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楼主: cmj9808
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[发动机] 蓝箭的80吨推力级“天鹊”/TQ-12液氧甲烷引擎专题

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joki 发表于 2019-5-7 14:21 | 显示全部楼层
vividfan 发表于 2019-5-7 13:51
以我自己极其有限的专业认知能力,推力差不多的发动机,主要部件大差不差吧?
一个居然1600公斤,一个只 ...

你这个重量直接比较不是特别合适吧?Merlin1D目前稳定工作的推力大概86吨,近百那个是极限工况。YF100K的额定推力是128吨,这俩显然不是一个量级,直接比重量夸张了。换算成推重比183:80比较合理。补燃煤油机推重比做到80,已经略超俄系同类发动机,水平是正常的。美国之前的一些补燃煤油机预研项目,印象里推重比也是这个水平。所以说,不是YF100K太低,而是Merlin1D太高。那么具体为什么这么高,除了老生常谈的材料和工艺美国比中国高一截以外,可能跟具体设计有关系。比如机架、某些管路,Merlin用的是轻质硬铝或复材,一般发动机用钢的。Merlin用的是液膜+再生冷却复合设计,比较巧妙的利用了燃气循环工作压力低的特点,只有有燃烧室部分是再生设计、延伸喷管是薄壳的,这个可能就比较轻,至少从外观上就比内外两层铜的通道壁喷管来的轻薄。除此之外应该还有很多我们不了解的方面,一直以来缺乏国内外发动机分系统重量方面的对比分析,总体看Spx充分贯彻了轻量化设计的理念。
PS:传统上国家队是总体协调提出发动机指标要求后发动机研制单位进行研制,研制完毕后只进行可靠性增长。几乎没有推力提升和减重这样的项目,也就是说不存在迭代开发模式。所以时间跨度再长,这块也不会有什么变化。现在受Spx影响,也有文章在反思这个问题,以后也许也会改吧,但至少以前、现在还没有。
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vividfan 发表于 2019-5-7 14:34 | 显示全部楼层
joki 发表于 2019-5-7 14:21
你这个重量直接比较不是特别合适吧?Merlin1D目前稳定工作的推力大概86吨,近百那个是极限工况。YF100K的 ...

非常感谢!受教了!
9m96e2 发表于 2019-5-7 14:44 | 显示全部楼层
joki 发表于 2019-5-7 14:21
你这个重量直接比较不是特别合适吧?Merlin1D目前稳定工作的推力大概86吨,近百那个是极限工况。YF100K的 ...

地面版M1D是纯再生冷却的,而排放冷却的F-1/F-1A推重比也不是特别高,和这个关系应该不大;主要是GG循环煤油机固有推重比高吧,60年前的H-1推重比就超过100了,这还只是5MPa室压,使用齿轮传动泵的发动机而已,如果借助材料性能的提升,像SpaceX从Merlin1A演进到Merlin1D一样把室压提高到10Mpa左右,应该也是一款推重比极高的发动机

比较诡异的是Raptor作为补燃机好像反而是排放冷却的...

北极企鹅 发表于 2019-5-7 14:51 | 显示全部楼层
歪楼了。
那么不妨脑洞下,没有任何限制情况下yf-100 ,保持目前性能参数条件下,能减重到什么程度?

1吨?
joki 发表于 2019-5-7 14:56 | 显示全部楼层
9m96e2 发表于 2019-5-7 14:44
地面版M1D是纯再生冷却的,而膜冷却的F-1/F-1A推重比也不是特别高,和这个关系应该不大;主要是GG循环煤 ...

111111.png

从照片看推力室和喷管似乎不同?
YF20的推重比也近百,但要说紧靠材料提升就能干到180估计是够呛。Merlin设计上应该是做了优化和提升,从A到C到D变化巨大。
Raptor是排放冷却?确定么?用了拉瓦尔喷管还是直接内部排放液膜冷却?
9m96e2 发表于 2019-5-7 15:34 | 显示全部楼层
joki 发表于 2019-5-7 14:56
从照片看推力室和喷管似乎不同?
YF20的推重比也近百,但要说紧靠材料提升就能干到180估计是够呛。M ...

那个只是推力室部分...Merlin 1D地面版的发生器燃气是通过Octaweb上的洞排出的,真空版才是通过环状结构排入喷管延伸段
而且这个材质差别应该只是后抛光的结果

                               
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把推重比干到180 也并没有说光靠材料啊....只是我觉得还是离国内能力水平不太远的(相比补燃大氢氧一类),毕竟现在有民企也宣称要做到120不是?

Raptor采用排放冷却的观点来自于NSF的讨论,根据是试车视频上喷流分层和照片上极薄的喷管壁厚度。不过又查了下,实际上RD-180在燃烧室也有液膜冷却...

                               
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joki 发表于 2019-5-7 15:50 | 显示全部楼层
9m96e2 发表于 2019-5-7 15:34
那个只是推力室部分...Merlin 1D地面版的发生器燃气是通过Octaweb上的洞排出的,真空版才是通过环状结构 ...

