Форум Новости Космонавтики

Почему именно Метан?
У Бутана и УИ нормальный, и плотность поболе, и сжижается при 0,1МПа около нуля по Цельсию...

А ещё говорят - оливковое масло с кислородом неплохой УИ даёт...


Давайте ещё придумывать - чтоб в ракету залить-то?
Напряжем, ткскзть, фантазию и мосх.

ЦитироватьПочему именно Метан?
У Бутана и УИ нормальный, и плотность поболе, и сжижается при 0,1МПа около нуля по Цельсию...

В принципе, что метан, что пропан, что бутан, что керосин - углеводороды. Отличие только в длине цепочки из атомов углерода. Чем длиннее цепочка, тем выше температура кипения. Особняком стоит метан - у него всего один атом углерода.
Что касается бутана, то это вполне нормальный заменитель керосина. Его физические и химические парамтры близки к керосину и переделать РН на бутан можно с минимальными усилиями.
Его преимущество в том, что он жидкость пр небольшом давлении, но газ при атмосферном. Следовательно баки падающих ступеней будут самоочищаться от остатков топлива.
Также для бутана проще обеспечить фракционную чистоту топлива простой перегонкой. Тогда как керосин - это всегда смесь различных углеводородов.

ЦитироватьА ещё говорят - оливковое масло с кислородом неплохой УИ даёт...

Вот это бред :) Без комментариев.

Вот именно. В метане относительное содержание водорода 25%, и вдвое выше, чем в керосине. А разница между керосином и бутаном вполне академическая. С точки зрения УИ, по крайней мере.

Но вот плотность керосина заметно выше плотности жидкого бутана

Меньшая чем у керосина плотность бутана сожрет прибавку УИ, зато появятся проблемы с криогенностью и взрывоопасностью, которые никому не нужны. А экологи как-нибудь перебьются.

Та не, криогенность бутану не нужна. Он при атмосферном давлении сжижается около нуля, если я ничего не путаю...
Прибавка УИ небольшая:

Для бутана и кислорода пустотный УИ где-то около 314с.
Для пропана и кислорода 312с.
Для керосина и кислорода 303с.
Это при давлении в КС 30атм.

Что там ещё в кислороде горит?

ЦитироватьТа не, криогенность бутану не нужна. Он при атмосферном давлении сжижается около нуля, если я ничего не путаю...

Верно. А при наддуве баков он будет жидким и при большей температуре.

Вот взрывоопасность - это нехорошо. Бутан тяжелее воздуха и при утечке он будет скапливаться в районе стартового стола. Малейшая искра и кирдык!

ЦитироватьЧто там ещё в кислороде горит?

Черт возьми! Водород горит! И чертовски хорошо! :) ;)

Да почти всё хорошо горит.
Хлопок и лён, дерево и бумага, магний и железо, водород и аммиак, говорят даже бетон.
Классика жанра - ацетилен.
Точнее ацетон-ацетиленовая смесь. Не слышал даже о испытаниях движка на таком деле.

Эй, а может собрать гибридный движок, как кто-то здесь предлагал - на жидком кислороде и американских долларах?
Заодно и проверим - правда ли, что эта пара даёт неплохой УИ :)

Понимаю, творческая мысль рвется вперед :) Вот только зачем все это?
Выбором оптимальных пар горючее-окислитель занимались в докосмическую эпоху, а в настоящий момент фавориты давно определились:
1. Водород-кислород: высокий УИ.
2. Керосин-кислород: дешево и сердито.
3. Твердотопливные композиции: для военных ракет и стартовых ускорителей.
4. Высококипящая "вонючка" для длительного хранения в космическом пространстве.

ЦитироватьТа не, криогенность бутану не нужна. Он при атмосферном давлении сжижается около нуля, если я ничего не путаю...

А керосин вообще сжижать и охлаждать до нуля не нужно (если он не переохлажденный конечно), не нужно опасаться, что давление вдруг упадет и топливо выкипит, и баки все время под наддувом не нужно держать, пролитый керосин гораздо менее взрывоопасен. Какая там кстати температура кипения бутана при 2-3 атмосферах?

ЦитироватьДля бутана и кислорода пустотный УИ где-то около 314с.
Для пропана и кислорода 312с.
Для керосина и кислорода 303с.
Это при давлении в КС 30атм.

Что-то не то, у пропана УИ должен быть выше бутанового, а разрыв между бутаном и керосином что-то на метановый похож, должно быть секунд 6. Может конечно дело в низком давлении в КС, но такое для керосинок еще поискать.
В общем получается, что приобретаем мы только проблемы и никакой пользы, если не считать экологию.

Дизтопливо + АТ (навеяло разговором про ОТРАГ в соседнем топике). Дешево и сердито - и никакой криогеники :D

ЦитироватьДизтопливо + АТ (навеяло разговором про ОТРАГ в соседнем топике). Дешево и сердито - и никакой криогеники :D

Кислород дешевле азотного тетроксида. Копеечный вообще и неядовитый. Работать с жидким кислородом научились еще во времена Фау-2.

Керосин и дизтопливо - это просто разные нефтяные фракции. Принципальной разницы между ними нет.

Так, что как ни крути, а дешево и сердито - это керосин/кислород.
Все уже давно придумано до нас. :)

Да и цена топлива в одноразовой РН - мизер в цене запуска.

Да речь идёт не столько об удешевлении, сколько об увеличении характеристик... ну и просто - мозг поразмять. Полезно иногда. :)

Насичёт посчитанного - ничего не знаю. Считал в Астре.
Небольшой разброс параметром может объясняться, наверное, низким давлением в КС. Могу попробовать поднять...

А окромя углеводородных какие-нибудь водородные соединения есть?

Силаны (кремний и водород), амины - азот+углерод+водород, гидразины (азот+водород), гидриды (обычно металл щелочной группы+водород). Фосфин (фосфор+водород).
Это так, навскидку.

ЦитироватьДизтопливо + АТ (навеяло разговором про ОТРАГ в соседнем топике). Дешево и сердито - и никакой криогеники  :D

Помимо плохого УИ, эти компоненты еще и не самовоспламеняются и склонны к неустойчивому горению, вон для РД-214 даже пришлось этакий полусинтетический скипидар применять. Так что если переходить на вонючку, так по полной программе и никаких полумер! :wink: :)

ЦитироватьСиланы (кремний и водород), амины - азот+углерод+водород, гидразины (азот+водород), гидриды (обычно металл щелочной группы+водород). Фосфин (фосфор+водород).
Это так, навскидку.

Силаны лучше не надо - чтобы песок из двигателя вылетал, такого еще не было :) , да и УИ никудышный. Амины и гидразины конечно несколько лучше керосина, но сочетание их вредности с криогенностью кислорода не из приятных, их имееет смысл с АТ применять. У фосфина УИ низок, а с гидридами это уже гибридник получается.

ЦитироватьУ фосфина УИ низок, а с гидридами это уже гибридник получается.

Почему "гибридник" -водородный аккумулятор получается.  :wink:
Кстати, а нельзя ли гидриды использовать для сбора Н2 из ближнего космоса? Какова плотность водорода на 100-300 км?

ЦитироватьСиланы лучше не надо - чтобы песок из двигателя вылетал, такого еще не было :) , да и УИ никудышный.

ну окись алюминия из твердотопливников вылетает и ничего;-)
а вот плохой УИ - это другое дело. кстати - какой?

fagot:

ЦитироватьСиланы лучше не надо - чтобы песок из двигателя вылетал, такого еще не было  , да и УИ никудышный. Амины и гидразины конечно несколько лучше керосина, но сочетание их вредности с криогенностью кислорода не из приятных, их имееет смысл с АТ применять. У фосфина УИ низок, а с гидридами это уже гибридник получается.

В поисках новых идей...  Короче, меня нашёл один патент (так бывает). Некий Клаус Кункель предложил использовать в реактивных двигателях силановые масла. Суть сей занимательной идеи такова. Силановые масла (Si 5-10)несамовоспламеняемы, нелетучи. Силаны при сгорании дают воду и кремний/моноокись кремния, при недостатке кислорода - кремния больше. При температуре 1400 С кремний реагирует с азотом с образованием Si3N4 и большим выделением тепла, таким образом из воздуха выжигается и азот. Актуально для прямоточки - повышается эффективность двигателя и можно продвинуться в сторону бОльших чисел М по сравнению с керосином.
Но, всё посчитав, обнаружил, что тепловой эффект эквивалентен добавлению горючего и жидкого кислорода. Кроме того, нитрида кремния не должно быть много, иначе он, составляя твёрдую фазу, попортит реактивную тягу. Но насколько-то продвинуться в область бОльших М возможно, и без кислорода на борту, что удобно для самолёта-разгонщика и для военных целей.
Но с этой идеей ещё не всё ясно.
Попробовать подмешать силановое масло в НДМГ?

ЦитироватьХлопок и лён, дерево и бумага, магний и железо, водород и аммиак, говорят даже бетон.

Не, бетон не горит. Я проверял. Битум хорошо горит и коровий кизяк. Верблюжий надо понимать тоже.

Можно ещё предложить спирт этиловый. Заодно его можно будет использовать и по назначению.

ЦитироватьМожно ещё предложить спирт этиловый. Заодно его можно будет использовать и по назначению.

Этанол + кислород :)) - мечта ракетчика... Но в России неприменимо - такие ракеты даже взлетать не будут - ввиду отсутствия горючего...

Цитироватьну окись алюминия из твердотопливников вылетает и ничего;-)
а вот плохой УИ - это другое дело. кстати - какой?

Окись алюминия вылетает потому как это оправдано - у люменя высокая теплота сгорания и рост температуры газов в КС компенсирует появление твердой фазы, а силаны этим похвастаться не могут и потом, долю алюминия или его гидрида в ТРТ помните? УИ точно не знаю, может секунд 250 и будет.

ЦитироватьПочему "гибридник" -водородный аккумулятор получается. :wink:

И много он нааккумулирует? :wink:

ЦитироватьКстати, а нельзя ли гидриды использовать для сбора Н2 из ближнего космоса? Какова плотность водорода на 100-300 км?

Да практически никакая.

