Форум Новости Космонавтики

Тематические разделы => Средства выведения и другие технические вопросы => Тема начата: KBOB от 23.12.2010 06:50:39

Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: KBOB от 23.12.2010 06:50:39
Открыто новое соединение - тринтрамид N(N02)3, потенциально может являться КРИОГЕННЫМ  :lol: ракетным топливом.
http://en.wikipedia.org/wiki/Trinitramid

http://ru.wikipedia.org/wiki/Тринитрамид

Пока получен только в виде раствора при температуре ниже нуля - в чистом виде видимо жидкий (или с температурой плавления <100C). Работает как окислитель, заменяет тетраоксид диазота.
 http://ru.wikipedia.org/wiki/Тетраоксид_диазота
 
 http://kth.diva-portal.org/smash/get/diva2:360054/FULLTEXT01 (10.6 Мб)
 глава 5.3.6
ЦитироватьTNA is predicted to decompose through TS7, which corresponds to a free energy of activation of 27.9 kcal/mol in the gas-phase, and approximately 20-22 kcal/mol in solution. The low barrier heights make preparation and handling of TNA cumbersome. However, if proper low-temperature methods are devised it could prove useful in cryogenic propulsion engines.
 The molecule's predicted solid-state heat of formation (48.4 kcal/mol), together with its high oxygen balance enables very favorable performance characteristics as a rocket propellant oxidizer. TNA is expected to provide specific impulses (Ns/kg) comparable to both liquid oxygen-liquid hydrogen and AP/Al references. Due to a high density, a TNA propellants is expected to provide a roughly 30 % higher density impulse (Ns/L) than liquid oxygen, a 16-20 % improvement to N2O4 when combusting hydrogen rich fuels, and a 19 % increase as compared to AP, when combusting aluminum.
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Arie от 23.12.2010 11:04:16
ЦитироватьОткрыто новое соединение - тринтрамид N(N02)3, потенциально может являться ракетным топливом.
http://en.wikipedia.org/wiki/Trinitramid

http://ru.wikipedia.org/wiki/Тринитрамид
Я не понял - это что ? Окислитель ? Жидкий, твердый ?
Какой можно импульс получить при его использовании (энергия реакции какая) ?
И лучше он чего( а то какие-то 20-30% называют) ? Сегодняшних порохов, или лучшего ракетного топлива (водород+кислород) ?
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: KBOB от 23.12.2010 07:15:38
Цитировать
ЦитироватьОткрыто новое соединение - тринтрамид N(N02)3, потенциально может являться ракетным топливом.
http://en.wikipedia.org/wiki/Trinitramid

http://ru.wikipedia.org/wiki/Тринитрамид
Я не понял - это что ? Окислитель ? Жидкий, твердый ?
Какой можно импульс получить при его использовании (энергия реакции какая) ?
И лучше он чего( а то какие-то 20-30% называют) ? Сегодняшних порохов, или лучшего ракетного топлива (водород+кислород) ?

Он пока получен только в виде раствора - в чистом виде видимо жидкий (или с температурой плавления <100C). Работает как окислитель, заменяет тетраоксид диазота.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Тетраоксид_диазота

Очень полезен с точки зрения экологии поскольку не содержит хлора  :lol:

http://kth.diva-portal.org/smash/get/diva2:360054/FULLTEXT01 (10.6 Мб)
глава 5.3.6
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Arie от 23.12.2010 11:34:04
ЦитироватьОн пока получен только в виде раствора - в чистом виде видимо жидкий (или с температурой плавления <100C). Работает как окислитель, заменяет тетраоксид диазота.
Жидкий - это хорошо.
А импульс кто нибудь может прикинуть (с керосином, водородом и гептилом) ?

Цитироватьhttp://ru.wikipedia.org/wiki/Тетраоксид_диазота
Очень полезен с точки зрения экологии поскольку не содержит хлора  :lol:
:)
В остальном наверное еще токсичнее амила ?
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Arie от 23.12.2010 11:43:56
Цитироватьhttp://kth.diva-portal.org/smash/get/diva2:360054/FULLTEXT01 (10.6 Мб)
глава 5.3.6
TNA is expected to provide specific impulses (Ns/kg)
comparable to both liquid oxygen-liquid hydrogen and AP/Al references.
То бишь:
Ожидается, что Тринитрамид обеспечит импульс соизмеримый как с ЖК/ЖВ так и AP(?) с алюминием.

