ж)ект от Алана Бонда

Д.Ж.> Ещё довод в пользу веры. Замысел двигателя такой схемы не мог появиться в 50-ые, скажем. Слишком многоступенчат, наполнен вновь открывшимся в ходе дорогостоящих работ пониманием, технологиями. Чего стоит необходимость в бортовых запасах гелия, жидкого водорода и кислорода разом. А значит, если изобретение стоящее, то появилось оно вовремя. А не как у многих изобретателей "обогнавших время", где ядерный реактор на схеме не показан или как у иных — "нефтяные монополии сдерживали".
Вы описываете ситуацию абсолютно не соответствующую действительности.

Замысел такого двигателя появился давным-давно, может не в 50-е, но в 60-е точно. 30 лет с ним возится Алан Бонд, это его любимое детище и никаких там особо "дорогостоящих работ" вызвавших "понимание" нет, ну по крайней мере, если сравнивать разработку такого двигателя с разработкой ЖРД.

Почему он раньше не появился? - Потому, что водородный ТРДД нужен только для той цели, для которой его собираются использовать в Skylon-е, а именно для доставки чего-либо на орбиту. Так как эта задача давно решена, дополнительное средство, которое решает ту же задачу, финансировать особо никто не хотел и затея создания такого двигателя является заслугой энтузиаста.

Lamort> Почему он раньше не появился? - Потому, что водородный ТРДД...
...был создан в СССР в ходе работ по теме "Холод" и летал на ЛЛ Ту-155.

Lamort>> Почему он раньше не появился? - Потому, что водородный ТРДД...
Полл> ...был создан в СССР в ходе работ по теме "Холод" и летал на ЛЛ Ту-155.
Это не тот случай, я говорил про принципиально водородный высокоскоростной ТРДД, который не может работать на чём-то кроме водорода.

Lamort> ...я говорил про принципиально водородный высокоскоростной ТРДД...
От них отказались в пользу ГПВРД, наша ГЛЛ "Холод" достигла 6,5 Махов.

Lamort> Вы описываете ситуацию абсолютно не соответствующую действительности.

Люблю, когда со мной заговаривает действительность с абсолютом. Можно диагноз ставить простейшей текстовой обработкой.

Lamort> Замысел такого двигателя появился давным-давно, может не в 50-е, но в 60-е точно. 30 лет с ним возится Алан Бонд, это его любимое детище и никаких там особо "дорогостоящих работ" вызвавших "понимание" нет, ну по крайней мере, если сравнивать разработку такого двигателя с разработкой ЖРД.

Замысел в общих чертах — 1955, США, я писал. Годный криогенный ЖРД — малая часть желаемой конструкции, появился спустя 10 лет. Гиперзвуковой ВРД пока не появился, по сути, даже криогенный. Но какие сложности у абсолюта? Регулируемое центральным телом сопло не отработано, хотя предложены и испытаны несколько подходов.

Криогенные теплообменники, турбонасосы, многорежимные заборники, новые материалы, многократно переменный газодинамический цикл абсолюту не заметить, ладно.

Но системы управления, способные тонко управлять такими процессами внедряются-то только теперь, не "в 60-ые точно". Это уже я от лица реальности сообщаю. Не говоря о необходимости объединить эти знания и технологии в изделии одного коллектива.

Lamort> Почему он раньше не появился? - Потому, что водородный ТРДД нужен только для той цели, для которой его собираются использовать в Skylon-е, а именно для доставки чего-либо на орбиту. Так как эта задача давно решена, дополнительное средство, которое решает ту же задачу, финансировать особо никто не хотел и затея создания такого двигателя является заслугой энтузиаста.

Многие миллиарды долларов в год на носители и продолжение НИОКР. Как выяснилось, Rolls-Royce оплатил предыдущую попытку, но встретил препятствия.

Wyvern-2>>> Не, ну, как я не догадался, что теплообменник на сверхзвуковой поток с напряженностью в 1Гвт/м² - это до смешного просто
Fakir>> Ну нифига не просто, конечно - но если и вправду его УЖЕ СДЕЛАЛИ, как утверждается, то...
Lamort> Нет там никакого гигаватта на квадратный метр, на такую тепловую мощность не хватит никакого водорода....

