为箭发动机有分级燃烧的也有膨胀循环的,为什么分级燃烧 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/27 21:56:35
听说燃气发生器循环的比较落后,而分级燃烧难度最大,容易飞车,膨胀循环居二者之间,请高手科普一下为什么分级燃烧会飞车,他的原理是什么?是不是像话筒和喇叭一样靠近了自激这种原因啊?听说燃气发生器循环的比较落后,而分级燃烧难度最大,容易飞车,膨胀循环居二者之间,请高手科普一下为什么分级燃烧会飞车,他的原理是什么?是不是像话筒和喇叭一样靠近了自激这种原因啊?
膨胀燃烧比较落后,分级燃烧比较先进,燃气发生器循环适中。
现在提出一个开式膨胀燃烧概念,能比较接近燃气发生器循环。
膨胀燃烧比较落后,分级燃烧比较先进,燃气发生器循环适中。
现在提出一个开式膨胀燃烧概念,能比较接近燃 ...
膨胀循环落后?天朝燃气发生器循环氢氧机80年代投入使用,YF75D至今还在试车……
燃气发生器循环可以达到高达460秒的极高比冲,结构简单、重量轻,非常适合上面级。唯一的缺点就是推力比较小。
开式膨胀循环仅仅是推力达到了燃气发生器循环的水平。作为上面级的话,以MB60为例,与RL60相同级别的推力,比冲仅450秒左右,比RL60低10多秒。开式膨胀即使作为下面级发动机,与燃烧发生器循环相比也没有性能优势,以LE9为例,推力150吨级,比冲仅430秒左右,和火神以及YF77一个水平。优点还是结构简单可靠性高重量轻……不过下面级对重量不敏感-_-|||
膨胀燃烧比较落后,分级燃烧比较先进,燃气发生器循环适中。
现在提出一个开式膨胀燃烧概念,能比较接近燃 ...
如果非要说的话,低温上面级发动机膨胀循环要优于燃烧发生器循环与分级燃烧循环,下面级分级燃烧循环具有绝对的优势。
燃气发生器循环就是万金油,什么都能干,什么都干不好……
开式膨胀循环?无论作为上面级还是下面级发动机,比冲都和一些燃气发生器循环发动机都差不多……真没见到性能优秀在哪里……
除了日本那种对可靠性达到过敏级的国家,没有谁会对这种奇葩感兴趣……
当然,MB60这种为SLS先进上面级定做的发动机是个例外,美国根本没打算把它用作其他型号火箭……倒是RL10C继续开花结果……
那么分级燃烧循环为什么容易飞车呢?是不是发动机“自激”了?
yzwancd 发表于 2014-2-2 13:29
那么分级燃烧循环为什么容易飞车呢?是不是发动机“自激”了?
燃气发生器的排出口在外太空或者主喷口的下部,也就是压力比较低。
而分级燃烧的预燃器则直接在主燃烧室,压力非常大,要让预燃室的排出物进入主燃烧室燃烧,需要更大的压力。
更大的压力在航天领域就意味着更容易爆炸。
红色俱乐部 发表于 2014-2-2 13:40
燃气发生器的排出口在外太空或者主喷口的下部,也就是压力比较低。
而分级燃烧的预燃器则直接在主燃烧室 ...
其实分级燃烧循环发动机大规模并联这是一个无法避免的问题。
F1和梅林1单台发动机出现问题最多损失推力,LE7和NK33就直接BOOM了……
真心想不明白那些拍脑袋并联N台YF100的孩子们如何解决这个问题……
楠宫萧vn 发表于 2014-2-2 12:01
膨胀循环落后?天朝燃气发生器循环氢氧机80年代投入使用,YF75D至今还在试车……
燃气发生器循环可以达 ...
你记错了把
一般膨胀循环的氢氧机推力才做不大。室压上不去。推力才会比较小。
日本LE9是开式膨胀循环,才把室压做到10MPa左右。
YF75没解决氢涡轮的扬程压力问题。燃烧室压才4MPa所以性能一般。
和燃气发生器结构无关。