 Еще бы цифры найти.
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: KBOB от 23.12.2010 07:48:19
http://kth.diva-portal.org/smash/get/diva2:360054/FULLTEXT01 (10.6 Мб)
глава 5.3.6
ЦитироватьTNA is predicted to decompose through TS7, which corresponds to a free energy of activation of 27.9 kcal/mol in the gas-phase, and approximately 20-22 kcal/mol in solution. The low barrier heights make preparation and handling of TNA cumbersome. However, if proper low-temperature methods are devised it could prove useful in cryogenic propulsion engines.
    The molecule's predicted solid-state heat of formation (48.4 kcal/mol), together with its high oxygen balance enables very favorable performance characteristics as a rocket propellant oxidizer. TNA is expected to provide specific impulses (Ns/kg) comparable to both liquid oxygen-liquid hydrogen and AP/Al references. Due to a high density, a TNA propellants is expected to provide a roughly 30 % higher density impulse (Ns/L) than liquid oxygen, a 16-20 % improvement to N2O4 when combusting hydrogen rich fuels, and a 19 % increase as compared to AP, when combusting aluminum.
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Arie от 23.12.2010 11:52:56
ЦитироватьThe low barrier heights make preparation and handling of TNA cumbersome. However, if proper low-temperature methods are devised it could prove useful in cryogenic propulsion engines.
И чем оно лучше ЖК ?
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: KBOB от 23.12.2010 08:07:36
Цитировать
ЦитироватьThe low barrier heights make preparation and handling of TNA cumbersome. However, if proper low-temperature methods are devised it could prove useful in cryogenic propulsion engines.
И чем оно лучше ЖК ?
Плотность выше (расчетная 2.0), может взорваться.
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: октоген от 23.12.2010 14:54:42
Не может взорваться, а скорее обязательно взорвется. Как перхлорат нитрония... В общем, пока у нас довели Аммония динитрамид до технологии снаряжения РДТТ с топливом на его основе  прошло 20+ лет. И что-то у меня огромные сомнения что УИ будет лучше чем кислород-водород.
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Monoceros от 23.12.2010 16:41:34
Загнал в решатель с энергией образования 48.4 ккал/моль и плотностью 2, с алюминием и HTPB. Решатель говорит что оптимальное соотношение TNA 68%, Ал 9%, HTPB 23%. Первый раз вижу ТРТ которое с прибавлением алюминия с некоторой границы уменьшает уи (точнее сказать, обычно эта граница очень высоко). Это все потому, что алюминий хорош с окислителями в которых мало кислорода но много водорода. Поэтому всякие алюминалы - гавно! Ой, о чем это я... :roll: Кроме того многовато связки, ему видимо нужно что-то более водородсодержащее, например, ПЭ.
Вобщем, в конфигурации TNA-Al-HTPB уи получается практически как у вонючки. При 68атм в кс с расширением до 1атм уи 276.7-287.3сек, у вонючки 275.8-287.7. Плотность ТРТ 1.6029 г/мл, что существенно больше.
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Monoceros от 23.12.2010 16:47:05
ЦитироватьНе может взорваться, а скорее обязательно взорвется.
Я тоже так думаю, однако ПХА долго не занимались потому как считалось что он будет еще менее устойчив чем хлорат. Так что мало ли :)
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: KBOB от 23.12.2010 13:39:38
ЦитироватьНе может взорваться, а скорее обязательно взорвется. Как перхлорат нитрония... В общем, пока у нас довели Аммония динитрамид до технологии снаряжения РДТТ с топливом на его основе  прошло 20+ лет. И что-то у меня огромные сомнения что УИ будет лучше чем кислород-водород.

