НА ГЛАВНУЮ

 

«ПЕПЕЛАЦЫ» ЛЕТЯТ НА ЛУНУ

 

Глава 13 

 

 

***

 

 

Приложение №1

 

Численный расчет охлаждения камеры ЖРД Н-1b

 

 

На основании фактических данных о жидкостном ракетном двигателе H-1b, (согласно «Skylab Saturn-1B flight manual», NASA, 1972):

 

 

 
 

Примечание: буквальный перевод из дюймов в миллиметры дает точное значение диаметра камеры 522,2мм; критического диаметра 409,7мм; выходного диаметра сопла 1158,7мм.

Но поскольку поверхность камеры неровная (волнистая), образована набором большого числа гнутых спаянных трубок, то такая точность избыточна, поэтому сделано округление до трех значащих цифр ‒ 522мм, 410мм и 1160мм соответственно.

 

 

Была построена модель геометрического контура камеры данного ЖРД:

 

Контур модели камеры ЖРД Н-1b

 

 

 

 

 Геометрия контура модели ЖРД Н-1b      

                            

     S  

  D [мм] 

  X [мм] 

  R [мм] 

  2β угол 

    1.62 

  522.0  

    0.0  

  цилиндр

      0   

    1.62 

  522.0  

  410.9  

  цилиндр

      0   

    1.29 

  466.0  

  539.2  

     308 

    49.2   

    1.29 

  466.0  

  539.2  

   конус 

    49.2   

    1.00 

  410.0  

  667.5  

     308 

      0   

    1.05 

  420.6  

  695.8  

      78 

    42.5   

    8.00 

 1160.0  

 2040.3  

    6811 

    19.0   

S ‒ относительная площадь сечения; D ‒ диаметр сечения; Х ‒  координата вдоль оси камеры; R ‒  радиус скругления; 2β ‒ угол раствора конуса в сечении;

 

 

Камера ЖРД Н-1b трубчатая, из 292 трубок нержавеющей стали марки 347 толщиной δст 0,3мм (0,012 дюйм).

Трубчатая заготовка имеет начальный диаметр 12,7 мм (½ дюйм).

Высота охлаждающего канала - постоянная, ширина - переменная, сообразно геометрии контура.

В расчете использована интерполяция теплопроводности по следующим табличным данным для стали марки 347:

 

 
Т, К  λ, Вт/м²·К
500 17,47
600 19,01
700 20,53
800 22,02
900 23,44
 

 

Коэффициент «волнистости» поверхности стенок ‒ т.е. развитость* тепловоспринимающей поверхности, образованной набором спаянных трубок, по отношению к площади гладкой поверхности цилиндра (конуса) аналогичного диаметра, принята  k = 1,1

________________________________

*прим: см. брошюру Г. М. Салахутдинова «Тепловая защита в космической технике», Серия «Космонавтика, астрономия», № 7 за 1982 г.

 

Далее охлаждающий контур разбивался на 1000 участков с адаптивным шагом.

Расход охладителя (керосин) ‒ 103,2 кг/с

Схема течения керосина по контуру U-образная: вначале по 146 (аверсным) трубкам керосин течет от входного коллектора в районе смесительной головки сверху вниз, до конца сопла, затем по другим 146 (реверсным) трубкам весь расход керосина течет обратно ‒ снизу вверх, в смесительную головку. Все трубки имеют идентичные размеры.

 

Условная формула керосина RP-1: С1Н1,948 энтальпия образования: ‒1750кДж/кг

Модель течения продуктов сгорания трехзонная: ядро потока ‒ зона среднего состава ‒ пристеночный слой.

 

 

   Соотношение компонентов, Kм                        

   Ядро 

   Слой 

  Средн

   ТНА  

  Общий   

   2,72 

   1,20 

  2,34 

  0,34  

   2,23   

 

 

Состав продуктов сгорания: до сечения S=1,92 равновесный, далее до S=8,0 «замороженный».

Полное давление на входе в сужающуюся часть сопла: Pоо = 46,175[кгс/см²] = 4,528[МПа] = 656,7[psi]

 

 

Расход топлива ч/з кам.

