Сообщения без ответов | Активные темы Текущее время: Чт мар 28, 2024 3:23 pm



Ответить на тему  [ Сообщений: 227 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5 ... 16  След.
 Разоблачение F-1 (глава №14) 
Автор Сообщение
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пт фев 17, 2012 6:41 pm
Сообщений: 5266
Сообщение Разоблачение F-1 (глава №14)
Цитата:
Но суть в другом - разоблачение Ф-1 уже близко. Я все-таки надеюсь до конца этого полугодия ( ) выложить статью со своими выводами, где мы поговорим о ВЧ неустойчивостях в Ф-1...

Уже лежит на сайте http://free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.htm


Я думаю, что оценка "сферического двигателя в вакууме" упустила принципиальные конструктивные особенности и различия F-1 (скоростная камера) и советских двигателей (изобарическая камера)

ВЧ- пульсации возникают в результате стоячих волн пульсации давления/ концентрации в объеме камеры, что порождает пульсацию скорости сгорения, что в худшем случае приводит к детонации (объемному взрыву) смеси.

Для изобарической (по определению) - существенным признаком является постоянное давление в пределах цилиндрической чести камеры сгорания, следовательно будет постоянная плотность смеси/продуктов горения и постоянная температура, от которой зависит скорость звука (скорость распространения дозвуковых скачков давления).

Для изобарической камеры скорость звука и параметры стоячей волны пульсаций постоянна/ одинакова по длине оси камеры, что порождает поперечные пульсации с одинаковой длиной волны/ частотой во всем объеме камеры, которые суммируются. Имеем эффект объемного резонанаса.

Дальше пульсации объема камеры передаются в зону конца испарения и начала горения, что формирует сгустки концентрации с повышенным давлением (с повышением концентрации скорость горения больше) что приводит к объемному взрыву в некотором локальном объеме.

Но скоростная камера (а F-1 ближе к скоростной камере, чем к изобарической) имеет внутри цилиндрической части эффект адиабатического расшерения, линейная по оси скорость продуктов нарастает, объем увеличивается, плотность, давление и температура падает. Соответственно падает скорость звука.

В результате для скоростной камеры пульсации давления (стоячая волна) имеют в каждом сечении по оси разную частоту и длину волны, следовательно не возникает объемный резонанс в камере, в каждом сечении камеры по оси своя частота резонанса, пульсации не только не складываются, но и вычитаются. Объемного (по оси камеры) резонанса нет.

Я предполагаю, что перенос модели изобарической камеры (свойства горения одинаковы во всем объеме цилиндрической части) на скоростную (где свойства различны по оси камеры - некорректы и модель устойчивости изобарической камеры не применима к скоростной камере


Пт июл 06, 2012 7:14 am
Профиль
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пт фев 17, 2012 6:41 pm
Сообщений: 5266
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
Следующее принципиальное различие между F-1 и советскими двигателями - это ПРИНЦИП работы форсунок

У советских двигателей форсунки были центробежные (с хорошим распылением) и совмещенные (кроме форсунок пристеночного слоя).

В результате в точке конца испарения (равномерного в объеме) и начала горения имеем равномерно перемешаную паро-газовую смесь весьма склонную к объемному взрыву ("вакуумную" бомбу объемного взрыва мы проходили).

Можно утверждать, что советская ориентация на лучшее перемешивание компонент (а тем более схема газ-газ, где перемешиваются испаренные компоненты) - дает предрасположенность в ВЧ пульсациям.

Более того, утверждается, что неравномерность соотношений компонент в пределах производственного разброса совмещенных форсунок - порождает ВЧ нестабильность.

С другой стороны, у F-1 форсунки струйные, в виде отверстий (формирующих цилиндрическую струю). Распыление производится столкновением струй (предполанаем, что распыление хуже, чем для советских центробежных форсунок).

Изучение фотографий и схем в ветке "ЖРД F-1" дает распределение форсунок по дну камеры двигателя.