因为氢密度小,逼迫氢涡轮的扬程能力必须很强。否则燃料跟不上。
这是氢氧机的一个难点。
2014-2-2 14:08 上传

楠宫萧vn 发表于 2014-2-2 12:06
如果非要说的话,低温上面级发动机膨胀循环要优于燃烧发生器循环与分级燃烧循环,下面级分级燃烧循环具有 ...
分级燃烧在成本提高30%,研制周期增加5~6年的基础上。
获得4%的性能提升....

这就是国家下一代氢氧机并不打算分级燃烧的原因。

只是因为搞甲烷机的话,分级燃烧增加的那点推力,会有利于日后实现单级入轨。
我半年前才支持搞分级燃烧多一点
支持J8 发表于 2014-2-2 14:10
看三种循环的比较,这是我国2000kn吨级氢氧发动机选型的评估权重
看最后一项
这是200吨推力的起飞级动力,这里的膨胀循环也只能指开式膨胀循环。
2014-2-2 14:38 上传


如果以甲烷机的比冲为基础,结构质量分数将小到以人类技术无法实现的程度。8%尚且可以通过碳纤维缠绕增压加铝锂合金内胆实现,再低就真没辙了……
其实单级入轨的最佳思路应该是云霄塔的SABRE发动机,火箭/冲压双模发动机。这玩意在10多年的投入之后,终于在去年开始了一系列实验……
膨胀燃烧比较落后,分级燃烧比较先进,燃气发生器循环适中。
现在提出一个开式膨胀燃烧概念,能比较接近燃 ...
膨胀循环落后?你哪个星球来的?
支持J8 发表于 2014-2-2 14:07
你记错了把
一般膨胀循环的氢氧机推力才做不大。室压上不去。推力才会比较小。
日本LE9是开式膨胀循环 ...
这么细节的问题都让你知道了?

按我的理解,扬程不是问题,问题是保证扬程的同时还保证流量。
MB60的比冲在465左右,没比RL60低
开式膨胀循环能实现更高的室压
小型发动机受限于氢泵尺寸等问题,室压很难提高
Gramer 发表于 2014-2-2 14:59
膨胀循环落后?你哪个星球来的?
看9楼的图。
性能项里面,膨胀循环的技术水平分是最低,分级燃烧最高。

膨胀循环想对好研制,研发周期都比燃气发生器短。

国内没选择膨胀循环,完全是因为我们的中庸策略,这方面,我们倾向欧洲火神的方案。

膨胀循环一直就是技术简单,但做大难,才有燃气发生器和补燃循环的解决方案。
燃气发生器是推力比冲减分,补燃是研制难度减分。
并不是燃气发生器自身技术水平差。是中庸而已
nimbostratus 发表于 2014-2-2 15:05
这么细节的问题都让你知道了?

按我的理解,扬程不是问题,问题是保证扬程的同时还保证流量。
上次讨论,把相关的知识看了一圈。
Gramer 发表于 2014-2-2 14:59
膨胀循环落后?你哪个星球来的?
日本早年LE5是燃气发生器 室压是3.0MPa
LE5B改膨胀循环 室压是3.5Mpa 氢泵压力是5.8MPa
我们的YF75的燃气发生器 室压是3.85~4MPa

现在改进的开式YF75d 室压是5~7.6MPa 氢泵提供的压力在10~12MPa
我们的YF-77是燃气发生器 室压是10.5Mpa 氢泵提供的压力在15~16MPa左右
我们的YF-200,室压目前来看也是10Mpa左右。

日本的LE-9据说是把开式膨胀循环的室压提高到9~11MPa

你说膨胀循环比燃气发生器的先进在哪里?先进就在结构简单。而提高了可靠性。
现在大推力膨胀循环,之前没有成功经验,让日本先跑跑看。
我们再跟也是好事。现在对于我们,高性能的氢泵是造得出来的。
但膨胀循环是不是用在大推力发动机上有预想的那么好。等日本吃完螃蟹再说。