До сих пор априори считалось, что ты хотя бы читать умеешь?

Ссылка в топике: is2006: SABRE - Гибридный воздушно-реактивный/ракетный двигатель
Попроси кого ни будь рядом, маму например - пусть начитают:

Подобно RB545, идея предварительного охлаждения увеличивает массу и сложность системы, что в обычных условиях служит антитезисом принципу конструирования ракетных систем. Также теплообменник очень агрессивная и сложная часть конструкции двигателя SABRE. Правда следует отметить что масса этого теплообменника предполагается на порядок ниже существующих образцов, и эксперименты показали что это может быть достигнуто. Экспериментальный теплообменник добился теплообмена почти в 1 ГВт/м2, что считается мировым рекордом. Небольшие модули будущего теплообменника уже изготовлены.

 

Для чтеца: Rp.: выделенное зачитывать нежным голосом, для предотвращения нервно-психической травмы пациента, но с ударением для улудшения восприятия.

P.S. Не говоря уже о том. что любой человек мало-мальски представляющий себе физику процесса, сразу поймет, что удельная мощность теплообменника в данной конструкции - ключевой параметр

Fakir> Но тут лезет интересный момент:

Расчетная тяговооруженность SABRE предполагается свыше 14 единиц, при этом тяговооруженность обычных реактивных двигателей лежит в пределах 5, и всего лишь 2 для сверхзвуковых прямоточных двигателей.

 

Fakir> Очень похоже на то, что в про(ж?)екте сознательно пошли на размен скоростной границы работоспособности ВРД на тяговооружённость. Возможно, прикинули траекторные возможности, и сочли такой вариант более выгодным?
Хорошо. Давай прикинем тяговооруженность РДТТ и ЖРД Спорим я знаю, КТО выиграет?


Wyvern-2>> Не, ну, как я не догадался, что теплообменник на сверхзвуковой поток с напряженностью в 1Гвт/м² - это до смешного просто
Fakir> Ну нифига не просто...
Дык а я о чем? Это вообще ФАНТАСТИКА (в соседнем зале)! Так и хочется некоторые другие приложения ПЕРЕСЧИТАТЬ

Lamort>> Вы описываете ситуацию абсолютно не соответствующую действительности.
Д.Ж.> Люблю, когда со мной заговаривает действительность с абсолютом. Можно диагноз ставить простейшей текстовой обработкой.
Знаете, вот вам дать оценку с помощью "простой текстовой обработки" действительно весьма просто. Вы ухитрились выдать целую кучу слов почти без определённого смыслового содержимого.
Вы наверно занимаетесь коммерцией?

Д.Ж.> Замысел в общих чертах — 1955, США, я писал. Годный криогенный ЖРД — малая часть желаемой конструкции, появился спустя 10 лет.
Не можете пояснить, что значит "годный криогенный ЖРД"? Если вы про "годный криогенный ЖРД вообще", то таковой появился "несколько раньше", чем вы обозначили.
Д.Ж.> Гиперзвуковой ВРД пока не появился, по сути, даже криогенный. Но какие сложности у абсолюта? Регулируемое центральным телом сопло не отработано, хотя предложены и испытаны несколько подходов.
Да, ГПВРД не появился, но СПВРД для увеличения дальности боевых ракет различного назначения появился весьма давно, в ГПВРД просто-напросто не было необходимости.

Д.Ж.> Криогенные теплообменники, турбонасосы, многорежимные заборники, новые материалы, многократно переменный газодинамический цикл абсолюту не заметить, ладно.
Знаете, когда что-то делаешь всегда появляются различные сложности при реализации, я не думаю, что этот двигатель сильно сложнее, ну например, РД-170.

Д.Ж.> Но системы управления, способные тонко управлять такими процессами внедряются-то только теперь, не "в 60-ые точно". Это уже я от лица реальности сообщаю. Не говоря о необходимости объединить эти знания и технологии в изделии одного коллектива.
Да ну? Какие это "системы управления" тогда были неизвестны, вы вообще о какой части системы управления говорите?
Уточните пожалуйста, что это такое появилось новое "в области систем управления", чего не было при создании Шаттла и Бурана?

