>"65 ккал/м2*сек падало на защиту донной части ракеты не от КС двигателей. От КС двигателей поток был, наверное, совсем небольшой.
НАВЕРНОЕ!
Когда сумеете сказать что-то более определенное, чем НАВЕРНОЕ, тогда и суйтесь в дискуссию.
>Покровский, физик Вы наш... :((( Дно ракеты "видит" факелы практически в половинном телесном угле. Неважно, на каком они расстоянии от дна - миллиметра или метра. Они на расстоянии ок. 4 метров. Но в районе центрального двигателя факелы "видны" почти отовсюду - не сразу от земли, но на высоте, когда факел максимально расширен. Поэтому тепловой поток приходит со всех сторон - он, видите ли, не зависит от расстояния, он зависит от телесного угла, в котором видна горячая поверхность. Так вот если радиационный тепловой поток составляет 65*0,8 ккал/м2*сек, то соответствующая ему температура будет порядка ~1100 К. Именно этого порядка температуры и имеют обыкновенно ракетные факелы вблизи сопла.
Совершенно классное утверждение!
Берем конструкционные данные РН Сатурна-5.
Коэффициент расширения сопла 16. Значит, объемная плотность газа на срезе уже по минимуму в 16 раз ниже, чем в критическом сечении.
Но и это не все. Расширяющаяся часть сопла ускоряет поток. Если в камере сгорания температура была 3000 К, то соответствующая этой температуре скорость звука была что-то типа 1050 м/с(скорость звука пропорциональна корню квадратному из температуры). А скорость потока в критическом сечении ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КРИТИЧЕСКОГО СЕЧЕНИЯ равна скорости звука.
Удельный импульс ракеты на уровне моря 267 с. Умножение УИ на ускорение свободного падения дает ни что иное, как скорость истечения газов из сопла. Итого - что-то около 2600 м/с. В 2.5 раза больше, нежели в критическом сечении.
Итого: расширение газа на срезе сопла 16х2.5=40.
Вспоминаем уравнение адиабаты.
Для трехатомных газов коэффициент Пуассона 1.33.
TV^(1.33-1)=TV^(0.33)=const
Раз удельный объем возрос в 40 раз, то температура снизилась в 3.38 раза - приблизительно до 900 К.
О 1100 К(которые по ИМХО 7-40) речи быть не может. Факел, по ИМХО 7-40 разогревающий дно до 1100 К, - на 200 градусов холоднее - причем строго по данным НАСА.
Что означает снижение температуры в 3.38 раза по сравнению с температурой в камере сгорания?
А это означает, что КАЖДАЯ единица массы газа излучает в
(3.38)^4=130
раз меньше, чем тогда, когда она пребывала в камере сгорания. Ужас!
Но Покровский не изверг, чтобы так страшно издеваться над 7-40.
Покровскому не надо ссылаться на выигрышные для дискуссии всем известные законы излучения. Он может и снизить планку до ПРОФЕССИОНАЛЬНО известных ему особенностей.
Законы излучения газовых объемов несколько отличаются от закона Стефана-Больцмана(с четвертой степенью температуры). По закону Стефана-Больцмана излучают только частички сажи. Которые американцы, похоже, не учли. Ну и черт с ними, с американцами!
СО2 излучает по закону T^3.5. Это дает превышение излучение газа в КС над излучением за срезом сопла в 70 раз. А Н2О излучает по закону Т^3, что дает превышение излучения паров воды в КС над излучением паров воды на срезе сопла в 38 раз. В среднем - несколько более 50-кратного отличия.
А слона-то 7-40, называется, и не приметил!
Но, впрочем, я его понимаю, ему важно не потоки сравнить, а поймать опровергателя на ошибке, связанной с геометрией. И показать всем, что опровергатель - неграмотный дурак. Покажем, что в дураках ходит не опровергатель, а именно 7-40.
Если бы сопла заканчиались строго на уровне дна, то половина излучения газа уходила бы в мировое пространство, а вторая половина грела бы дно. - Уже достаточно для того, чтобы обвинить 7-40 в глупости. Не понимает человек, что лучистый теплообмен - акт, требующий как минимум двух участников: того, кто облучает, и того, кто воспринимает облучение.
В КС частичка газа, находящаяся приблизительно около центра КС - на 95% попадала бы своим излучением в стенки КС или сопла. И только менее 5% испускалось бы в отверстие критического сечения.
А на срезе сопла ровно половина излучения испускается в противоположную часть полупространства.