344,9кг/с

 

Расход топлива ч/з ЖГГ 

8,3кг/с

2,35%

Расход топлива всего   

353,2кг/с

 

 

 

 

Удельные импульсы камеры и двигателя, тяга ЖРД

Удельный импульс камеры

2604м/с

297с

(вакуум)

Удельный импульс камеры

2565м/с

266с

(у земли)

Удельный импульс ЖРД   

2874м/с

293с

(вакуум)

Удельный импульс ЖРД   

2565м/с

262с

(у земли)

Абсолютная тяга  ЖРД   

1015,3кН

103,5тс

(вакуум)

Абсолютная тяга  ЖРД   

906,3кН

92,4тс

(у земли)

 

 

 

Состав продуктов сгорания (концентрация ≥ 0,0001 ) на входе в сужающуюся часть сопла и в ЖГГ ТНА:

 

 

    Состав продуктов горения КАМЕРА:                             

             Ядро потока 

        Пристеночный слой 

        Средний состав

           Газ ЖГГ ТНА 

                                 

                                  

                                 

 C(c)  0,3249  мас.  0,3514  мол.

   H1  0,0013  мас.  0,0301  мол.

                                 

   H1  0,0014  мас.  0,0314  мол.

                                 

   O1  0,0111  мас.  0,0165  мол.

                                 

   O1  0,0047  мас.  0,0066  мол.

                                 

   H2  0,0060  мас.  0,0705  мол.

   H2  0,0607  мас.  0,4709  мол.

   H2  0,0101  мас.  0,1129  мол.

   H2  0,0475  мас.  0,3062  мол.

   O2  0,0391  мас.  0,0292  мол.

                                 

   O2  0,0101  мас.  0,0071  мол.

                                 

   OH  0,0478  мас.  0,0671  мол.

                                 

   OH  0,0308  мас.  0,0407  мол.

                                  

   CO  0,3477  мас.  0,2963  мол.

   CO  0,8961  мас.  0,5003  мол.

   CO  0,4478  мас.  0,3594  мол.

   CO  0,2349  мас.  0,1090  мол.

  CO2  0,2997  мас.  0,1625  мол.

  CO2  0,0176  мас.  0,0062  мол.

  CO2  0,2387  мас.  0,1220  мол.

  CO2  0,1644  мас.  0,0485  мол.

  H2O  0,2474  мас.  0,3278  мол.

  H2O  0,0234  мас.  0,0204  мол.

  H2O  0,2563  мас.  0,3199  мол.

                                  

                                 

  CH4  0,0022  мас.  0,0021  мол.

                                 

  CH4  0,2281  мас.  0,1847  мол.

                                 

                                 

                                  

 C2H6  0,0001  мас.  0,0001  мол.

 

 

 

Температура керосина на входе: +38°С (560ºR)

В расчете использована интерполяция свойств керосина на базе табличных данных керосина JP-5 военного аналога RP-1:

 

 

Т, К 

Т, С

ρ, кг/м3

C, Дж/(кг∙К)

μ, 10-4, Н∙с/м2

λ, Вт/(м∙К)

К,

кг0,2 ∙м1,8/(с2,2∙К)

293 20 824 1988 18,95 0,1377 77,9
303 30 816 2026 15,10 0,1369 85,7
313 40 809 2064 12,86 0,1360 91,7
323 50 802 2101 10,99 0,1356 98,2
373 100 766 2290 6,05 0,1314 126,6
423 150 730 2479 3,96 0,1273 151,9
473 200 694 2668 2,86 0,1231 174,5
523 250 658 2857 2,19 0,1189 195,5
 

 

Расчет тепловых потоков строился путем последовательных приближений следующим образом.

Задавалось некоторое начальное распределение температурного поля стенок камеры.

Производился расчет максимального конвективного теплового потока в критическом сечении путем метода пересчета по формуле (3.19) «Жидкостные ракетные двигатели» Волков Е.Б., Головков Л.Г., Сырицын Т.А., Воениздат, 1970г., приведенной к более удобному виду:

 

 

Q2 

 

  pк20,87   Q1   dкр10,13

 

  Те2 – Тст2     
dкр20,13 pк10,87 Те1 – Тст1

 

В качестве модельного двигателя был взят РД-107 с параметрами: pк ≈ 5,85МПа; dкр ≈ 0,166м; Тст.г ≈ 380°С (653К);

 

Эффективная температура торможения Те  с учетом сжимаемости газа и коэффициента восстановления температуры r:

 

 

Tе

= 

 T

+  

 =

T · ( + r · k – 1   )  
2 · Cp 2

 

Для турбулентного конвективного теплообмена r3Pr  ≈ 0,9

Расчет продуктов сгорания пристеночного слоя выполнен при α0,35

Полнота выделения тепла реакции горения ~ 0,99 (ядро)