Принципиальной особенностью (не путать с северными принциперами) является одновременно присутствие форсунок в виде наклонных отвестий с распылением пересекающихся струй (Непроходимый объявил их запаявшимися на фотографиях) и перепендикулярными, цилиндрическая струя которых не рапыляется и уходит дальше в камеру, где испаряется и сгорает дальше по оси камеры, в результате зоны начала горения смещены/распределены по оси камеры.

Следующей особенностью F-1 являются НЕСОВМЕЩЕННЫЕ форсунки (впрыск топлива и кислорода распределены в пространстве). Схемы дают цилиндрические заны впрыска топлива и окислителя. В результате горение начинается не в объеме, а в поверхностном слое между цилиндрическими зонами топлива и окислителя по мере их перемешивания.

Объемный взрыв в цилиндрической зоне окислителя (нет топлива) и в цилиндрической зоне топлива (нет окислителя) - невозможен, а горение происходит в поверхностном слое по мере перемешивания компонент.

По схемам (на фотографиях это явно не видно) - сегменты дна камеры (разделенные перегородками) - смещены по оси камеры. В результате в разных сегментах точки конца испарения и начала горения смещены по оси камеры и пульсации в разных сегментах камеры разнесены в пространстве, что препятствует непосредственному резонансу.

Принципиальным отличием F-1 от советских двигателей является его линейный размер камеры сгорания, который разносит в пространстве по оси камеры зоны горения:
1. Разная высота сегментов днища
2. Разнесеные в пространстве форсунки топлива и окислителя без непосредственного смешивания компонент.
3. Форсунки с распылением пересечением струй и форсунки без распыления (испарение и горение происходит дальше по оси камеры)
4. Поверхностное горение по мере перемешивания цилиндрических зон топлива и окислителя F-1 вместо объемного горения в советских двигателях.

В результате конструктивно камера сгорания F-1 обеспечивает "медленное" сгорание компонет по оси камеры (накладывается адиабатическое расширение и нагрев горением) - за счет распределенного в пространстве (аналог пушечного выстрела, порох медленно прогрессивно сгорает на длине 2/3 ствола) происходит линейное наростание скорости газов без падения давления.

В результате разгон струи до скорости звука в советском двигателе на коротком участке сужения соппла заменен на распределенное ускорение газов по длине камеры F-1 (которая несравнимо больше, чем сужающаяся часть сопла изобарного двигателя).

В результате получаем, что энергетическая напряженность в зоне горения газофицированных и хорошо перемешаных компонент советского двигателя несравнимо больше, чем энергетическая напряженность горения на протяжении 2/3 длины камеры F-1

Совки пошли по пути максимально быстрого и максимально полного сгорания компонент для получения максимального импульса на пределе неустойчивости, а американы пожертвовали удельным испульсом, но получили устойчивую работу (горение) с низкой энергетикой по давлению и концентрации, но на несравнимо большей площади критического сечения, которая и дала тягу.

Более того, американы декларируют, что устойчивость F-1 была обеспечена за счет конфигкрации форсунок и впрыска топлива, в результате F-1 получил избыточный запас устойчивости даже при искуственных микровзрывах в камере.

Я предполагаю некорректным перенос без поправок модели локального горения всего топлива возле головки у советских двигателей на медленное горение по длине камеры сгорания F-1 по мере перемешивания компонент.

Резюме: именно размеры и длина двигателя F-1 обеспечивают устойчивость его работы при принципиально другой схеме впрыска компонент и "медленного" горения по камере сгорания по мере перемешивания компонент без возникновения "сгустков".

Резюме 2: Ни в одном из советских двигателей не было реализовано "медленное" горение по причине малой длины камеры сгорания (пролетное время через камеру сгорания).

Резюме 3: Применительно к статье анализа устойчивости, в модели ИЗОБАРИЧЕСКОЙ камеры советской схемы впрыска и горения - реализуем двигатель с тягой 2-3 раза меньше. Схема врыска и горения от F-1 Глушко и Ко никогда не испытывалась в реале.

