Форум космопорта

[Руслан]

1
2
3

[Boo]

Прибить, что ли?!

Руслан, просьба переписать пост в нормальный вид, предыдущий пост будет удалён максимум через 2 последующих поста!

[Кулибин]

Какое то странное развитие темы, начиная с преимущества роторных двигателей перед поршневыми в повышенном КПД, которому неоткуда взяться при одинаковом тепловом цикле, к реактивному двигателю с механическим дополнительным ускорением реактивной струи.
Что касается роторных двигателей, то они есть, но не получают широкого распространения из за сложности и дороговизны. КПД, у них примерно такой же как у поршневых. Мощность выше, но и цена тоже высокая, по соотношению стоимость эффективность они проигрывают простым и надежным поршневым.
В ракетных двигателях, для подачи топлива, используются турбинные насосы, работающие на компонентах топлива с температурой 400 - 700, градусов, обычно с избытком горючего компонента. Турбинные насосы запросам ракетных двигателей полностью удовлетворяют, мощные, легкие. КПД у них не высокий, но он в данном случае, большого значения не имеет. У двигателей закрытой схемы отработанные газы из турбин вылетают в сопло вместе с остальным топливом. У двигателей открытой схемы, вылетают в выхлопную трубу, но потери при этом не большие, несколько процентов. Это не много и оправдывает себя, учитывая, что двигатели открытой схемы дешевле, а топливо не самая высокая статья расходов в ракетных пусках.
КПД топливных насосов ракетных двигателей, вообще не играет значительной роли, к этим насосам, главные требования, чтобы они были мощные и по возможности дешевле.
Что касается преобразования литра солярки в механическую энергию с высоким КПД, модернизировать стандартные тепловые двигатели для этого бесполезно. У них потолок КПД, 45, 50% Принцип действия тепловых машин не позволяет получить больше, без каких то сверх наворотов, таких как давление в тысячи атмосфер, или использования чистого кислорода в качестве окислителя. На практике, такие навороты себя не оправдывают.
Но генераторы с высоким КПД есть.
Это гибридные генераторы, "Газопаровые турбины", в которых два цикла расположены один за другим, и работают от одного источника химической энергии. Сначала топливо срабатывает на газовой турбине, с КПД, около 25%, потом еще горячие отработанные газы, срабатывают на паровой турбине с КПД, около 35%. Так, получают около 60% КПД. Но гибридные тепловые генераторы, размещают только на электростанциях, или судах, для тепловозов, слишком сложные и громоздкие.
Или водородные "Топливные элементы", которые работают по принципу гальванических элементов, (Батареек) используя водород вместо металлов. Чтобы использовать солярку в качестве топлива для водородных элементов, ее нужно сначала прогнать через реактор с перегретым водяным паром, чтобы превратить в смесь водорода с углекислым газом. Потом, водород, может сработать в топливном элементе. КПД высокий, близкий к единице, но на практике водородные элементы широкого распространения не получают, слишком дорогие. Хотя, в космосе они используются, на шаттлах например, водородные элементы были основным источником энергии.
Что касается, механических примочек к реактивным двигателям, для ракетных двигателей их использование бессмысленно. Во первых, выжать из сгорания топлива больше механической энергии в виде реактивной струи очень сложно. К тому же с этим вполне справляются мощные топливные насосы замкнутого цикла. А использовать механику для ускорения реактивной струи просто себе в наклад. Эффективность будет мизерная, скорость ракетных газов несколько километров в секунду, у механики предел, несколько сотен метров в секунду. Получится много лишнего веса, с копеечным увеличением импульса. И в струе ракетных сопельных газов, сгорят любые турбины, и вообще, любая механика.
Аналогия с самолетами, в данном случае не подходящая, у ракет и самолетов разный принцип создания тяги. Самолеты опираются на воздух, у них тяга реактивных двигателей как правило меньше единицы, и они летают. Притом с умеренным расходом топлива. Но ракета для создания подъемной силы может использовать только тягу реактивного двигателя, поэтому, с тяговооружонностью меньше единицы не взлетит.
Для увеличения импульса ракетных двигателей, в принципе можно использовать подводимую из вне энергию. Так работают гибридные двигатели. "Химические - паровые", с предварительным разогревом компонентов ракетного топлива, перед сжиганием, от сконцентрированного солнечного света, или ядерного реактора. Или "Химические - плазменные", с дополнительным подогревом истекающих из сопла газов, электрическим током. Но такие гибридники, не дают радикального роста импульса, а сами эти двигатели довольно тяжелые, сложные и маломощные, поэтому они остаются в числе перспективных, но практически не используются.
Да... можно еще дополнительно подтолкнуть реактивную струю магнитным полем, но такой принцип повышения импульса может использоваться в плазменных двигателях, таких как VASIMR. А это уже другая тема.