Цитировать

ЦитироватьПочему "гибридник" -водородный аккумулятор получается. :wink:

И много он нааккумулирует? :wink:

Как минимум 15% начальной массы. Правда для того, что-бы отдать или забрать водород это добро надо нагреть до 600-700 градусов (при атмосферном давлении), а теплоемкость у него не шуточная...

Цитировать

ЦитироватьКстати, а нельзя ли гидриды использовать для сбора Н2 из ближнего космоса? Какова плотность водорода на 100-300 км?

Да практически никакая.

Ну а все-таки? Нельзя ли собирать набегающий поток водорода для использования потом в качестве горючего или рабочего тела...

ЦитироватьЧто там ещё в кислороде горит?

А как насчёт аммиака? :)  теплота сгорания у него конечно раза в два ниже, зато продукты реакции лёгкие.
Или его смеси с пропаном/бутаном, чтобы энергию добрать?

ЦитироватьКак минимум 15% начальной массы. Правда для того, что-бы отдать или забрать водород это добро надо нагреть до 600-700 градусов (при атмосферном давлении), а теплоемкость у него не шуточная...

Ну вот, как всегда нашлись подводные камни - в камере-то давление не одна атмосфера, значит греть придется сильнее, а охлаждать камеру таким водородом не получится. Но главное, доля водорода очень мала, лучше уж гидрид целиком сжечь.

ЦитироватьНу а все-таки? Нельзя ли собирать набегающий поток водорода для использования потом в качестве горючего или рабочего тела...

Какая там доля водорода не знаю, с высотой она растет, а вот давление атмосферы на высоте 100 км 3*10^-7, на 200-х км 1,3*10^-9 атмосфер - проблематично будет собрать, но это еще что, в 60-х был проект фотонного звездолета, который собирал водород в межзвездном пространстве :)

ЦитироватьА как насчёт аммиака?  :)  теплота сгорания у него конечно раза в два ниже, зато продукты реакции лёгкие.
Или его смеси с пропаном/бутаном, чтобы энергию добрать?

Это предложение записаться в китайские пионеры? :wink:

Ракета с гибридным двигателем - на сушёном кизяке с кислородным поддувом - это...
...Круто! Технологии которые может оценить Туркменбаши или Саудиты.

Чего Вы все так к окиси кремния прицепились? Бороводородный двигатель был? Был! То что на нём получается большущая бородень из окиси бора - ни кого не смущало.
А окись кремния кипит при более низких температурах чем окись бора! А если добавить натрия, калия, свинца, то плавление начнётся при совсем смешных температурах, и всё из движка будет выдувать нафиг!

ЦитироватьКакая там доля водорода не знаю, с высотой она растет, а вот давление атмосферы на высоте 100 км 3*10^-7, на 200-х км 1,3*10^-9 атмосфер - проблематично будет собрать, но это еще что, в 60-х был проект фотонного звездолета, который собирал водород в межзвездном пространстве

Двигатель с рекомбинацией. Его ещё Кондратюк предлогал.

ЦитироватьЧего Вы все так к окиси кремния прицепились? Бороводородный двигатель был? Был! То что на нём получается большущая бородень из окиси бора - ни кого не смущало.
А окись кремния кипит при более низких температурах чем окись бора! А если добавить натрия, калия, свинца, то плавление начнётся при совсем смешных температурах, и всё из движка будет выдувать нафиг!

Вы чего, думаете проблема в твердой фазе? Проблема в малом УИ из-за этой самой твердой фазы и низкой теплоты сгорания, а эрозия КС это всего лишь небольшой довесок к ней.

ЦитироватьДвигатель с рекомбинацией. Его ещё Кондратюк предлогал.

Нет, это более поздняя идея - с аннигиляцией :wink:

Цитировать

ЦитироватьА как насчёт аммиака?  :)  теплота сгорания у него конечно раза в два ниже, зато продукты реакции лёгкие.
Или его смеси с пропаном/бутаном, чтобы энергию добрать?

Это предложение записаться в китайские пионеры? :wink:

Не, просто интересно, какой УИ?
Кстати, энерговыделение у керосин+кислород - 10кдж/кг, а аммиак+кислород - 8.3/кг (с учётом веса окислителя, естественно)

ЦитироватьНе, просто интересно, какой УИ?

Секунд на 7 ниже керосинового и плотность ниже, поэтому увеличивать УИ путем добавки пропана или бутана смысла нет, тут мы получим только бесполезное усложнение. Зато для чистого аммиака температура в КС значительно ниже, чем у керосина, что облегчает охлаждение.

Цитировать

ЦитироватьНе, просто интересно, какой УИ?

Секунд на 7 ниже керосинового и плотность ниже, поэтому увеличивать УИ путем добавки пропана или бутана смысла нет, тут мы получим только бесполезное усложнение. Зато для чистого аммиака температура в КС значительно ниже, чем у керосина, что облегчает охлаждение.

Насчёт усложнения - не уверен, можно и в один бак замешать :)
А сопло может быть и вообще охлаждать не потребуется....
Кстати - насос на аммиаке закоксовываться не будет точно :)

А облегчённое охлаждение + пониженная температура в КС = двигатель с соплом внешнего расширения  :)

Надо бы посчитать...

ЦитироватьНасчёт усложнения - не уверен, можно и в один бак замешать :)  
А сопло может быть и вообще охлаждать не потребуется....

Кто их знает, как они там смешиваться будут, да и гореть тоже, но в любом случае возникает дополнительная операция и возрастает число компонентов, что не есть гуд, а никаких плюсов мы с этого не имеем. Охлаждать же в любом случае придется, температура у аммиачного двигателя все же не на порядок ниже :wink: , ну а добавкой бутана мы ее приблизим к керосиновой.

ЦитироватьКстати - насос на аммиаке закоксовываться не будет точно :)

Это только на чистом аммиаке и не насос, а форсунки в КС :wink:

Для аммиака и кислорода при давлении в камере 50атм и наружном 0,5атм получились следующие данные:
Tk=3050K
Tkp=2870K
Ta=1610K
R (если кому интересно) около 410
УИп=3180м/с   (324,4с)
Wa=2961   (атмосферный УИ)

Это всё для коэффициента избытка окислителя 1. Брал 5 значений 0,7-1,1. УИ для этого значения альфа - наивысший. Если более тщательно поискать максимум - можно, думаю, ещё один-два м/с наскрести.


Теплопроводность (кДж/(м*ч*С)):
Аммиак - 1,76
Керосин - 0,042

Теплоёмкость (кДж/(кг*С)):
Аммиак - 4,745
Керосин - 1,76

Плотность (кг/м^3):
Аммиак (жидкий при -34С) - 680
Керосин - 832


Имхо, весьма симпатичная пара для движков с соплом внешнего расширения. От критики сопло можно их какого-нибудь жаропрочного материала изготовить - температура вполне позволяет, а весь поток горючего пустить на охлаждение критики и КС.

Цитировать

ЦитироватьКстати - насос на аммиаке закоксовываться не будет точно

Это только на чистом аммиаке и не насос, а форсунки в КС

Насколько я себе понимаю - в основном эта участь грозит каналам охлаждения, и, в меньшей степени, форсункам.
Но! При использовании "сладкого" (избыток горючего) газогенератора на углеводородном топливе так же может коснуться турбины, а это очень нездорово. Поэтому применяются в-основном газогенераторы с избытком окислителя. При этом возникает необходимость снизить температуру в ГГ (на турбине), а это в свою очередь влечёт увеличение расхода рабочего тела на турбину. Особенно это не здорово для открытой схемы.
При использовании ГГ с избытком горючего (аммиака) можно повысить температуру в ГГ, что позволит несколько упростить конструкцию ТНА (можно не так опасаться возгорания в окислительной среде), уменьшить расход рабочего тела на турбину.

fagot писал(а):

ЦитироватьДем писал(а):

ЦитироватьНе, просто интересно, какой УИ?

Секунд на 7 ниже керосинового и плотность ниже, поэтому увеличивать УИ путем добавки пропана или бутана смысла нет, тут мы получим только бесполезное усложнение. Зато для чистого аммиака температура в КС значительно ниже, чем у керосина, что облегчает охлаждение.

На 11-14 c меньше (В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, А.П. Тишин Теория ракетных двигателей)

А гидразин, конечно, не подходит?

ЦитироватьИмхо, весьма симпатичная пара для движков с соплом внешнего расширения. От критики сопло можно их какого-нибудь жаропрочного материала изготовить - температура вполне позволяет, а весь поток горючего пустить на охлаждение критики и КС.

Ну все же не от критики, а несколько подальше.

ЦитироватьНасколько я себе понимаю - в основном эта участь грозит каналам охлаждения, и, в меньшей степени, форсункам.

Так ведь охлаждают-то не генераторным газом, а керосином и если его очень уж сильно не перегревать, ничего каналам не будет.
 

ЦитироватьНо! При использовании "сладкого" (избыток горючего) газогенератора на углеводородном топливе так же может коснуться турбины, а это очень нездорово. Поэтому применяются в-основном газогенераторы с избытком окислителя. При этом возникает необходимость снизить температуру в ГГ (на турбине), а это в свою очередь влечёт увеличение расхода рабочего тела на турбину. Особенно это не здорово для открытой схемы.

Турбины это не касается, ибо все керосинки открытой схемы делают с восстановительным ГГ, так как у него RT больше и соответственно расход топлива меньше. Значит остаются только форсунки и ФГ. Для закрытой же схемы увеличение расхода не только не вредно, но даже и полезно - на УИ это никак не влияет, зато позволяет обеспечить ту же мощность турбины при меньшем перепаде давления, а значит уменьшить давление подачи и массу двигателя. Это одна из причин применения окислительного ГГ в керосинках закрытой схемы, для аммиака же из-за примерно одинаковых масс компонентов смысла в ней естественно нет.
 

ЦитироватьПри использовании ГГ с избытком горючего (аммиака) можно повысить температуру в ГГ, что позволит несколько упростить конструкцию ТНА (можно не так опасаться возгорания в окислительной среде), уменьшить расход рабочего тела на турбину.

Да, для аммиака тут сплошные плюсы.

ЦитироватьНа 11-14 c меньше (В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, А.П. Тишин Теория ракетных двигателей)

Тем хуже для аммиака :)

ЦитироватьА гидразин, конечно, не подходит?

