http://www.wpafb.af.mil/news/story.asp?id=123164277
AFOSR запустило экспериментальную ракету ракетное топливо которой состояло из смеси воды и порошка алюминия, а перед стартом было заморожено до температуры -30С. Ракетный двигатель развил тягу 650 фунтов и поднял ракету на высоту 1300 футов.
Технические характеристики топлива приведены в статье (доступна первая страница)
http://pdf.aiaa.org/preview/CDReadyMJPC09_1980/PV2009_4877.pdf
Чем-то напоминает проэекты ракет на смеси жидкого кислорода и мелко помолотого парафина. :-) Никто не знает, какой УИ обещали?
Если верить, то Isp~350 (при добавлении 10% перекиси водорода к воде)
https://engineering.purdue.edu/Engr/Research/SURF/Participants/Summer/Events/ProfDevelopment/ResearchSeminarPoster/SAMPLE%20-%20GRC%20Poster%20-%20TRS%20comments.pdf
УИ для "твердотопливника" красивый... Я так понял это пока РДТТ в своем худшем виде - управления нет и в помине?
Хм... занятно. Но пока это всё, что я могу сказать. Насколько практично будет такое топливо, ведь температуру топливного заряда надо постоянно держать ниже нуля. И не дай бог, если он начнёт таять.
Помнится, я предлагал РДТТ на смеси замороженных озона и водорода. И гибридник жидкий водород+твёрдый озон.
Может тогда лучше гибридник жидкая вода + твердый алюминий? :)
ЦитироватьХм... занятно. Но пока это всё, что я могу сказать. Насколько практично будет такое топливо, ведь температуру топливного заряда надо постоянно держать ниже нуля. И не дай бог, если он начнёт таять.
Предлагаю ракету с таким двигателем запускать только на новый год или под рождество! :lol:
ЦитироватьМожет тогда лучше гибридник жидкая вода + твердый алюминий? :)
Алюминий не реагирует с водой, как показывает опыт мешает оксидная пленка.
http://experiment.edu.ru/catalog.asp?cat_ob_no=12793&ob_no=12807
Однако возможны варианты. Сплав алюминия-лития с разбавленной плавиковой кислотой.
ЦитироватьЦитироватьХм... занятно. Но пока это всё, что я могу сказать. Насколько практично будет такое топливо, ведь температуру топливного заряда надо постоянно держать ниже нуля. И не дай бог, если он начнёт таять.
Предлагаю ракету с таким двигателем запускать только на новый год или под рождество! :lol:
И назвать "Сосулькой"! :)
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьХм... занятно. Но пока это всё, что я могу сказать. Насколько практично будет такое топливо, ведь температуру топливного заряда надо постоянно держать ниже нуля. И не дай бог, если он начнёт таять.
Предлагаю ракету с таким двигателем запускать только на новый год или под рождество! :lol:
И назвать "Сосулькой"! :)
РРД (рождественский ракетный двигатель)
Хм. Заманчиво высокий УИ.
И отливать такую смесь будет относительно просто, можно делать заряд сразу на космодроме (чтобы не мучаться с охлаждением во время транспортировки). А в принципе - даже после установки ракеты на старт.
Видео
http://www.youtube.com/watch?v=-b7siH1Ausc
видно, что много алюминия вылетает не прореагировав.
ЦитироватьАлюминий не реагирует с водой, как показывает опыт мешает оксидная пленка.
http://experiment.edu.ru/catalog.asp?cat_ob_no=12793&ob_no=12807
Однако возможны варианты. Сплав алюминия-лития с разбавленной плавиковой кислотой.
Если так смотреть, то алюминий и с перхлоратом аммония не реагирует )
ЦитироватьВидео
http://www.youtube.com/watch?v=-b7siH1Ausc
видно, что много алюминия вылетает не прореагировав.
Оксид алюминия так же летит
ЦитироватьХм. Заманчиво высокий УИ.
И отливать такую смесь будет относительно просто, можно делать заряд сразу на космодроме (чтобы не мучаться с охлаждением во время транспортировки). А в принципе - даже после установки ракеты на старт.
Как раз хорошо для России.
ЦитироватьЦитироватьХм. Заманчиво высокий УИ.
