Непригодность двигателя F-1 для нового покорения Луны
Привет!
http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=64:2244-130#3647
"
...когда в ходе подготовки и обоснования нового "дранх нах Мун"
проводились специальные изыскания по поводу возможности использования
Ф-1 в предстоящих полётах на Луну в 2020 году. Так вот, одной из "тем"
там было вот такое интересное мнение про проблемы Ф-1 и их решение для
"успешно отлетавшего" Ф-1 : "Though individual data sources vary in
identifying failure modes, some common modes appear in all data
sources. These failure modes are combustion instability, fuel-mix at
injection face, nozzle tubes, propellant leakage, hydraulic valves,
and structural failures ... Hydraulic valves and structural failures
can be removed by enhancing the design for strength and stress level
experienced. Nozzle tube problems may be eliminated by replacing the
tubes by channel design as used in the RD180 model (Russian engine).
Combustion instability appears to be a major problem, as it will
require substantial research and experimentation to completely
comprehend the principles that control the phenomenon." (цитата из
статьи "Failure Modes of the F-1 Rocket Engine System" by Paul S. Ray,
Ph.D., PE, CSP, C. Eng. (U.K.) Tuscaloosa, Alabama в "Journal of
System Safety", vol 40, #4 за июль-август 2004 года) (перевод: "Хотя
индивидуальные источники данных и расходятся в определении режимов
отказов, некоторые общие режимы появляются во всех источниках данных.
Этими режимами отказов являются нестабильность горения, смешивания
компонентов топлива на стадии впрыска, проблемы сопла, утечки топлива,
гидравлических клапанах и структурные отказы... Гидравлические клапаны и
структурные отказы могут быть устранены путем усиления конструкции до
достаточного уровня прочности и противостояния нагрузке. Проблемы
сопла могут быть исключены путем изменения конструкции канала так, как
это реализовано в модели RD180 (русский двигатель). Кажется, что
устранение нестабильности горения будет главной проблемой, по мере
того как она будет требовать существенных исследований и экспериментов
для понимания принципов, которые алиют на это явление". (цитата из
статьи: " Режимы отказов ракетного двигателя Ф-1" Пола С. Рэя, доктора
физики, PE, CSP, C. CEng. (Великобритания). Таскалуза, Алабама в
<<Журнале безопасность систем
vol 40, #4 за июль-август 2004 года)"
>Привет!
> http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=64:2244-130#3647
>"
>...когда в ходе подготовки и обоснования нового "дранх нах Мун"
>проводились специальные изыскания по поводу возможности использования
>Ф-1 в предстоящих полётах на Луну в 2020 году. Так вот, одной из "тем"
>там было вот такое интересное мнение про проблемы Ф-1 и их решение для
>"успешно отлетавшего" Ф-1 : "Though individual data sources vary in
>identifying failure modes, some common modes appear in all data
>sources. These failure modes are combustion instability, fuel-mix at
>injection face, nozzle tubes, propellant leakage, hydraulic valves,
>and structural failures ... Hydraulic valves and structural failures
>can be removed by enhancing the design for strength and stress level
>experienced. Nozzle tube problems may be eliminated by replacing the
>tubes by channel design as used in the RD180 model (Russian engine).
>Combustion instability appears to be a major problem, as it will
>require substantial research and experimentation to completely
>comprehend the principles that control the phenomenon." (цитата из
>статьи "Failure Modes of the F-1 Rocket Engine System" by Paul S. Ray,
>Ph.D., PE, CSP, C. Eng. (U.K.) Tuscaloosa, Alabama в "Journal of
>System Safety", vol 40, #4 за июль-август 2004 года) (перевод: "Хотя
>индивидуальные источники данных и расходятся в определении режимов
>отказов, некоторые общие режимы появляются во всех источниках данных.
>Этими режимами отказов являются нестабильность горения, смешивания
>компонентов топлива на стадии впрыска, проблемы сопла, утечки топлива,
>гидравлических клапанах и структурные отказы...
ЛЮБОЙ ЖРД имеет эти режимы отказов. АБСОЛЮТНО ЛЮБОЙ. Из наличия режимов отказов не следует, что двигатель для чего-то непригоден. У любого автомобиля МОГУТ отказать тормоза (если они у него есть). Но это не значит, что конкретный автомобиль не пригоден для езды (неважно куда).
> Гидравлические клапаны и
>структурные отказы могут быть устранены путем усиления конструкции до
>достаточного уровня прочности и противостояния нагрузке.
В оригинале нет ни слова про "достаточный уровень".
>Проблемы сопла могут быть исключены путем изменения конструкции канала так, как
>это реализовано в модели RD180 (русский двигатель).
Там не написано "проблемы сопла". Там написано "проблемы трубок сопла".
Проблемы ТРУБОК СОПЛА ЛЮБОГО ЖРД могут быть устранены путем ликвидации этих трубок и переходу к каналам. При этом появятся проблемы каналов, но проблемы трубок будут безусловно устранены.
Тем не менее, великое множетство современных двигателей имеют трубчатую камеру, начиная от "Шаттла" и кончая европейским "Арианом" и японской H-II. Безусловно, проблемы их трубок можно устранить, перейдя к дизайну каналов, как у российских двигателей. Но никто этого пока делать не спешит.
> Кажется, что устранение нестабильности горения будет главной проблемой, по мере
>того как она будет требовать существенных исследований и экспериментов
>для понимания принципов, которые алиют на это явление".
Безусловно, нестабильность горения - главная проблема любого ЖРД с большой камерой (и не только). Но на F-1 эта проблема в значительной мере была решена.