По мотивам предыдущей статьи - Давление на срезе посадочной ступени ЛМ рассмотрим всем известный двигатель РД-107, какое давление может оказывать на поверхность струя газов из этого двигателя.
Основные параметры:
Тяга у Земли - 83 тс
Тяга у Земли на одну камеру - 20,8 тс
Удельный импульс у Земли - 256 с (2520 м/с)
Диаметр выходного сечения сопла 720 мм
Расход горючего 20,8 кг/с (на одну камеру)
Расход окислителя 52,2 кг/с (на одну камеру)
Суммарный расход топлива 73 кг/с (на одну камеру)
Суммарный расход на 4 камеры 292 кг/с
Проверим расход топлива через удельный импульс и тягу
Секундный расход=тяга/удельный импульс=83/256=0,32 т/с
Некоторое расхождение по расходу топлива связано с рулевым агрегатом - две дополнительные камеры сгорания.
Далее считаем на одну камеру по той же методике, что и для двигателя лунного модуля (ЛМ)
Секундный объемный расход газов - площадь поперечного сечения среза сопла в м2 помноженная на скорость истечения в м/с и на время 1 с.
Площадь сечения сопла 0,4 м2
Скорость истечения 2520 м/с
Секундный объемный расход газов 0,4*2520*1=1025 м3
Массовый расход топлива 73 кг/с
Отсюда плотность газов на срезе сопла 73/1027=0,071 кг/м3
Скоростной напор 0,071*2520*2520/2=225439 кгс/м2=22,5 кгс/см2=22,5 ати
Динамическое давление на срезе сопла РД-107 составляет 22,5 кгс/см2 или двадцать две с половиной атмосферы.
С примерно таким же давлением струя этого двигателя будет воздействовать грунт, если он будет в пределах досягаемости. Такая струя кратер вырыть сможет.
Сравните с 0,3 кгс/см2 или три десятых атмосферы у лунного модуля (ЛМ) на посадке.
Разница всего лишь в 75 раз.
Исправление ошибки.
Как и в соседней теме, в данном расчете я допустил ошибку на порядок в большую сторону.
В системе СИ давление измеряется Паскалях. И если при расчете давления мы все остальные величины подставляем в системе СИ то и давление получаем в системе СИ.
Скоростной напор 0,071*2520*2520/2=225439 Па(Н/м2)=22543,9 кгс/м2=2,25 кгс/см2=2,25 ати.
С примерно таким же давлением струя этого двигателя будет воздействовать на грунт, если он будет в пределах досягаемости. Сможет такая струя вырыть кратер или нет - вопрос открытый.
Сравните с 0,03 кгс/см2 или три сотых атмосферы у лунного модуля (ЛМ) на посадке.
Разница всего лишь в 75 раз.