По УИ он конечно хорош, но вот токсичность на мой взгляд не окупает прироста УИ.

Прикинул такой вариант. Смесь аммиака и метилацетилена 3 моля к 1 молю. Состав элементов почти тот же, что у НДМГ. "На пальцах" УИ получается на 7-8 с меньше, но немного больше керосинового. Нетоксична, хорошие охлаждающие свойства. Единственное сомнение - в отношении взрывоопасности.

http://engine.aviaport.ru/issues/59/page11.html

ЦитироватьПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ КРИОГЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ В ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ

ЦИАМ им. П.И. Баранова: Леонид Самойлович Яновский,
начальник отдела, д.т.н., профессор
Российский государственный университет инновационных
технологий и предпринимательства:
Александр Александрович Харин, ректор, заведующий кафедрой
"Управление инновациями", д.т.н., профессор
Едыль Лухванович Киришев, аспирант кафедры "Управление инновациями"

Рассмотрена проблема применения криогенных углеводородных топлив в авиационно-космических системах. Показано, что применение в качестве компонента топлива переохлажденного пропана позволяет улучшить летно-технические характеристики летательного аппарата по сравнению с аппаратом, использующим жидкий водород в качестве компонента топлива.

В настоящее время общепризнанно, что дальнейшее усовершенствование технико-экономических характеристик систем выведения полезной нагрузки на орбиту искусственного спутника Земли связано с созданием авиационно-космических систем (АКС) с горизонтальным стартом и посадкой.

Ключевым элементом, определяющим возможность использования АКС для выведения полезной нагрузки на околоземную орбиту, является несущий летательный аппарат (ЛА), который должен обеспечить разгон АКС в период ее нахождения в пределах земной атмосферы до скоростей, соответствующих числам М = 7...10 на высотах порядка 20...50 км.

Среди всех видов топлива наилучшими энергетическими характеристиками и наибольшим хладоресурсом обладает жидкий водород, однако можно дополнительно увеличить хладоресурс криогенного углеводородного топлива, перейдя к использованию эндотермических реакций, связанных с разложением исходного топлива на более простые химические соединения под воздействием тепла из внешнего источника. Исследования, проводившиеся ранее, показали целесообразность применения жидких углеводородных топлив, способных обеспечить дополнительный охлаждающий эффект. Типичным представителем этого класса топлив является американское топливо Norpar-12.

Существуют природные углеводороды, при нормальных условиях являющиеся газами, которые при нагревании способны к эндотермическим реакциям. К ним относятся этан (С2Н6), пропан (С3Н8), бутан (С4Н10) и пентан (С5Н12). При повышенном давлении они легко конденсируются в жидкости. Благодаря этому их можно хранить в герметичном сосуде в жидком виде при температуре внешней среды. Из-за низкого молекулярного веса легкие углеводороды для разложения требуют больше тепла, чем топливо типа Norpar-12. Метан, который часто рассматривается как заменитель водорода, не способен к эндотермическим реакциям, т.к. является простейшим углеводородом.

Увеличению хладоресурса углеводородного топлива, состоящего из легких углеводородов, способствует их отличительная особенность - возможность существования в жидком виде в широком диапазоне температур. При давлении 0,1 МПа этан становится жидким при температуре минус 88°С, а замерзает при -183 °С. Пропан при том же давлении переходит в жидкую фазу при температуре минус 42°С, а замерзает при минус 188°С.

Уменьшение температуры углеводородной жидкости в интервале между температурами плавления и кипения сопровождается существенным увеличением ее плотности. Если перед заправкой в ЛА этан или пропан подвергнуть охлаждению до температуры -180 °С, то плотность жидкого топлива возрастает до 670...750 кг/м3, т.е. становится всего на 5...10% меньше плотности авиационного керосина при нормальных условиях. Следует отметить, что ни водород, ни метан таким свойством не обладают. В результате суммарный относительный хладоресурс пропана, взятый относительно его теплотворной способности при температуре хранения в баке минус 180°С, оказывается близким к хладоресурсу жидкого водорода и в 1,7 раза превосходит суммарный хладоресурс метана. Масса пропана, которая может поместиться в топливном баке одной и той же емкости, в 1,4 раза превосходит массу метана и в 12 раз - массу водорода. Температурный диапазон, при котором это топливо находится в жидком состоянии, позволяет использовать доступный и дешевый азот в качестве рабочего газа, заполняющего топливную систему.

Сравнительные расчеты летно-технических характеристик масштабной модели высокоскоростного ЛА в случае использования в качестве топлива переохлажденного пропана и жидкого водорода показали, что применение криогенного пропана при прочих равных условиях позволяет в два раза уменьшить габаритные размеры ЛА и, соответственно, почти на порядок сократить его стоимость.

Разумеется, эндотермические реакции в легких углеводородных газах протекают при более высоких температурах, чем в жидких углеводородных эндотермических топливах. Поэтому двигатели ЛА, использующие криогенное углеводородное топливо, должны иметь охлаждаемые огневые стенки из более стойких материалов. Согласно имеющимся оценкам, для реализации эндотермического хладоресурса пропана необходима температура огневой стенки на уровне 1100°С. В настоящее время успешно разработаны и испытаны образцы новых конструкционных материалов, которые позволяют решить эту проблему.

Резюмируя, отметим, что применение новых материалов в сочетании с криогенным углеводородным топливом типа пропана или этана открывает реальную перспективу достижения скоростей полета до М = 10 включительно, используя конструкцию ЛА, которая по своим летно-техническим характеристикам практически эквивалентна ЛА на жидком водороде, но при этом имеет в существенно меньшие размеры и стоимость.

А какой УИ у пары пропан/ЖК?

ЦитироватьА какой УИ у пары пропан/ЖК?

По идее, что-то среднее между "керосин-ЖК" и "метан-ЖК"

Пожалуй, ближе к керосину.

Это понятно! Но насколько хуже метана? Хоть какой то выигрыш остаётся?

Думаю, на 3-5 секунд лучше керосина.

Мне всё вот такой пепелац покоя не даёт:
http://www.kerc.msk.ru/ipg/development/rb2.pdf
(http://s60.radikal.ru/i168/0812/8e/d73f26582e9a.jpg)

ПН метанника на уровне водородника? Наверно мухлюют чего-то.

А безгазогенераторная схема на пропане возможна?

Км метанника по-моему 3,5. Значит кислорода будет 1,75тХ3,5=6,125т.
РЗТ 6,125т+1,75т=7,875т. Сухая масса 8,5т-7,875т=0,625т.
В полотора раза меньше чем у Врегата.
УИ при таком удлинении сопла видимо реальнодостижимый.
Весь выигрыш за счёт малой конечной массы? Совмещённые днища и криоупрочнение?

ЦитироватьПожалуй, ближе к керосину.

На основе пропана может делаеться композиция с ацетиленом. Температура земетно больше чем только пропана, те и УИ должен быть заметно выше. Имхо-  единственное нетоксичное топливо, в принципе могущее быть интересным. Вот только чем лучше метана, а в некоторых случаях для верхних ступеней- водорода,- непомятно. Зато понятно что по сравнению с метаном- прощай идея ненапряжного высокоресурсного ЖРД с восстановительным ГГ.

А кстати у ацетилена УИ выше чем у метана. :roll:

А такой вопрос с ненапряжённым ЖРД открытой схемы на метане: давление у него 140-160 атм. :shock:
Что-то я таких ЖРД открытой схемы не знаю. У водородного RS-68  давление меньше 100 атм.

Цитировать

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьНе, просто интересно, какой УИ?

Секунд на 7 ниже керосинового и плотность ниже, поэтому увеличивать УИ путем добавки пропана или бутана смысла нет, тут мы получим только бесполезное усложнение. Зато для чистого аммиака температура в КС значительно ниже, чем у керосина, что облегчает охлаждение.

Насчёт усложнения - не уверен, можно и в один бак замешать :)
А сопло может быть и вообще охлаждать не потребуется....
Кстати - насос на аммиаке закоксовываться не будет точно :)

Прикинул такой вариант. Смесь аммиака и метилацетилена 3 моля к 1 молю. Состав элементов почти тот же, что у НДМГ. "На пальцах" УИ получается на 7-8 с меньше, но немного больше керосинового. Нетоксична, хорошие охлаждающие свойства. Единственное сомнение - в отношении взрывоопасности.

Прошло пять лет:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=12447&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=

Цитировать

ЦитироватьЭнергомаш в новом тысячелетии http://www.npoenergomash.ru/
•   Разработка и внедрение высокоэффективного топлива "Ацетам" (высококонцентрированный раствор ацетилена в сжиженном аммиаке)[/size]

Цитировать

Цитировать

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьПочему именно Метан?
У Бутана и УИ нормальный, и плотность поболе, и сжижается при 0,1МПа около нуля по Цельсию...

В принципе, что метан, что пропан, что бутан, что керосин - углеводороды. Отличие только в длине цепочки из атомов углерода. Чем длиннее цепочка, тем выше температура кипения. Особняком стоит метан - у него всего один атом углерода.
Что касается бутана, то это вполне нормальный заменитель керосина. Его физические и химические парамтры близки к керосину и переделать РН на бутан можно с минимальными усилиями.
Его преимущество в том, что он жидкость пр небольшом давлении, но газ при атмосферном. Следовательно баки падающих ступеней будут самоочищаться от остатков топлива.
Также для бутана проще обеспечить фракционную чистоту топлива простой перегонкой. Тогда как керосин - это всегда смесь различных углеводородов.

Меньшая чем у керосина плотность бутана сожрет прибавку УИ, зато появятся проблемы с криогенностью и взрывоопасностью, которые никому не нужны. А экологи как-нибудь перебьются.

Та не, криогенность бутану не нужна. Он при атмосферном давлении сжижается около нуля, если я ничего не путаю...

Верно. А при наддуве баков он будет жидким и при большей температуре.

Вот взрывоопасность - это нехорошо. Бутан тяжелее воздуха и при утечке он будет скапливаться в районе стартового стола. Малейшая искра и кирдык!

А если использовать этан?
 