Но и это не все! Срезы сопел на несколько метров удалены от дна. Так вот, элементарный объем излучающих газов факела, расположенный ровно на оси ракеты на уровне среза сопла приблизительно на расстоянии 5 метров, "видит" дно(включая внутренности сопла) в телесном угле 2.5 стерадиана. Из 12.5 стерадиан полного телесного угла. В соответствии с видимым телесным углом элементарный газовый объем и раздает излучение. 1/5 от всего, что излучает частичка в самой лучшей геометрической позиции - приходится на дно ракеты. И то - львиная доля излучения в этой позиции попадает обратно в сопло. Строго говоря, частичка начинает видеть дно только отойдя от сопла еще на метр-два. С соответствующим снижением телесного угла видимости и продолжающимся снижением температуры ввиду расширения и излучения энергии в мировое пространство.
_____________________________
Как видим, лучистый тепловой поток на дно от факела только по температуре излучающего газа раз в 50 меньше, чем в камере сгорания. Учет геометрического фактора делает это отношение отношение не меньшим, чем 250.
Для привычного строить из себя дурачка и цепляться ко всему, что специально не оговорено, оппонента 7-40 дополнительно сообщаю:
Оценка снижения температуры по адиабате - минимальная. В реальности снижение температуры еще круче. Просто потому, что внутренняя энергия газа в сопле расходуется на придание газу кинетической энергии направленного движения.
_____________________________________
Так все-таки где образовался декларированный поток 65 ккал/м2 сек, которому противостояла теплозащита из волокнистого титана и асбеста?
Что нам на этот раз скажет 7-40?
>Что до КС и сопла, то их стенки охлаждаются регенеративно. И имеют температуры порядка 1000 К.
>>Относительно же "ерунды", проходящей через рубашку, - это от того, что Вы не пытались считать.
>>В твэлах АЭС потоки такого масштаба при перепаде 1000 градусов проходят через слой металла толщиной всего 0.1 мм. И снимаются велдиколепным по свойствам теплоносителем - водой.
>>А в рубашке толщина металла трубок - заметно больше. И тепло уносит теплоноситель с плотностью 80% от плотности воды и удельной теплоемкостью 60% от теплоемкости воды. А еще и теплопроводность органики заметно(в разы) хуже, чем у воды.
>>Даже если на рубашку шел ровно такой же поток(как Вы предположили, от факела на дно), то внешние металлически поверхности рубашки - тоже не слабо раскалены.
>
>Покровский, я уже потерял нить. Вы решили разоблачить всё ракетостроение времён 60-х? Так прямо и заявите. Я ж Вам рассказал уже: в КС двигателей того же "Протона" или Н1 давления значительно выше, чем у F-1, а температуры того же порядка, если не выше: недаром же у них УИ заметно больше. С точки зрения теплонапряжённости F-1 - более чем средний двигатель, он специально был сделан с запасом, по принципу "чем проще, тем надёжнее, и плевать на удельные характеристики". Поэтому если Вы разоблачите систему охлаждения F-1 - Вы, считай, поставите крест на советской космонавтике 60-х годов, и не только на ней. Это великая цель, это великое разоблачение. Но его нужно сделать явно, надо заявить о нём во всеуслышание. Так и скажите прямо: РД-253 подделка, "Протонов" не было, луноходов не было, луночерпалок не было, "Зондов" не было, первых "Салютов" тоже. А уж НК-33 и советской лунной ракеты - их и подавно не было. Всяких там МБР типа Р-9 тоже не было. Только это надо заявить явно.
>Если же Вы не желаете просто так разоблачать, а хотите что-то считать, то помяните моё слово: эффективность охлаждения определяется не только теплопроводностью стенок и теплоёмкостью хладагента, но и интенсивностью его прокачки. (Это я Вам подсказываю так.)
>>Впрочем, я Вас не тороплю с обсуждением этого моего последнего утверждения.
>
>Я Ваши грезы вообще не обсуждаю. Я пытаюсь Вас подтолкнуть к мысли, что эти Ваши грезы ничего общего не имеют с реальностью.
>>Завтра я, по моим планам, в первой половине дня заскочу в ГПНТБ. А там посмотрим, когда мне выдадут статью. Ну никак не позже, чем через 3 дня, - по идее.
>>Жаль, сегодня не удалось вырваться.
>
>Разоблачение прогаммы "Аполлон" ждало 40 лет - подождёт ещё 3 дня. :)