Полнота кинетической энергии газа ~ 0,95 (ядро)

 

Для модельного РД-107 в критическом сечении принято: температура Те 1705К, полный тепловой поток Qкр 16,3 МВт/м², в т.ч. конвективный тепловой поток Qкр.к 15,1 МВт/м², лучистый тепловой поток Qкр.л 1,2 МВт/м²

 

Распределение конвективного теплового потока вдоль камеры строится на основании полуэмпирического соотношения (11.98) «Основы теории и расчета ЖРД», том 2, под ред. В.М. Кудрявцева, 1993г., приведенного к более удобному виду:

 

 

Q

 Qкр 

·

τ(λ)

· (Те – Тст )

 

 D1,82

  (Те – Тст )кр  

 

 

где D = D/Dкр относительный диаметр,

 

 

τ(λ)

 = 

τ(λ)

 – относительная функция 

 

τ(1)

 

τ(λ) = 1β²   газодинамическая функция

 

 

Расчет лучистых тепловых потоков строился по методике, изложенной в работе «Расчет лучистых тепловых потоков», под редакцией Курпатенкова В.Д., МАИ, 1989г. При этом максимальный лучистый поток в камере оценивается по формуле:

 

 

Qл 

  εст εг φсл Сo

[

Tг

]

4  
100

 

Здесь Сo – постоянная излучения абсолютно черного тела, Сo 5,67Вт/м2К4

εст – эффективная степень черноты стенки, для стенки с нагаром приближенно  εст 0,9

εг – степень черноты продуктов сгорания, приближенно  εг 0,31 для H-1b

φсл – коэффициент поглощения в пристеночном слое, приближенно φсл 0,7 для H-1b

Tг  – температура среднего по составу слоя газа в камере, приближенно  Tг 3500К для H-1b 

 

Начальная зона от смесительной головки до фронта горения принята 100мм.

Температура пристеночного газа в этой зоне принята на уровне температуры, достаточной для воспламенения керосина Te 700К

Расчет теплопередачи от стенки в жидкость выполняется по критериальной формуле Нуссельта-Крауссольда, приведенной к виду:

 

 

Для расчетов комплекса охлаждающих свойств К по критериальной формуле Нуссельта-Крауссольда определяющей является средняя температура в пограничном слое, т.е.:

 

Tср = ½ ( Tст.ж + Tж )

 

 

 Коэффициент оребрения рассчитывается по методике согласно изданию «Жидкостные ракетные двигатели», М.В. Добровольский, 1968г.:

 

Учет кривизны трубок на теплоотдачу оценим по Михееву ( «Основы теплопередачи», Михеев М.А., Михеева И.М., 1977г.):

 

 

В расчете предполагается, что на каждом участке контура достигается равновесие тепловых потоков от газа на стенку, через стенку, и от стенки в охлаждающую жидкость.

На основании полученного распределения тепловых потоков рассчитываются элементарные подогревы охладителя (керосина) на каждом разбитом участке контура и суммируются вдоль линии течения.

Полученные таким образом данные используются как исходные для следующего шага расчета.

Расчет температуры подогрева керосина прекращается на j-м шаге при достижении сходимости:

 

|  Tj ‒ Tj-1 | < 2°С

 

В результате расчета построены следующие таблицы данных:

 

 

Параметры продуктов сгорания (газа)

 Давление

статическое

 Сеч.

Число

λ

   Температура, К  

 

 

Tоо торможения, K 

Пристеночный

слой

   P [ат] 

   S  

 слой   

 ядро

 сред

 слой

 ядро

 сред

 слой

  τ (λ)

 Te [K]

