Ich habe mich über Gasgeneratorzyklen informiert und bin auf den folgenden Absatz gestoßen, in dem es um brennstoff- oder oxidatorreiche Gasgeneratoren und die unterschiedlichen Mischungsverhältnisse für die Hauptbrennkammer gegenüber dem Gasgenerator geht (aus Liquid Rocket Thrust Chambers , S. 637-638 ):
Für eine brennstoffreiche Konfiguration ist das Mischungsverhältnis des Gasgeneratorstroms, der so gewählt ist, dass akzeptable Turbinentemperaturgrenzen aufrechterhalten werden, viel niedriger als das Mischungsverhältnis der Hauptkammer. Um ein nominelles Motoreinlass-Mischungsverhältnis aufrechtzuerhalten , muss die Hauptkammer oberhalb des nominellen Mischungsverhältnisses arbeiten, um das niedrigere Mischungsverhältnis im Gasgenerator zu kompensieren. In ähnlicher Weise muss für eine an Oxidationsmittel reiche Konfiguration das Mischungsverhältnis der Hauptkammer unterhalb des nominellen Mischungsverhältnisses arbeiten, weil das Mischungsverhältnis des Gasgenerators höher ist. Somit wird für beide Konfigurationen die Hauptkammerleistung reduziert, da das Mischungsverhältnis weiter vom Spitzenleistungswert entfernt ist.
Warum sollte mich das Mischungsverhältnis am Motoreinlass interessieren? Warum nicht einen wählen, der sowohl dem Gasgenerator als auch der Hauptbrennkammer ihr bevorzugtes Mischungsverhältnis verleiht?
Ich konnte nur sehen, dass es die Tankgröße und damit das Gewicht geringfügig beeinflusst, aber ich sehe nicht, warum das so drastisch sein sollte, dass es ein suboptimales Mischungsverhältnis für die Hauptbrennkammer rechtfertigen würde.
Ich stimme Ihrer Analyse zu.
Um ein nominales Motoreinlass-Mischungsverhältnis aufrechtzuerhalten, muss die Hauptkammer oberhalb des nominalen Mischungsverhältnisses arbeiten, um das niedrigere Mischungsverhältnis im Gasgenerator zu kompensieren.
Dieser Satz macht isoliert einen gewissen Sinn; Wenn der komplette Motor ein bestimmtes Mischungsverhältnis vorgibt, hat die Hauptkammer ein etwas höheres Verhältnis als dieses und der Gasgenerator ein niedrigeres.
Somit wird für beide Konfigurationen die Hauptkammerleistung reduziert, da das Mischungsverhältnis weiter vom Spitzenleistungswert entfernt ist.
Dieser Teil macht keinen Sinn und suggeriert Verwirrung seitens des Autors. Es spannt den Karren vor das Pferd. Es gibt keinen Grund, das Spitzenleistungsverhältnis für die Hauptkammer allein als Mischungsverhältnis für den gesamten Motor zu nehmen, wenn dies die Leistung verringert.
Tatsächlich heißt es in dem Papier weiter (SciHub-Link):
Um die Auswirkungen dieser Verschiebung des Mischungsverhältnisses zu minimieren, können die Fahrzeugtanks so ausgelegt werden, dass sie mit einem etwas reduzierten „System“- oder Motoreinlass-Mischungsverhältnis arbeiten. Dies funktioniert besser für nicht mit Wasserstoff betriebene Motoren, bei denen die Kraftstoffdichte näher an der Dichte des Oxidationsmittels liegt und die Auswahl des Mischungsverhältnisses minimale Auswirkungen auf das Gewicht und Volumen des Stufentanks hat.
All dies scheint nur schlampiges Denken zu sein. Das richtige Mischungsverhältnis ist dasjenige, das die beste Gesamtsystemleistung bietet , unter Berücksichtigung der Tankgröße, des Gasgeneratorverhältnisses und der Durchflussrate sowie der Leistung der Hauptkammer von Anfang an. Das ideale Hauptkammerverhältnis (selbst möglicherweise durch thermische Erwägungen sowie rein spezifische Impulse eingeschränkt) ist ein guter Ausgangspunkt für den Lösungssuchraum, aber es gibt eine Reihe von Gründen, warum es nicht das Optimum sein könnte.
Organischer Marmor
Russell Borogove
Ruben