У него плотность в газообразном состоянии практически такая же как у воздуха, а значит скапливаться он не будет.

При атмосферном давлении переходит в жидкую фазу при - 88,7°C. Плотность правда маловата - 544 кг/м3. Но это лучше чем у метана с его 423 кг/м3 при -162°C.

Если использовать переохлаждённый до -173°C, то можно увеличить плотность до  641 кг/м3.

Нужно учесть, что массовое соотношение компонентов для пары кислород / этан  равно 3,2. А значит объёмное соотношение для переохлаждённого этана будет 1,8,  а для кипящего 1,5.

Значит пара ЖК/ЖЭ (переохлаждённый) хорошо подходит для конверсии кислородно-керосиновых двигателей (объёмное соотношение около 1,9), а пара ЖК/ЖЭ (кипящий) - для конверсии вонючки (объёмное соотношение 1,4).

Кстати при давлении в 5 атм этан кипит при -53°C и имеет плотность 496 кг/м3. Значит при стандартном давлении наддува в 3 атм получим примерно -71°C и 520 кг/м3 при объёмном соотношении 1,45.

Можно попытаться сделать кислородно-этановый Протон.

Возможны ещё извращения с непредельными углеводородами типа метиалацетилена и этилена, но боюсь возникнут проблемы с коксованием каналов и форсунок.

Цитировать

Цитировать

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьНе, просто интересно, какой УИ?

Секунд на 7 ниже керосинового и плотность ниже, поэтому увеличивать УИ путем добавки пропана или бутана смысла нет, тут мы получим только бесполезное усложнение. Зато для чистого аммиака температура в КС значительно ниже, чем у керосина, что облегчает охлаждение.

Насчёт усложнения - не уверен, можно и в один бак замешать :)
А сопло может быть и вообще охлаждать не потребуется....
Кстати - насос на аммиаке закоксовываться не будет точно :)

Прикинул такой вариант. Смесь аммиака и метилацетилена 3 моля к 1 молю. Состав элементов почти тот же, что у НДМГ. "На пальцах" УИ получается на 7-8 с меньше, но немного больше керосинового. Нетоксична, хорошие охлаждающие свойства. Единственное сомнение - в отношении взрывоопасности.

Прошло пять лет:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=12447&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=

Цитировать

ЦитироватьЭнергомаш в новом тысячелетии http://www.npoenergomash.ru/
•   Разработка и внедрение высокоэффективного топлива "Ацетам" (высококонцентрированный раствор ацетилена в сжиженном аммиаке)[/size]

Спасибо, Salo, я уж запамятовал. Метилацетилен в жидком виде ствбилен, ацетилен - нет. Осмелел народ за 5 лет.  :D

Почему метилацетилен при всех своих достоинствах до сих пор не нашёл применения в ракетной технике?

Вообще то, разнокомпонентные жидкости (допустим газолиновые фракции) возможно разделить по Т кипения (самогонный апп.), вымораживанием (рафинированное растит. масло) и по удельному весу (отстой). Допустим, хотелка - горючка что не боится  Т жидкого кислорода и с максимальным удельным весом. Отделяем из газолина вышеперечисленными способами. Проверяем вожделенный УИ, а чего там смесь получилась, пускай другие диссертации делают.

ЦитироватьВообще то, разнокомпонентные жидкости (допустим газолиновые фракции) возможно разделить по Т кипения (самогонный апп.), вымораживанием (рафинированное растит. масло) и по удельному весу (отстой). Допустим, хотелка - горючка что не боится  Т жидкого кислорода и с максимальным удельным весом. Отделяем из газолина вышеперечисленными способами. Проверяем вожделенный УИ, а чего там смесь получилась, пускай другие диссертации делают.

Даже у метана небольшие проблемы с жидким состоянием при температуре кипения кислорода.
А чтоб какие-то фракции нефти оставались при таких условиях жидкими, ну это фантастика.

Цитировать

ЦитироватьДопустим, хотелка - горючка что не боится  Т жидкого кислорода и с максимальным удельным весом. Отделяем из газолина вышеперечисленными способами. Проверяем вожделенный УИ, а чего там смесь получилась, пускай другие диссертации делают.

Даже у метана небольшие проблемы с жидким состоянием при температуре кипения кислорода.
А чтоб какие-то фракции нефти оставались при таких условиях жидкими, ну это фантастика.

Пропан. :wink:

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьДопустим, хотелка - горючка что не боится  Т жидкого кислорода и с максимальным удельным весом. Отделяем из газолина вышеперечисленными способами. Проверяем вожделенный УИ, а чего там смесь получилась, пускай другие диссертации делают.

Даже у метана небольшие проблемы с жидким состоянием при температуре кипения кислорода.
А чтоб какие-то фракции нефти оставались при таких условиях жидкими, ну это фантастика.

Пропан. :wink:

Да, попал.  :D  
Хотя можно попробовать отбрехаться, типа не в нефти почти нет.

Цитировать

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьДопустим, хотелка - горючка что не боится  Т жидкого кислорода и с максимальным удельным весом. Отделяем из газолина вышеперечисленными способами. Проверяем вожделенный УИ, а чего там смесь получилась, пускай другие диссертации делают.

Даже у метана небольшие проблемы с жидким состоянием при температуре кипения кислорода.
А чтоб какие-то фракции нефти оставались при таких условиях жидкими, ну это фантастика.

Пропан. :wink:

Да, попал.  :D  
Хотя можно попробовать отбрехаться, типа не в нефти почти нет.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%CD%E5%F4%F2%FF%ED%FB%E5_%E3%E0%E7%FB
"
Нефтяные газы — смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти; они выделяются в процессе добычи и перегонки (это так называемые попутные газы, главным образом состоят из пропана и изомеров бутана).
...
"

Обычно уходят в факел, как я понимаю :)

ЦитироватьПропан. :wink:

Вроде у пропана с бутаном проблемы с коксованием?
А так, да, замечательно бы подошли. Еще и легко сжижаются при относительно небольшом давлении. Я только не пойму зачем топливную пару доводить до температуры жидкого кислорода? Экономия на межбаковой теплоизоляции?

ЦитироватьНефтяные газы — смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти; они выделяются в процессе добычи и перегонки (это так называемые попутные газы, главным образом состоят из пропана и изомеров бутана).
...
"

Обычно уходят в факел, как я понимаю :)

Я же говорю, попал.
Даже кривые отмазки не помогают.  :D
В факел если только сразу на месторождении.
А на НПЗ идут в дело.

У пропана (С3[/size]Н8[/size]) с бутаном (С4[/size]Н10[/size]) не думаю, поскольку у керосина формула Cn[/size]H2n[/size] и водорода там меньше.

Главная их проблема высокая плотность в газообразном состоянии: пропан тяжелее воздуха в 1,5 раза, а бутан вдвое. Это может привести к нежелательному скоплению газа, а при дальнейшем смешивании с воздухом и парами кислорода к взрыву.

Переохлаждать этан, пропан и бутан выгодно с целью повышения их плотности на 20-25%.

ЦитироватьСпасибо, Salo, я уж запамятовал. Метилацетилен в жидком виде ствбилен, ацетилен - нет. Осмелел народ за 5 лет.  :D

Кстати о птичках:
http://www.ximicat.com/info.php?id=3442

ЦитироватьМЕТИЛАЦЕТИЛEН (пропин, аллилен) CH3–CaCH, молекулярная масса 40,06; бесцв. газ с неприятным запахом; температура плавления —102,7 °С, т.кип. -23,21 °С; d4-40 0,6925; nD-40 1,3863; pкрит 5,628 МПа, tкрит 129,24 °С, dкрит0,2443; С0р 1,517 кДж/(кг.К) при 25 °С; DH0обр -185,44 кДж/моль, DH0сгор -1849,6 кДж/моль, DH0исп 555,2 кДж/кг при -23,21 °С; S0298 248,11 Дж/(моль.К); давление пара (МПа): 0,254 при 0°С, 1,128 при 50 °С и 3,328 при 100°С; хорошо растворим в органических растворителях, плохо-в воде. Образует азеотропные смеси с аммиаком (25% по массе МЕТИЛАЦЕТИЛEН, т.кип. -35°С), пропаном (11,7% по объему, -42°С).[/size]

УИ пары ЖК/метилацетилен примерно на пять секунд выше УИ пары ЖК/метан и на пятнадцать секунд выше такового у пары ЖК/керосин.
Плотность с аммиаком одинаковая около 680 кг/м3 при температуре кипения. При переохлаждении до -60°C плотность немного поднимется.

Цитировать

ЦитироватьПропан. :wink:

...
Экономия на межбаковой теплоизоляции?

Тоже на земле не валяется.
Особенно для надувной ракеты
( http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=3124&postdays=0&postorder=asc&start=0 )

А то этак неплохо было бы: заправил (надул топливом) бак, стартанул, на орбите бак сложил в "карман" под прикрытие теплозащиты, сел, снова заправился, снова стартанул...

ЦитироватьНе знаю или об етом, руски патент на топливо из 27.02. 2002, кто то же уже писал.

http://ru-patent.info/21/80-84/2180050.html

ЦитироватьТОПЛИВО ДЛЯ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Суть изобретения:    Топливо для жидкостных ракетных двигателей, применяемых в составе космических разгонных блоков и ступеней ракетоносителей, содержит горючее на основе метана и окислитель, при этом в качестве горючего используется смесь метана и этилена с мольным содержанием метана от 5 до 25%. Применение предлагаемого топлива на ракетоносителях среднего класса с общим запасом топлива 300 т позволит снизить массу конструкции ракетоносителя по сравнению с применением топлива метан + кислород на ~2%, что эквивалентно увеличению массы выводимого полезного груза на ~ 6,5%. По сравнению с использованием топлива керосин + кислород масса выводимого полезного груза увеличится на ~ 7,5%.

Номер патента:    2180050

Класс(ы) патента:    F02K9/42

Номер заявки:   2000111092/06

Дата подачи заявки:   03.05.2000

Дата публикации:   27.02.2002

Заявитель(и):   Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева"

Автор(ы):   Катков Р.Э.; Тупицын Н.Н.

