bigdrum (bigdrum) wrote,
bigdrum
bigdrum

Categories:

Продолжая потрошить Илона Маска...



Точнее, конечно, не его - а его творение, которое он нам показал надысь. Как вы понимаете - мы продолжаем тему, начатую вот тут.

Я просто подумал - так замечательно начатое утро неплохо бы дополнить хорошим вечером...

Прежде всего - добьем двигатель, начатый по ссылке вверху. Сразу после аварии Маск заявил, что произошла авария двигателя. Однако затем сказал, что нет - просто упало давление в баке. Поверим ему (я вот верю). Однако - на видео мы видели зеленое пламя, в кислороде горели штифты форсунок. Горел двигатель. Как это - аварии не было, а двигатель горел?



Давайте внимательно почитаем описание Рэптора и включим мозг.

Рэптор - двигатель замкнутого цикла с полной газификацией. Это означает, что образующиеся при работе ТНА газы поступают в камеру сгорания, и участвуют в создании ракетной тяги. А также это значит, что часть топлива подается в ТНА окислителя, а часть окислителя - в ТНА топлива. И сгорание там происходит в полном объеме. Иными словами, ТНА Рэптора не имеет отдельно турбины, отдельно насоса. У двигателя два ТНА - по одному на магистраль. Каждый ТНА представляет из себя простую одноконтурную турбину с компрессором, лопатками и камерой сгорания, в которой часть главного компонента сгорает с децлом привнесенного. Образующееся тепло поглощается всем объемом главного компонента, который из жидкой фазы переходит (с огромным скачком давления) в газообразную, вращая лопатки турбины. Пламя не проскакивает назад потому, что сидящий на одной оси с турбиной компрессор обеспечивает высокое давление главного компонента на входе в камеру сгорания, выжимая пламя в магистраль.

А теперь внимание.

Входное давление во всю эту трахомудию у нас имеет двоякую роль. Потому что это вода - несжимаемая жидкость. А сжиженный газ - это очень даже сжимаемая жидкость. Более того, при уменьшении давления он достаточно хорошо расширяется, пока не начинает переходить в газовую фазу (закипать). Все еще не поняли?

При снижении давления в трубопроводе топлива (жидкого метана) при работе компрессора ТНА в зоне трубы перед компрессором возможно закипание метана, если давление поддува в баке горючего ниже необходимой величины.



Если это произошло - компрессору нечего компрессировать, понимаете? И в результате тот поток метана, который должен был выжимать пламя камеры сгорания в турбину, прекратился. Пламя пошло назад по контуру, и влупило по крыльчатке компрессора.

Из-за снижения давления в топливном баке в двигателе Рэптор произошел ПОМПАЖ ТНА.

Есть ли у меня доказательства моей правоты? Есть. Вы же меня знаете...



В двигателях, где ТНА моноблочный, то есть насос и окислитель подаются приводом от одной турбины, она, если останавливается - глохнет все сразу. А в Рэпторе две прямого потока турбинки, и когда турбина горючего накрылась - турбина окислителя продолжила работать. Горючее для работы ТНА окислителя продолжало поступать, а оно берется из той же магистрали, что задействует и контур горючего. Кроме того - другой двигатель продолжили работать.

Почему не отрубились сразу оба? Скорее всего, сыграла та самая индивидуальная неповторимость конкретного изделия. То, что было хорошо для одного двигателя - оказалось смертельным для другого.

Разобравшись с цепочкой событий, а заодно увидев еще один прикольный момент конструкции "самой продвинутой ракеты на Земле" (на самом деле это такой художественным стиль - минимализм, причем даже граничащий с примитивизмом), мы с вами можем потихонечку подумать вот еще о чем.

Любой ракетчик знает, что для предотвращения закипания сжиженного газа на участке трубы существует только один способ, кроме повышения давления - увеличение сечения трубопровода. Да, закон Бернулли. Почему Маск создал не только столь примитивную, но и столь ненадежную систему? Очень просто. Сечение топливных магистралей прямо влияет на размер карданного подвеса ракетного двигателя.

Все три двигателя на Старшипе расположены слишком близко - и потому топливные магистрали имеют малое сечение.

Окей. Продолжаем. Глядим на фото:



Смотрим на парок. Видите, дым парок идет вверх!



Пасторальная картина... Парок идет вверх - а двигатель дует вбок. Зачем?

И вот тут вот, дорогие мои, нам с вами предстоит познакомиться с еще одним творением Нико Пиросимани, тьфу, Илона Маска...



Я сказал Илона Маска!

Воот... Теперь уже лучше...

Есть замечательный сериал Firefly (Светлячок). По мотивам которого был снят не менее замечательный фильм "Миссия Серенити". И то и другое, я думаю, нравится Илону Маску. Во всяком случае, в моей табели о рангах эти вещи занимают место среди первой десятки современной кинофантастики. Так вот, есть такая прекрасная сцена в фильме



"Я как листок на ветру, посмотрите, как я парю..."

А давайте подумаем, как парит лит на ветру?