И отливать такую смесь будет относительно просто, можно делать заряд сразу на космодроме (чтобы не мучаться с охлаждением во время транспортировки). А в принципе - даже после установки ракеты на старт.
Как раз хорошо для России.
Щас - только зимой, и то когда она холодная, а иначе придется как-то замораживать заряд прямо на пусковой. Шахтная ПУ или башня обслуживания с холодильником? Ну, в принципе, в этом что-то есть... Жидкий кислород у нас на любом космодроме есть, а тут можно и вовсе азотом обойтись или жидким воздухом... Попробовать бы на этом первую ступень сделать для небольшой ракеты и поглядеть, чего выйдет...
Да, ТТУ вообще дешевые (при наличии налаженного производства). А тут ещё и заливка проще, и УИ выше. Очень подходящий двигатель для первой ступени получается.
Ради этого можно и протерпеть усложение старта с заморозкой. Тем более что на космодроме хвататет криогенных жидкостей, есть чем замораживать.
ЦитироватьХм... занятно. Но пока это всё, что я могу сказать. Насколько практично будет такое топливо, ведь температуру топливного заряда надо постоянно держать ниже нуля. И не дай бог, если он начнёт таять.
Неужели с жидким кислородом или тем более водородом проблем меньше?
Пресс-релиз
http://www.pressreleasepoint.com/node/317858/pdf
ЦитироватьALICE has the consistency of toothpaste when made. It can be fit into molds and then cooled to -30 C 24 hours before flight.
The propellant has a high burn rate and achieved a maximum thrust of 650 pounds during this test.
Заморозить твердотопливную ракету до -30С не проблемма, а если ее еще покрыть теплоизоляцией, то за сутки не растает.
На заводах изготовителях твердотопливных ракет я слышал их испытывают при -40С, значит холодильники для заморозки уже есть!
Но если учесть, что лед становится прочнее при низких температурах (при температуре жидкого азота как гранит), то может стоит замораживать до -100С и ниже?
А какая реакция происходит между алюминием и льдом? А то меня начали опять одолевать сомнения ...........
ЦитироватьА какая реакция происходит между алюминием и льдом? А то меня начали опять одолевать сомнения ...........
Алюминий вытесняет водород из воды. Но это не дает 350с, максимум 200с по PROPEP.
Там есть ещё добавка перекиси водорода. Она окисляет часть водорода, а часть за счет этого подогревается.
ЦитироватьТам есть ещё добавка перекиси водорода. Она окисляет часть водорода, а часть за счет этого подогревается.
Пока есть алюминий, водород не окисляется. А алюминий в первую очередь восстанавливает перекись, поэтому об окислении водорода перекисью не может быть речи. Но даже с 40% перекисью уи максимум 230с.
В вакууме при бесконечном расширении действительно 350с, но это с 90% шлака в выхлопе и вообще недостижимо. Для керосин-кислорода кстати с такими же условиями это 450с.
ЦитироватьЦитироватьА какая реакция происходит между алюминием и льдом? А то меня начали опять одолевать сомнения ...........
Алюминий вытесняет водород из воды. Но это не дает 350с, максимум 200с по PROPEP.
Да, что то не сообразил о возможности окислительно восстановительной реакции. Теперь понятно для чего перикись нужна.
Я одного не могу понять - а как они заряд готовят? Ведь алюминиевый порошок надо с водой смешивать, но в таком случае пойдёт реакция!
Так скоро начнём бояться алюминиевых ложек, вдруг шваркнет.
korund, почитайте из чего состоит.
ЦитироватьЦитироватьХм... занятно. Но пока это всё, что я могу сказать. Насколько практично будет такое топливо, ведь температуру топливного заряда надо постоянно держать ниже нуля. И не дай бог, если он начнёт таять.
Неужели с жидким кислородом или тем более водородом проблем меньше?
Так жидкое топливо как было в баках, так и остаётся, а пары уходят через клапана. А здесь начнётся деформация заряда, его отслоение от стенок корпуса. И я уже писал про опасения насчёт реакции в талой воде.
А вот кстати вопрос: а насколько безопасна замороженная до ледяного состояния перекись?
И как быстро она разлагается в таком виде?
