Новая тема

Вы не можете создавать новые темы.
Т.к. вы неавторизованы на сайте. Пожалуйста назовите себя или зарегистрируйтесь.

Список тем

Сравнение КПД ракеты и разгоноплана. КПД=200%, как такое может быть? Вот так бы японцам реакторы заливать!

В мире

1069

С друзьями на NN.RU

У вас пока нет друзей на NN.RU, поэтому ссылка на тему не может быть отправлена.

Воспользуйтесь поиском, чтобы найти новых друзей.

В социальных сетях

rastol

26.03.2011

С формулами для КПД реактивного движения есть некоторые заморочки, на которые учёные предпочитают стыдливо закрывать глаза.
А зря!!! Разгонопланы можно было создать уже лет 40 назад, но этому помешало тогда учёное чванство: зачем нам эффективное, когда лучшее впечатление на генералов производит эффектный пуск с морем огня! Вот силища то, мол. На мелочах мол экономить не будем, победителей не судят. А после нас хоть потоп. Вот у японцев и потоп и ядерный пожар! А гасить нечем. Водомёты, вертолёты. Шланг даже нечем дотащить. Нет в мире эффективных систем бросания чего-либо (а надо бы мешки с водой бросать) на расстояние метров эдок от 300 до 1000. Все учёные мира упустили эту возможность: создать разгоноплан. Такое устройство, которое может бросать большие массы на расстояние до 10 км. Баллистическая скорость для этого броска на 10км под углом 45 градусов должна быть 310 м/с.

Конечно вопрос очень спорный: нужно ли бросать мешки с водой? Не разрушат ли они еще что-то там лишни раз? Но забросить пожарный шланг в разрушенное хранилище отработанного топлива, чтобы подать туда воду - было бы безопаснее, чем любым другим способом.

Но это всё лирика и этика. А вот вам популярное физическое обоснование того, что упущено инженерами и учёными очень много из того, что надо было уже давно сделать!

Вот я в старой теме ответил Сергею jsn на его вопрос:
"Все эти слова, которые Вы написали, сводятся к следующему: КПД в момент запуска с нулевой начальной скоростью равен нулю. При увеличении скорости он растет. Понятно, что нужно рассматривать интегральный КПД. Приведите, пожалуйста, его значение для обычной ракеты и Вашего двигателя." Это в конце темы www.nn.ru/community/gorod/ma...3333857#3355568
Т.к. обсуждение этого достойно новой темы, Вот я вывел это сюда отдельно.

Что такое КПД в общем случае? Отношение полученной полезной работы к затраченной энергии топлива или другого источника энергии! Т.е. того источника, который и расходуется, который является фактором расплаты за полезную работу, за который деньги уплачены. Так?

У ракеты это что? Топливо (оба компонента в ЖРД)! Но есть два момента: КПД самого ракетного двигателя (процент перехода химической энергии в кинетическую энергию струи газов, он около 50-60%) и КПД преобразования этой кинетической энергии реактивной струи в кинетическую энергию полезной нагрузки, т.е. в спутник, заряд или корпус самой ракеты. Смотря что считать полезной нагрузкой. В общем случае ПН, наверно, всё, что не топливо. А то будет как-то не честно.

Для сравнения разных систем "нужно рассматривать интегральный КПД" равный произведению КПД реактивного двигателя и КПД преобразования в энергию ПН.

ВОТ ЭТА ВТОРАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ КПД и представляет главный интерес, потомучто с первой вроде всё понятно, она константа!

Чтобы получить 2-й КПД (перехода энергии в ПН) надо взять производную Кпн по Адв (кинетической энергии полезной нагрузки по работе двигателя, а это кинетическая энергия струи отбрасываемого реактивного рабочего тела). Тогда мы получим мгновенный КПД, т.е. формулу для него в каждый момент времени разгона ракеты или разгоноплана. Проинтегрировав эту формулу по времени или расходу топлива, а потом, поделив на интервал интегрирования, мы получим средний за время разгона КПД. Но эту работу (при различных условиях разгона ракеты) за нас уже проделал Циолковский и его последователи.

Важно другое: из формулы понять, как добиться увеличения КПД существующих систем (?), максимизировать его!? Как переделать структуру существующих систем, чтоб достигнуть чего-то лучшего? Для этого и интегрировать не надо, а надо заняться анализом мгновенного КПД!

А формула для него получается дикая какая-то и вроде сумасшедшая. Она допускает временные значения больше единицы! Т.е. больше 100%! Кажется абсурдно, но она верна!