Резюме 4: нет принципиального запрета, что бы F-1, за счет принципиально другой схемы впрыска и горения, был УСТОЙЧИВ


Пт июл 06, 2012 8:16 am
Профиль
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пт фев 17, 2012 6:41 pm
Сообщений: 5266
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
Собственно сравнение F-1 и совковых двигателей безполезно.

У двигателей этих групп разные принципы работы, разная физика горения компонент и разная физика устойчивости горения. И разная эмпирика моделей устойчивости.

Потому сравнение несравнимого ничего не дает.

Американы вероятно реализовали устойчивость F-1 c заявленными характеристиками ценой меньшего удельного импульса и большей стартовой массе топлива для того же полезного груза.

Пока не найдено принципиального запрета на существование F-1


Пт июл 06, 2012 8:21 am
Профиль
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пн апр 11, 2011 8:46 pm
Сообщений: 147725
Откуда: Томск
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
Понравилось про динамическую неустойчивость
Изображение

_________________
Большой Космический Обман США ЖЖ: http://neprohogi.livejournal.com/


Пт июл 06, 2012 8:22 am
Профиль WWW
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пн апр 11, 2011 8:46 pm
Сообщений: 147725
Откуда: Томск
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
Вот это очень умно описано:
Изображение
Это те самые "загогулины" о которых неспециалисты не знали

_________________
Большой Космический Обман США ЖЖ: http://neprohogi.livejournal.com/


Пт июл 06, 2012 8:25 am
Профиль WWW
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пн апр 11, 2011 8:46 pm
Сообщений: 147725
Откуда: Томск
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
Очень грамотно и четко указано:
"Таким образом, сущность детонации состоит в том, что ударная волна, возникшая вследствие «перекисного взрыва» и быстрого самовоспламенения несгоревшей части рабочей смеси перед фронтом пламени, стимулируют сгорание всей оставшейся рабочей смеси со сверхзвуковой скоростью.

Согласно перекисной теории детонации, повышение температур и давления в камере двигателя должно способствовать ускорению образования перекисных соединений и быстрейшему достижению критических концентраций, приводящих к детонации. Увеличение продолжительности пребывания последних порций топлива в камере сгорания также должно вести к образованию критических концентраций перекисных соединений и возникновению детонации."
ОБ ЭТОМ НИКТО ЕЩЁ ТОЛКОМ НЕ ГОВОРИЛ.
Вскользь что-то подобное обсуждалось , но не анализировалось

_________________
Большой Космический Обман США ЖЖ: http://neprohogi.livejournal.com/


Пт июл 06, 2012 8:27 am
Профиль WWW
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пт фев 17, 2012 6:41 pm
Сообщений: 5266
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
НеПрохожий писал(а):
Вот это очень умно описано:
Это те самые "загогулины" о которых неспециалисты не знали


Для F-1 это не принципиально, потому как объемное горение для модели советского изобраного двигателя заменено послойным поверхностным горением поперек камеры и распределенным горением по длине камеры опять таки по мере смешивания компонент.

В F-1 принципиально отсутствет стохастическая объемная зона гремучей паро-газовой смеси с равномерным перемешиванием компонент.

Потому ВЧ пульсация по механизму объемных микровзровов принципиально невозможна по причине отсутствия объемов этих микровзрывов.

Констуктивно схемное решение F-1 Глушко и Ко никогда не испытывалось в реале, для этой схемы у совков нет даже эмпирики.


Пт июл 06, 2012 8:33 am
Профиль
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пт фев 17, 2012 6:41 pm
Сообщений: 5266
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
НеПрохожий писал(а):
Очень грамотно и четко указано:
"Таким образом, сущность детонации состоит в том, что ударная волна, возникшая вследствие «перекисного взрыва» и быстрого самовоспламенения несгоревшей части рабочей смеси перед фронтом пламени, стимулируют сгорание всей оставшейся рабочей смеси со сверхзвуковой скоростью.