Патентообладатель(и):   Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева"

Описание изобретения:    Предлагаемое топливо предназначено для использования в жидкостных ракетных двигателях (ЖРД), применяемых в составе космических разгонных блоков (РБ) и ступеней ракетоносителей (РН).
Аналогом данного топлива является топливо керосин+кислород [1, 3, 6].
Жидкий кислород в настоящее время является одним из наиболее распространенных окислителей в топливах ЖРД. Это связано с тем, что жидкий кислород является экологически безопасным компонентом топлива.
При этом он дешев, не токсичен, умеренно пожароопасен и обеспечивает достаточно высокие энергетические характеристики топлив. Например, топливо керосин+кислород при давлении в КС 70 ата и геометрической степени расширения сопла 40 обеспечивает удельный пустотный импульс на ~ 8% больший, чем топливо керосин+AT, где в качестве окислителя используется азотный тетраксид.
Керосин представляет собой углеводородное горючее, являющееся смесью природных углеводородов, получаемых при перегонке нефти. Получение керосина из природной нефти обусловливает его относительную дешевизну. Кроме того, керосин является малотоксичным веществом, относящимся к 4-ому (низшему) классу опасности, умеренно пожароопасен и обладает достаточно высокой плотностью, что положительно сказывается на его эксплуатационных достоинствах.
В целом топливо керосин+кислород, является эффективным топливом с достаточно высокой плотностью ~ 1000 кг/м3 и достаточно высоким удельным импульсом истечения продуктов его сгорания, что позволяет достаточно эффективно решать существующие задачи, стоящие перед современными средствами выведения.
К недостаткам топлива керосин+кислород относятся: относительно большая разница температур эксплуатации жидкого кислорода (~ 90 К) и керосина (~ 290 К), что требует принятия специальных мер, компенсирующих температурные напряжения, возникающие в баке хранения окислителя при заправке его жидким кислородом, и необходимость использования баков хранения компонентов с раздельными днищами и значительной теплоизоляцией между баками. Это ведет к существенному увеличению массы баков хранения компонентов и к увеличению объема, занимаемого баками хранения компонентов топлива в двигательной установке, что также увеличивает массовые затраты на хранение топлива.
Прототипом предлагаемого топлива является топливо метан+кислород [2].
Метан является основной составляющей природных газов, поэтому его производство, по оценкам, будет даже дешевле, чем производство керосина. По энергетическим характеристикам это топливо превосходит топливо керосин+кислород: при указанных выше давлениях в КС и геометрической степени расширения сопла удельный импульс топлива метан+кислород будет выше удельного импульса топлива керосин+кислород на ~ 4%.
Однако метан даже при температуре 91 К (температура его плавления 90,66 К) обладает низкой плотностью 455 кг/м3, при этом плотность топлива метан+кислород всего 830 кг/м3, что приводит к увеличению массовых затрат на его хранение ввиду необходимости увеличения объема баков хранения компонентов.
Низкая плотность топлива метан+кислород и невозможность переохлаждения кислорда при использовании баков хранения компонентов топлива с совмещенными днищами ведут к тому, что для космических РБ существенно (на 20% по сравнению с керосин+кислород) снижается время возможного хранения топлива в околоземном пространстве.
Поскольку температура плавления метана выше температуры кипения кислорода при давлении 1 ата (т.е. выше 90 К), то использование баков хранения компонентов топлива с совмещенными днищами даже для кипящего при 1 ата кислорода (а тем более при использовании переохлажденного кислорода, который кипит при более низком давлении) невозможно без использования межбаковой теплоизоляции.
Кроме того, поскольку бак горючего заправлен криогенным метаном, то его надо теплоизолировать от внешних теплопритоков, что дополнительно увеличивает массовые затраты на хранение топлива.
Все это ведет к существенному по сравнению с топливом керосин+кислород увеличению массы и габаритов баков хранения топлива метан+кислород, что значительно, а в некоторых случаях вплоть до нуля, снижает эффект, который можно было бы получить от более высокого удельного импульса прототипа.
Задачей изобретения является увеличение плотности топлива и, как следствие, массовых затрат на его хранение в топливных баках. Энергетические характеристики топлива при этом не ухудшаются по сравнению с прототипом.
Это достигается при применении топлива, содержащего горючее и окислитель, где в качестве горючего используется смесь метана и этилена с мольным содержанием метана от 5 до 25%.
При указанном содержании метана температура затвердевания такого горючего менее 90 К, т.е. при использовании в качестве окислителя, например, кипящего жидкого кислорода баки окислителя и горючего могут иметь общее днище, не покрытое теплоизоляцией.
Кроме того, предлагаемое топливо для указанного интервала мольного соотношения метан - этилен будет иметь плотность от 900 до 970 кг/см3, что сравнимо с плотностью топлива керосин+кислород, а с учетом большой теплоемкости горючего в предлагаемом топливе возможное время пребывания космических РБ в околоземном пространстве будет таким же, как при использовании топлива керосин+кислород.
При этом проведенные термодинамические расчеты показали, что удельный импульс продуктов истечения предлагаемого топлива будет таким же, как для топлива метан+кислород.
Применение предлагаемого топлива на РН среднего класса с общим запасом топлива 300 т позволит снизить массу конструкции РН по сравнению с применением топлива метан+кислород на ~ 2%, что эквивалентно увеличению массы выводимого полезного груза на ~ 6,5%. По сравнению с использованием топлива керосин+кислород масса выводимого полезного груза увеличится на ~ 7,5%.
Метан, как уже отмечалось выше, является основной составляющей природных газов, а этилен является широко распространенным сырьем для химической промышленности (например, при производстве полиэтилена), поэтому производство горючего для такого топлива не потребует создания новых производств и может быть освоено в достаточно короткие сроки.
Стоимость предлагаемого топлива по оценкам будет сравнима со стоимостью топлива керосин+кислород.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей /в 2-х книгах/ под ред. В. М. Кудрявцева, изд. 4-е перераб. и доп. - М. "Высшая школа", 1993. - кн.1, стр.130-134.
2. Паушкин Я. М. Химический состав и свойства реактивных топлив. - М. Издательство академии наук СССР, 1958.- 376 с., ил. стр.302.
3. Синярев Г.Б. Жидкостные ракетные двигатели. - М. Государственное издательство оборонной промышленности. 1955. -488 стр., ил. стр.159 - 161.
4. Справочник по физико-техническим основам криогеники. /М.П.Малков.- 3-е изд., перераб. и доп. - М.:Энергоатомиздат, 1985, -432 с., ил. стр.217.
5. Справочник по разделению газовых смесей методом глубокого охлаждения. /И. И. Гельперин. - 2-е изд., перераб. - М. Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1963. - 512 с., ил. стр.232.
6. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания /в 3-х томах/ под ред. В.П. Глушко, - М. Всезоюзный институт научной и технической информации. 1968, т. 2, стр.177-308.

Формула изобретения:   Топливо для жидкостных ракетных двигателей, содержащее горючее на основе метана и окислитель, отличающееся тем, что в качестве горючего используется смесь метана и этилена с мольным содержанием метана от 5 до 25%.

ЦитироватьА ентот метан-этилен не похерит ли восстановительный ГГ? Если похерит, то такое топливо нафиг не нужно. Единственная ниша метана-громадные движки первых ступеней, где нужна громадная тяга и надежность, ну и УИ не ниже керосинового. На верхних ступенях метан сливает водороду полностью.

Цитировать

ЦитироватьА ентот метан-этилен не похерит ли восстановительный ГГ? Если похерит, то такое топливо нафиг не нужно.

Да нуу??  :D

З.Ы. Кстати, учитывая молярное соотношение, такое топливо следует называть скорее этилен-метановым, или просто ЭТИЛМЕТАН.

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьНе знаю или об етом, руски патент на топливо из 27.02. 2002, кто то же уже писал.
http://ru-patent.info/21/80-84/2180050.html

ЦитироватьТОПЛИВО ДЛЯ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Суть изобретения:    Топливо для жидкостных ракетных двигателей, применяемых в составе космических разгонных блоков и ступеней ракетоносителей, содержит горючее на основе метана и окислитель, при этом в качестве горючего используется смесь метана и этилена с мольным содержанием метана от 5 до 25%.
 . . .
При указанном содержании метана температура затвердевания такого горючего менее 90 К, т.е. при использовании в качестве окислителя, например, кипящего жидкого кислорода баки окислителя и горючего могут иметь общее днище, не покрытое теплоизоляцией.
Кроме того, предлагаемое топливо для указанного интервала мольного соотношения метан - этилен будет иметь плотность от 900 до 970 кг/см3, что сравнимо с плотностью топлива керосин+кислород, а с учетом большой теплоемкости горючего в предлагаемом топливе возможное время пребывания космических РБ в околоземном пространстве будет таким же, как при использовании топлива керосин+кислород.
При этом проведенные термодинамические расчеты показали, что удельный импульс продуктов истечения предлагаемого топлива будет таким же, как для топлива метан+кислород.
Применение предлагаемого топлива на РН среднего класса с общим запасом топлива 300 т позволит снизить массу конструкции РН по сравнению с применением топлива метан+кислород на ~ 2%, что эквивалентно увеличению массы выводимого полезного груза на ~ 6,5%. По сравнению с использованием топлива керосин+кислород масса выводимого полезного груза увеличится на ~ 7,5%.

:shock:  Ого, а это же СИЛА![/size]

Если не приврали, конечно. Как-то сомнинельно, чтобы снижение массы конструкции РН всего на 2% давало повышение массы ПГ ажно "на ~ 6,5%" при том же УИ движков (в сравнении с метановой ракетой). ;)

Если бы оно всё было так радужно, то странно, что о таком чудо-топливе не стало известно раньше, патенту больше 10 лет уже!

ЦитироватьДата подачи заявки:   03.05.2000

Дата публикации:   27.02.2002

Не скрыто ли тут каких-нибудь подводных камней? Нестабильность горения, коксование трактов, полимеризация(кстати, самое вероятное)?  :?:

У меня ест Германска страница где очен много табел про всех возможных топлив и е разные комбинацие.

http://www.bernd-leitenberger.de/raktreib3.shtml

Чего только у нас нет:
(http://s017.radikal.ru/i421/1204/a5/53fd0b59c5f6.jpg) (http://www.radikal.ru)

ЦитироватьЧего только у нас нет:
(http://s017.radikal.ru/i421/1204/a5/53fd0b59c5f6.jpg) (http://www.radikal.ru)

Дайте кто-нибудь данные на все горючие компоненты при минимальной температуре для жидкого компонента,хотя бы при атмосферном давлении,- и все сразу станет ясно,не придется гадать.

