Найти в Дзене

Статья №5: Второй подход к обоснованию эффективности Тандемного РД

Диаграмма давления, расположенная на фоне рисунка Тандемного РД, иллюстрирует характер изменения статического давления для дозвукового истечения из камеры сгорания в камеру истечения, близкого к критическому. Значения статического давления на конфузорном (суживающемся) участке камеры сгорания и камеры истечения рассчитаны с использованием газодинамических функций. Причём участок диаграммы, показывающий изменение давления в конфузоре камеры истечения Тандемного РД, иллюстрирует и изменение давления в конфузоре классического РД. Приведённая диаграмма наводит на мысль о том, что в Тандемном РД расход продуктов сгорания соответствует меньшему давлению Р2 (40атм), т.е. равен расходу классического РД, работающего при давлении 40 атм, а тяга превышает тягу этого однокамерного РД за счёт наличия отверстия между камерами из-за которого на переднем дне камеры истечения как бы появляется участок, на который действует не давление 40 атм (Р2), а значительно более высокое давление 73.505 атм (Р1). Кроме того, дополнительный вклад в тягу вносит падение статического давления по конфузорной части камеры сгорания Тандемного РД (от 73.505 атм до 40 атм). Увеличение тяги Тандемного РД по сравнению с классическим РД при равных расходах газов через сопло приводит к увеличению удельного импульса Тандемного РД по сравнению с классическим.

В результате проведения расчётов путём интегрирования давления выяснилось, что Тандемный РД более чем на 25% - 45% эффективнее классического однокамерного РД ! (см. расчёты в последующих статьях). Вот тут-то можно упомянуть первое совершенно необоснованное возражение против Тандемного РД, заключающееся в том, что СОРОКАПЯТИПРОЦЕНТНОЕ превышение удельного импульса Тандемного над классическим РД якобы объясняется тем, что Тандемный РД работает при давлении в 1.6 раза бОльшем, чем давление классического РД. Если бы этот аргумент был верным, то, например, выигрыш в удельном импульсе РД-180 по сравнению с РД-107А был бы не «жалкие» 18.5% у поверхности Земли, а больше 100%, потому что давление РД-180 превышает давление РД-107А более чем в 4 раза!

К сожалению, сотрудники уважаемых организаций, выдвинувших это возражение, так и остались при своём мнении, что выигрыш Тандемного РД кажущийся и он связан со сравнением удельных импульсов при разных давлениях. Хотелось бы, чтобы эта статья попала на глаза сотрудникам этих предприятий и, при всей своей несомненной занятости, они нашли бы всё-таки время на серьёзный анализ Тандемного РД и, может быть, нашли бы действительные ошибки в обосновании эффективности РД «ТАНДЕМ». Правда, скорее всего, если «ТАНДЕМ» и окажется не столь эффективным, то это может быть выявлено и объяснено только специальными точными экспериментами.

Справедливости ради следует заметить, что из-за повышенного в 1.6 раза давления в камере сгорания выигрыш Тандемного РД С ОДНОЙ КАМЕРОЙ ИСТЕЧЕНИЯ может быть немного ниже 45%, но всё равно он будет ОГРОМНЫМ. (Желающие могут приблизительно оценить это уменьшение по представленным выше данным для РД-180 и РД-107А). К тому же, если будет экспериментально доказана эффективность Тандемного РД, то, видимо, добавление, по крайней мере, ещё одной камеры истечения приведёт к ещё бОльшему повышению удельного импульса!