Д.Ж.> Многие миллиарды долларов в год на носители и продолжение НИОКР. Как выяснилось, Rolls-Royce оплатил предыдущую попытку, но встретил препятствия.
Это тоже "от лица реальности"?
Вы вообще, в курсе, какая годовая прибыль была у Rolls-Royce в 2011 году?

Вы думаете, что Rolls-Royce при таких показателях способна тратить миллиарды долларов на какой-то перспективный двигатель сомнительной коммерческой ценности?

Wyvern-2> До сих пор априори считалось, что ты хотя бы читать умеешь?
Wyvern-2> Ссылка в топике: is2006: SABRE - Гибридный воздушно-реактивный/ракетный двигатель
Wyvern-2> Попроси кого ни будь рядом, маму например - пусть начитают:
Wyvern-2> Для чтеца: Rp.: выделенное зачитывать нежным голосом, для предотвращения нервно-психической травмы пациента, но с ударением для улудшения восприятия.

Спасибо, теперь я понял вам читает мама, пусть она вам заодно прочитает и ваши сообщения, поскольку вы, похоже, читать их не умеете.
Wyvern-2>> Не, ну, как я не догадался, что теплообменник на

сверхзвуковой поток с напряженностью в 1Гвт/м²

Где я что-то говорил про теплообменник? Я говорил, что не будет такой тепловой мощности набегающего потока, - так можно перевести ваше корявое "определение", и то, что если будет набегающий поток с тепловой мощностью в 1 ГВт/кв.м., то не хватит никакого водорода, чтобы аккумулировать это тепло.
Я нигде не говорил про то, что нет возможности сделать такой ТЕПЛООБМЕННИК.

Wyvern-2> P.S. Не говоря уже о том. что любой человек мало-мальски представляющий себе физику процесса, сразу поймет, что удельная мощность теплообменника в данной конструкции - ключевой параметр
Во-во, опять "пальцем в небо".

Если мощность теплообменника это единственный показатель можно сделать теплообменник совершенно жуткой мощности, - тонкая оболочка которая с одной стороны нагревается, а с другой охлаждается огромным потоком криогенного хладагента.
Однако от этой "удельной мощности" толку будет нуль.

Lamort> Знаете, вот вам дать оценку с помощью "простой текстовой обработки" действительно весьма просто. Вы ухитрились выдать целую кучу слов почти без определённого смыслового содержимого.
Lamort> Вы наверно занимаетесь коммерцией?

Оставим это в качестве образца саморазоблачения.

Lamort> Не можете пояснить, что значит "годный криогенный ЖРД"? Если вы про "годный криогенный ЖРД вообще", то таковой появился "несколько раньше", чем вы обозначили.

Обозначьте свой годный, обсудим. До того буду полагать, что написал достаточно для читающего.

Lamort> Да, ГПВРД не появился, но СПВРД для увеличения дальности боевых ракет различного назначения появился весьма давно, в ГПВРД просто-напросто не было необходимости.

Неужели?

Lamort> Знаете, когда что-то делаешь всегда появляются различные сложности при реализации, я не думаю, что этот двигатель сильно сложнее, ну например, РД-170.

Буду иметь ввиду.

Lamort> Да ну? Какие это "системы управления" тогда были неизвестны, вы вообще о какой части системы управления говорите? Уточните пожалуйста, что это такое появилось новое "в области систем управления", чего не было при создании Шаттла и Бурана?

Уже не "в 60-ые точно".

Д.Ж.>> Многие миллиарды долларов в год на носители и продолжение НИОКР. Как выяснилось, Rolls-Royce оплатил предыдущую попытку, но встретил препятствия.
Lamort> Это тоже "от лица реальности"?

Ага.

Lamort> Вы думаете, что Rolls-Royce при таких показателях способна тратить миллиарды долларов на какой-то перспективный двигатель сомнительной коммерческой ценности?