Согласно перекисной теории детонации, повышение температур и давления в камере двигателя должно способствовать ускорению образования перекисных соединений и быстрейшему достижению критических концентраций, приводящих к детонации. Увеличение продолжительности пребывания последних порций топлива в камере сгорания также должно вести к образованию критических концентраций перекисных соединений и возникновению детонации."
ОБ ЭТОМ НИКТО ЕЩЁ ТОЛКОМ НЕ ГОВОРИЛ.
Вскользь что-то подобное обсуждалось , но не анализировалось


В предшествующем посте я уже изложил, что в F-1 отсутствуют условия для объемной детонации несгоревшего топлива, потому как конструктивно реализовано отсутствие именно ОБЪЕМОВ несгоревшего топлива.

Нечему детонировать, для детонации необходим объем/масса, когда горение переходит в детонацию (тонкая разница между метательными и бризантными ВВ).

Именно "медленное" поверхностное горение исключает возможность заброса давления и концентрации с последующим взрывом


Пт июл 06, 2012 8:38 am
Профиль
Site Admin
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Вс апр 10, 2011 5:55 pm
Сообщений: 2875
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
Яна, суммируя ваши доводы, кратко они звучат так: в камере Ф-1 дейстовали другие законы физики :-?

Начнем с простого - с теории Луиджи Крокко про ступенчатое выгорание топлива, так вот, - несгоревшее топливо существует всегда и везде, поскольку время преобразования тау - и дает оценку массы топлива в камере, которое еще не сгорело... :o
Далее, кинетика горения керосина зависит только от степени окислителя и от давления и температуры (например по форме закона Аррениуса) - от формы камеры и от того, скоростная она или нет - кинетика горения керосина НИКАК не зависит, обратное утверждение будет лженаучно и бездоказательно.
Предлагаю вам еще раз проштудировать все существующие работы по вопросам ВЧ-неустойчивостей и причине их возникновения. :wink:

ПЫ.СЫ.
да, чуть не забыл, это РД-107 строго говоря изобарная камера, РД-170 и НК-33 вполне себе скоростные... да и РД-253 тоже. Вот. :???:


Пт июл 06, 2012 12:23 pm
Профиль
Site Admin
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Вс апр 10, 2011 5:55 pm
Сообщений: 2875
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
Yana писал(а):
Резюме 2: Ни в одном из советских двигателей не было реализовано "медленное" горение по причине малой длины камеры сгорания (пролетное время через камеру сгорания).

на самом деле все наоборот - советские камеры длинные, время пребывания в камере гораздо больше, чем в американских, а у американцев как раз камеры короткие :o

так что неувязка вышла...


Пт июл 06, 2012 12:59 pm
Профиль
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пт фев 17, 2012 6:41 pm
Сообщений: 5266
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
Велюров писал(а):
Яна, суммируя ваши доводы, кратко они звучат так: в камере Ф-1 дейстовали другие законы физики :-?


Достаточно другой геометри форсунок,
а топливо без окислителя и окислитель без топлива не горят ни по какому закону физики.

Я громко сомневаюсь, что горение для центробежных двухкомпонентных форсунок и для раздельных форсунок (часть без распыления) - будет одинаковая картинка во времени и пространстве.

При отсутствии смешивания на форсунке будет не скачкообразное горение, а линейное по мере смешивания, а смешивание не может быть мгновенным.

Статья расматривает "сферичекий двигатель в вакууме", а не конкретную конструктивную реализацию F-1

Крайний случай "абсурда" другой геометрии - в камеру заведены две трубы 10 сантиметров в диаметре, через которые вливается топливо и окислитель без смешивания.

Будет ли распространятся логика статьи об ВЧ устойчивости на такую схему подачи топлива и окислителя ?


Пт июл 06, 2012 1:07 pm
Профиль
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пт фев 17, 2012 6:41 pm
Сообщений: 5266
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
Велюров писал(а):
Yana писал(а):
Резюме 2: Ни в одном из советских двигателей не было реализовано "медленное" горение по причине малой длины камеры сгорания (пролетное время через камеру сгорания).

