russmice: Все сообщения за 09 Апреля 2005 года

Извините что вмешиваюсь тут в вашу дискуссию.
Но просто увидел несколько откровенно слабых мест в обосновании ключевых моментов конструкции.
Возмем например такое вот противоречие. Делать все предлагаеться "на коленке", т.е. максимально просто и технологично. И из этих соображений выбираеться вытеснительная система подачи. Все логично.
И ТУТ ЖЕ выбираеться давление 80!!! атмосфер для баков из КОМПОЗИТНЫХ!!! материалов(что на 99% подразумевает в домашних условиях стекловолокно+эпоксидку) с пассивацией ИЗНУТРИ!!! алюминиевой пленкой толщиной аж 0.5mm (вот прямо 0.5). Под кислоту между прочим. Азотную.

Менее пригодную к изготовлению в домашних условиях конструкцию придумать сложно.
1. 80 атмосфер - это совсем не шутки. Осколки от этого бака и брызги кислоты разлетяться на расстояние до 300 метров.
2. Как проверить его изнутри на отсутствие раковин на стыках - не скажут даже на многих серьезных фирмах. Грубо говоря под давлением инертным газом или водой + газом проверили - все Ок. Залили кислоту - рвануло. Как ИЗНУТРИ проверить РАВНОМЕРНОСТЬ ТОЛЩИНЫ нанесения пассивировки - ХЗ. Это вообще нереально где бы то ни было за очень неприличные деньги.

А если подумать в другую сторону? Чем плоха насосная система? Ничем на мой взгляд. Вот говорят, нужен турбонасос. А нафиг он нужен при расходе 3-5, ну 10 литров в секунду?
Турбонасос ставят на большие движки, ибо там нужен расход в тонны в секунду. 10 литров в секунду - это извините, расход погружного насоса для полива садовых участков. А где для него брать электроэнергию?
Ну перекись же есть у вас? Берем к примеру самый легкий движок внутреннего сгорания, желательно воздушного охлаждения. Все что нужно, это чтобы он выдавал несколько киловатт на те 200-300 секунд которые работает ЖРД. Можно авиамодельный. Можно от мопеда 50 кубов, 100 кубов, 150 наконец, или 30 киловатт примерно.
Итого получаем 50 кг а то и больше экономии веса на баках. Движок, на оси 2 центробежных насоса, рубашка охлаждения спилена начисто и вообще все лишнее, болгаркой. Вокруг головки обмотана несколько раз трубка, перекись греется, проходит любой сепаратор пара, кислород в коллектор ДВС. Можно присобачить ЛЮБОЙ генератор и использовать вообще готовые центробежные бытовые насосы с электроприводом практически без переделок, они почти полностью пластиковые и 3 минуты в кислоте проживут. Заодно можно с помощью несложной электроники управлять расходом как угодно и получить бортовой источник электричества дикой для ракеты мощности. Вес конструкции явно меньше экономии веса на баках.
Спасибо за внимание.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

Кстати, ДВС кроме всего прочего как подочные продукт выдает выхлопные газы. Ими можно наддувать баки слегка. Правда в них много водяных паров. И перекись нужна с высоты километра 3-4, до этого он отлично будет работать на забортном воздухе. Но это уже усложнение, а надо бы попроще Топливо лучше родное, бензин.
Кстати, движки на перекиси и керосине применялись в торпедах времен второй мировой, и их теория очень основательно проработана. Правда там вес под сотню кг, но зато бешеные обороты и очень неплохая мощность. Надежность тоже очень высокая.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

2 termostat :
Вообще говоря непринципиально, какое топливо и окислитель будет использоваться как основное. Необходимое количество перекиси для работы ДВС посчитать несложно. При использовании азотки с керосином потребуеться дополнительная емкость для перекиси. При использовании перекиси с керосином эта емкость не потребуеться. Вот и вся разница.

Теперь о мощности. Все расчеты для мощности ДВС основываються на
1. Работа на воздухе. Возможно с наддувом.
2. Наработка на отказ - часы (модельные двигатели), сотни часов (авиадвигатели и двигатели гоночных аффто и мото), десятки часов (скутерные моторы), десятки ТЫСЯЧ часов (майнстрим - авто, мото и т.д).
В силу второго пункта обороты, т.е. количество циклов в секунду, вообще говоря искусственно ограничивают.

Что у нас :
1. Работа на КИСЛОРОДЕ или смеси КИСЛОРОДА с воздухом. Что уже дает мощность выше в 3 раза на цикл. Эих 3х раз конечно не достичь видимо по конструкционным причнам, но близко к ним подобраться можно.
2. Наработка на отказ - сотни секунд. Или 2-3 тысячи секунд если использовать ДВС как источник энергии на всех этапах от подготовки старта. Т.е. обороты можно задрать до очень высоких пределов определяемых конструкционно.