Вы так подумали. Да, смешно. Не вдаваясь в пустые ваши победы в спорах над собой, замечу: НИОКР это не чистая прибыль, это другое.

Д.Ж.> Вы так подумали. Да, смешно. Не вдаваясь в пустые ваши победы в спорах над собой, замечу: НИОКР это не чистая прибыль, это другое.
Если вас не устраивает прибыль, то можете посмотреть на общую сумму объёма продаж Rolls-Royce и сделать вывод о том может ли Rolls-Royce тратить миллиарды долларов в год на разработку двигателя не имеющего пока коммерческого применения.
Если бы Rolls-Royce или кто-то другой тратил на этот двигатель хоть сотни миллионов долларов в год, то он давно бы летал, если было бы на чём летать.

Lamort> Если бы Rolls-Royce или кто-то другой тратил на этот двигатель хоть сотни миллионов долларов в год, то он давно бы летал, если было бы на чём летать.

Надеюсь, что никто кроме вас не понял меня так, будто я писал о миллиардах потраченных именно RR, именно на подобный двигатель, да ещё за год.

Вера ваша в работоспособность принципа двигателя SABRE или во всемогущество "сотни миллионов" занятна, но у меня вот сомнения. Я о них писал. Вот если бы потратили хоть сотню миллионов, тогда моё доверие к принципу было бы иным.

Lamort>> Если бы Rolls-Royce или кто-то другой тратил на этот двигатель хоть сотни миллионов долларов в год, то он давно бы летал, если было бы на чём летать.
Д.Ж.> Надеюсь, что никто кроме вас не понял меня так, будто я писал о миллиардах потраченных именно RR, именно на подобный двигатель, да ещё за год.
Разумеется, все поняли, что вы говорили о суммах потраченных туристами в Таиланде на услуги жриц любви.

Д.Ж.> Вера ваша в работоспособность принципа двигателя SABRE или во всемогущество "сотни миллионов" занятна, но у меня вот сомнения. Я о них писал. Вот если бы потратили хоть сотню миллионов, тогда моё доверие к принципу было бы иным.
Вы меня совершенно не поняли, я не считаю, что именно этот двигатель будет создан в конечном варианте именно с такими характеристиками, какие сейчас для него заявлены, я считаю, что создать двигатель с теплообменником не представляет особой сложности, коль скоро топливом является жидкий водород.

Что касается ваших сомнений, то я бы сказал, что они "не в то место направлены".

Skylon — Википедия - 41/275 = 0.1491

Знаете, если можно уместить массу конструкции с ЖРД и ВРД в 15%, даже в 20%, то без всяких продвинутых двигателей, используя обычные ВРД до скорости 2.5 маха, можно сделать двухступенчатую систему эффективнее, чем Skylon.

S.I.> Перечитай ещё раз что написал. Если очевидно первое, то второму не бывать. Какой нафик разгон в сторону камеры сгорания если там давление ВЫШЕ чем в теплообменнике? Только компрессором.
Как выяснилось всё не так очевидно, как вам кажется.
Есть такая штуковина, - тепловое сопло, здесь показана реализация такой штуковины именно в виде компрессора.

Только не просите меня логично объяснить как эта штуковина работает.

Lamort> http://mipt.ru/nauka/conf_mipt/conf49/z49/faki/program/koshevoj.pdf
Lamort> Только не просите меня логично объяснить как эта штуковина работает.
Гм.. Возможно действительно крутая вещь получится на водороде.

Lamort>> http://mipt.ru/nauka/conf_mipt/conf49/z49/faki/program/koshevoj.pdf
Lamort>> Только не просите меня логично объяснить как эта штуковина работает.
S.I.> Гм.. Возможно действительно крутая вещь получится на водороде.
Да, как мне кажется вполне может, тем более, что понятен ответ на вопрос "почему так ещё никто не сделал", - охлаждаемая часть это "не так чтобы совсем простая задача", собственно она и решается в двигателе Алана Бонда, при этом без большого запаса "дармового" хладагента эта штука не выглядит эффективной в сравнении с обычным компрессором.
Тем более, что задача "уберём компрессор" актуальна в случае необходимости последующего разгона массы этого компрессора до высокой скорости, - до скорости разделения ступеней или до орбитальной скорости.