  49.850 

   1.62 

   0.00 

 3635

 3548

 1734

 3635

 3548

 1734

   1.00 

   1734 

  42.230 

   1.62 

   0.42 

 3595

 3506

 1697

 3651

 3562

 1734

   0.98 

   1730 

  40.687 

   1.41 

   0.50 

 3583

 3493

 1680

 3662

 3572

 1732

   0.97 

   1727 

  39.144 

   1.28 

   0.57 

 3571

 3480

 1666

 3673

 3582

 1733

   0.96 

   1726 

  37.600 

   1.19 

   0.63 

 3558

 3465

 1652

 3684

 3592

 1734

   0.95 

   1726 

  36.057 

   1.13 

   0.69 

 3545

 3450

 1636

 3697

 3602

 1735

   0.94 

   1725 

  34.514 

   1.08 

   0.74 

 3531

 3435

 1621

 3709

 3613

 1737

   0.93 

   1725 

  32.971 

   1.05 

   0.80 

 3517

 3419

 1605

 3722

 3625

 1738

   0.92 

   1724 

  31.427 

   1.03 

   0.85 

 3502

 3402

 1588

 3736

 3636

 1739

   0.91 

   1724 

  29.884 

   1.01 

   0.90 

 3487

 3385

 1571

 3750

 3648

 1741

   0.90 

   1724 

  28.341 

   1.00 

   0.95 

 3470

 3367

 1553

 3765

 3661

 1743

   0.89 

   1723 

  26.798 

   1.00 

   1.00 

 3454

 3347

 1535

 3780

 3674

 1745

   0.88 

   1723 

  24.778 

   1.01 

   1.06 

 3430

 3321

 1512

 3801

 3692

 1749

   0.86 

   1725 

  22.757 

   1.02 

   1.13 

 3405

 3292

 1487

 3823

 3711

 1753

   0.85 

   1726 

  20.737 

   1.05 

   1.19 

 3378

 3261

 1460

 3847

 3730

 1758

   0.83 

   1727 

  18.717 

   1.09 

   1.25 

 3349

 3227

 1433

 3873

 3751

 1764

   0.81 

   1729 

  16.697 

   1.14 

   1.32 

 3316

 3189

 1404

 3901

 3774

 1771

   0.79 

   1733 

  14.677 

   1.21 

   1.39 

 3280

 3147

 1373

 3932

 3799

 1779

   0.77 

   1737 

  12.657 

   1.31 

   1.46 

 3240

 3099

 1340

 3968

 3826

 1790

   0.75 

   1744 

  10.637 

   1.44 

   1.54 

 3193

 3042

 1303

 4008

 3856

 1804

   0.72 

   1752 

   8.617 

   1.64 

   1.63 

 3138

 2974

 1263

 4056

 3890

 1822

   0.69 

   1764 

   6.596 

   1.95 

   1.72 

 3069

 2888

 1216

 4114

 3930

 1845

   0.66 

   1780 

   5.881 

   2.09 

   1.76 

 3015

 2835

 1187

 4114

 3930

 1845

   0.64 

   1777 

   5.166 

   2.27 

   1.80 

 2955

 2776

 1154

 4114

 3930

 1845

   0.63 

   1774 

   4.450 

   2.51 

   1.85 

 2887

 2710

 1117

 4114

 3930

 1845

   0.61 

   1770 

   3.735 

   2.82 

   1.90 

 2810

 2634

 1076

 4114

 3930

 1845

   0.58 

   1766 

   3.019 

   3.26 

   1.95 

 2719

 2545

 1027

 4114

 3930

 1845

   0.56 

   1761 

   2.304 

   3.94 

   2.02 

 2607

 2436

  969

 4114

 3930

 1845

   0.52 

   1754 

   1.589 

   5.15 

   2.10 

 2459

 2292

  893

 4114

 3930

 1845

   0.48 

   1747 

   0.873 

   8.00 

   2.21 

 2238

 2077

  784

 4114

 3930

 1845

   0.42 

   1735 

 

 

 

Параметры охлаждающего контура для аверсной (A) и реверсной (R) трубок

S   

  D [мм] 

  X [мм] 

Tж(A) [C]

Тж(R) [C]

 Tст.г [К]

(средн)*

 Tст.ж [К]

(средн)*

 Te [K]

    ρж·Wж  

Тепловые потоки, [кВт/м²]

