Текущее время:

Часовой пояс: UTC + 3 часа




 Страница 1 из 1 [ Сообщений: 5 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Re: РН и РД на сжиженном газе
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 64
Перспективные направления совершенствования химических ракетных двигателей - предварительная оценка исследовательского центра им. М.В. Келдыша совместно с ЦНИИМаш:
Кислородно-метановые ЖРД. Создание такого двигателя может рассматриваться как составная часть общероссийской программы расширения и повышения эффективности использования сжиженных природных газов на автомобильном, железнодорожном, авиационном транспорте и в ракетно-космической технике. Необходимость реализации такой программы может быть обусловлена дефицитом вырабатываемых из нефти топлив, большими запасами, доступностью и относительной дешевизной природного газа, а также экологическими преимуществами его применения.
Широкие исследования горючего различных видов, в том числе синтезированного, показал и, что СПГ на 95...98 % состоящий из метана, может рассматриваться как перспективное горючее для средств РКТ, которое позволит удовлетворить основные требования к стоимости, надежности, экологической безопасности маршевых ЖРД нового поколения при высоком уровне их энергомассовых характеристик. Применение кислородно-метанового топлива с учетом снижения потерь на его завесное охлаждение обеспечивает повышение удельного импульса тяги по сравнению с кислородно-керосиновым двигателем на 200...250 м/с, что перекрывает ущерб от снижения на 15 % плотности топливных компонентов. Увеличение удельного импульса тяги является следствием более высоких термодинамических характеристик и охлаждающей способности метана.
Проведенные в Исследовательском центре им. М.В. Келдыша экспериментальные исследования показали возможность успешной разработки двигателя, работающего на кислороде и метане с использованием восстановительного генераторного газа, т.е. реализации схемы, которая открывает большие потенциальные возможности повышения надежности ЖРД и создания резервируемой ДУ. По сравнению с жидким углеводородным горючим типа РГ-1 сжиженный метан дешевле, его сырьевая база практически неограничена. Проблемы создания наземной инфраструктуры (установок для сжижения природного газа и его транспортировки, а также средств заправки) в значительной мере решены. Переход на метан позволяет относительно легко решать многие задачи межполетного обслуживания двигателя, так как он после работы остается чистым, без характерных для использования РГ-1 отложений смол и сажи,что обеспечивает сокращение до минимума времени и затрат на обслуживание. Можно рассчитывать и на снижение остроты экологических проблем за счет резкого уменьшения содержания вредных веществ в продуктах сгорания топлива (особенно СО).


Перспективные ЖРД России
...Результаты расчетно-теоретических и экспериментальных исследований, выполненных Центром Келдыша с учетом опыта проектных разработок КБХА и НПО "Энергомаш", позволили сделать вывод о том, что поставленная задача с наибольшим эффектом может быть решена путем разработки ЖРД нового поколения, использующего топливную пару "кислород и сжиженный природный газ" (СПГ), причем в составе СПГ должно быть 98 % метана.
Применение данной топливной пары обеспечивает:
- возможность разработки высокоэффективного ЖРД по схеме с восстановительным газогенератором;
- создание двигателей многоразового использования с минимальным объемом межполетного обслуживания.
Пара "кислород и СПГ" имеет невысокую стоимость и широкие перспективы использования в других отраслях (авиация, железнодорожный и автомобильный транспорты). Хотя в России пока практически отсутствует инфраструктура использования сжиженного природного газа, однако имеющаяся практика эксплуатации криогенных компонентов (кислород, водород), а также богатый мировой опыт производства и транспортировки СПГ позволяют сделать вывод о возможности создания необходимой инфраструктуры при сравнительно небольших затратах.
Наиболее целесообразной схемой маршевого ЖРД для средств выведения нового поколения является открытая, незамкнутая схема с восстановительным генераторным газом (рис. 5). Для уменьшения потерь удельного импульса тяги целесообразно применить перепуск отработанного генераторного газа в сопло. В итоге выполнения научно-исследовательских, расчетно-теоретических и экспериментальных работ, в том числе и на специально разработанных модельных двигателях, получены рекомендации по организации рабочего процесса в газогенераторе и камере сгорания, подтверждена возможность достижения высокой степени совершенства процессов и эффективного охлаждения камеры сгорания, длительного ресурса работы и многократности использования. В целом показана полная реальность создания высокоэффективного ЖРД нового поколения и возможность перехода к полномасштабным конструкторским разработкам.
...В заключение необходимо отметить, что использование основных положений разработанной Центром Келдыша "Концепции" открывает перспективы создания нового поколения маршевых многоразовых двигателей, обеспечивающих:
- высокую надежность;
- простоту межполетного обслуживания и многократность использования;
- формирование многодвигательных резервируемых ДУ.
На базе подобных ЖРД (табл. 3) могут быть разработаны новые, экологиески безопасные, не требующие зон отчуждения, надежные и экономически эффективные РН с первой многоразовой ступенью, обеспечивающие снижение стоимости вывода КА почти вдвое.