К стенкам трубы, трением.

Тепловое сопло требует подвода/отвода тепла к газу, а теплообмена без трения не бывает, это принципиально (аналогия Рейнольдса).

Поэтому используемая для расчётов в нулевом приближении модель - одномерное движение (т.е. прямая труба), и течение без трения - суть идеализация. "Не бывает".
В железе с тепловым соплом оказалось бы всё куда сложнее - собственно, потому его, НЯЗ, так и не создали даже в виде лабораторной модели. Даже полутепловое. Ну, правда, может еще потому, что не больно и нужно было - в принципе оно похуже обычных геометрических сопел в силу неадиабатичности течения (=> потери).

Fakir> К стенкам трубы, трением.
Fakir> Тепловое сопло требует подвода/отвода тепла к газу, а теплообмена без трения не бывает, это принципиально (аналогия Рейнольдса).
Fakir> Поэтому используемая для расчётов в нулевом приближении модель - одномерное движение (т.е. прямая труба), и течение без трения - суть идеализация. "Не бывает".
Fakir> В железе с тепловым соплом оказалось бы всё куда сложнее - собственно, потому его, НЯЗ, так и не создали даже в виде лабораторной модели. Даже полутепловое. Ну, правда, может еще потому, что не больно и нужно было - в принципе оно похуже обычных геометрических сопел в силу неадиабатичности течения (=> потери).

Вы долго думали, когда это писали?

Во-первых, я вам запросто подведу тепло без всякого трения "в заметных макроскопических масштабах", - например, нагрею газ инфракрасным нагревателем, только не надо рассусоливать про поглощение газом ИК, я его предварительно сделаю непрозрачным для ИК с помощью каких-то добавок.

Во-вторых, я что-то не представляю себе механизма трения которое направлено в ту же сторону, что и движение чего-либо, это какое-то "сошедшее с ума трение", которое ускоряет тело, вместо замедления.
Так что это никак уж не "трение".

Lamort> Во-вторых, я что-то не представляю себе механизма трения которое направлено в ту же сторону, что и движение чего-либо, это какое-то "сошедшее с ума трение", которое ускоряет тело, вместо замедления.
Lamort> Так что это никак уж не "трение".

А кто вам сказал, что оно его ускоряет?

Lamort> Во-первых, я вам запросто подведу тепло без всякого трения "в заметных макроскопических масштабах", - например, нагрею газ инфракрасным нагревателем,

Можно и так. Но тогда надо уточнять постановку задачи, т.к. так тепло можно только подводить, но не отводить. "Возникнут нюансы".
А главное - см. выше

Lamort> Однако, у меня возник один вопрос, - а к чему приложена сила тяги? Это же просто прямолинейная труба.
Так уж прямолинейная? Наверное должна быть хитрая профилировка стенок, переменное сечений по длине этой трубы..

Lamort>> Так что это никак уж не "трение".
Fakir> А кто вам сказал, что оно его ускоряет?

Хорошо, тогда что ускоряет газ, как возникает сила толкающая газ в направлении трубы и куда она приложена?

Lamort>> Во-первых, я вам запросто подведу тепло без всякого трения "в заметных макроскопических масштабах", - например, нагрею газ инфракрасным нагревателем,
Fakir> Можно и так. Но тогда надо уточнять постановку задачи, т.к. так тепло можно только подводить, но не отводить. "Возникнут нюансы".

Никакой разницы в постановке задачи, термодинамический анализ вообще никак не рассматривает способ подвода или отвода тепла.
Отводить тепло тоже можно, с помощью ИК, - сам газ излучает, это излучение может уходить за пределы трубы, но, опять же, для вопросов вполне достаточно дозвуковой части трубы.

Fakir> А главное - см. выше

Физика процесса вас вообще не интересует? Я это уже заметил.

