Техника для вакуумно-атмосферных межпланетных пилотируемых полётов (к Венере)

[Андрей 2]

Но так ли эффективен такой подвод продуктов горения на лопатки и возможно ли при этом сделать многоступенчатую турбину? Я к тому, что без неподвижных направляющих лопаток возможно образование паразитных завихрений около роторных лопаток, особенно при нескольких ступенях ГТ.

Вряд ли там появятся эти  эффекты, угол очень острый, потому это маловероятно, плюс не забываем о нагнетателе, он должен стабилизировать рабочие процессы в этом двигателе.
Неподвижные направляющие лопатки конечно же, если  нужны то они там будут.

[Андрей 2]

Чем именно нецелесообразна? Из-за плохого смесеобразования?

Дело в том, что в среднем прирост тяги в работе ТРД в форсажном режиме тяга возрастает примерно в 1,5 раза https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%80%D1%81%D0%B0%D0%B6%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BA%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B0
теперь предположим что наш гибридный двигатель в  1 режиме имеет тягу в 50 т.с. из них 30 т.с. даёт только камера сгорания и остальные 20 вентиляторные  конструкции, при этом давление в камере сгорания ~ 60 атм. далее при переходе на 2 режим повышаем давление в 3 раза, получаем 180 атм. и тягу 90 т.с. То есть нет смысла  нагружать конструкции двигателя ещё и форсажем, хватит и ракетного режима.

[Андрей 2]

Если перекрыть воздухозаборник и отдельно подавать в компрессор кислород, то горение всё равно будет (другое дело, что из-за ГТ достичь столь высокой скорости исходящих газов, как в ЖРД, не удастся).

Приспособить ТРД для работы в вакууме? может и можно, но наверное проще новый сделать, специально для этих целей.

[andrei-HXS]

нет смысла  нагружать конструкции двигателя ещё и форсажем, хватит и ракетного режима.

Я имел ввиду немного другое - в вакуумном режиме сжигать ВСЁ топливо только в форсажной камере, а ГТ полностью выключать.
Разумеется, конструкция форсажной камеры при этом усложнится - надо, чтобы она не создавала значительного сопротивления выходящим газам из ГТ (атмосферный режим) и не допускала прорыва пламени в ГТ при сжигании топлива в самой камере (вакуумный режим).

[Андрей 2]

Я имел ввиду немного другое - в вакуумном режиме сжигать ВСЁ топливо только в форсажной камере, а ГТ полностью выключать.

Как-то не думал об этом.

[andrei-HXS]

Приспособить ТРД для работы в вакууме? может и можно, но наверное проще новый сделать, специально для этих целей.

Да можно, но не вижу смысла крутить ГТ в космосе - ограниченная механическая и термическая прочность крыльчаток не дадут слишком разгуляться с тягой. Т.е. такой агрегат будет явно уступать ракетным двигателям.

[Андрей 2]

такой агрегат будет явно уступать ракетным двигателям.

Верно.

[andrei-HXS]

Я имел ввиду немного другое - в вакуумном режиме сжигать ВСЁ топливо только в форсажной камере, а ГТ полностью выключать.

Для наглядности можно грубо прикинуть похожий пример - к камере сгорания ЖРД прикручиваем отдельную ГТ, разумеется, приняв меры по предотвращению обратного попадания пламени от камеры сгорания в выключенную ГТ. В космосе работает только камера ЖРД, а в атмосфере - в основном ГТ (хотя можно и ЖРД использовать, для форсажа, например).
Такой вариант, конечно, уступает в размерах и массе двигателю с задвижным ротором из-за наличия двух камер сгорания, но конструкция ГТ значительно упрощается - не надо двигать ротор и направляющие лопасти (если таковые имеются).

[Андрей 2]

разумеется, приняв меры по предотвращению обратного попадания пламени от камеры сгорания в выключенную ГТ.

Это трудная задача, в камере ЖРД очень высокое давление.

[andrei-HXS]

Это трудная задача, в камере ЖРД очень высокое давление.

Согласен.

[Андрей 2]

Я к тому, что без неподвижных направляющих лопаток возможно образование паразитных завихрений около роторных лопаток, особенно при нескольких ступенях ГТ.

