Küsimus:
Kas on võimalik teha nii, et vedelkütusega raketid ei kaotaks gaasi vähenemisel efektiivsust?
Krzysztof Broda
2018-06-25 06:06:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Niipalju kui ma tean, et vedelkütusel töötavate rakettide efektiivsus on madalam kui täisgaasil, kuna põlemisrõhk on madalam ja seega termodünaamiline. Kas muutuva kurgu läbimõõduga otsik saaks selle parandada, piirates gaasi väljavoolu ja tõstes nii põlemiskambris vasturõhku? Või peaks ka düüsi lahknev osa erinema kuju järgi? Kas on olemas edukaid disainilahendusi, mis hoiaksid mootori efektiivsust madalamate gaasihoovaste korral?

Mõõduka gaasihoovaga madalrõhul töötavatel mõistlikult kõrgsurvemootoritel ei kaota palju efektiivsust; Kahtlustan, et muutuva kurgu lisakaal ja keerukus ei tasuks enamikul juhtudel ennast ära. Kui sügavat gaasi ja kui suurt efektiivsust otsite?
Muutuva kurgu läbimõõduga düüsi oleks vajaliku jahutamisega väga keeruline kombineerida. See peaks olema väga kuumade ja kõrgsurvegaaside jaoks õhutihe.
Ma otsin väga suurt gaasivalikut: 100% - 5%. Ma kahtlen, kas seda kunagi üritati. Tõhususe osas tahaksin kõigis gaasihoovaste seadetes jääda mõne protsendi piiresse tipp-efektiivsusest
Kui soovite ühendada väga suure gaasivaliku ja peaaegu sama efektiivsusega gaasi kõikides seadistustes, vajate väga madalat põlemistemperatuuri.
Suttoni sõnul saavutas Lance'i rakett 357: 1 gaasivahemiku (s.o kuni 0,3%) madalamal tasemel 15% -lise efektiivsuse kadu, kuid ma ei tea kuidas. See on lühikese maa-ala pindala-rakett, nii et ma arvan, et konkreetne impulss oli kogu piirkonnas üsna kehv. https://et.wikipedia.org/wiki/MGM-52_Lance
Lihtne vastus on minna SpaceXi marsruudile: palju nõrgalt gaasiga mootoreid. Kui üks viieteistkümnest mootorist töötab 75% -lise võimsusega, on teie tõukejõud 5%.
Kuid üks viieteistkümnest töötavast mootorist võib varieeruda ainult vahemikus 5–6,67% (kõigi 15 mootori täistõukest). Kui vajate järsku tõukejõudu, peate 10–13,3% saamiseks süütama teise mootori. Kui vajate midagi vahemikus 6,67–10%, tekkis teil probleem.
@Uwe: Alati on võimalus minna sularahasüsteemi teed: erineva tõukejõuga mootorid. Oletame, et paar vernierit, mis võimaldavad vahe katta.
üks vastus:
Russell Borogove
2018-06-25 19:42:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Suttoni vedela raketikütuse rakettmootorite ajaloo ja raketi tõukejõude elementide andmetel võib raketis Lance püsimootor gaasi suruda 22 kN-lt 62 N-ni, parem kui 350: 1 suhe, kasutades liikuvat pintli injektorit, mille efektiivsuse kadu on madalamas otsas 15%. Pihusti pihustit kasutatakse kahes muus tähelepanuväärses drosselmootoris: Apollo LM laskumismootoris ja SpaceX Merlinis.

Tavaliselt põhjustavad ülimadalad gaasihoovaste seadistused düüsis voolu eraldumist: heitgaasid eralduvad mootori ühest küljest düüsi sein ja kleepub teisele, tasakaalustamata tõukejõudu (tavaline köögisegisti käitub sarnase käitumisega, kui see avatakse väga kergelt). Lance'i mootoril on selle vältimiseks äärmiselt lühike otsik, mille laiendussuhe on vaid 4: 1 ja mille täispöördega 227 sekundi spetsiifiline impulss on nõrk; tavaliselt ootate IRFNA / UDMH raketikütuse kombinatsioonist merepinna Isp 270ndatel aastatel.

Olen skeptiline, et kurgu läbimõõdu dünaamiline reguleerimine võiks olla otstarbekas. Ilma selleta vajate atmosfääris väga sügava gaasitõmbamise jaoks kas Lance'i tüüpi tugevat otsikut või mõnda muud standardset kõrguse kompenseerimise tehnikat heitgaasivoolu eraldamise juhtimiseks: aerospikesed, paisumine-läbipainde, astmelised düüsid jne. Siin pole palju uuritud, sest esimese astme mootorite sügava gaasijuhtimise järele pole palju nõudlust.

Vaakummootorite puhul on asi lihtsam. LM laskumismootor oli kavandatud gaasi vähendamiseks kuni 10%; praktikas oli kasutatud miinimum umbes 30%. 30% tõukejõu korral langes spetsiifiline impulss väärtuselt ~ 305 väärtusele ~ 298, vähendades vähem kui 3%. Drosselivahemik oli vahemikus 65% kuni 92%, mida välditi, kuna see põhjustaks düüsi liigset erosiooni, kuid alumises otsas ei olnud mulle teadaolevaid olulisi probleeme. LM-i lennuplaanis polnud vaja minna nii madalale kui 5% - suure tõukejõuga enesetapupõletused on kütusesäästlikumad kui pikk järk-järguline laskumine, kuid kui see oleks olnud vajalik, oleks see tõenäoliselt teostatav.



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 4.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...