Метан – последняя надежда? - свойства метана как горючего.
Вложение:
Sravnenie_kerosin_metan.gif

По мнению отечественных специалистов, использование сжиженного природного газа (метана) позволяет:
– обеспечить безопасность окружающей среды даже при аварийном сливе компонентов топлива;
– повысить удельный импульс тяги и улучшить энерго-массовые характеристики РН;
– повысить эффективность охлаждения камеры сгорания;
– упростить межпусковую обработку топливных трактов;
– снизить стоимость горючего;
– обеспечить длительность использования сырьевой базы при наличии больших природных запасов горючего;
– обеспечить доступность природного газа для любых национальных программ;
– облегчить создание двигателя любой принципиальной схемы (с окислительным или восстановительным газогенератором);
– использовать материалы, технологии и оборудование, присущие криогенной технике.
Занимая «нишу» между керосином и водородом, метан позволяет достаточно просто создавать двигатели любой принципиальной схемы: замкнутой с окислительным газогенератором (ГГ), замкнутой с восстановительным ГГ, открытой (незамкнутой) и даже такой экзотической для отечественного двигателестроения схемы, как т.н. «расширительная» или теплообменная, когда жидкий метан, проходя рубашку охлаждения камеры сгорания, газифицируется и вращает турбину ТНА, а потом сбрасывается в камеру сгорания и дожигается там.
В России ЖРД на природном газе и метане разрабатывают ИЦ имени М.В.Келдыша, НПО «Энергомаш», КБХиммаш, ФПГ «Двигатели НК», НИИМаш и КБ Химавтоматики.


Характеристики метановых двигателей
Вложение:
Metan.gif

Вложение:
Kerosin.gif



Разгонные блоки для РН Союз на высокоэффективном топливе
Вложение:
Razgonny_blok_Souz_metan.jpg



ОАО «Конструкторское бюро химавтоматики» - российский разработчик перспективного метанового ракетного двигателя.


Проблемы применения криогенных углеводородных топлив в высокоскоростных летательных аппаратах - преимущества использования пропана в качестве авиационного (и соответственно ракетного) топлива.

Сравнение стоимости ракетного топлива
Вложение:
Toplivo.jpg

В этой таблице стоимость метана(CH4) неоябъяснимо высока по сравнению с РГ-1(керосин) и NH3(аммиак). Более реальная оценка ИМХО здесь:
Статья на сайте Трансгаз
...Запасы нефти в России составляют около 8 млрд. тонн (7% мировых), а природного газа, причем в пересчете на нефтяной эквивалент более 150 млрд. тонн (около 40% мировых). Из нефти получают около 6% авиакеросина, а природный газ может быть почти полностью использован для получения криогенного топлива.
...В ближайшие 15-20 лет экономически целесообразно применение в транспортных системах главным образом СПГ. Это связано с тем, что в этот период цена ЖВ прогнозируется существенно более высокой по сравнению как с СПГ, так и с традиционными топливами. СПГ в свою очередь в 1,5-2раза дешевле авиакеросина. Меньшая стоимость СПГ в условиях нарастающего дефицита и дороговизны нефтяных топлив, в сочетании с перечисленными выше другими преимуществами криогенных топлив обусловливает необходимость развертывания работ по внедрению СПГ в авиационную и ракетно-космическую технику уже в ближайшем десятилетии.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: РН и РД на сжиженном газе
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2544
Москва, 09.09.16 - 14:07
Новый ракетный двигатель, работающий на метане, планируют совместно спроектировать конструкторские бюро (КБ) "Энергомаш" и КБ "Химавтоматики"....

Источник: http://rueconomics.ru/195276-na-prirodn ... y-deshevle


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: РН и РД на сжиженном газе
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 663
Куда? Raptor понятно куда, да и BE-4. А этот куда? Феникс на базе Союз-5 (с СПГ) мёртвый да и с тягой 85 надо их как на Falcon 9.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: РН и РД на сжиженном газе
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 4578
Berkut писал(а):
Куда? Raptor понятно куда, да и BE-4. А этот куда? Феникс на базе Союз-5 (с СПГ) мёртвый да и с тягой 85 надо их как на Falcon 9.

85т - двигатель для "опытной" легкой рн
а потом на его основе двигатель второй ступени самое оно


В сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: РН и РД на сжиженном газе
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 4578
кстати да...
Изображение
Изображение


В сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
 Страница 1 из 1 [ Сообщений: 5 ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Leonar, Vaal и гости: 3


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:  
phpBB skin developed by: John Olson
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group

Вы можете создать форум бесплатно PHPBB3 на Getbb.Ru, Также возможно сделать готовый форум PHPBB2 на Mybb2.ru
Русская поддержка phpBB