ЦитироватьА вот кстати вопрос: а насколько безопасна замороженная до ледяного состояния перекись?
И как быстро она разлагается в таком виде?
В смысле, насколько безопасна? Ну, есть её не надо :) а в остальном... Вроде бы не взрывается :) . Паров почти не выделяет...
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьХм... занятно. Но пока это всё, что я могу сказать. Насколько практично будет такое топливо, ведь температуру топливного заряда надо постоянно держать ниже нуля. И не дай бог, если он начнёт таять.
Неужели с жидким кислородом или тем более водородом проблем меньше?
Так жидкое топливо как было в баках, так и остаётся, а пары уходят через клапана. А здесь начнётся деформация заряда, его отслоение от стенок корпуса. И я уже писал про опасения насчёт реакции в талой воде.
Да, как раз хотел то же самое сказать.
И ещё добавлю: тут ещё нужно опасаться потери прочности заряда в процессе горения: из-за прозрачности водяного и прочих льдов световая энергия реакции проходит сквозь шашку, накапливаясь на стенках корпуса и усиливая отслоение. Алюминий и прочие примеси ее задерживают, но не уверен что этого достаточно.
Интересно, как они с этим борются. :roll:
ЦитироватьЩас - только зимой, и то когда она холодная, а иначе придется как-то замораживать заряд прямо на пусковой. Шахтная ПУ или башня обслуживания с холодильником? Ну, в принципе, в этом что-то есть... Жидкий кислород у нас на любом космодроме есть, а тут можно и вовсе азотом обойтись или жидким воздухом... Попробовать бы на этом первую ступень сделать для небольшой ракеты и поглядеть, чего выйдет...
Нет, это черезчур просто -
постоянство достаточно холодной погоды в нужный временной промежуток никто не гарантирует, да и создавать "сезонную" РН тоже никому не нужно. Стало быть, система охлаждения должна справляться даже с летней жарой.
При этом на корпусе двигателя будет выпадать конденсат, усиливая прогрев.
Хотя если движок будет достаточно толстым (2-3 м), да ещё покрыт теплоизоляционной шубой как шаттловский бак, то несколько часов он наверное выдержит... А потом срочно в ангар и в холодильник.
В целом система видимо может быть работоспособной... но УИ указан какой-то нереально-сказочный. Хорошо если хотя бы 300 по факту будет, иначе нет смысла и затевать.
Ну как же, а экология? Алюминий - это не перхлорат какой-то!
ЦитироватьНу как же, а экология?
Есть у меня нехорошее подозрение, что эта экология не доживет даже до американской Луны-2.0 :D
Очередной "дас ис фантастишь":) Где они там 350 с УИ намеряли?:)
Очень хорошо если там по факту 200 с будет. А алюминий там видать активированный галлием и индием.
Может петарды на этом и выйдут, но серьезных размеров ракета с диаметром 2-3 метра вряд ли, по крайней мере ближайшие 10-15 лет.
ЦитироватьОчередной "дас ис фантастишь":) Где они там 350 с УИ намеряли?:)
Очень хорошо если там по факту 200 с будет. А алюминий там видать активированный галлием и индием.
Может петарды на этом и выйдут, но серьезных размеров ракета с диаметром 2-3 метра вряд ли, по крайней мере ближайшие 10-15 лет.
Алюминий у них нано-дисперсный (без галлия), но с расчетом УИ какая-то ошибочка у них вышла или я просто юмора ихнего не понял.
При всем моем скептицизме на счет этого, возможно, что-то путнее и выйдет. Особенно если решат проблему лучистого теплопереноса в заряде и найдут способы изготовления зарядов большого диаметра...
Отмечу, надежных зарядов...
(извиняюсь за флуд, но сдержаться не могу :-))
Дааа.... Отличный вариант для фантастики: замороженная база ледяных ракет пришельцев в Антарктиде (или каких-нибудь Атлантов :shock: )...
Для меня лично это доказательство эффективности нанопорошка Al. Если он вытесняет водород с воды при низкой т-ре, и скорость горения высокая, то уж улучшить смесевое топливо на нитрате аммония с наполнителем точно сможет. И никакой ПХА будет не нужен. Экологично, значительно меньше оксида Аl и никакой дурацкой заморозки. УИ тоже до 250 поднимется. Наши ученые проводили исследования
нанокомпозитного топлива с нитратом аммония и алюминием. Дешевое, можно делать в промышленных количествах.
А 350сек с водой явно в вакууме. Такой двигатель (Al + вода) можно на Марсе применять, трудно тока алюминий получить. Гидрид алюминия с перекисью куда проще для наземных ракет.
ЦитироватьНаши ученые проводили исследования
нанокомпозитного топлива с нитратом аммония и алюминием. Дешевое, можно делать в промышленных количествах.
А зачем приставка нано? :) Нормальное себе топливо НА+связка+магний или даже алюминий.
Правда современная космонавтика не нуждается в столь дешевом топливе.
Современная космонавтика скорее не уверена что будет легко делать корпуса РДТТ и заливать в них топливо на нитрате аммония так чтобы оно нормально работало. Диаметры 3 м и более нужны будут точно, а вот сомнений в дешевой реализуемости таких корпусов и заливки много.
С нитратом аммония есть патентованное топливо с бором, УИ 275. Наше кстати.
Сия топливная пара, несмотря на свою экзотичность и низкий Уй отлично подходит для астероидов :wink: Там и вода есть и алюминий, и весьма прохладно в тени - ракеты на подножном корму самое то делать. И просто в изготовлении.
Очень странно, что тема обсмеяна и заглохла. На всякий случай, напомню - состоящие на вооружении морфлота РФ самые быстрые в мире торпеды "шквал" (скорость под водой 100 м/с) по некоторым данным в качестве топлива применяют как раз алюминий, окисляемый забортной водой. А вот буржуйская статья 78-го года,
http://chemistry-chemists.com/N3/9-18.htm
в которой подробно расписан способ получения водорода на борту торпеды для привода турбины. Примечателен способ подачи алюминия в камеру сгорания - тупо давлением, так пивные банки делают. Похоже, при разработке "шквала" советские конструкторы пошли еще дальше, и выкинули турбину, заменив ее реактивным соплом.
Да, пропип дает УИ около 200с. Вам мало? Вы зажрались!
А вот это не проще ли будет использовать ?
http://rnd.cnews.ru/tech/news/line/index_science.shtml?2010/03/17/383071
Как утверждает пресс-служба ESA, шведская компания ECAPS, входящая в структуру Шведской космической корпорации, разработала нетоксичный заменитель гидразина - топлива для двигателей ориентации космических аппаратов.
В основе нового топлива LMP-103S - синтезированный в своё время в СССР динитрамид аммония (ammonium dinitramide, ADN), вода, метанол и аммиак. Топливо самовоспламеняется при контакте с кислородом либо с катализатором, что упрощает создание двигательной установки. В настоящее время ведётся разработка однокомпонентного жидкого топлива на базе ADN.
В отличие от используемого сейчас гидразина, LMP-103S обладает рядом достоинств, важнейшее из которых - его нетоксичность. Это значительно упрощает подготовку аппаратов к запуску и в конечном счёте снижает их стоимость. Станет возможной заправка космических аппаратов непосредственно перед запуском.
LMP-103S обеспечивает на 6% больший удельный импульс и обладает на 24% большей плотностью, чем гидразин, что в результате позволяет повысить эффективность расходования топлива на 30%. Переделка конструкции однокомпонентных двигательных систем не потребуется.
Предполагается, что испытания нового топлива в космических условиях пройдут на борту аппарата ESA Prisma. На семействе аппаратов Proba-3, предназначенных для отработки методик группового пилотирования в тесном строю, оно будет использоваться в качестве штатного топлива.
Уже отдельная тема есть. :roll:
А каковы химические и физические свойства твердой перекиси водорода? Насколько прочен её лед? Она замерзает при минус 0,5 по Цельсию, почти как вода.
Предлагаю такой РДТТ: лед перекиси водорода, армированной нитями полиэтилена. Нитями, а не порошком - для повышения прочности заряда.
По идее УИ должен быть вполне приличным, а замораживать двигатель надо не так уж сильно по сравнению с традиционными криогенными компонентами.
Получается экологически чистый РДДТ на сравнительно дешевых компонентах.
Но почему такой внешне привлекательный вариант до сих пор не используют? Есть подводные камни? Может твердая перекись очень взрывоопасна или ещё что?
Эврика! В смысле - нашёл.
http://www.mirprom.ru/Pubs.aspx?id=11888
ЦитироватьК сожалению, особого внимания со стороны руководителей разработки перспективных ракетносителей к нанорешениям пока не наблюдаются. Зато появляется информация о наноразработках в области ракетной техники за рубежом. Так, в США изучают твердое топливо, представляющее собой лед с вмороженными в него наночастицами алюминия, Французское космическое агенство CNES провело лабораторные эксперименты по сжиганию замороженного топлива из перекиси водорода, гидрида алюминия и полиэтилена и получило положительные результаты: в частности, оказалось, что удельный импульс тяги может достигать 370-390 с
ЦитироватьЭврика! В смысле - нашёл.
http://www.mirprom.ru/Pubs.aspx?id=11888
ЦитироватьК сожалению, особого внимания со стороны руководителей разработки перспективных ракетносителей к нанорешениям пока не наблюдаются. Зато появляется информация о наноразработках в области ракетной техники за рубежом. Так, в США изучают твердое топливо, представляющее собой лед с вмороженными в него наночастицами алюминия, Французское космическое агенство CNES провело лабораторные эксперименты по сжиганию замороженного топлива из перекиси водорода, гидрида алюминия и полиэтилена и получило положительные результаты: в частности, оказалось, что удельный импульс тяги может достигать 370-390 с
Похоже с УИ загнули.
Если теоретический УИ в пустоте - то вполне может быть, если жечь в перекиси полиэтилен и алюминий.
Реальный УИ у земли при разумном давлении в двигателе конечно будет минимум на сотню секунд ниже, а то и на 120-130.
Но это вполне прилично для ТТРД.
Такая штука довольно взрывоопасна. Во-первых, вообще может сдетонировать, во-вторых, будет выделять кислород и водород одновременно, хоть и медленно.
ИМХО, нанотехнологии - это ерунда. Хорошим замороженным топливом было бы метано-кислородное, сделанное средними секциями. Метан - на матрице из углеродного волокна, кислород - на матрице из аэрогеля.
Цитироватьво-вторых, будет выделять кислород и водород одновременно, хоть и медленно.
Медленно - не страшно. Во-первых температура низкая, что тормозит разложение перекиси. Во-вторых двигатель заливают уже на космодроме незадолго до пуска. Месяцами хранить заправленный не надо.
ЦитироватьХорошим замороженным топливом было бы метано-кислородное, сделанное средними секциями.
Температура заряда должна быть не выше 50 К. Это сопоставимо с температурой жидкого водорода. Но водород в баке может понемногу выкипать, это неприятно, но все же не смертельно. А вот если заряд РДТТ потеряет прочность и растрескается - будет "бум".
Поддерживать стабильно такую низкую температуру всех частей заряда непросто.
Ситуация осложняется наличием у твердого кислорода при нормальном давлении трех кристаллических фаз, каждая из которых существует в узком промежутке температур:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%E8%F1%EB%EE%F0%EE%E4
Чтобы сохранить целостность заряда, нужно держаться в диапазоне существования какой-то одной фазы.
ЦитироватьТемпература заряда должна быть не выше 50 К. Это сопоставимо с температурой жидкого водорода. Но водород в баке может понемногу выкипать, это неприятно, но все же не смертельно. А вот если заряд РДТТ потеряет прочность и растрескается - будет "бум".
...
1. Не понял, причём здесь водород.
2. А про матрицу (микроарматуру) я зачем написал?
ЦитироватьAl+Ice=ALICE (Ледяное ракетное топливо)
Если ввести в воду какой ни будь загуститель? На ум пришел желатин. :lol: При температуре более 100 он плавится.
Надо просто подогреть. :D
Цитировать1. Не понял, причём здесь водород.
Как пример низкотемпературного вещества, с которым работают ракетчики.
Цитировать2. А про матрицу (микроарматуру) я зачем написал?
Ну матрица, да.
Но зачем возиться с глубоко криогенными зарядами РДТТ?
Перекись+полиэтилен дадут УИ ненамного меньше при температуре бытового холодильника.