Каковы преимущества ступенчатого сжигания с обогащением Ox?

В контексте ступенчатого сжигания я понимаю, что сжигание с высоким содержанием быка создает осложнения, связанные с наличием горячего окислителя под высоким давлением. Некоторые двигатели, особенно семейства РД-170 и РД-180, работают с большим расходом топлива. Страница википедии для РД-180 объясняет это словами:

Двигатель работает с отношением окислителя к топливу 2,72 и использует камеру предварительного сжигания с высоким содержанием кислорода, в отличие от типичных американских конструкций с высоким содержанием топлива. Термодинамика цикла позволяет обогащенной кислородом камере предварительного сгорания обеспечить большее отношение мощности к весу , но с тем недостатком, что газообразный кислород высокого давления и высокой температуры должен транспортироваться по всему двигателю.

Однако этот блок не цитируется, и мне не удалось найти много подтверждающих источников. Тем не менее, я нашел несколько досок объявлений , в которых упоминается накопление сажи , но опять же, не так много дополнительной информации, которую я могу найти.

Может ли кто-нибудь дать окончательный ответ либо о накоплении сажи, либо о том, откуда берется преимущество в соотношении мощности к весу , либо о какой-то комбинации этих двух факторов?

Я отмечаю, что LOX примерно на 70% плотнее керосина, поэтому вы получите больший массовый расход через меньшие / более легкие трубы, богатые быками. Характеристики газового расширения также будут другими, но я не знаю, как это работает.
о, это интересный прием. Я думал о том, как может выглядеть сравнение плотности, но никогда не думал о весе труб.
Да, это, вероятно, мелочь по сравнению с факторами, которые Organic Marble освещает в своем ответе.
@RussellBorogove Рабочие жидкости с более высокой плотностью приводят к меньшему рабочему потенциалу турбин. Более высокая плотность здесь является недостатком. Закоксовывание является серьезной проблемой для форсажных камер, богатых топливом. Богатые кислородом не особенно русские ракеты. Русские просто используют поэтапное сжигание всего, запад делает это только с O2/H2.
эй, @everyday-astronaut Недавно я посмотрел ваше видео о хищниках (по крайней мере, в третий раз), в котором вы упоминаете коксование как один из основных факторов выбора металокса. Из любопытства, был ли этот пост источником для этого проекта или вы нашли другие источники?

Ответы (1)

Согласно сверхподробному и очень информативному документу NASA-CR 165404 «Предварительные горелки высокого давления с высоким содержанием топлива/окислителя» , основные преимущества двигателей с многоступенчатым сгоранием, работающих на углеводородном топливе и обогащенных окислителем, заключаются в том, что «образование больше не являются проблемами». (стр. 133)

В этой полезной обзорной презентации цикла ракетного двигателя из класса AAE 539: Advanced Rocket Propulsion Университета Пердью также упоминается только проблема закоксовывания в качестве преимущества.

Книга «Прогресс в астронавтике и аэронавтике: камеры жидкостной ракетной тяги», выдержки из которой можно найти в Google Книгах , может дать ключ к разгадке заявленного преимущества в отношении мощности к весу. Он показывает анализ, который заключает, что при равных температурах турбины и давлении нагнетания насоса цикл с обогащением окислителем имеет увеличение давления в камере на 87% по сравнению с циклом с обогащением топливом. Казалось бы, это означает, что двигатель меньшего размера, богатый окислителем, может производить такую ​​же тягу, как и двигатель большего размера, богатый топливом. К сожалению, там есть только отрывок из книги, а копии у меня нет.

Каковы преимущества ступенчатого сжигания с обогащением Ox?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v