Преимущество модельных и малых по рабочему обьему мото двигателей очевидно - высокие обороты. 19000 оборотов - это уже 20% от скорости ТУРБОМОЛЕКУЛЯРНОГО насоса. Т.е. это МНОГО. Еще одно преимущество - вес. Они изначально рассчитаны на малый ресурс, десятки часов, поэтому и так уже форсированы - > высокая удельная мощность=малый вес.


Про экономию веса на баках не вкурил. Ежу понятно, что наддутый несущий бак будет тяжелее ненаддутого.

Теперь о условиях работы. Все оборудование должно работать с высокой продольной вдоль оси ракеты перегрузкой. В условиях низкого давления между прочим. При наддувной схеме вытеснения нам понадобиться арматура, т.е. клапаны, регуляторы, редукторы и т.д. Промышленный ширпотреб брать в этом случае НЕЛЬЗЯ. С самодельными тоже все не просто. КАК поведет себя какой-нибудь регулятор давления или редуктор, когда на его рабочее тело действует перегрузка скажем 10-20g, предсказать сложно. Это зависит от:
1. Его конструкции. А они между прочим все на пружинках. Т.е. представте себе трубу длинной в метр, в которую чтото налито, и на это чтото вдоль оси трубы действует 20g. Это между прочим УЖЕ 2 атмосферы, которых нет на старте. За бортом было атмосферное давление, стало 0. Еще одна атмосфера.
2. Его ориентации относительно вектора перегрузок. Там могут использоваться всякие штоки, золотники и прочие деталюшки, изначально при проектировании оттарированные на определенные условия, а именно за ботом атмосферное давление и никаких перегрузок нет. Т.е. проще говоря заклинит какой нибудь шток и привет.

Что мы имеет для ДВС. Вообще говоря ДВС сделанное промышленным способом и форсированное, высоких знакопеременных перегрузок не боиться. Особенно модельные. Там НЕТ ничего движущегося и крутящегося кроме собственно коленвала, поршня и шатуна. С низким забортным давлением сложнее. Проблема в смазке. В ДВС сальники герметичные, и смазка идет через топливо+масло поступающее в картер для двухтактного ДВС, т.е. проблемы смазки самого ДВС нет. А вот то что будет к нему прицеплено на вал, ОБЯЗАНО иметь хоть сколько нибудь герметизированными все места где нужна смазка. Или использовать смазку рабочим телом, или использовать сухое трение. Иначе смазка будет КИПЕТЬ. Выкипит ли она вся за 200-300 сек при полностью открытых парах трения в вакууме, или нет - ХЗ. Эксперимент нужен. Современная моторная синтетика с высокой молекулярной массой я думаю не выкипит, очень длинные молекулы. На крайняк можно использовать трансмиссионное масло, какое нибудь GL-6, у него очень большая вязкость, но при кипении да еще и нагретое оно будет эквивалентно по вязкости менее вязким маслам.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

Тонкий момент забыл. Если в качестве окислителя использовать в ДВС чистый кислород, будут проблемы. Во первых топливо будет гореть сразу в коллекторе и далее везде. Но при использовании перекиси чистый кислород получить не очень просто. Во вторых в кислороде горит и смазка, хорошо горит. Т.е. смазку надо будет подбирать. Зато проверить все кроме работы под пергрузками можно досконально и на несложном стенде.
Так что оптимально использовать в качестве окислителя парогаз, несепарированный или частично сепарированный. Т.е исскуственно снизить мощность на цикл. например с 3х кратного увеличения на чистом кислороде опуститься до 1.5 кратного на слегка сепарированном парогазе. Получим для того движка котрый здесь привели МДС-10КР2У-С1 3 киловатта на литр или 3 кВт/кг. И это при АТМОСФЕРНОМ давлении в коллекторе. Во как. Что нам мешает получить давление в коллекторе выше атмосферного во столько раз, сколько нам нужно?
Но даже при таких цифрах мы полум 20-30 кВт на 10 кг веса шалабушки, + горючее,+ окислитель, + что оно будет крутить (насос, генератор и т.д). Можно уложиться в 50 кг? По моему можно. Какова надежность? Эээ ... Поставьте 2, поменьше, но ИМХО и так высокая на столь короткий ресурс. В общем принципиальных пороков в такой схеме наддува я не вижу. К тому же она решает массу вопросов, например откуда брать электричество на борту, как управлять расходом в ЖРД (качайте сколько нужно=регулируйте обороты ДВС или в случае электрики еще проще, регулируйте обороты насоса).

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение