Вот какая ещё мысль меня снова посетила /не даёт покоя уже лет 15 - 20!!! ::) /. Смотрите:
Плотность жидкого водорода -
0,07 г (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC)/см³ (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80),Плотность твёрдого водорода - 0,08667 г/см³ (при 14,16 К) среди твёрдых простых веществ (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8B%D0%B5_%D0%B2%D0%B5%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0)
.Разница в потребных температурах не сильно велика:[th]Температура плавления (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0_%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F)[/th]
| 14,01 K (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%B2%D0%B8%D0%BD); −259,14 °C (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D0%B4%D1%83%D1%81_%D0%A6%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%B8%D1%8F) | [th]Температура кипения (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0_%D0%BA%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F)[/th]
| 20,28 K (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%B2%D0%B8%D0%BD); −252,87 °C (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D0%B4%D1%83%D1%81_%D0%A6%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%B8%D1%8F) |
Плотность жидкого кислорода - 1,141 г/см³
Плотность твёрдого кислорода - 1,53 г/см³ .
[th]Температура плавления (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0_%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F)[/th]
| 54,8 К (-218,35 °C) | [th]Температура кипения (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0_%D0%BA%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F)[/th]
Плотность жидкой и твёрдой фаз различается весьма заметно. Если вместо баков использовать шашки и набить их замороженными газами, это должно дать существенную экономию габаритов. Соответственно, можно сэкономить на массе конструкции и теплозащите. Или я ошибаюсь? Кто как считает? |
|
|
|
А как их в двигатель подавать?
Или как ТТ "смешать, но не взбалтывать"?
Цитата: pkl от 20.02.2021 01:21:17набить их замороженными газами
Шугообразный кислород вовсю используется со времён Н1. И сейчас в Ф9 у того же Маска.
Шугообразный метан тоже будет, наверное в СШ/СХ.
Совсем-совсем твёрдый монолитный - это уже тогда без ТНА, криогенный РДТТ получится.
Т.е. все недостатки РЖД и РДТТ вместе собрать.
Я не уверен что можно заморозить гремучую смесь H2+LOX в монолит без выпадения в осадок одного из компонентов.
Цитата: vissarion от 20.02.2021 04:44:51Я не уверен что можно заморозить гремучую смесь H2+LOX в монолит без выпадения в осадок одного из компонентов.
Значит гибридник - водород твёрдый, кислород жидкий. Их можно держать в разных местах.
А смешать порошки кто мешает?Или прессовать в шашки с каналами и растапливать жидкими компонентами нагретыми в двигателе?Фильтр на выходе побольше (по площади) и греть (лепестричеством?)чтобы не забивался.
Цитата: Asteroid от 20.02.2021 02:56:36А как их в двигатель подавать?
Или как ТТ "смешать, но не взбалтывать"?
Да, сначала у меня была идея чисто РДТТ. Сейчас я думаю их подогревать понемногу с одного конца, чтобы газы таяли либо испарялись. Жидкость можно качать насосом, газ пойдёт в двигатель сам.
Цитата: vissarion от 20.02.2021 04:44:51Цитата: pkl от 20.02.2021 01:21:17набить их замороженными газами
Шугообразный кислород вовсю используется со времён Н1. И сейчас в Ф9 у того же Маска.
Шугообразный метан тоже будет, наверное в СШ/СХ.
Они использовали шугообразный кислород? :o А разве не переохлаждённый?
ЦитироватьСовсем-совсем твёрдый монолитный - это уже тогда без ТНА, криогенный РДТТ получится.
Т.е. все недостатки РЖД и РДТТ вместе собрать.
Я не уверен что можно заморозить гремучую смесь H2+LOX в монолит без выпадения в осадок одного из компонентов.
Твёрдое топливо плотнее. Можно выиграть в объёме - в этом весь смысл. Можно намораживать тонкими слоями, но это долго. Либо выливать жидкий кислород в водород и перемешивать, а затем трамбовать.
Правда, я не уверен, что это не рванёт в конце концов. :D Мне кажется, с точки зрения безопасности лучше раздельное хранение и раздельная подача. Надо только научиться газифицировать твёрдое топливо.
Цитата: Дмитрий Инфан от 20.02.2021 04:46:55Цитата: vissarion от 20.02.2021 04:44:51Я не уверен что можно заморозить гремучую смесь H2+LOX в монолит без выпадения в осадок одного из компонентов.
Значит гибридник - водород твёрдый, кислород жидкий. Их можно держать в разных местах.
У гибридника будет проблема: много тепла выделяется, импульс последействия будет нехилый, остановить такой двигатель вряд ли получится.
Сейчас подумал: разница в жидкой и твёрдой фазе у водорода невелика, у кислорода заметно больше. Может, тогда гибридник обратной схемы, кислород твёрдый, горючее жидкое? В таком случае это не обязательно должен быть водород, пойдёт и керосин - он плотнее. У кислорода и температура плавления повыше. В целом схема с жидким керосином и кислородной шашкой видится реалистичнее.