另:最近有篇谈10吨级氢氧机的文献中扯到一句话,提高到10吨级,只要加长燃烧室即可做到
纸飞机 发表于 2014-2-2 15:16
MB60的比冲在465左右,没比RL60低
开式膨胀循环能实现更高的室压
小型发动机受限于氢泵尺寸等问题,室压 ...
那现在我们YF75d,膨胀循环室压可达7.6MPa,是技术先进的表现喽...

支持J8 发表于 2014-2-2 16:03
那现在我们YF75d,膨胀循环室压可达7.6MPa,是技术先进的表现喽...


YF75D要有7.6MP的室压,还搞个80的膨胀比那就是设计师脑残了
支持J8 发表于 2014-2-2 16:03
那现在我们YF75d,膨胀循环室压可达7.6MPa,是技术先进的表现喽...


YF75D要有7.6MP的室压,还搞个80的膨胀比那就是设计师脑残了
支持J8 发表于 2014-2-2 16:01
日本早年LE5是燃气发生器 室压是3.0MPa
LE5B改膨胀循环 室压是3.5Mpa 氢泵压力是5.8MPa
我们的YF75的燃 ...
MB60室压在13MP左右,要比吗?
纸飞机 发表于 2014-2-2 16:11
MB60室压在13MP左右,要比吗?
美国和日本联合研制的。有什么奇怪的?
美国就是先进,这个大家都承认
国内有文献,也提到有需求25吨级的氢氧发动机
支持J8 发表于 2014-2-2 16:28
美国和日本联合研制的。有什么奇怪的?
美国就是先进,这个大家都承认
国内有文献,也提到有需求25吨级 ...
美国人自己主导的RL60还比这低,怎么说?
纸飞机 发表于 2014-2-2 16:07
YF75D要有7.6MP的室压,还搞个80的膨胀比那就是设计师脑残了
现在YF75D参数没公布。具体的不清楚。

但是08~12年都有10~12Mpa的氢氧发动机用氢泵的研制信息。以及燃烧室室压7.1~7.6的文献(试验都做了)
室压一般是氢泵压力的2/3
流量在2.95kg/s
这个量级就是9~10吨级的氢氧发动机。

是不是YF75D,这个不清楚。因为有文献说YF75D是闭式膨胀循环。
而有文献明确说,我们在研制开式膨胀循环的氢氧机,而且还有型号1/2之分。

怀疑YF75有两个改型
1 闭式膨胀循环(9吨级?)
2 开式膨胀循环(10吨级?)
支持J8 发表于 2014-2-2 16:55
现在YF75D参数没公布。具体的不清楚。

但是08~12年都有10~12Mpa的氢氧发动机用氢泵的研制信息。以及燃 ...
膨胀循环室压一般是氢泵压力的1/3
纸飞机 发表于 2014-2-2 16:36
美国人自己主导的RL60还比这低,怎么说?
技术方案,继承性选择。
MB60研发多年了(99年就成功试车了),一直没有合适的应用场景。
直到现在的H3,等应用了,也是2020年左右了。

对于美国而言,这样一款发动机根本没有必要研制20年。
其实是日本拖着美国折腾,搞一堆单项第一,但市场不大。

日本只有在自己的项目中把这个发动机用起来。这本身就说明问题

说明日本的技术路线规划有问题。

现在就和H2上天之前,各种羡慕嫉妒恨都有。最后呢,H2在国际市场上实质是失败了
你还是等H3上天,打个十发再来吹。
纸飞机 发表于 2014-2-2 16:59
膨胀循环室压一般是氢泵压力的1/3
那你解释一下文献中7.1~7.6MPa的氢氧发动机室压是谁的?
国内目前的YF73/YF75/YF77/YF200都对不上。
支持J8 发表于 2014-2-2 17:06
技术方案,继承性选择。
MB60研发多年了(99年就成功试车了),一直没有合适的应用场景。
直到现在的H3 ...
MB60啥时候试车成功了?
2014-2-2 17:57 上传


