?

Log in

No account? Create an account

БОЛЬШОЙ КОСМИЧЕСКИЙ ОБМАН США

ГЛАВА 22. ВЕЛЮРОВ И ДРУГИЕ О ЖРД США - МИФЫ И РЕАЛЬНОСТЬ
neprohogi
http://www.free-inform.ru/pepelaz/pepelaz-13-2.htm
Велюров ничего не утверждает в своей статье голословно и необоснованно. Каждый шаг своих исследований и расчетов автор подробно и очень доступно объясняет и делает соответствующие ссылки. Свой "прикидочный расчет" он подтверждает расчетом при помощи компьютерной программы:
"Для проверки данного прикидочного расчета была построена компьютерная модель ЖРД F-1 и был проведен более точный численный тепловой расчет камеры данного двигателя (Приложение №2), результаты которого представлены в графическом виде:

Синим цветом показаны температуры керосина в контуре охлаждения,
красным - температуры стенки со стороны газа (в скобках - со стороны жидкости)
В общем и целом можно утверждать, что расхождение между упрощенной прикидочной методикой для одного критического сечения и более точным численным расчетом по всем сечениям камеры ‒ не более 3..5%.
Интересно, что максимальный расчетный тепловой поток оказался на 10% ниже предварительных оценок, но это не сильно повлияло на распределение температур по контуру камеры ЖРД F-1. "
Выводы автора , как минимум, доказывают, что ЖРД с параметрами, которые были указаны техническими писателями НАСА, работает стабильно без аномальных отклонений не будет:
"Результаты численного расчета однозначно указывают на то, что двигатель работает на запредельных режимах:
1. На всем протяжении камеры сгорания до критического сечения температура стенки со стороны керосина Tст.ж существенно превышает установленный согласно пп.3.1.1.5.4 рекомендаций NASA SP-8087 («Liquid rocket engine fluid-cooled combustion chambers», NASA SP-8087, 1972 г.) порог коксования керосина Tст.ж > 728 К

В цилиндрической части температура коксования превышена более чем на сто градусов! Максимум Tст.ж ≈ 830 К
При таких температурах керосин в пристеночном слое безусловно не является химически нейтральной не кипящей жидкостью ‒ он начнет энергично разлагаться на тяжелые смолистые осадки и легкие газовые фракции.
Тяжелые смолистые осадки, которые осаждаются на стенках трубок, имеют на два порядка более низкую теплопроводность, чем сталь.
Простейшие оценки показывают, что налипание тончайшего слоя смолистых осадков толщиной всего 0,005 мм равнозначно утолщению вдвое стальной трубки толщиной 0,45 мм, применяемой в камере ЖРД F-1 "
Все происходит по принципу "домино" , одна "костяшка" падает, роняет соседнею и в результате вся конструкция рушится. Нагревают керосин до предельного значения, керосин превращается в черные смолистые вещества на стенках трубок охлаждения, отсюда низкая теплопроводность стенок трубок, отсюда падение теплопередачи в охлаждающую жидкость, отсюда перегрев...и бабах! Автор это формулирует так:
"2. Поэтому коксование керосина приведет к падению теплопередачи через стенки трубок в охлаждающую жидкость и прогару по всему периметру сечения.
Полагая, что трубка имеет наружный диаметр ~ 27,78 мм (13/32 дюйма), огневую сторону составляет примерно ¼ дуги окружности трубки, длина камеры ЖРД F-1 до критического сечения ~ 1 м, то для образования смолистого слоя толщиной 0,005 мм при плотности ρ ≈ 1,2г/см³ достаточно осаждение всего 0,13 г смолы! "
На этом проблемы не заканчиваются, газовые пробки, которые неизбежно появятся в трубках при образовании "легких газовых фракций" это серьезная проблема, хорошо знакомая , например, сантехникам, занимающихся обслуживанием парового отопления в домах. Физиками специалистам по созданию ЖРД эта проблема тоже хорошо знакома. Автор с ней так же знаком:
"Помимо этого, газообразные продукты коксования керосина могут создавать газовые пробки в узких трубчатых каналах и существенно снижать скорость и плотность проточного охладителя (керосина), что приведет к тем же фатальным последствиям ‒ прогару камеры. "
Проще говоря итогом таких "пробок" падение скорости потока, уменьшению теплопередачи и снова здорова: бабаххх, или как автор это называет: "прогар камеры"
И на этом беды ЖРД F-1 не заканчиваются. Оказывается и температура стенки камеры сгорания, а значит и стенок трубок охлаждения работает на запредельных значениях . При этих значениях выше 1000 К золотой припой, использованный, якобы, при создании трубок охлаждения, начинает терять прочность. Сам инконель в таких условиях, близок к своей критической температуре, при котором начинается его разрушение , при которой использовать этот материал проблематично.
Велюров об этой проблеме пишет так:
"3. Температура огневой стороны стенки на всем протяжении камеры сгорания до критического сечения превышает Tст.г > 900 К
На отдельных участках в цилиндрической части камеры температура огневой стороны стенки превышает Tст.г > 1000 К
Подобный температурный режим является недопустимым для паяной трубчатой конструкции камеры данного ЖРД.
Согласно американских данных («Industrial Gold Brazing Alloys» ,Gold Bulletin 1971 Vol. 4 No. 1) – при изготовлении «лунной» серии двигателей, в т.ч. F-1 и др., – широко применялся золотой припой состава 82,5% Au − 17,5% Ni
При температурах свыше 540ºС ( 813 К ) этот припой резко терял прочность:

Из таблицы видно, что при Т = 650°С предел прочности (UTS) сплава примерно в 2,5 раза ниже, чем при Т = 540°С
ВЫВОД: показанные недостатки свидетельствуют о недопустимости тепловых режимов для данной конструкции ЖРД F-1.
Данный агрегат не может быть использован при полном давлении на входе в сужение сопла P ≈ 69 кгс/см² без риска фатальных последствий и подлежит дефорсированию либо существенному изменению технологии изготовления камеры ЖРД."
Как неоднократно утвердлал автор, порочна сама трубчатая система охлаждения, имеющая ограничения, и ведущая в технологический тупик. Не важно какой припой они использовали, не важно какую шероховатость создавали, якобы, внутри трубок и оребрение снаружи, какую жидкость использовали для охлаждения, не меняет сути дела циклический метод охлаждения ...все равно такое решение охлаждать стенки КС и сопла при помощи припаянных трубок с жидкостью порочно в принципе!