ЦитироватьЧего только у нас нет:

Спасибо! :wink:

ЦитироватьА кстати у ацетилена УИ выше чем у метана. :roll:

А такой вопрос с ненапряжённым ЖРД открытой схемы на метане: давление у него 140-160 атм. :shock:
Что-то я таких ЖРД открытой схемы не знаю. У водородного RS-68  давление меньше 100 атм.

У ЖК/ацетилен УИ выше чем у ЖК/метан?
Как (считали)? Ацетилены ж непредельные - водорода меньше молекулярная масса продуктов - больше.
Но температуру - дают. Про пару ЖК/тургаз (метилацетилен в пропане) я в старшем школьном возрасте думал. Решил если так не делают, значит у "доцентов с кандидатами" есть веские причины.
А вот "20" и больше лет спустя, здесь неспешный разговор.

Про 140ка-160ти атмосферный открытый ЖК/метановый РД-М я понимал так что за счёт бОльшей эффективнности рабочего тела в ТНА. Но насколько понял эта идея совсем погибла, и метановая тема осталась с конверсией на метан двигателей изначально на водороде

ЦитироватьПро 140ка-160ти атмосферный открытый ЖК/метановый РД-М я понимал так что за счёт бОльшей эффективнности рабочего тела в ТНА. Но насколько понял эта идея совсем погибла, и метановая тема осталась с конверсией на метан двигателей изначально на водороде

Эта идея подогревается двумя причинами - 1) можно взять "готовый" водородник и просто пустить в него метан, 2) водородник можно использовать безгенераторный, что дает свои плюшки (хотя со 150-тонником такой фокус не пройдет, конечно)

Все российские двигатели изначально на водороде замкнутой схемы. :P

ЦитироватьЭта идея подогревается двумя причинами - 1) можно взять "готовый" водородник и просто пустить в него метан

Это меня вообще на ноль множит.
Из всего что я читал о водороде возникало впечатление что это настолько специфическое вещество (по плотности,  в том что жидкий - значимо сжимаем) что узлы под водород должны соответственно отличаться; по  газо-гидродинамическим причинам, в основном, по площадям сечениий.
Если ЖК/керосин конвертировать пробовали бы - меньше б удивлялся.
А с водородником это похоже на "..дяденьки, мы ж знаем что вы этим не интересовались, не отправляйте на восточный фронт, дайте на опохмел денег.. "

Два действующих метановых прототипа сделаны именно на базе водородников. :P
Метановый РД-0110 успеха не имел.

При испытаниях на каких давлении/тяге - "действовавших"?
 А то в описаниях ОСИ в НК встречались оговорки (типа "использование газообразного метана, частичный режим") мирившие это с известным мне из физики.

А Вы почитайте, и Вам откроется.

ЦитироватьА Вы почитайте, и Вам откроется.

Что "почитать", то и "откроется"..

Тему "РД на метане" видели? Вот там и почитайте.

Последнее что читал в "РД на метане" что даме готовили нашатырный спирт.
И не справшивайте при чём там тот subj - меня - раз в год заходящего
..Думаете чего кроме такого (подобного) на этом форуме не завсегдатаю легко находится?
Но есть, да.

Вы действительно ничего найти не можете в теме длиной в 30 страниц?

ЦитироватьВы действительно ничего найти не можете в теме длиной в 30 страниц?

А вы действительно думаете что искать что бы то ни было разумно среди 30ти страниц того что я упомянул?

Ну тогда Вам видимо просто нужно действовать по одесскому рецепту: "Будете проходить, проходите мимо!" :roll:

Отчего ж?  Пока нашёл  в том треде цифры по испытанниям на диапазоне давлений 50-90атм со "страннным" соотношением компонентов.
Проверил свою память. СПАСИБО
 Какое это имеет отношение к вопросу о 140ка-160атм в РД 1ой ступени?

А какое это имеет отношение к открытой схеме?

"Исторически" 1ый предлагавшийся ЖК/ЖМ ЖРД РД-М был действительно открытой схемы, емнип.
 И от того ваш, Salo, вопрос "как собирались за счёт метана достичь давления в 140-160атм с открытой схемой" действительно заинтересовал.
 Я заметил что оригинальный "открытый" РД-М давно "исчез" как я понимаю, и сейчас сохранились в "разработке" в этом классе конвертируемые из существующих водородников (что как я выяснил из того треда, кстати не совсем так). Я сказал что для меня конвертация водородника странно (почему - написал) и подозрительно.
 Вы в свою очередь проапеллировали к "двум действующим метановым ЖРД оба из водородников".
Они совсем из другой оперы чем "открытая схема" которую    вы же упоминали
Вас разумно спросить,- ВЫ - о чём, об открытой схеме (об РД-М) или о конвертации из водородников (в ДРУГОМ классе тяги)?

Цитировать"Исторически" 1ый предлагавшийся ЖК/ЖМ ЖРД РД-М был действительно открытой схемы, емнип.

Он не был первым.

ЦитироватьИ от того ваш, Salo, вопрос "как собирались за счёт метана достичь давления в 140-160атм с открытой схемой" действительно заинтересовал.

Это надо у келдышей спросить.

ЦитироватьЯ заметил что оригинальный "открытый" РД-М давно "исчез" как я понимаю, и сейчас сохранились в "разработке" в этом классе конвертируемые из существующих водородников (что как я выяснил из того треда, кстати не совсем так).

РД-192М и РД-0162 к водородникам никакого отношения не имеют. И это двигатели замкнутой схемы.

ЦитироватьЯ сказал что для меня конвертация водородника странно (почему - написал) и подозрительно.
 Вы в свою очередь проапеллировали к "двум действующим метановым ЖРД оба из водородников".

А это уже медицинский факт. Как бы это подозрительно для Вас не выглядело. И газообразный метан там только после газогенератора, или рубашки КС в самом двигателе.

ЦитироватьОни совсем из другой оперы чем "открытая схема" которую    вы же упоминали
Вас разумно спросить,- ВЫ - о чём, об открытой схеме (об РД-М) или о конвертации из водородников (в ДРУГОМ классе тяги)?

А о чём Вы? Если об открытой схеме с давлением 150-160 атм, то я ответа на свой вопрос так и не услышал. Хотя КБХА попыталось сделать такой двигатель на керосине (РД-0163), но без особого успеха. А о конвертации водородников в интересующем Вас классе тяги можно почитать в работах КБХА. Там речь и об использовании опыта по РД-0120 шла.

Я действительно не представляю как насос рассчитанный на водород будет качать метан.

Насос естественно был переделан. Иначе соотношение компонентов около 3 никак не получить.

И форсуночная головка кстати тоже.

Цитировать]А о чём Вы? Если об открытой схеме с давлением 150-160 атм, то я ответа на свой вопрос так и не услышал. Хотя КБХА попыталось сделать такой двигатель на керосине (РД-0163), но без особого успеха. А о конвертации водородников в интересующем Вас классе тяги можно почитать в работах КБХА. Там речь и об использовании опыта по РД-0120 шла.

Если не полностью, то в основе ответ на ваш вопрос есть в том треде куда вы меня послали (и в одной из предыдущих реинкарнаций где был текст о конфликте "келдышей" и КБХА).
Как я понял в основе РД-М была идея что метан с его бОльшим количеством водорода и отсутствием "длиных сложных молекул" не будет создавать закоксовывание при температурах в ГГ вплоть до 600от С.
Возможная мощность более эффективного ГГ и ТНА выше при той же доле отбора на привод в открытой схеме, можно поднять давление.
Опять же насколько понял при испытаниях выяснилось что температура временами превышает 600С и это даёт очень быстрое закоксовывание и бигбум.
Температурв сладкого газа в ЖРД которые привели для примера вы в том треде есть - меньше  400от С
РД-163 показывает что КБХА действительно или не поняло о чём "келдыши" или сделало вид что не поняло.

Энергомаш сразу понял, что с восстановительным метановым газогенератором проще создать замкнутую схему с высоким УИ, а посему открытой схемой не заморачивался.
КБХА, видимо обжегшись на РД-0110, решило сделать керосиновый РД-0163 с давлением  150 атм в КС, но нарвалось на бешеное сажеобразование. Тогда был предложен вариант с третьим компонентом в газогенераторе. Сначала, по слухам была предложена пара аммиак-кислород, а потом водород-кислород  с дожиганием в закритической части сопла. Однако тут на дыбы встало ЦСКБ.

Теперь КБХА предлагает РД-0162 с ТНА на газифицированном метане и окислительном ГГ-газе низкой температуры с возможностью форсирования до 135%.

Энергомаш решил ограничиться керосином и ацетамом, а КБХА продвигает схему с дожиганием восстановительного ГГ-газа.

ЦитироватьСначала, по слухам была предложена пара аммиак-кислород, а потом водород-кислород  с дожиганием в закритической части сопла. Однако тут на дыбы встало ЦСКБ.

Там еще "водка" была.

Водка была в самом конце, как ей и положено. :wink:

ЦитироватьЭнергомаш сразу понял, что с восстановительным метановым газогенератором проще создать замкнутую схему с высоким УИ, а посему открытой схемой не заморачивался.
КБХА, видимо обжегшись на РД-0110, решило сделать керосиновый РД-0163 с давлением  150 атм в КС, но нарвалось на бешеное сажеобразование. Тогда был предложен вариант с третьим компонентом в газогенераторе. Сначала, по слухам была предложена пара аммиак-кислород, а потом водород-кислород  с дожиганием в закритической части сопла.

