|
|
От
|
Pokrovsky~stanislav
|
|
|
К
|
Karev1
|
|
|
Дата
|
21.09.2007 17:23:52
|
|
|
Рубрики
|
Крах СССР; Манипуляция;
|
|
Re: невежество --...
>>А именно: я опровергал утверждение, что к моменту конструирования ракеты для полета на Луну, создание ракеты было чисто инженерной задачей. Бери известное, компоную оптимальным образом - и лети.
>
>>По меньшей мере одна откровенно научная задачка к этому моменту была - проблема жаропрочных материалов. И она как немцами, так и русскими в 60-е решалась именно средствами самой современной науки, методом, который нынче обзывают словом "нанотехнологии".
>
>Жаропрочные сплавы - совсем не обязательная вещь для ЖРД (в смысле желательная, но некритичная). Проблема решается в обход, через различные способы охлаждения стенок КС.
>Критичной жаропрочность является для лопаток турбин ВРД. Как говорят двигателисты: "На хороших лопатках и забор полетит"
Давайте еще раз поясню логический нюанс. Точнее - два.
1) В описании Ф-1 от 1976 года присутствует использование никелевого жаропрочного сплава.
При том, что никель дороже и дефицитнее имевшихся в то время жаропрочных сталей, при том, что 3-минутная работа не предъявляла никаких особых требований к коррозионной стойкости, при том, что никелевый жаропрочный сплав нужно было еще разрабатывать(и второй - кобальтовый - тоже), - нет никаких оснований для выбора в пользу нового материала, кроме более высоких ожидаемых температур работы.
И действительно, жаропрочные никелевые сплавы имеют рабочие температуры в условиях требования длительной прочности - до 1100 градусов, в то время как жаропрочные стали - 900 градусов.
Но по всей группе никелевых жаропрочных сплавов в 1967, когда Ф-1 уже был создан, ситуация была такова, что случайное, необъяснимое гуляние прочностных свойств наконец-то было объяснено с позиций анализа металлических фаз материала. В ближайшие последующие 2-3 года это привело к революции в разработке множественных жаропрочных материалов. Но к 1967 году по крайней мере открытая научная пресса не знала, почему прочность сплавов при высокой температуре совершенно непредсказуемым образом может падать до недопустимых величин. Угрожающих в случае КС Ф-1 прорывом корпуса КС.
В 1976 году составители отчета уже знали, что никелевые сплавы нормально держали ту температуру, которую можно было бы ожидать на стенках КС Ф-1. Они так же знали, что один из никелевых жаропрочных сплавов, разработанных еще в конце 50-х после модификации - стал держать температуру до 1100 градусов.
А вот разрыв буквально в 2-3 года между якобы разработкой Ф-1 и реальным появлением логики и технологии модификации уже имевшихся сплавов - отследить могли очень немногие люди.
2) Охлаждение - вещь необходимая. Но охлаждение предполагает наличие потока тепла через материал. При серьезном охлаждении великолепным хладагентом водой температура по разные стороны стенки тепловыделяющего элемента(твэла) ядерного реактора - несколько сот градусов. И это при толщине стенки - десятые доли миллиметра.
Никель и его сплавы - имеют очень приличный коэффициент поглощения излучения в видимой и ближней ИК области - масштаба 40-60 процентов. Если среда в камере сгорания имеет высокую оптическую плотность по саже, то оценка излучающей способности может быть выполнена применением простой формулы Стефана-Больцмана. Масштаб поглощения излучения 1.5-2.5 МВт/м2. И это тепло должно уходить через никелевый сплав. И только в малой степени уноситься потоком вдоль стенок. Но такие потоки и требуют нескольких сот градусов перепада температуры на стенке. Приблизительно по 100 градусов на мм. При комнатной температуре теплопроводность никеля 23 Вт/(м град). Если бы она не изменялась с ростом температуры, перепад на стенке толщиной 7 мм был бы масштаба 700 градусов. Температура охлаждающего керосина - масштаба комнатной, на более тонких стенках трубок охлаждения и на прочих термических сопротивлениях набирается еще градусов 300 - итого те самые 1000 градусов. Которые и требовали жаропрочных никелевых сплавов. Которые были бы уже непосильны для сталей.
Если бы стенка не охлаждалась, она бы приобрела температуру, близкую к температуре в КС. Благодаря охлаждению, ее удается удерживать на уровне 900-1100 градусов. Но даже эти тепературы требуют материала, который бы при указанных температурах не оказывался низкопрочным. Не лопался бы и не деформировался бы пластически. В этом смысл понятия жаропрочность.
А есть еще металлургическое понятие жаростойкость.
Когда А.Б. начал было говорить про окалину, он рассуждал по сути дела о проблемах жаростойкости. Которая, впрочем, тоже предполагает стойкость к термическому удару - не разрушиться при быстром нагреве или охлаждении.