Можете назвать в какой РДТТ АДНА применен впервые?
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Местный от 23.12.2010 21:43:30
Раствор-это что-то,в чем-то.А,жидкая фаза-это другое,окислитель очередной.
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Theoristos от 26.12.2010 18:34:37
Так в "Ignition!..." про него было. Взрывается.
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: VAA от 04.01.2011 13:54:51
Добрался после выходных до оригинальной статьи в Angewandte.  Из нее можно сделать следующие выводы.
Тринитрамид в чистом виде выделен не был, а был получен и охарактеризован в качестве раствора в ацетонитриле с помощью инфракрасной и ЯМР спектроскопии.  Причём, судя по спектрам, в очень разбавленном состоянии, и его сигналы слабо выделялись на фоне оных от исходных материалов и побочных продуктов.
Почти все данные для этого соединения – расчётные.  
Расчётная нтальпия образования составляет 54.8=+-2 kca/mol.
Расчётная энтальпия гомолитической (с образованием двух радикалов) диссоциации N-N связи в газовой фазе (наиболее энергетический выгодный путь распада в газовой фазе) составляет около 28 kcal/mol.  В растворе предполагаемый механизм разложения меняется, при этом барьер уменьшается до 20–23 kcal/mol.  Соответственно, рассчитанная стабильность в растворе составляет: время полураспада (half-life)  примерно 10 дней при -40 С и примерно 230 лет при -80 С.  Подобные параметры оставляют мало надежд на практическое применение.
Расчётная плотность в твёрдом состоянии составляет 2.00+-0.06 г/см3, но о возможном агрегатном состоянии при разных температурах данных, ввиду их отсутствия, не приводится.
Ещё приведены цифры для расчетов уи для разных топливных пар в виде таблицы, но мне нелегко бы был ее сюда перепечатать.  В пересчёте на массу уи почти полностью соответствует тетраоксиду азота, только в пересчёте на плотность появляются небольшие преимущества.
Вообще, умиляет, что тринитрамид называют потенциальным green oxidizer; чем, спрашивается, тертаоксид азота тогда не зелёный? :wink:
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Monoceros от 04.01.2011 12:20:45
ЦитироватьВообще, умиляет, что тринитрамид называют потенциальным green oxidizer; чем, спрашивается, тертаоксид азота тогда не зелёный? :wink:
Чем, спрашивается, тринитрамид лучше оксида азота (V)? :D
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: VAA от 04.01.2011 14:55:03
ЦитироватьЧем, спрашивается, тринитрамид лучше оксида азота (V)? :D
С какой точки зрения?  Если с точки зрения "green", то, думаю, одинаково, оба будут давать при разложении/взаимодеиствии с водой тот же ядовитый диоксид азота.
Но, думаю, с других точек зрения ничем не лучше.
Не понятно, вообще, почему такую статью приняли в Angewandte. Экспериментальные результаты интересные, но предварительные; рассчёты же подобного плана производились несколько раз и публиковались в более специализированных журналах.
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Salo от 04.01.2011 13:15:39
http://www.dailytechinfo.org/space/1951-shvedskie-uchenye-nashli-veshhestvo-kotoroe-mozhet-stat-bolee-yeffektivnoj-zamenoj-raketnomu-toplivu.html
Цитировать27 декабря 2010
Шведские ученые нашли вещество, которое может стать более эффективной заменой ракетному топливу.[/size]

(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/15970.jpg)
Молекула тринитрамида

В настоящее время многие ученые и исследователи ведут поиски новых, нетрадиционных, методов и технологий, использование которых позволит доставлять грузы с поверхности Земли в околоземное космическое пространство. Но пока такие исследования не принесли никаких практических результатов, так что людям стоит продолжать использовать старые проверенные средства, такие как ракеты-носители. Оказывается, ученые ведут исследования и в этом направлении, целью которых является улучшение характеристик уже существующей космической техники. Одним из важных направлений являются исследования по разработке новых видов ракетного топлива и ученые из Швеции полагают, что им удалось обнаружить химическое соединение, которое может увеличить на целых 30% эффективность ракетного топлива по сравнению с топливом, используемым в настоящее время. Это открытие, с большим процентом вероятности, может оказать большое влияние на размеры, грузоподъемность и дальность действия будущих космических аппаратов.

"Известна эмпирическая зависимость, гласящая о том, что увеличение эффективности ракетного топлива всего на десять процентов позволяет удвоить вес полезного груза, доставляемого ракетой в космос. Найденное нами вещество состоит только из атомов азота и кислорода, что делает продукты его сгорания практически безвредными для окружающей среды" - рассказывает Торе Бринк (Tore Brinck), профессор физической химии из Королевского технологического института (Royal Institute of Technology, KTH) в Швеции. - "Последнее свойство нового вещества имеет весьма важное значение с учетом того, что каждый запуск шаттла в настоящее время эквивалентен выбросу в окружающую среду 550 тонн концентрированной соляной кислоты".

Бринк и его команда обнаружили новое вещество в группе сложных оксидов азота, в которую входит всего восемь разновидностей вещества, большинство из которых были открыты еще в 18-м столетии. Молекула этого вещества, тринитрамида (trinitramid), имеет формулу N(NO2)3 и является самой большой молекулой из группы сложных окисей азота.