на самом деле все наоборот - советские камеры длинные, время пребывания в камере гораздо больше, чем в американских, а у американцев как раз камеры короткие :o

так что неувязка вышла...


В метрах длина камеры сгорания F-1 больше длины камеры сгорания РД-107 при соизмеримых скоростях движения газа.
Потому время движения газа от дна и до критического сечения в F-1 больше

Подчеркиваю, не пропорции, а абсолютные линейные размеры.


Пт июл 06, 2012 1:11 pm
Профиль

Зарегистрирован: Вт июн 07, 2011 9:00 am
Сообщений: 160
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
Yana писал(а):
Следующее принципиальное различие между F-1 и советскими двигателями - это ПРИНЦИП работы форсунок…
  Ты хоть как-нибудь бы иллюстрировал своё выступление — ведь не все же озабочены жвачкой в дырках.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

  Ну, или типа того.

  Кстати, на слух этот принцип — «взбалтывать, но не смешивать» — звучит как-то стрёмно. А топливо, как из-под хвоста Глиммунга, литься не будет?


Пт июл 06, 2012 3:02 pm
Профиль
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пн апр 11, 2011 1:30 am
Сообщений: 529
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
Yana, а вы не могли бы оперировать формулами и законами физики? А то получается пока, что вы машете перед профессором математики руками и на пальцах пытаетесь объяснить, в чём он не прав, когда написал на доске систему дифуравнений.
По сути вы только что описали "казус 2-х принстонских учёных" (кстати, не знаете их фамилий?), которые в одиночку побороли ВЧ-нестабильность, манипулируя формой форсунок. Но они никому не сказали какими принципами руководствовались и уничтожили все свои записи. История не пощадила этих гениев и не сохранила их имена.
---------------------------------
P.S. Да, и у вас того (ус отклеился) в речи проскакивают *** словечки "Непроходимый", "совки", вы уж следите за речью когда волнуетесь, пожалуйста. :)

_________________
Изображение Изображение Изображение


Пт июл 06, 2012 4:19 pm
Профиль WWW
Site Admin
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Вс апр 10, 2011 5:55 pm
Сообщений: 2875
Сообщение Re: Разоблачение Ф-1 - free-inform.com/pepelaz/pepelaz-14.ht
Yana писал(а):
В метрах длина камеры сгорания F-1 больше длины камеры сгорания РД-107 при соизмеримых скоростях движения газа.
Потому время движения газа от дна и до критического сечения в F-1 больше

Подчеркиваю, не пропорции, а абсолютные линейные размеры.

опять мимо кассы :-|

время пребывания газа в камере определяется как масса газа, находящегося в лбой момент в камере и создающий давление (масса газа в сосуде объемом Vкс) к массовому расходу топлива в секунду.

известно, что время пребывания топлива в камере РД-107 равно 0,00559сек

оценим время для Ф-1: диаметр камеры навскидку 1,15м длина ок. 1,5м - тогда объем такого цилиндра грубо 1,55куб.м.

газ при Т=3500К, М=22,5г/моль и р=7МПа имеет плотность ~5,4кг/м.куб.
тогда масса газа в камере 5,4*1,55 ~8,4кг

при массовом расходе 2528кг/с (без 3% расхода на ТНА) имеем время
8,4/2528=0,0033сек

т.е. время пребывания газа в камере РД-107 в полтора раза больше!

да, ваши аргументы обходят стороной тот момент, что Н-1 прекрасно укладывается в критерий, тогда как проблема имеет место только с Ф-1

кстати, приведите пример ЛЮБОГО двигателя, кроме Ф-1, который бы находился в эксплуатации, но не соответствовал бы критерию :wink:


Пт июл 06, 2012 4:38 pm
Профиль
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Ответить на тему   [ Сообщений: 227 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5 ... 16  След.

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 43


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group.
Designed by STSoftware for PTF.
Русская поддержка phpBB