Заочный диалог между Никомо и Покровским, о котором говорит 7-40, происходил на форуме supernovum.ru
7-40 по обыкновению врет, не краснея, говоря о пострадавшем якобы Покровском. Диалог завершился, когда ахинея, которую начал нести Никомо через передачу руками 7-40 стала настолько очевидной, что читатели форума стали прямо говорить о бездарности аргументации Никомо.
По итогам той дискуссии я сделал сообщение на форуме Кара-Мурзы о найденном дополнительном физическом процессе, усложнявшем работу над двигателем.
А именно:явление сверхстехиометрического тепловыделения при окислении богатых углеводородных топлив.
Богатые топлива - это топлива, количество которых больше, чем может быть полностью окислено поступающим кислородом.
Суть сверхстехиометрического тепловыделения заключается в том, что углеводородная молекула перед сгоранием разлагается на углеродные и водородные атомы, и атомы водорода, имеющие высокую скорость и малое сечение соударений - быстро диффундируют из зоны горения. Кислород преимущественно окисляет углеродные атомы. Тепловой эффект окисления углерода в расчете на единицу массы израсходованного кислорода - выше, чем тепловой эффект окисления углерода и водорода молекулы топлива совместно.
Превышение температуры сгорания углеводородов в таких условиях над расчетной температурой достигает 15%. Причем рост сверхстехиометрического тепловыделения происходит по мере нарастания избыточности топлива.
Причем эффект сверхстехиометрического тепловыделения впервые был обозначен наукой тогда, когда двигатели Ф-1 были уже сделаны. Изучается этот эффект не слишком активно, зато по сей день. Основные работы в этом направлении наши, советские и российские.
Таким образом, попытки уменьшить температуру пристеночного слоя газа с помощью избытка керосина - в сравнении со средним избытком по камере сгорания, если и предпринимались, то приводили к возникновению в пристеночном слое углекислого и угарного газов с температурой до 15% выше расчетной. И к соответствующему росту тепловой нагрузки на стенку камеры сгорания. Причем уже не лучистого теплообмена, что защитники считают маловажной частью теплового потока на стенку, а непосредственной теплопередачи от молекул пристеночного слоя.
Вторым заявлением защиты было то, что для охлаждения стенки использовалось не все топливо, а только 70% от того, что поступало в камеру сгорания.
Дескать, если бы было нужно, пустили бы на охлаждение больше.
Этот аргумент также был бит. Воспроизводить сейчас по все выполненные оценки я физически не могу. Это не на один час работы. Указать адрес дискуссии на Суперновой мне тоже сейчас сложно. У хостера сайта в последнее время участились глюки со связью. Конкретно сейчас я просто не могу на форум войти.
Но смысл сводится к следующему.
Если пропускать больше керосина по тем же трубкам, то требуется резкое увеличение давления на входе. Перепад давлений на преодоление гидравлического сопротивления трубок пропорционален квадрату скорости потока. А этот перепад и без того серьезный. Причем он является важным фактором выбора толщины стенки трубки. Возрастание давления на входе в охлаждающий тракт требует увеличения толщины стенки трубки - и автоматически для пропускания того же теплового потока через стенку приходится повышать перепад температур между внешней и внутренней поверхностями трубки. То, что нам надо снизить - температуру огненной стенки,- приходится увеличивать.
Возможен и другой вариант - пропускать больше топлива через большее сечение трубки. Но периметр охлаждаемой стенки на критическом сечении и так не достаточен для укладки всех трубок с круглой формой. Их приходится несколько сплющивать. Т.е. рост сечения возможен только за счет вытягивания трубок в перпендикулярном стенке КС направлении.
Для этого случая на упрощенном примере прямоугольных трубок я показал, что улучшения теплосъема не происходит. Просто применив обычные теплогидравлические расчеты.
Таким образом, был сделан вывод, что американские конструкторы оказались в условиях невозможности дальнейшего снижения температуры огненной стенки за счет регенеративного охлаждения потоком керосина. 70% расхода топлива на охлаждение - это было пределом для РАСЧЕТНОГО двигателя.
А теперь ДОПОЛНИТЕЛЬНО напомню свою догадку о замене трубок из инконеля на никелированные трубки из некапризной жаропрочной стали, имеющей, однако, предельную температуру жаропрочности на 15% ниже. Для этого потребовалось снизить температуру в КС, соответственно снизить полный поток топлива в КС.
Из выполненных мной оценок я получил стартовую массу ракеты, измеренную мной скорость в точке отделения первой ступени и даже массу Скайлэба(47-48 тонн после отбрасывания 10-11-тонного обтекателя вместо 71.5 тонны), соответствующую недоразумению с баллистическими коэффициентами(140 вместо 207).
Так вот, пропускать больше топлива через систему регенеративного охлаждения было в этом случае невозможно. Через систему охлаждения и так проходило практически все топливо, которое попадало в КС. Это еще один секрет 70%. И это еще одно попадание в "яблочко".
Даже если прочностные характеристики трубок допускали возрастание потока керосина за счет повышения входного давления, этого "лишнего" керосина просто уже не было. Он весь(или почти весь) шел на охлаждение.