由下述资料可知,这个芯二级发动机必然是YF75级别
http://lt.cjdby.net/thread-1433137-1-1.html
纸飞机 发表于 2014-2-2 17:20
MB60啥时候试车成功了?
http://www.astronautix.com/engines/mb60.htm
支持J8 发表于 2014-2-2 17:59
你来解读这个新一代火箭芯二级发动机是啥吧
氢泵应对燃烧室入口压力是8.7MPa
流量2.1kg/s
这个发动机氢泵的喷嘴入口压力是11MPa+ 出口压力最大是8.7MPa。
我的理解就是燃烧室。
2014-2-2 18:20 上传

看第二个图就知道。
涡轮泵到喷嘴之前压力是11.5Mpa,喷后压力MPa是8.998Mpa

喷前温度是300K(液氢作为冷却剂,冷却鹏管之后的温度)
等信息表明,这里面指的就是燃烧室压力。
支持J8 发表于 2014-2-2 17:59
你来解读这个新一代火箭芯二级发动机是啥吧
氢泵应对燃烧室入口压力是8.7MPa
流量2.1kg/s
流量2.1kg这显然是YF77的衍生型号
支持J8 发表于 2014-2-2 18:14
http://www.astronautix.com/engines/mb60.htm
1999年首次试飞?飞的啥?
三菱主页上写的清清楚楚,试验的是MB-XX,只是MB-60的演示样机
纸飞机 发表于 2014-2-2 18:43
1999年首次试飞?飞的啥?
三菱主页上写的清清楚楚,试验的是MB-XX,只是MB-60的演示样机
演示样机到型号不需要20年吧。
国内氢氧机也是99年演示的吧。02年上型号立项。其中研发坎坷,基本上14~15年已经达到首飞状态
MB60,04年开始正式设计,H3计划是18~22年实施首飞...

以美日的实力15~18年才搞好MB60有点慢。
而且膨胀循环,技术水平更本没有分级和燃气发生器高(9楼有贴图)。时间还慢。

按你的说法膨胀循环氢泵的压力是室压的3倍。
也就是13MPa的室压,氢泵的压力要达到40MPa。和分级燃烧类似了。
LE7折腾在哪?不就是氢泵老出问题吗?

这就是为啥这种设计,美帝自己都没兴趣的原因。
支持J8 发表于 2014-2-2 11:50
膨胀燃烧比较落后,分级燃烧比较先进,燃气发生器循环适中。
现在提出一个开式膨胀燃烧概念,能比较接近燃 ...
氢氧发动机中膨胀循环方式实用最早,但这和落后没关系,膨胀循环方式具有很好的安全性和可靠性,比冲也不算低,就是推力做不大,是上面级发动机非常合适的类型。
纸飞机 发表于 2014-2-2 18:42
流量2.1kg这显然是YF77的衍生型号
YF77 计划是芯一级吧。
纸飞机 发表于 2014-2-2 15:16
MB60的比冲在465左右,没比RL60低
开式膨胀循环能实现更高的室压
小型发动机受限于氢泵尺寸等问题,室压 ...
MB-XX我看到的数据,是467秒,而RL10B-2发动机,一段时间内PWR给的数据是462.5秒
lsquirrel 发表于 2014-2-2 20:05
氢氧发动机中膨胀循环方式实用最早,但这和落后没关系,膨胀循环方式具有很好的安全性和可靠性,比冲也不 ...
是的。这点我同意。
国内文献也是这么说的。

日本做开式膨胀循环,把推力提高到100吨以上,是壮举。
好不好,日后看效果。

但是如果是MB60的设计,我估计悬(MB60是闭式膨胀循环)。