Жидкостный ракетный двигатель более или менее эффективен при дросселировании?

Как зависит КПД ЖРД от режима дросселирования? (Он более или менее эффективен при работе, например, на 85% от максимальной тяги?). Ракетный двигатель находится в вакууме.

Я не совсем понимаю ваш вопрос. Вы спрашиваете, влияет ли установка дроссельной заслонки на ракетном двигателе (т. е. работает ли он на 100%, 90%, 80% от максимальной тяги) на эффективность двигателя? Кроме того, имейте в виду, что большинство больших ракетных двигателей можно очень мало дросселировать (если вообще дросселировать) .
Вы спрашиваете о запусках ракет с земли или уже в космосе?
"..чтобы ракетные двигатели долго работали с очень малой мощностью?" Возможно, вы думаете о приводах Ion и подобных. Они производят лишь небольшой толчок, но для массы топлива обеспечивают большую конечную скорость. Они хороши для объектов, уже находящихся на орбите, но бесполезны для побега с поверхности любого тела, которое имеет более высокую скорость поверхностной гравитации, чем может поднять двигатель (корабль никогда не отрывается от земли).
При редактировании вам все равно придется указать, какой тип двигателя вы имеете в виду. В противном случае, боюсь, ваш вопрос все еще слишком широк/неясен. Ваше здоровье!
wedelfach, я отредактировал ваш вопрос и проголосовал за его повторное открытие. Теперь это не зависит от баллистики.

Ответы (2)

Подтверждая ответ Рассела Борогова, некоторые данные испытаний Stennis, которые у меня есть с 1987 года на трех разных SSME, показывают небольшое падение Isp с уровнем мощности. Со 109% до 100% Isp упал примерно на 0,08%. Я не могу найти данные при более низких уровнях мощности, но, насколько я помню, эта тенденция сохранилась, с небольшим ухудшением Isp при снижении скорости.

Для справки, исходный SSME мог регулировать от 109% до 65% от эталонного уровня мощности. «Бистабильная аномалия турбонасоса» ограничивала нижний предел диапазона дроссельной заслонки до 67% в последней части программы. Диапазон дроссельной заслонки, фактически испытанный в полете, составлял от 65% до 104,5%.

«Исторически сложилось так, что некоторые из проблем, с которыми сталкивался SSME в условиях дросселирования, включают разделение потока в сопле, боковые нагрузки и тепловые нагрузки; бистабильность подкачивающего насоса предгорелки (около 50% RPL); заклинивание лопастного диффузора предгорелки HPOTP (до модернизации блока II); и Выкипание HPFTP (остановка) при очень низких соотношениях компонентов смеси. SSME не проявлял нестабильных характеристик горения даже при таких низких уровнях мощности, как 17%». ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20100033271.pdf
Я забыл подробности, но была сумасшедшая аномалия на испытательном стенде, когда SSME упал примерно до 30%. Я никогда не слышал о 17%, вау.
Да, похоже, нужно изменить много разных вещей, кроме инжектора и камеры, чтобы он надежно дросселировал на таком низком уровне.

Удивительно трудно найти хороший ответ на этот вопрос.

Как правило, при номинальном уровне полной мощности двигатель будет наиболее эффективным.

Согласно «Элементам ракетного движения» Саттона, типичные двигатели с глубоким дросселированием имеют снижение удельного импульса (топливной эффективности) от 1,5% до 9% при низких уровнях мощности. В нем упоминается необычный двигатель ракеты «Лэнс», который имеет экстраординарный диапазон дроссельной заслонки 357: 1 с потерями 15% на нижнем конце.

Я нашел плохо обозначенный и запутанный график, который предполагает, что двигатель верхней ступени CECE теряет около 5% при сильном дросселировании.

Двигатель спускаемого аппарата лунного модуля «Аполлон » имеет КПД более 97% при дроссельной заслонке 30% .

Если бы вы хотели, вы могли бы сконструировать ракетный двигатель с «дожиганием», сбрасывая дополнительное топливо или окислитель (или любую другую рабочую жидкость, если уж на то пошло) в сопло; это даст вам большой прирост тяги, более холодный (и, возможно, более грязный) выхлоп и большую потерю эффективности. Таким образом, мощность может быть увеличена за пределы пиковой эффективности.

(Очевидно, AJR запатентовал вариант этого, впрыскивая как топливо, так и окислитель в сопло — эффективно используя верхнюю часть сопла в качестве камеры сгорания, по-видимому, для более подходящей степени расширения на уровне моря?)

Объясняет ли это, откуда берется потеря эффективности? Например, с криогенной ракетой нужно усугубить испарение топлива, если он не использует его достаточно быстро.
Низкое давление в камере и нестационарное сгорание, в основном. Криогенное выкипание не учитывается; подъемные двигатели нуждаются максимум в умеренном дросселировании и заканчивают свою работу за считанные минуты; спускаемым двигателям необходимо удерживать топливо в течение нескольких дней или недель, в зависимости от того, куда они снижаются.
Жидкостный ракетный двигатель более или менее эффективен при дросселировании?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v