По мотивам комментариев на канале Александра Никитина, в его статье - "Итоги и диагнозы".
В обсуждениях этой статьи опять получился длинный и уже традиционно бестолковый диалог с Сергеем Шингаревым.
В прошлый раз такая же долгая и бессмысленная дискуссия с тем же персонажем касалась замерзшего Аполлона-13. Шингарев кривлялся, извивался (ввиду отсутствия знаний в области теплотехники) придумывал какие то охлаждаемые паяльники - но так и не признал своей неправоты, зато переписал Вики, корректируя ошибки в оф версии Аполлуниады.
Не прошло и двух недель - и вот опять.... Только теперь вопрос не теплотехники - а побольше приближенный к полетам - конструкция ракеты и особенности ее нештатного поведения, в частности пого-колебаний.
Не планировал ввязываться в это обсуждение - поскольку сама тема, скажем так.. так себе... Но мир сложен и разнообразен, и в нем есть место самым разным мнениям. Тем не менее - высказывание Шингарева меня чем то зацепило, вот оно:
"Да, вы в "хорошей" компании людей, сознательно лгущей о неполетах на Луну и одурачивающих простых людей, которые мало что знают об этом.
Переубедить ни вас, ни упертых любителей конспирологии невозможно, этим
никто и не занимается. А лично моя цель при комментировании подобных
статей - попытаться донести правду, чтобы люди, которые, читая "хорошую компанию", еще прочно не успели уверовать в нелетание священное
задумались и, начав изучать поглубже аргументы за и против, все-таки
пошли на сторону науки, а не мракобесия."
Вроде все хорошо и правильно? Про правду, про желание ее донести?
А как же в этой беседе добрались до пого-колебаний?
Шингарев привел в пример традиционный аргумент - ссылку на авторитетов:
Вот именно об этом я и говорю: ваша братия считает, что были такие
предатели, причем в самом веху, среди лучших специалистом и сплошь и
рядом, а не "отдельные личности". Это и есть та клевета, от которой меня
воротит.
На что я ему возразил:
Про сплошь и рядом.
Вот есть технический герой Ф-1. И все наши лучшие специалисты очень
аккуратно эту тему обходят, начиная с Глушко и Чертока, и далее, вплоть
до сегодняшних (почти сегодняшних - к примеру Каторгин).
Не то, что бы совсем - а как раз перевирают - типа - да что там Ф-1, он конечно интересный, а вот мы сделали РД-170!
А то, что простой по конструкции Ф-1, однокамерный, открытой схемы, с
низким давлением, и как следствие - дешевый (низкая себестоимость
производства, накрутить можно, при желании, сколько угодно) - даже не
рассматривали в качестве прототипа, не анализировали -
"застенчиво" отвернулись и все.
Это как?
В продолжении диалога Шингарев покритиковал Ф-1, обвинив его в тех грехах, которые официальная версия ему вовсе не приписывает:
Все похоже на F-1. Только тот еще успел попортить Скайлэб и Аполлон-13 своими неизлечимыми вибрациями.
Официальную историю программы Аполлон в общих чертах помню. на что возразил:
Двигатель?? Ф-1? Вы ничего не перепутали?
Шингарев:
Нет. Теплозащиту сорвало в основном из-за вибраций F-1 при прохождении максимума динамического давления на 63-й секунде.
На что было от меня возражение:
По оф версии защиту сорвало из за неправильности конструкции и ее
крепления - как следствие перепадов давления под ней - потому в зоне
максимального скоростного напора. А вибрации, на которые ссылается,
опять же оф версия - это пого-колебания, которые есть дефект ракеты а не
двигателя.
Шингареву это не понравилось:
С чего вы взяли, что пого - это дефект ракеты, а не двигателя?
Небольшое отступление про вибрации и колебания.
В справочники, энциклопедии и прочие интернет-материалы обращается не буду, напишу по памяти, что отложилось в голове про всё это.
Реактивный (в данном случае ракетный) двигатель - это просто один большущий "букет" колебаний. Самых разных - высокочастотных, средне-, низко частотных.
Что означает это высоко, средне, низко?
Колебания это повышение и понижение давления, которое распространяется в газовой среде со скоростью звука (в этой среде). Звук - волна. Точнее волны, которые следуют одна за другой. И в одну точку пространства за секунду (или иной интервал времени, но обычно это секунда) приходит определенное количество волн, это - частота. Расстояние между волнами - шаг или длина волны. Длина волны - это скорость звука, деленная частоту. Простые, известные каждому со школы соотношения.
Для реактивного двигателя, если длина волны много больше, или соизмеримо с характерным размером камеры сгорания - для цилиндрической это диаметр - то это НЧ и СЧ колебания. Давление в камере сгорания возрастает во всех ее "уголках")) и так же - спадает. Причина может быть разная, но в основном связано с силами инерции при подаче компонентов. Повышение давления в КС создает противодавление - подача компонентов уменьшается, давление в КС снижается, что увеличивает подачу компонентов, которые повышают давление.
