От Pokrovsky~stanislav
К Pokrovsky~stanislav
Дата 22.05.2011 13:32:16
Рубрики Прочее; Россия-СССР; История; Война и мир;

Инконель X-750. Логика. Пункт 1.

1. Возможность применения инконеля не отрицается. Ставится под сомнение способность разработчиков Ф-1 к применению грамотных технологий этого материала в 60-е годы.

Причина тому - сложная(причем по сей день) физика жаропрочных состояний, в частности, у материалов этого класса.
Инконель сочетает в себе два противоречивых свойства:
- пластичность и пригодность к обработке давлением
- не слишком высокую, но все-таки несколько лучшую, чем у конкрировавших с ним материалов, жаропрочность

Для двигателя приблизительно прикинули параметры нагрева стенки и необходимую прочность при ожидаемой температуре. Материал, который подошел, имел характеристики, при которых температура рабочей точки была почти предельной. При этом сознательно регулировать характеристики материала было в то время невозможно. Инконель-750 можно было получить только долгим подбором состава и режимов термической обработки.

При этом сама температура стенки сколько-нибудь надежным расчетам не поддавалась. Хотя бы потому, что и сейчас рассчитать лучистый теплообмен с газом при температуре 3000 градусов весьма затруднительно. Теплообмен при прямом контакте газа с поверхностью стенки - столь же труден для расчетов.
Американцы в сущности имели на руках возможность балансовых оценок: столько-то энергии выделится, столько-то унесет поток, столько-то пойдет в стенку. Могли ожидать серьезного роста доли лучистого потока по сравнению с малыми прототипами двигателя. Но на сколько? Перенос лучистой энергии в оптически плотных средах - задачка и по сей день весьма сложная.
И теплосъем со стенки двигателя не увеличишь. Все. Предел, геометрия не позволяет. Проектирование двигателя в условиях, когда ты ничего не можешь посчитать с достаточной точностью, при этом у тебя нет запаса по параметрам - это почти гадание на кофейной гуще.

Главное, что вопрос был решаем. В последующие годы были созданы сплавы, которые имели гарантированный запас жаропрочности для той самой рабочей точки, которую вынуждены были поставить на график американцы.
Но это все было после их "полетов".

И даже с самим инконелем-750. Возьми его после прокатки и сварки трубок, прогрей в вакууме(чтобы не потерять титан и алюминий за счет окисления) до температуры полного растворения гамма-штрих фазы, а потом проведи термообработку дисперсионного твердения для получения той . И вернись к допотопному жаропрочному состоянию той болванки, из которой откатали трубку. Ну или приблизительно тому.
Сделать это можно было и в 60-е. Но только научных обоснований для таких операций тогда не было.

Пункт 2 напишу в другой раз.

От Лучезар
К Pokrovsky~stanislav (22.05.2011 13:32:16)
Дата 26.05.2011 19:08:35

Re: Инконель X-750....

>Американцы здесь просто ничего не знают, поскольку в этой области у них очень слабая наука.
>Сделать это можно было и в 60-е. Но только научных обоснований для таких операций тогда не было.

____________________________ начало цитаты _____________________________

Тема достаточно унылая – напоминает кстати популярное у домохозяек заламывание рук 'да как же могли дремучие египтяне построить такие замечательные пирамиды?!!'.
Ну и уровень диспута соответствующий – типа раз египтяне последних веяний сопромата не ведали и современными вычислительными мощностями для просчета конструкций не обладали – стало быть и пирамид строить не могли в принципе.

Смыслю в этой области еще меньше, просто ссылки:
  • http://hdl.handle.net/2060/19630010364 INVESTIGATION OF COOLING PROBLEMS AT HIGH CHAMBER PRESSURES
  • http://hdl.handle.net/2060/19650023157 Investigation of cooling problems at high chamber pressures final report, 1 jul. 1963 – 31 mar. 1965
  • http://hdl.handle.net/2060/19640022853 Conference on new technology
  • http://hdl.handle.net/2060/19800070644 Materials data handbook: Inconel Alloy 718
  • http://hdl.handle.net/2060/19730064288 Project Apollo: A feasibility study of an advanced manned spacecraft and system. Volume 4: On-board propulsion. Book 1: Text and appendix P-C
  • http://hdl.handle.net/2060/19680006392 Development of a 1,500,000-lb-thrust /nominal vacuum/ liquid hydrogen/liquid oxygen engine Final report, 30 Apr. 1962 – 4 Aug. 1966
  • http://hdl.handle.net/2060/19710019929 Design of liquid propellant rocket engines Second edition
  • http://hdl.handle.net/2060/19720021912 Thermal and mechanical treatments for nickel and some nickel-base alloys: Effects on mechanical properties
  • http://hdl.handle.net/2060/19720025831 Liquid rocket lines, bellows, flexible hoses, and filters
  • http://hdl.handle.net/2060/19720025831 Thermal Skin fabrication technology
  • http://books.google.ru/books?id=4KW5I4whPXcC&pg=PA119 The Saturn V F-1 engine: powering Apollo into history

    Пастернака – не читал. :-)
    ____________________________ конец цитаты _____________________________
    ( http://balancer.ru/g/p2468068 )

    >"Покровский опять забыл о боковых форсунках и завесном охлаждении стенок камеры. А скорее – специально об этом недоговаривает, потому что ему неоднократно сообщали о наличие таковых. Профессиональный *****бол."
    >( http://balancer.ru/g/p2468897 )

    >Пункт 2 напишу в другой раз.

    Дождемся? :)