Qкон Qлуч QΣ

   1.62 

   522.0 

    0.0  

      38.0 

     121.8 

    500.3 

    465.3 

     700 

    12481 

     1593   

       417  

     2010   

   1.62 

   522.0 

  102.7  

      38.9 

     121.1 

    828.1 

    706.5 

    1733 

    12481 

     7073   

      1669  

     8742   

   1.62 

   522.0 

  205.5  

      42.7 

     117.8 

    823.2 

    702.8 

    1732 

    12481 

     6953   

      1669  

     8621   

   1.62 

   522.0 

  308.2  

      46.4 

     114.5 

    818.2 

    699.2 

    1731 

    12481 

     6832   

      1669  

     8500   

   1.62 

   522.0 

  410.9  

      50.0 

     111.3 

    810.4 

    692.2 

    1730 

    12481 

     6731   

      1669  

     8400   

   1.53 

   507.8 

  476.6  

      52.3 

     109.2 

    811.1 

    688.7 

    1728 

    12823 

     7021   

      1669  

     8689   

   1.29 

   466.0 

  539.2  

      54.6 

     107.1 

    826.0 

    692.5 

    1726 

    13969 

     7962   

      1585  

     9547   

   1.29 

   466.0 

  539.2  

      54.6 

     107.1 

    826.0 

    692.5 

    1726 

    13969 

     7962   

      1585  

     9547   

   1.29 

   466.0 

  539.2  

      54.6 

     107.1 

    826.4 

    692.7 

    1726 

    13969 

     7976   

      1581  

     9557   

   1.07 

   424.2 

  601.8  

      56.9 

     105.0 

    829.4 

    686.8 

    1725 

    15369 

     9093   

      1093  

    10186   

   1.00 

   410.0 

  667.5  

      59.1 

     102.9 

    812.7 

    669.2 

    1723 

    15915 

     9295   

       834  

    10130   

   1.01 

   412.7 

  681.9  

      59.5 

     102.5 

    796.5 

    654.2 

    1725 

    15809 

     9116   

       823  

     9939   

   1.05 

   420.6 

  695.8  

      60.1 

     102.1 

    789.9 

    655.6 

    1727 

    15502 

     8574   

       788  

     9362   

   1.75 

   543.0 

  859.3  

      64.7 

      97.7 

    694.9 

    611.1 

    1770 

    12009 

     5073   

       474  

     5546   

   2.57 

   657.0 

 1024.3  

      68.4 

      94.2 

    626.7 

    568.4 

    1769  

    10021 

     3370   

       324  

     3694   

   3.46 

   762.4 

 1190.8  

      71.3 

      91.3 

    580.3 

    536.9 

    1759 

     8751 

     2416   

       241  

     2657   

   4.39 

   859.3 

 1358.5  

      73.9 

      88.9 

    548.1 

    514.0 

    1752 

     7882 

     1848   

       190  

     2037   

   5.34 

   947.6 

 1527.5  

      76.0 

      86.8 

    524.5 

    496.6 

    1746 

     7257 

     1479   

       156  

     1635   

   6.28 

  1027.2 

 1697.5  

      78.0 

      84.8 

    507.9 

    484.1 

    1742 

     6795 

     1242   

       133  

     1374   

   7.17 

  1098.0 

 1868.4  

      79.8 

      83.0 

    494.2 

    473.5 

    1739 

     6446 

     1065   

       116  

     1181   

   8.00 

  1160.0 

 2040.3  

      81.4 

      81.4 

    482.9 

    464.6 

    1735 

     6180 

      931   

       104  

     1036   

 

Здесь (средн)* ‒ полусумма температур стенок аверсной (A) и реверсной (R) трубок

 

 

Графическое представление температурного поля стенок и охлаждающего керосина:

 

Синим цветом показаны температуры керосина в контуре охлаждения,

красным - температуры стенки со стороны газа (в скобках - со стороны жидкости)

 

 

Дополнительные данные по коэффициентам теплообмена α, оребрения ηр, теплопроводности стенки λст,

комплексу параметров охладителя (керосина) Kж, скорости течения керосина Wж:

 

 

Параметры охлаждающего контура для аверсной (A) и реверсной (R) трубок (продолжение)

  S

Tст.г (A)

Tст.г (R)

Tст.ж (A)

 Tст.ж (R)

ηр(A)

ηр(R) 

αж(A)  

αж(R)  

αг   

   Wж(A) 

 Wж(R) 

λст  

Kж(A)  

Kж(R)  