宣称120的还有待观察,毕竟那款发动机存在125%极限工况,不排除是按极限真空推力都捡好的来算的。。。。
至少本楼这款目前还没体现出燃气发生器循环推重比天然高这个特点。所以,个人觉得恐怕还是得看具体设计细节,不能一概而论。
joki 发表于 2019-5-7 16:45 | 显示全部楼层
这两张图角度不同,可以对发动机尺寸有个直观认识。

01.jpg


02.jpg
cooldiy_cn 发表于 2019-5-7 16:47 | 显示全部楼层
joki 发表于 2019-5-7 16:45
这两张图角度不同,可以对发动机尺寸有个直观认识。

有没有YF77有人的图 我觉得TQ12应该不会有1.3t,YF77单机约1.375t。可以做个对比。另外 这货的管线布局好宽松啊,如果要多并联还得改管线
joki 发表于 2019-5-7 16:55 | 显示全部楼层
cooldiy_cn 发表于 2019-5-7 16:47
有没有YF77有人的图 我觉得这货应该不会有1.3t

没有,不知道大国工匠纪录片里有没有能看出相对尺寸的镜头?YF77已知喷管直径1.4x米,包络尺寸肯定大于天鹊。
1.3吨是蓝箭自己官网给的,暂时只能这么认为吧。
shaolin1254 发表于 2019-5-7 16:59 | 显示全部楼层
joki 发表于 2019-5-7 15:50
宣称120的还有待观察,毕竟那款发动机存在125%极限工况,不排除是按极限真空推力都捡好的来算的。。。。
...

6院那个开式煤油机有报道后看看推重比啥样
hsq0596 发表于 2019-5-7 18:40 | 显示全部楼层
joki 发表于 2019-5-7 16:55
没有,不知道大国工匠纪录片里有没有能看出相对尺寸的镜头?YF77已知喷管直径1.4x米,包络尺寸肯定大于天 ...

那个1.3吨、真空比冲350,可能指的是真空型号的参数?
joki 发表于 2019-5-7 19:15 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
hsq0596 发表于 2019-5-7 18:40
那个1.3吨、真空比冲350,可能指的是真空型号的参数?

这个比冲肯定是高空版的。不过高空版也不见得就重很多吧,顶多就是配二次启动点火药、大面积比喷管稍微重点。
 楼主| cmj9808 发表于 2019-5-7 19:26 | 显示全部楼层
joki 发表于 2019-5-7 19:15
这个比冲肯定是高空版的。不过高空版也不见得就重很多吧,顶多就是配二次启动点火药、大面积比喷管稍微重 ...

天鹊的高空版是二级用的,不需要二次启动,真空喷管应该会重些
joki 发表于 2019-5-7 19:37 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
cmj9808 发表于 2019-5-7 19:26
天鹊的高空版是二级用的,不需要二次启动,真空喷管应该会重些

这不是按照最大增重可能来考虑么。即便考虑这些,也还是比较重的,换成地面版也得超过1吨。
歼击风 发表于 2019-5-7 20:41 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
joki 发表于 2019-5-7 19:15
这个比冲肯定是高空版的。不过高空版也不见得就重很多吧,顶多就是配二次启动点火药、大面积比喷管稍微重 ...

梅林1D的重量不包含机架和气瓶,针栓喷注器也有天然的重量优势。国内发动机的重量都是含机架和气瓶的。
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vividfan 发表于 2019-5-7 22:41 | 显示全部楼层
歼击风 发表于 2019-5-7 20:41
梅林1D的重量不包含机架和气瓶,针栓喷注器也有天然的重量优势。国内发动机的重量都是含机架和气瓶的。

机架和气瓶大概有多重?
joki 发表于 2019-5-7 22:50 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
歼击风 发表于 2019-5-7 20:41
梅林1D的重量不包含机架和气瓶,针栓喷注器也有天然的重量优势。国内发动机的重量都是含机架和气瓶的。

好像还有一种计算口径是干重和湿重,后者包含管路和腔体中液体重量,俄国发动机有时两种重量都标,国内是按哪种来的?具体到Merlin重量,是否也有这方面的差异?
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斗七摇光 发表于 2019-5-7 23:27 | 显示全部楼层
vividfan 发表于 2019-5-7 13:51
以我自己极其有限的专业认知能力,推力差不多的发动机,主要部件大差不差吧?
一个居然1600公斤,一个只 ...

100K推力是merlin1d的1.5倍了,室压接近两倍,尺寸更大,而质量是尺寸的立方(自行脑补)。即便尺寸相同,光因为压力高,质量也得多出一倍多吧。而且结构和推力有啥关系?F1和merlin我看结构也差不多啊。
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9m96e2 发表于 2019-5-7 23:29 | 显示全部楼层
斗七摇光 发表于 2019-5-7 23:27
100K推力是merlin1d的1.5倍了,室压接近两倍,尺寸更大,而质量是尺寸的立方(自行脑补)。即便尺寸相同 ...

燃烧室体积一定时,推力和室压也是成正比的
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