От Pokrovsky~stanislav Ответить на сообщение
К А.Б.
Дата 20.09.2007 15:19:26 Найти в дереве
Рубрики Крах СССР; Манипуляция; Версия для печати

Re: Опять 25

>Вам надо бы взять в ум модель явления "поведение сопла из никелевого сплава №№№№№ под воздействием высокотемпературной газовой струи". В руки - взять карандаш, бумагу и "клаву" компа. И представить расчет - когда (по вашей модели) материал сопла прогорит до потери прочности конструкцией.
>И если получится около... кстати - а сколько двигатель работает? :) - то появится весомый повод засомневаться - а летали ли...

О, господи! Я же Вам дал цифру. Думал, что Вы со стула упадете.

Ладно, выполню оценку.

Долговременная прочность никелевого сплава без фазовой модификации опускается до 1 кГ/мм2. Между длительной прочностью и прочностью временной(т.е. напряжением, при котором разрушение материала почти моментальное) есть приблизительное соотношение масштаба 10(или даже меньше).

Итак: на какой-то части материала, не прошедшего фазовую модификацию) разрыв наступает при
10 кГ/мм2=10^8 Па

Откуда такому напряжению взяться? Тепло идет сквозь стенку камеры сгорания. Сторона, обращенная к пламени горячее, задняя стенка холоднее. Масштаб разности температур - сотни градусов.
Коэф. линейного расширения 10^-5/град
Типичный металлический модуль Юнга 10^11 Па.

При разности температур нагреваемого слоя и слоя внутри стенки 100 грудусов приходим к достижению уровня растягивающих напряжений, действующих на внутренний слой, равного прочности по отношению к моментальному разрыву. Причем эти напряжения реализуются на всей стенке камеры сгорания. Если хоть один небольшой участок материала будет иметь столь низкую прочность, разрыв материала происходит в первые же несколько секунд после запуска двигателя(при типичной температуропроводности 10^-6 время прогрева нескольких миллиметров стенки как раз и составляет несколько секунд). Прямо в процессе прогрева стенки.

Далее. Вершина трещины становится концентратором напряжений. Возникнув в глубине материала, трещина со скоростью звука в металле(масштаба 3000-5000 м/с) выбирается на поверхности, образуя сквозной разрыв. Давление в камере сгорания по версии Сатурна-5 60 атмосфер. Происходит прорыв газов и невыгоревших топлива и окислителя за пределы камеры сгорания.
Выгорания материала стенки для этого не нужно. - Вообще.
______________________________

А вот когда нам удается гарантировать в 10 раз большую прочность материала при 1000 градусов, а при меньших температурах она и сама по себе заметно выше, тогда никакие термонапряжения не могут разорвать сплав. Разрыв может возникнуть только на технологических дефектах или в местах концентрации напряжений, возникающих от внешних источников. Например, в узлах или наоборот пучностях стоячей акустической волны. И это уже и вправду инженерная проблема. Дефектоскопии, соблюдения технологических режимов, акустических расчетов или измерений и т.д.
____________________________________


Но собственно вопрос о материале я ставлю в иной плоскости. Не в смысле аргумента против полетов.

Я просто показал, что создание ракеты и двигателя не было просто инженерной задачкой, а имело таки нерешенные научные проблемы.

Американцы могли в принципе создать необходимый материал -методом уворовывания с помощью шпионажа, например, советского аналога и технологии создания в нем фазово-модифицированного состояния. У нас в это же время явно шли такие разработки. Например, в том же самом Институте металлургии им.А.А.Байкова АН СССР(ИМЕТ).
И они, в связи с их востребованностью со стороны ракетчиков, - были засекречены. Но ряд косвенных признаков указывает, что у нас соответствующие материалы получали уже в 1963-65 годах. Т.е. конкретно по жаропрочным материалам об этом свидетельствует динамика роста и награждений соответствующего завлаба ИМЕТ. И почти одновременный старт там же целой серии работ по получению других материалов - но по аналогичной методе фазовой модификации.