мгновенный КПД=2m/(m+M)*(V/U) , где
m - масса ракеты (или разгоноплана) вместе с ПН,
M - масса топлива или оставшегося ещё не отброшенного назад реактивного рабочего тела, что одно и то же, по сути,
V - скорость ракеты (или разгоноплана) относительно земли,
U - скорость отброса, т.е. скорость истечения струи рабочего тела.

Какова причина того, что мгновенный КПД может быть больше 100%? Больше 1? Например 2 (при V/U и М=0)? Т.е. 200% получается в тот момент, когда топливо подходит к концу! А скорость ракеты равна скорости отброса.

Дело в том, что тут мы расходуем ещё и второй ресурс ракеты: кинетическую энергию, накопленную в топливе, т.е. в массе этого рабочего тела, которое движется вместе с ракетой. Чтобы КПД не превышал единицу (т.е. 100%) надо учитывать и этот расход энергии, но это чрезмерно усложнит формулу и сделает её непонятной, неспособной подсказать нам пути повышения КПД! Да и в чём преступление? В том что мгновенный, а не средний- общий КПД оказался больше единицы, закон сохранения энергии при этом не нарушен! Сначала мы накапливали работу двигателя в ПН и ещё нечаянно и в рабочем теле, а потом израсходовали этот запас, перекачав кинетическую энергию РТ в кинетическую энергию ПН. Никакого преступления против законов сохранения в этом нет. Ну назовём мы мгновенный КПД мгновенным- виртуальным КПД (подинтегральным), а не средним, который получится при интегрировании. Надеюсь, после этого критики приумолкнут.

Что это всё нам даёт? Прозрачный и понятный результат: хотите высокого КПД – подгоняйте скорость отброса рабочего тела под скорость движения вашего реактивного аппарата! А по настоящему максимальным он будет, если скорость отброса равна скорости движения. Тогда частицы масс отброса будут останавливаться относительно земли, и их кинетическая энергия будет обращаться в ноль. Таким образом, и виртуальный КПД будет при этом держаться около 200% (если в формуле считать в каждый момент всё что осталось в ракете полезной нагрузкой)! Получается, что идеал – это когда вы сростом скорости ракеты увеличиваете скорость истечения РТ, поддерживая её равной её скорости, что на огневых ракетах бессмысленно и невозможно. А вот на холодной струе, где отброс РТ осуществляется какой-то метательной системой с возможностью регулировки скорости отброса, например, уменьшая секундный расход РТ или увеличивая мощность на метание масс отброса, оставляя расход РТ постоянным. Для достижения этого надо увеличивать скорость вращения ротора в предложенном мною водоструйном двигателе ВСРД. Но тогда между турбиной и ротором нужно будет поставить вариатор, т.к. турбина рассчитана на постоянную скорость вращения. Но что делать на совсем малых скоростях, т.е. на старте? Не делать же мизерной скорость истечения!? Тогда масса РТ будет расходоваться на малой скорости истечения, почти не давая реактивного импульса.

Да на самых малых скоростях КПД чистореактивных систем почти НОЛЬ: огонь бушует, а эффекта на грамм топлива НОЛЬ целых, НОЛЬ десятых! Но сравните разгоноплан со скоростью истечения струи водяных брызг U=150 м/с и ракету, у которой скорость истечения струи раскалённых газов U=3000 м/с. Взгляните на формулу и увидите, что КПД у разгоноплана с ВСРД будет из-за этого в 20 раз больше = во сколько раз меньше знаменатель. Хотя и у разгоноплана при этом на скорости до 50 м/с (180 км/ч) КПД-2 будет менее 50%. Подумайте сколь мизерен он на этих скоростях у ракеты!?

Ответить

Ссылка на сообщение

открыть ссылку в новом окне

В социальных сетях

Lisss

26.03.2011

кажется, вы превысили свой лимит на подобные темы?

Ответить

Ссылка на сообщение

открыть ссылку в новом окне

В социальных сетях

★

26.03.2011

наконец то, а то уж я переживал, что суббота без комиксов будет! сейчас почитаем :)

Ответить

Ссылка на сообщение

открыть ссылку в новом окне

В социальных сетях

Lee Koxion

26.03.2011

отлично,доступно

Ответить

Ссылка на сообщение

открыть ссылку в новом окне

В социальных сетях

Lisss

26.03.2011

хорошо
закрываю

Ответить

Ссылка на сообщение

открыть ссылку в новом окне

В социальных сетях

Half-Life

26.03.2011

Виртуальный кпд как нельзя лучше подходит виртуальному разгоноплану.

Ответить

Ссылка на сообщение

открыть ссылку в новом окне

В социальных сетях

плазмоид

26.03.2011

ты бы лучше придумал как русскую девочку из египта вызволить, а не херню всякую постить
www.nn.ru/community/gorod/main/?do=read&thread=1589808&topic_id=33568495

Ответить