Цитата: Юрий Темников от 20.02.2021 09:02:15А смешать порошки кто мешает?Или прессовать в шашки с каналами и растапливать жидкими компонентами нагретыми в двигателе?Фильтр на выходе побольше (по площади) и греть (лепестричеством?)чтобы не забивался.
Ну да, я так и хочу: пара шашек, которые подогревать с одного конца электричеством.
В принципе, что нам мешает разместить баки один внутри другого? Допустим, кислородный внутри водородного? Замёрзнут оба, оба будут и отогреваться. При этом мы экономим на теплоизоляции, на перегородках.
а где замораживать? прям в баке - фиг получится, проблемы и с теплоносителем (кроме [жидкого-?] гелия - вариантов вроде нет), и с теплообменником, и с теплоизоляцией. еще проблема кстати - это дебаевские температуры уже, теплоемкости всех веществ резко падают, компенсировать приток тепла извне становится проблемно. если вот прям шашку делать на призводстве - намучаешься с ней, на ней будет конденсироваться все подряд, включая воздух. с веществами при таких температурах можно работать только в дьюаре
Честно говоря, не знаю. Потому и создал тему, обсудить возможность. Пока что я вижу основной областью применения такой технологии сравнительно небольшие верхние разгонные блоки. Затем можно перейти на вторые ступени.
Начать, видимо, лучше с кислорода, его можно жидким водородом замораживать: бак имеет двойные стенки, как сосуд Дьюара. Или вариант бак в баке: шашка с твёрдым кислородом, окружённая жидким водородом. В пространство между стенками баков льём водород, сам бак заправляется жидким кислородом. Водород кипит, отбирает тепло у кислорода, тот замерзает. Когда кипение водорода прекратилось, шашку вынимаем. Теплоизоляция, конечно, нужна, но она нужна только снаружи, для изоляции ракетного блока от внешней среды.
В космосе под многослойной ЭВТИ может и потянет.но уж больно гемору много.
еще одна проблема кстати - бОльшая плотность твердой фазы означает, что при нагреве она будет сепарироваться внизу бака, и отбор жидкой фазы при изменении наполнения бака становится тоже очень проблемным
Цитата: pkl от 20.02.2021 11:08:20Цитата: Юрий Темников от 20.02.2021 09:02:15А смешать порошки кто мешает?Или прессовать в шашки с каналами и растапливать жидкими компонентами нагретыми в двигателе?Фильтр на выходе побольше (по площади) и греть (лепестричеством?)чтобы не забивался.
Ну да, я так и хочу: пара шашек, которые подогревать с одного конца электричеством.
В принципе, что нам мешает разместить баки один внутри другого? Допустим, кислородный внутри водородного? Замёрзнут оба, оба будут и отогреваться. При этом мы экономим на теплоизоляции, на перегородках.
Где столько электричества взять. Теплоту плавления посчитайте.
Спасибо за мысли. Я их буду думать.
Цитата: pkl от 20.02.2021 11:02:48Может, тогда гибридник обратной схемы, кислород твёрдый, горючее жидкое? В таком случае это не обязательно должен быть водород, пойдёт и керосин - он плотнее. У кислорода и температура плавления повыше. В целом схема с жидким керосином и кислородной шашкой видится реалистичнее.
Если водород жидкий, то ничего не выигрываем, ибо объём практически не уменьшается. Только затраты на заморозку и поддержание в замороженном состоянии.
У кислорода большая разница в плотности между жидкой и твёрдой фазами. Насчёт водорода думал, да, пожалуй, так и есть. Поэтому предлагаю в качестве горючего керосин. Гибридный двигатель на твёрдом кислороде в качестве окислителя.
Цитата: pkl от 26.02.2021 00:22:08в качестве горючего керосин. Гибридный двигатель на твёрдом кислороде в качестве окислителя.
гибридный двигатель с твёрдым O
2 возможен
т.е. по аналогии с вёрджиновским N
2O-HTPB только пропускать горючее через рассверленные кислородные шашки
керосин не подойдёт - замёрзнет, проходя через твёрдый кислород на большой длине
нужно что-то, что не закупорит пропилы, что будет оставаться газообразным или хотя бы жидким при -218° а это только водород
Ещё проблема ТТ что поры в шашках уменьшают суммарную плотность и вся затея сходит на нет.
в этом нет смысла, не практично, никакой выгоды не принесёт,
но это хотя бы не полное безумие, это возможно
Значит только ЖРД и компоненты плавить.А шашки охлаждать гелием.При наличии энергии (ЭХГ и ЭВТИ) и турбодетандера,самое то для дальнего космоса.
Честно, уже проще и перспективнее тогда разрабатывать метастабильны мюонный водород. Там и плотность, там и импульс и элементарный термояд на коленке.
Экономии не получится, потому что оболочка РДТТ - то де самое, что стенки сгорания РД. Поэтому топливо желательно делать как можно плотнее, водород пролетает однозначно.