S.I.> Так уж прямолинейная? Наверное должна быть хитрая профилировка стенок, переменное сечений по длине этой трубы..
Нет, в тепловом сопле нет никакого геометрического преобразования течения газа.
Я сразу сказал, - не просите меня логично объяснить как это работает.

Lamort> Хорошо, тогда что ускоряет газ, как возникает сила толкающая газ в направлении трубы и куда она приложена?

Как всегда - в ЛЮБОМ сопле газ ускоряется ТОЛЬКО при наличии перепада давлений.
Подвод/отвод тепла или форма сопла или иные методы - это только способы трансформации разности давлений в скорость потока.

И к прямому участку теплового сопла - если пренебрегать трением - не приложено вообще никакой силы.

Fakir> Как всегда - в ЛЮБОМ сопле газ ускоряется ТОЛЬКО при наличии перепада давлений.
Fakir> Подвод/отвод тепла или форма сопла или иные методы - это только способы трансформации разности давлений в скорость потока.
Fakir> И к прямому участку теплового сопла - если пренебрегать трением - не приложено вообще никакой силы.

Да-да, а разность давлений это только способ трансформации внутренней энергии газа в механическую работу.

Давайте я сформулирую по-другому, - вот стоит эта труба в атмосфере, и мы включили процесс разгона газа в трубе. Если газ будет вылетать с той стороны в которую он разгоняется, значит он приобрёл какой-то импульс и что-то каким-то образом должно приобрести импульс в обратную сторону.
Поскольку иначе нарушится закон сохранения импульса, - тут вас это почему-то не смущает.

Если что-то приобретёт импульс в обратную сторону, то что это такое, то, что приобретёт импульс, и каким образом это будет происходить?
Для упрощения вопроса можно ограничиться дозвуковой частью трубы, поскольку к ней подводится тепло и внутренняя энергия газа точно увеличивается.

Lamort> Да-да, а разность давлений это только способ трансформации внутренней энергии газа в механическую работу.

Разность давлений - фундаментальная вещь для любого типа сопла.
Нету разности - нету потока в сопле. Тчк.

Lamort> Давайте я сформулирую по-другому, - вот стоит эта труба в атмосфере, и мы включили процесс разгона газа в трубе.

Если прямая труба просто стоит в атмосфере - справа атмосфера, слева атмосфера - и вы включили печку, то никакого процесса разгона не будет.
Это то же самое, что просто сопло Лаваля, открытое с двух сторон, поставить.

Подвод тепла в тепловом сопле не разгоняет газ, как бы парадоксально это не звучало. На самом деле теплоподвод лишь даёт разности давлений возможность разогнать газ. Точно так же, как и профилировка сопла Лаваля - вернее, хуже, чем она.

Lamort> Если газ будет вылетать с той стороны в которую он разгоняется, значит он приобрёл какой-то импульс и что-то каким-то образом должно приобрести импульс в обратную сторону.

Он не будет вылетать. Не с чего.

Lamort> Поскольку иначе нарушится закон сохранения импульса, - тут вас это почему-то не смущает.

Не нарушится.

Lamort> Если что-то приобретёт импульс в обратную сторону, то что это такое, то, что приобретёт импульс, и каким образом это будет происходить?

Не приобретёт.

Lamort> Для упрощения вопроса можно ограничиться дозвуковой частью трубы, поскольку к ней подводится тепло и внутренняя энергия газа точно увеличивается.

Я ж вам говорил уже, что гидродинамика - наука очень неочевидная.
Подвод тепла - он работает подобно трению в данном случае (даже безотносительно к аналогии Рейнольдса). Это так и называет - "тепловое сопротивление". Прямо вот параграфы с таким названием есть в учебниках. При подогреве вытекающего через прямую трубу газа его полное давление падает.

И газ себя ведёт аналогично при истечении из резервуара с неким давлением Р₀ что через прямую трубу с трением, что через прямую трубу без трения, но с подводом тепла.

Lamort> Нет, в тепловом сопле нет никакого геометрического преобразования течения газа.

Рабочая часть с переменной площадью сечения – способ повышения
эффективности работы компрессора.