Замкнутая схема с высоким УИ на восстановительном газе,- опыт таких SSME заставляет усомниться в позиции Энергомаша. Расходы на регламент SSME оказались очень большими, а и одноразовая модификация - очень дорогой.
Потому насколько я понимаю "келдыши" в ЖРД для многоразовой ступени "Волга" (первой,- для Ариана5 вместо ТТУ) и решили применить ненапряжённый ЖРД открытой ("полуоткрытой" как F-1 емнип) схемы.
Давшие высокое сажеобразование ОСИ были, БЛИН, на керосине,- то есть точно вопреки той идее Келдышей из которой топливом возник метан!?! Блин, я знаю что здесь на форуме "келдышей" не любят, но в этом то случае получается имееющее в отличии от келдышей - базу КБХА всё ТОЧНО перевернуло ТОЧНО с ног на голову!
То есть идеи РД-М (около 600от С - 120-   140 не выше) атм так и "умерли" неиспытанными (даже в прототипах узлов) КАК ЗАДУМЫВАЛИСЬ- НА МЕТАНЕ?
Схема F-1 - дожигание в закритической части сопла была емнип и в РД-М

Кстати - бразильцы любят экологию. А есть ли данные сколько гектаров пашни в Бразилии надо перепахать чтоб утилизировать один Циклон?

ЦитироватьТо есть идеи РД-М (около 600от С - 120-   140 не выше) атм так и "умерли" неиспытанными (даже в прототипах узлов) КАК ЗАДУМЫВАЛИСЬ- НА МЕТАНЕ?
Схема F-1 - дожигание в закритической части сопла была емнип и в РД-М

РД-0110 на метане испытывался. После этого КБХА открытую схему на метане больше не использовало. И более того в РД-0162 метан только в расширительном цикле.
А по-поводу идей келдышей: посмотрите на параметры РД-0163 и оптимизма у Вас поубавится. ГГ там не на керосине, но УИ весьма скромный.

ЦитироватьЗамкнутая схема с высоким УИ на восстановительном газе,- опыт таких SSME заставляет усомниться в позиции Энергомаша. Расходы на регламент SSME оказались очень большими, а и одноразовая модификация - очень дорогой.

Это имеет какое-то отношение к самой замкнутой схеме? У Вас есть уверенность, что расходы на регламент движка открытой схемы будут низкими?

Salo, по треду возможно заметить что свою квалификацию я не считаю такой, что бы вообще что бы то ни было утверждать
Подход в том что бы для снижения расходов на межполётный регламент создать с современными технологиями менее напряжённый ЖРД видится здравым..
При этом 120-140атм это конечно не 200-300 но и не 70-80.
Вопрос: Предположим.. ..в этом году РД-192М на метане вообще идеально заработает.
Что с ним от этого делать дальше-то
Как я понимаю близко нету РКС где его возможно было бы применить..

Теоретически это может быть МРКС. Скорее всего заработает РД-0162 с давлением около 175 атм. Я не вижу на Энергомаше работ по метану.

ЦитироватьSalo, по треду возможно заметить что свою квалификацию я не считаю такой, что бы вообще что бы то ни было утверждать

Ну тут мы с Вами в примерно равных условиях. :wink:

Удивительно, что с 1983 г. когда я  впервые услышал про эту тему, до сих пор ни одного ракетного метанового микродвигвателя так и не сделали, который бы использовался в какой-нибудь стране и приносил пользу на серийны х машинах.Хотя на грузовиках природный газ 25 лет как уже используется.
И на вертолетах и самолетах его не смогли применить.

ЦитироватьПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ КРИОГЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ В ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ
ЦИАМ им. П.И. Баранова: Леонид Самойлович Яновский,
начальник отдела, д.т.н., профессор
Российский государственный университет инновационных
технологий и предпринимательства:
Александр Александрович Харин, ректор, заведующий кафедрой
"Управление инновациями", д.т.н., профессор
Едыль Лухванович Киришев, аспирант кафедры "Управление инновациями"

 Рассмотрена проблема применения криогенных углеводородных топлив в авиационно-космических системах. Показано, что применение в качестве компонента топлива переохлажденного пропана позволяет улучшить летно-технические характеристики летательного аппарата по сравнению с аппаратом, использующим жидкий водород в качестве компонента топлива.


В настоящее время общепризнанно, что дальнейшее усовершенствование технико-экономических характеристик систем выведения полезной нагрузки на орбиту искусственного спутника Земли связано с созданием авиационно-космических систем (АКС) с горизонтальным стартом и посадкой.

Ключевым элементом, определяющим возможность использования АКС для выведения полезной нагрузки на околоземную орбиту, является несущий летательный аппарат (ЛА), который должен обеспечить разгон АКС в период ее нахождения в пределах земной атмосферы до скоростей, соответствующих числам М = 7...10 на высотах порядка 20...50 км.

Среди всех видов топлива наилучшими энергетическими характеристиками и наибольшим хладоресурсом обладает жидкий водород, однако можно дополнительно увеличить хладоресурс криогенного углеводородного топлива, перейдя к использованию эндотермических реакций, связанных с разложением исходного топлива на более простые химические соединения под воздействием тепла из внешнего источника. Исследования, проводившиеся ранее, показали целесообразность применения жидких углеводородных топлив, способных обеспечить дополнительный охлаждающий эффект. Типичным представителем этого класса топлив является американское топливо Norpar-12.

Существуют природные углеводороды, при нормальных условиях являющиеся газами, которые при нагревании способны к эндотермическим реакциям. К ним относятся этан (С2Н6), пропан (С3Н8), бутан (С4Н10) и пентан (С5Н12). При повышенном давлении они легко конденсируются в жидкости. Благодаря этому их можно хранить в герметичном сосуде в жидком виде при температуре внешней среды. Из-за низкого молекулярного веса легкие углеводороды для разложения требуют больше тепла, чем топливо типа Norpar-12. Метан, который часто рассматривается как заменитель водорода, не способен к эндотермическим реакциям, т.к. является простейшим углеводородом.

Увеличению хладоресурса углеводородного топлива, состоящего из легких углеводородов, способствует их отличительная особенность - возможность существования в жидком виде в широком диапазоне температур. При давлении 0,1 МПа этан становится жидким при температуре минус 88°С, а замерзает при -183 °С. Пропан при том же давлении переходит в жидкую фазу при температуре минус 42°С, а замерзает при минус 188°С.

Уменьшение температуры углеводородной жидкости в интервале между температурами плавления и кипения сопровождается существенным увеличением ее плотности. Если перед заправкой в ЛА этан или пропан подвергнуть охлаждению до температуры -180 °С, то плотность жидкого топлива возрастает до 670...750 кг/м3, т.е. становится всего на 5...10% меньше плотности авиационного керосина при нормальных условиях. Следует отметить, что ни водород, ни метан таким свойством не обладают. В результате суммарный относительный хладоресурс пропана, взятый относительно его теплотворной способности при температуре хранения в баке минус 180°С, оказывается близким к хладоресурсу жидкого водорода и в 1,7 раза превосходит суммарный хладоресурс метана. Масса пропана, которая может поместиться в топливном баке одной и той же емкости, в 1,4 раза превосходит массу метана и в 12 раз - массу водорода. Температурный диапазон, при котором это топливо находится в жидком состоянии, позволяет использовать доступный и дешевый азот в качестве рабочего газа, заполняющего топливную систему.

Сравнительные расчеты летно-технических характеристик масштабной модели высокоскоростного ЛА в случае использования в качестве топлива переохлажденного пропана и жидкого водорода показали, что применение криогенного пропана при прочих равных условиях позволяет в два раза уменьшить габаритные размеры ЛА и, соответственно, почти на порядок сократить его стоимость.

Разумеется, эндотермические реакции в легких углеводородных газах протекают при более высоких температурах, чем в жидких углеводородных эндотермических топливах. Поэтому двигатели ЛА, использующие криогенное углеводородное топливо, должны иметь охлаждаемые огневые стенки из более стойких материалов. Согласно имеющимся оценкам, для реализации эндотермического хладоресурса пропана необходима температура огневой стенки на уровне 1100°С. В настоящее время успешно разработаны и испытаны образцы новых конструкционных материалов, которые позволяют решить эту проблему.

Резюмируя, отметим, что применение новых материалов в сочетании с криогенным углеводородным топливом типа пропана или этана открывает реальную перспективу достижения скоростей полета до М = 10 включительно, используя конструкцию ЛА, которая по своим летно-техническим характеристикам практически эквивалентна ЛА на жидком водороде, но при этом имеет в существенно меньшие размеры и стоимость.

Этот пропанолет надо срочно скрестить со Скайлоном. :)

Цитировать

ЦитироватьПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ КРИОГЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ В ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ
ЦИАМ им. П.И. Баранова: Леонид Самойлович Яновский,
начальник отдела, д.т.н., профессор
Российский государственный университет инновационных
технологий и предпринимательства:
Александр Александрович Харин, ректор, заведующий кафедрой
"Управление инновациями", д.т.н., профессор
Едыль Лухванович Киришев, аспирант кафедры "Управление инновациями"

 Рассмотрена проблема применения криогенных углеводородных топлив в авиационно-космических системах. Показано, что применение в качестве компонента топлива переохлажденного пропана позволяет улучшить летно-технические характеристики летательного аппарата по сравнению с аппаратом, использующим жидкий водород в качестве компонента топлива.

Этот пропанолет надо срочно скрестить со Скайлоном. :)

Здесь есть проблема. Для Скайлона важно не только отобрать тепло, но и очень серьезно снизить температуру на входе в компрессор и ракетный двигатель, вплоть до ожижения воздуха. Поэтому в Скайлоне использовать углеводородные топлива невозможно.

Предложенные углеводороды позволяют отобрать тепло, но так сильно снизить температуру воздуха на входе в двигатель не позволят. Кроме того, при "использовании эндотермических реакций, связанных с разложением исходного топлива на более простые химические соединения под воздействием тепла из внешнего источника" вполне вероятно образование сажи....
Тем не менее, отобрать тепло и снизить температуру до  1100°С уже очень интересно.

ЦитироватьЗдесь есть проблема. Для Скайлона важно не только отобрать тепло, но и очень серьезно снизить температуру на входе в компрессор и ракетный двигатель, вплоть до ожижения воздуха.