ВЧ-колебания - это длина волны равна или меньше характерного размера КС. Определяется и образуется от неравномерности внутри факела горения. Упрощенный пример - капелька распыленного компонента топлива испаряется, снижая температуру и давление в локальной зоне, и затем пары реагируют с вторым компонентом, температура и давление в этой локальной зоне повышается. Ударные (звуковые) волны отражаются от стенок КС, встречаются, создают локальные зоны повышения давления, в которых горение интенсивнее - в общем, сплошная какофония. Побороть - сложно. Простой способ - уменьшить размер КС, тогда при той же длине волны она становится больше характерного размера КС. Или снизить давление в КС.
Пого-колебания стоят особняком. Это НЧ-колебания, или даже скорее самые низкие НЧ колебания, и отдельно в двигателе, на стенде, их не бывает. Только на ракете, или снятой с ракеты ступени и поставленной на стенд - но это в меньшей степени. Здесь тоже играет роль инерция, но не столько потока топлива, а всей ступени. Но значительно большую, а точнее основную роль играет нежесткость ракеты.
Выглядит это примерно так:
Двигатель создает тягу, усилие передается на корпус ракеты и на баки с топливом. Но соединение на совсем жесткое - а несколько "пружинит". В пределах упругости материала. И это "пруженение" создает ряд интересных эффектов, особенно с учетом того, что именно там проходят трубопроводы компонентов топлива.
Начальный толчок пого-колебаниям задает любое возмущение - оно может идти как от корпуса ракеты, к примеру локальное изменение плотности атмосферы, изменение режима обтекания, срез ветра, так и от двигателя - уже имеющиеся НЧ-колебания.
Возмущение сжимает (или разжимает) "пружину", а вместе с ней и трубопроводы (для простоты рассматриваем только их), и давление топлива на подаче в двигатель немного возрастает. А это немного увеличивает его тягу, что сильнее сжимает "пружину". Когда она сжата до максимума, дальнейшего перемещения нет, тяга двигателя уменьшается до нормы. Но "пружина" то сжата! И она разжимается и давление в трубопроводах снижается. Тяга двигателя уменьшается меньше номинала. "Пружина" проходит свое среднее положение и разжимается много больше своего обычного состояния. Тяга двигателя возвращается в норму, и давит на разжатую "пружину". Процесс повторяется, только с большей амплитудой. На каждое колебание - амплитуда увеличивается, и может привести к полному разрушению ракеты.
Реальный процесс сложнее, поскольку играет роль и инерция топлива в баках, и не жесткость топливных баков, и инерция двигателя - факторов много. Но общая картина - примерно такая.
Немцы столкнулись с пого-колебаниями еще на ФАУ-2
а далее оно присутствовало в очень многих ракетах разного назначения.
Здесь стоит обратить внимание на следующее. Так как пого-колебания есть резонанс в своем классическом проявлении, то есть образуется некоторый колебательный контур с обратной связью, то для резонанса важно совпадения фазы при оказании каждого следующего воздействия (на качелях толчок нужно давать в строго определенный момент) и "добротность" контура - то есть минимум потерь.
Отсюда следует, что пого-колебаниям наиболее подвержены ракеты с одним двигателем на ступени, в меньшей степени - с двумя или несколькими двигателями, и совсем маловероятно на многодвигательных ступенях.
На этом отступление заканчиваем -
- в самом обсуждении и диалоге на канале Александра Никитина это было незначительное, почти случайное упоминание технического вопроса, и Шингареву достаточно было просто посмотреть в свои любимые источники и методички и сказать, что да, пого-колебания относятся к ракете, которая есть система из многого количества узлов и агрегатов - двигатели, баки, корпусные элементы, аэродинамические и прочие. На том все.
Но не таков наш Шингарев! Он никогда не признает свою неправоту, если это может бросить даже малейшую тень на оф версию и на его веру. Потому он привел сокрушительный аргумент - так как в НАСА борьбу с пого-колебаниями вели 1000 (одна тысяча!) специалистов, то эти колебания относятся к двигателю, а не ракете.
Вишенка на торте.
Все выше приведенное не стоило бы "выеденного яйца" если бы не оригинальное завершение нашего с Шингаревым диалога.
Когда в этом вопросе Сергей оказался "прижат к канатам ринга" он предложил следующее:
- Да, я признАю, что пого-колебания относятся к ракете в целом, а не к двигателю, как я утверждал ранее, но только если вы (ТТТ) признаете, что американцы "топтали Луну" и официальная версия полностью верна.
Вот так! Шах и мат вам скептики, вкупе с немогликами!
Никакая правда не подходит могликам, если она имеет хотя бы малейшее расхождение с оф версией - а по факту с их верой.