Падающий лист падает выпуклостью вниз. Аэродинамика. Я когда смотрел видео, задумался о том, почему крылья так нестандартно работают. Кроме того, мне показалось, что крылья установлены не прямо, а под углом к оси ракеты. Точнее, когда ракета стартует - они расположены строго в плоскости оси ракеты. А вот когда ракета идет вниз, лежа на брюхе - крылья начинают отклоняться. И вот здесь вот мне показалось, что они под углом. И угол такой, как будто они располагаются по касательной к окружности, центр которой находится сильно над опускающейся ракетой.

Статическая аэродинамическая устойчивость, понимаете?

К слову сказать, именно поэтому все современные спускаемые аппараты космических кораблей имеют выпуклое дно - под действием набегающего потока воздуха они позиционируются в потоке в правильное положение.

Мне показалось, что крылья у Старшип находятся на стоящих под углом осях, или сделаны цельноповоротными в двух плоскостях - не важно. Важно, что они, будучи загнуты в разные стороны, стабилизируют положение ракеты на брюхе.

Второе наблюдение. Чем ниже падает ракета, тем сильнее отклоняются крылышки, и тем хуже они тормозят. Хотя по идее, они должны стоять прямо, чтобы тормозить сильнее. Но нет - в самом конце траектории крылышки уже практически вдоль потока. И для торможения это абсолютно бесполезно...

А вот если предположить, что крылышки эти не несущие, а выполняют аэродинамическую стабилизацию горизонтального положения ракеты - тогда все становится на свои места.

Ракета тормозит корпусом. А крылышки просто не дают ей кувыркаться.

Теперь становится понятно, почему парок идет вверх, а ракетный двигатель работает вбок, не так ли? Просто пока ракета в своем падении на боку не наберет нужной скорости - крылышки бесполезны, и стабилизировать ее положение приходится работающим на кардане двигателем..



Старшип Илона Маска в буквальном виде падает, как листок, сорвавшийся с дерева.

И да. Математика там чумовая, надо сказать. Управленцам есть, над чем подумать. Но теперь, когда мы слегка препарировали это "чудо технической мысли", нам становится ясно - в принципе каждый, кто хочет, может повторить, при наличии соответствующих специалистов. Было бы желание...

УПД. И да, совсем забыл... Это... :)

Маневры с топливом в ракетах, испытывающих в полете невесомость, а также знакопеременные ускорения - очень непростая штука. Повторное включение двигателя в полете требует, чтобы топливо окружало горловину магистрали, а не плескалось в другом конце бака. Потому на космических кораблях и станциях, включая МКС, используют высококипящие компоненты и сильфонные баки. Кроме того, двигатели малой тяги на высококипящих компонентах применялись в программе Аполлон для осаждения топлива в баках при маневрировании на земной орбите и возле Луны.

Логично предположить, что на Старшип тоже есть двигатель на высококипящих компонентах и сильфонные баки. Однако это не так. Дело в том, что неминуемое испарение криогенного топлива в объеме сильфона полностью сводит на нет его преимущества. Однако на Старшип нет двигателя на высококипящих компонентах, который мог бы осадить топливо в бессильфонных баках.

Аэродинамическое терможение является той самой силой, которая осаждает криогенные компоненты в посадочных баках. Очевидно, расчет строился на то, что горловина магистрали, располагающаяся в центре бака, в момент начала тормозного маневра будет находиться в погруженном состоянии, а после поворота ракеты - окажется на дне бака. Также возможно, что падение давления в магистрали горючего было вызвано заплескиванием горючего при этом самом маневре, если верно предположение о том, что топливные магистрали двигателей изолированы одна от другой в целях повышения надежности. Хотя возможно, что на самом деле горловина одна, просто "пузырь" был съеден одним двигателем - тем, который испытал помпаж и горел. И если это так, то требуется перепроектирование баков во избежание повторения инцидентов...

Вот теперь точно все...

Прошу к столу - вскипело!




.
Tags: Автостоп и дальнобой в космосе, Мысли дилетанта, Неоднозначное
Subscribe

  • Облажались

    Федеральное бюро расследований (ФБР) США отказалось комментировать ироническое предложение компании «Конкорд», принадлежащей бизнесмену Евгению…

  • Готовь сани...

    Ютуб выкатил мне в рекомендациях вот такое... Учитывая наши местные постоянные нервы из-за выпадения мизерных количеств снега, я впечатлился. Все…

  • Синемафилическое

    Собственно говоря, это трейлер. Того, что я только что посмотрел. Что могу сказать по поводу того, что я только что посмотрел? В трейлер вошли…

promo bigdrum февраль 17, 2019 22:31 6
Buy for 10 tokens
На мейл-ру пролетела очередная "желтая" новость, коих не счесть. Касательно контактов с инопланетянами. В силу чего, втыкая по причине небольшой эмоциональной раздолбанности, я вот тут вдруг решил взять и откомментировать это дело. Да, ребята! МЫ БУДЕМ ГОВОРИТЬ ОБ НЛО, ПРИШЕЛЬЦАХ…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 9 comments