Ученые уже успешно произвели некоторое количество этого вещества, проанализировали его состав и проверили его эффективность. Но, по их словам, еще есть немало работы, которую предстоит сделать до момента получения нового работоспособного ракетного топлива. "Нам еще неизвестно, насколько устойчивыми будут молекулы этого вещества, приведенного под влиянием внешних воздействий в твердую форму" - говорит Торе Бринк.
Они его похоже в РДТТ предлагают использовать.
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: KBOB от 05.01.2011 05:15:31
ссылка на статью
http://www.chemport.ru/forum/download/file.php?id=65038


Со стабильность тринитрамида может оказаться все не так и плохо.
Например для динитрамида была найдена очень стабильная соль (N-guanylurea dinitramide or FOX-12 or GuDN)
http://www2.foi.se/rapp/foir2312.pdf
в статье на рис. 3 показана кристаллическая струкура этой соли, которая стабилизирована многочисленными водородными связями.

Возможно и для тринитрамида найдется способ стабилизации.
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: hecata от 05.01.2011 10:45:11
ЦитироватьТак в "Ignition!..." про него было. Взрывается.

Из Ignition! вообще легко делается вывод, что все, что не применяется сегодня в ракетах либо взрывается, либо страшно ядовидо/коррозийно (типа ClF5), либо очень недешево, а чаще всего все три сразу :)
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: VAA от 10.01.2011 20:13:22
ЦитироватьОни его похоже в РДТТ предлагают использовать.
Для начала надо удостоверится, что он будет в нужном аггрегатном состоянии в нужном диапазоне температур и при этом будет достаточно устойчивым сколько-нибудь продолжительное время.
Несколько я понимаю, это заявление тоже было несколько преждевременным:
"Ученые уже успешно произвели некоторое количество этого вещества, проанализировали его состав и проверили его эффективность."
Особенно про эффективность.  Судя по всему, дело пока ограничилось наблюдением нескольких слабых спектральных линий в растворе, которые примерно соответствуют расчётным.
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Михаил Яковлевич Ковалёв от 12.01.2011 13:11:32
Месяц сидел "забаненый", только вчера включили. Сейчас напишу и меня снова забанят, возможно и навсегда. Будущее за твердотопливными двигателями, для них одномолекулярные вещества не годятся, сколько не варьируй состоянием: жидкое, газ... Тысячетонные гиганты должны вымереть, как динозавры. На земле есть почти идеальное топливо для твёрдых ракет. У него можно врьировать интенсивность горения и оно практически безвредно.Плотность можно менять тоже.     ...
Авиационные катастрофы с жидкими топливными баками демонстрируют нам потолок применения таких двигателей у самолётов .Они будут взрываться и гореть без шансов на спасение для людей. Скоро то же самое начнётся и с ракетами носителями. Я знаю из чего делают порох и в чём его недостатки.А если целлюлозу  заменить ... Пршу извинить!Я не шучу  не хочу широкого обсуждения. Есть ли где-нибудь не слишком открытый сайт?
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Михаил Яковлевич Ковалёв от 13.01.2011 09:26:52
Коротко:  дабы не слишком ошарашить. При изготовлении пороха берут хлопок или другую целлюлозу, сушат, чистят , измельчают , пропитывают , опять сушат... Он практически взрывается и потому не слишком удобен. Возьмём жизненный цикл травоядных животных. Они щиплют траву, измельчают, ферментируют, и выходит  навоз, , экскременты. Из чего они состоят? Это идеально измельчённая клетчатка , пропитанная множеством органических добавок. Очень высокая степень выделения тепла при сжигании, а интенсивность горения зависит от поступления воздуха, кислорода. Навоз жвачных ,травоядных животных можно тщательно перемешать до однородной массы и высушить. В сухом виде это будет очень лёгкий горючий материал, но он не взорвётся, как порох, всё будет зависеть от того , чем мы его пропитаем. По моим источникам, где я взял сведения о возможности такого применения продуктов жизнедеяиельности травоядных животных, их моча, если пропитать  навоз и высушить, тоже играет какую-то роль при горении. Это топливо не загорится от случайной искры, не загрязнит почву/скорее удобрит её/ и сейчас представляет скорее проблему утилизации, чем дорорговизны. Некоторые животные выделяют готовые брикеты их нужно толькео сушить и найти способ поджигать, что совсем не сложно. Конечно, это выглядит  как-то несерьёзно. А чем серьёзнее выглядит сбор хлопковых волокон или другой целлюлозы с последующей обработкой? К тому же , по моим данным, это уже применялось когда-то...
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Денис Лобко от 13.01.2011 10:58:54
Получается говнолёт
Название: НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид
Отправлено: Saul от 13.01.2011 16:55:30
Оказывается не ржачка, а бюджетное топливо -
 http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=11367&postdays=0&postorder=asc&start=0
 Обижаться не стоит, Старый, как то, способ воздушного старта (вперёд, изнутри носителя) назвал "вперёдлёт" и тут же переиначил на  "впердолёт".