   1.62 

    480.8

    519.8

    443.1

    487.5

    1.100 

   1.079

    16399 

    20025 

    7981 

     15.4

     16.6

     17.2 

      129 

      160 

   1.62 

    813.3

    842.9

    690.1

    722.9

    1.086 

   1.075

    23410 

    26220 

    7813 

     15.4

     16.6

     21.5 

      186 

      211 

   1.62 

    809.5

    836.8

    687.7

    718.0

    1.086 

   1.075

    23442 

    26016 

    7646 

     15.5

     16.6

     21.5 

      187 

      209 

   1.62 

    805.7

    830.7

    685.4

    713.1

    1.085 

   1.076

    23472 

    25811 

    7479 

     15.5

     16.5

     21.4 

      187 

      207 

   1.62 

    802.0

    818.8

    683.0

    701.4

    1.085 

   1.073

    23493 

    26281 

    7314 

     15.6

     16.5

     21.3 

      187 

      204 

   1.53 

    800.4

    821.7

    676.9

    700.5

    1.081 

   1.073

    24937 

    27031 

    7654 

     16.0

     16.9

     21.3 

      186 

      204 

   1.29 

    816.4

    835.6

    681.7

    703.3

    1.080 

   1.072

    27186 

    29263 

    8838 

     17.5

     18.4

     21.4 

      188 

      204 

   1.29 

    816.4

    835.6

    681.7

    703.3

    1.080 

   1.072

    27186 

    29263 

    8838 

     17.5

     18.4

     21.4 

      188 

      204 

   1.29 

    816.8

    836.0

    682.0

    703.5

    1.080 

   1.072

    27196 

    29270 

    8857 

     17.5

     18.4

     21.4 

      188 

      204 

   1.07 

    820.7

    838.1

    676.9

    696.7

    1.078 

   1.071

    29592 

    31661 

   10150 

     19.3

     20.2

     21.4 

      187 

      202 

   1.00 

    810.8

    814.5

    667.1

    671.3

    1.077 

   1.063

    30284 

    34220 

   10200 

     20.0

     20.8

     21.2 

      186 

      196 

   1.01 

    788.3

    804.8

    644.8

    663.7

    1.069 

   1.062

    32088 

    34203 

    9814 

     19.9

     20.7

     20.9 

      181 

      194 

   1.05 

    773.4

    806.5

    636.9

    674.3

    1.070 

   1.072

    31311 

    30772 

    9145 

     19.5

     20.3

     20.9 

      180 

      197 

   1.75 

    687.5

    702.4

    603.2

    619.1

    1.085 

   1.080

    21026 

    22182 

    4720 

     15.2

     15.6

     19.9 

      173 

      184 

   2.57 

    620.2

    633.2

    561.6

    575.2

    1.085 

   1.081

    16857 

    17668 

    2950 

     12.7

     13.0

     19.0 

      165 

      174 

   3.46 

    574.9

    585.7

    531.4

    542.5

    1.083 

   1.080

    14264 

    14852 

    2050 

     11.1

     11.3

     18.4 

      159 

      166 

   4.39 

    543.9

    552.4

    509.7

    518.4

    1.081 

   1.079

    12550 

    12971 

    1535 

     10.0

     10.2

     18.0 

      154 

      160 

   5.34 

    521.3

    527.6

    493.3

    499.8

    1.079 

   1.077

    11354 

    11642 

    1211 

      9.3

      9.4

     17.6 

      151 

      155 

   6.28 

    505.8

    509.9

    481.9

    486.2

    1.077 

   1.076

    10509 

    10686 

    1006 

      8.7

      8.7

     17.4 

      149 

      151 

   7.17 

    493.1

    495.2

    472.4

    474.5

    1.075 

   1.075

     9873 

     9955 

     855 

      8.3

      8.3

     17.2 

      147 

      148 

   8.00 

    482.9

    482.9

    464.6

    464.6

    1.074 

   1.074

     9391 

     9391 

     744 

      7.9

      7.9

     17.1 

      145 

      145 

 

 

 

Результаты расчета

 

Максимальный тепловой поток составил Q 10,2 [МВт/м²]

Максимум расположен возле критического сечения и немного втянут в дозвуковую часть камеры: S 1,07

Данное явление подробно описано на стр.34 том 2 «Основы теории и расчета ЖРД» под ред. В.М. Кудрявцева, 1993г.

Из-за конструктивных особенностей системы охлаждения (U-образный реверс) температурное поле стенок в плоскости одного сечения является неравномерным, как бы «волнистым», наблюдается чередование: реверсные трубки на ~3...4% горячее аверсных трубок.

На всем протяжении температура стенки со стороны керосина Tст.ж не нарушает критерий NASA SP-8087 Tст.ж 728К

Однако в цилиндрической части камеры диапазон температур Tст.ж 683...723К вплотную подошел к предельно допустимому.

На всем протяжении охлаждающего контура температура стенки со стороны газа не превышает Tст.г 843К

Это всего на 5% превышает рекомендованную температуру стенки Tст.г = 800К

Подогрев керосина в контуре охлаждения ΔTж  84°С

 

Вывод: данный двигатель работает на допустимом тепловом режиме, который, однако, является предельным по допустимому диапазону температур стенки и дальнейшему форсированию ЖРД H-1b без существенного изменения конструкции не подлежит.

 

 

 

Аркадий Велюров

 

 

 

ОБСУДИТЬ НА ФОРУМЕ