Неподвижные направляющие лопатки конечно же, если  нужны то они там будут.

На рисунке показаны 3 ряда неподвижных направляющих лопаток между которыми размещены подвижные элементы турбины, видимо они не должны иметь наклон , поскольку будучи подверженными сильному воздействию продуктов горения они должны будут куда-либо направлять эту энергию, но так как они неподвижны то энергию девать некуда, а это означает что их  сорвёт,  так что пусть лучше остаются без наклона.

[andrei-HXS]

На рисунке показаны 3 ряда неподвижных направляющих лопаток между которыми размещены подвижные элементы турбины

Непонятно, куда и каким образом крепятся направляющие лопатки, которые выдвигаются вместе с ротором...

так что пусть лучше остаются без наклона.

Основная задача неподвижных направляющих лопаток - направить выгодным образом газовый поток на роторную крыльчатку, в любом случае они будут иметь наклон. Другое дело, что они лишь перенаправляют поток (а не упираются в него, как в  крыльчатке), поэтому никуда их не сорвёт. Да и профили у направляющих и роторных лопаток, как правило, отличаются друг о друга...

[andrei-HXS]

По поводу "вакуумного" режима - можно использовать однонаправленную тороидальную камеру сгорания (вместо форсажной) для режима ЖРД, полностью выключая при этом ГТ...

[Андрей 2]

Крепление направляющих- ответ в вашем чертеже, это цилиндр с установленными секциями неподвижных лопаток и подвижных элементов, всё это вместе переводится в нишу для работы двигателя во 2-м режиме.

[Андрей 2]

Другое дело, что они лишь перенаправляют поток (а не упираются в него, как в  крыльчатке),

Вот как раз этого я и опасаюсь.

Да и профили у направляющих и роторных лопаток, как правило, отличаются друг о друга...

Это уже детали.

[andrei-HXS]

Крепление направляющих- ответ в вашем чертеже, это цилиндр с установленными секциями неподвижных лопаток и подвижных элементов, всё это вместе переводится в нишу для работы двигателя во 2-м режиме.

В случае с отдельной камерой сгорания (как на рисунке) всё просто, ибо там двигать ничего не надо.
В варианте же с задвижным ротором двигать ротор вместе с неподвижными лопатками может быть проблематично. Масса (включая опорные подшипниковые узлы) всё-же больше, чем у пустого ротора. Кроме того, при многоступенчатой ГТ требуется большой ход роторной муфты, чтобы задвинуть всё это хозяйство.  Всё это усложнит задвижной и опорный узлы, что надёжности им явно не прибавит...

Вот как раз этого я и опасаюсь.

Не стоит. В ТВД и прочих ГТ тоже есть направляющие лопасти, и там их никуда не срывает.

Говоря просто - не сорвёт из-за того, что у направляющих лопастей профиль и угол наклона (относительно потока) отличаются от таковых для роторных лопастей.

[Андрей 2]

В варианте же с задвижным ротором двигать ротор вместе с неподвижными лопатками может быть проблематично. Масса (включая опорные подшипниковые узлы) всё-же больше, чем у пустого ротора. Кроме того, при многоступенчатой ГТ требуется большой ход роторной муфты, чтобы задвинуть всё это хозяйство.  Всё это усложнит задвижной и опорный узлы, что надёжности им явно не прибавит...

Этот двигатель вместе со всей механикой проще стандартного двухконтурного турбореактивного двигателя.

[Андрей 2]

То что давно нужно было сделать:

https://www.youtube.com/watch?v=xzMfeIbeMVk

[Андрей 2]

Для атмосферных полетов на других планетах напрашивается ядерный турбореактивный. Никаких проблем с запасом рабочего тела.

 Лично я обеими руками "ЗА", если бы не радиоактивная опасность, представляете что будет с нашей атмосферой если корабли с такими двигателями будут совершать регулярные полёты с суммарной частотой полётов Союзов и Фальконов...?

[loky1109]

представляете что будет с нашей атмосферой

Кхм...

Для атмосферных полетов на других планетах