По последним данным скайлон будет охлаждать воздух с 1000 до минус 140. Никакого сжижения. Охлаждение необходимо для последующего сжатия где он снова нагреется до высоких температур. Ведь нужно создать условия в камере сгорания как у нормальных ЖРД,  то есть выше сотни атмосфер. Так что турбина там соответствующая.
Потом, только часть хладоресурса в Скайлоне идет на охлаждение воздуха, остальное на обшивку и двигатели.

Какая там температура гелия в теплообменнике, незнаю, но явно выше 20K так как это второй контур. Пропан охлажденный до -188 обеспечит все тоже самое.

ЦитироватьТем не менее, отобрать тепло и снизить температуру до 1100°С уже очень интересно.

Ну, вобщем это близко к тому, что и так используется в некоторых КС ЖРД.  И раз это необходимо для эндотермического охлаждения то все понятно. Но в целом, тратить весь хладоресурс на охлаждение камер двигателя это как то глупо. В скайлоне нашли лучшее применение холоду.

ЦитироватьНо в целом, тратить весь хладоресурс на охлаждение камер двигателя это как то глупо.

Почему глупо? Глупо охлаждать сильнее чем надо. А топливо с большим хладоресурсом позволит сделать более большой и более мощный (потому как куб-квадрат) движок за ту же цену.

ЦитироватьНо в целом, тратить весь хладоресурс на охлаждение камер двигателя это как то глупо.

Отнюдь. Ведь это тепло не теряется.

Глупо, если учесть что и на керосине получаются движки с эффективностью близкой к предельной. Несмотря что керосину, со своим коксованием и комнатной начальной температурой, далеко до таких параметров. А если как предлагается хладоресурс в 1,7 раза больше чем даже у метана?
Лучше использовать этот холод для добычи окислителя (воздуха), причем тоже без потерь энергии. Теоретически нет потерь даже на лобовое сопротивление двигателя.

Свойства в твердом состоянии.  :D
---------------- * Плотность кг/см3 ----- Теплота плавления кДж/кг
Этан ------------- 0.73 ------------------------- 95.10
Пропан --------- 0.78 ------------------------- 79.96
Метан ---------- 0.52 ------------------------- 58.41
* Плотность при температурах жидкого водорода.

Похоже никто в мире не проводил исследований, типа - густой замес пропана в жидком водороде. )

ГОРЮЧЕЕ ДЛЯ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ:[/size]
раствор лития в аммиаке.
ПАТЕНТ, oпубликовано: 20.07.1999.

ЦитироватьГорючее может быть использовано в жидкостных ракетных двигателях. В качестве горючего применен раствор лития в аммиаке. Это горючее имеет преимущества, характерные для известных металлосодержащих горючих, такие, как высокая теплотворная способность и высокий удельный импульс тяги, получаемый при их применении. А кроме того это горючее имеет такие положительные особенности чисто жидких горючих, как высокая простота, надежность и эффективность их подачи в камеру сгорания, низкая вязкость, полное отсутствие опасности засорения магистралей и форсунок (при отсутствии примесей), отсутствие эффекта расслаивания и высокая стабильность состава.


Предлагаемое техническое решение относится к области ракетной техники, а именно - к горючим для жидкостных ракетных двигателей.

Известно применение аммиака NH3 в качестве горючего для жидкостных ракетных двигателей - см., например, стр.217 в книге "Теория ракетных двигателей" - авторы В.Е.Алемасов, А.Ф.Дрегалин, А.П.Тишин, Москва изд. "Машиностроение", 1980 г. Недостатком этого горючего является невысокий удельный импульс тяги, получаемый при его использовании даже с высокоэффективными криогенными окислителями. Так, например, при использовании в жидкостном ракетном двигателе (ЖРД) в качестве топлива жидкого аммиака и жидкого кислорода получают удельный импульс тяги в пустоте (Iу.п.), равный 3472 м/с (при давлении в камере сгорания (Рк.), равном 10000 кПа, степени расширения продуктов сгорания (), равной 1000, и при коэффициенте избытка окислителя (oк), равном 1,0).

Наиболее близким к заявляемому объекту является металлосодержащее горючее, состоящее из жидкого горючего компонента и суспензии или геля лития, бериллия или алюминия - см. стр.222-224 в указанной выше книге. Недостатками такого горючего являются невысокая стабильность, связанная с расслаиванием его составных частей, и сложность его подачи в камеру сгорания.

ЦитироватьЦелью предлагаемого технического решения является совмещение преимуществ, характерных для известных металлосодержащих горючих, - таких как высокая теплотворная способность и высокий удельный импульс тяги, получаемый при их применении, - с такими положительными особенностями чисто жидких горючих компонентов, как высокая эффективность, простота и надежность их подачи в камеру сгорания ЖРД, низкая вязкость, полное отсутствие опасности засорения магистралей, отсутствие эффекта расслаивания и высокая стабильность состава.

Указанная цель достигается в результате применения раствора лития (Li) в жидком аммиаке (NH3) в качестве горючего для жидкостных ракетных двигателей.

Известно применение раствора лития в жидком аммиаке в качестве высокоэффективного восстановителя (см. книгу "Современная неорганическая химия" (том 2), Ф.Коттон, Дж.Уилкинсон, М. изд. "Мир", 1969г., стр.166), а также в качестве среды для осуществления разнообразных химических реакций и получения на этой основе различных органических и неорганических соединений (см. книгу "Курс неорганической химии" (том II), Г.Реми, М., изд. "Мир", 1974г., стр.715).

Раствор лития в жидком аммиаке существует при нормальном атмосферном давлении не только в области температур существования жидкого аммиака (от -77,8oС до -33,4oС,), но и при температурах от -33,4oС до температуры плавления лития (+180,54oС), а также в диапазоне температур от -77,8oС до -183oС. При температуре, равной -33,4oС, в аммиаке растворяется примерно 15% (мольных) лития. С повышением температуры растворимость лития в NH3 быстро возрастает и становится бесконечно большой при температуре плавления щелочного металла (при этом литий смешивается с аммиаком в любых отношениях). Аммиак из концентрированных растворов испаряется, медленно, так как давление его насыщенных паров стремится к нулю при увеличении концентрации металла. (Удельный вес концентрированного раствора лития в жидком аммиаке при +20oС равен 0,48 г/см3).

В предлагаемом горючем концентрация лития может задаваться (меняться) в широких пределах - от долей процента (по массе) до практически 100%. Поэтому указывать предельные значения минимальной и максимальной концентрации лития в его растворе в аммиаке нецелесообразно, так как диапазон возможных рабочих концентраций равен практически ста процентам. Следует, однако, отметить, что наиболее целесообразно, естественно, применение в качестве горючего концентрированных растворов. Как отмечается выше, растворимость лития в аммиаке существенно зависит от температуры, поэтому характерной особенностью предлагаемого горючего является достаточно широкий рабочий температурный диапазон - от примерно минус 40oС до плюс 60 - 90oС.

Если в предлагаемом горючем концентрация лития равна 30 - 70% (мольных), то в ЖРД возможен режим горения лития и термического разложения аммиака (без горения водорода), что обеспечивает существенное уменьшение средней молекулярной массы продуктов сгорания и, следовательно, дополнительное увеличение удельного импульса тяги. Для увеличения эффективности указанного процесса в состав одного из компонентов может вводиться дополнительно катализатор для каталического разложения (в камере сгорания и/или в сопле) аммиака в количестве, равном нескольким десятым доли процента от массы аммиака в предлагаемом горючем. Этот катализатор может либо входить в состав выбранного компонента, либо вводиться в его состав непосредственно перед его поступлением (подачей) в камеру сгорания.

В качестве такого катализатора могут быть использованы, например, вещества, используемые для каталитического разложения гидразина или для синтеза аммиака.

Следует отметить, что использование в качестве горючего чистого (со 100% концентрацией) лития требует либо решения проблемы его подачи в камеру сгорания в твердом виде (например, в виде порошка), либо решения проблемы его хранения и подачи в камеру сгорания в расплавленном состоянии при температуре +190 - 200oС. Вероятность положительного решения этих 2-х проблем представляется крайне незначительной, поэтому использование раствора лития в аммиаке является, вероятно, достаточно близким к оптимальному решением проблемы создания эффективного металлосодержащего горючего для ЖРД.

Оценка величины удельного импульса тяги, который может быть получен при использовании предлагаемого горючего (без учета изменения энтальпии при образовании раствора), показывает, что применение раствора лития в аммиаке в качестве горючего для ЖРД позволяет существенно - до 10 - 15% - увеличить удельный импульс тяги двигателя по сравнению с удельным импульсом тяги, получаемым при использовании в качестве горючего аммиака (окислитель при этом используется один и тот же). В качестве окислителя вместе с предлагаемым горючим могут использоваться практически все известные окислители - как криогенные, так и не криогенные, например, O2, F2, OF2, NF3, N2F4, ClF5 и др.

В приципе, при определенных условиях в качестве горючего для ЖРД или иных двигателей (например для ПВРД, ТРД и т.п.) могут быть использованы растворы в аммиаке и иных щелочных или щелочноземельных элементов, а также их смеси.

Итак, предлагаемое металлосодержащее горючее позволяет не только увеличить удельный импульс тяги, но и обеспечивает получение эксплуатационных характеристик, свойственных обычным жидким горючим, - простоты и надежности их подачи в камеру сгорания, низкой вязкости, отсутствия опасности засорения магистралей и форсунок, что определяется стабильностью состава и отсутствием опасности расслоения компонента.
 

http://www.findpatent.ru/patent/213/2133367.html

скайлону нужно чуток дальше пойти - не брать кислород с собой вообще, только водорода чуть поболее.

в процессе разгона заправить баки, освободившиеся от водорода, атмосферным кислородом, предварительно сжижив воздух и разделив на фракции.

экономия стартовой массы будет очень приличной. тем более, какая разница какой прожект им не реализовать.

ИМХО, одноступ типа скайлона очень преждевременный. реально уровень техологий пока не достаточен. пока они будут с двиглом барахтаться, залетают масса двуступов, которые реализуемы на нынешнем уровне техники и технологии.

ПМСМ все эти проекты с ожижением воздуха дебильны из-за того, что требуемые характеристики теплообменника нереальны. Самолет разгонщик Спирали так и не получил движков, а там всего лишь нагрев водорода в теплообменнике. И то масса и сопротивление теплообменника похоронили идею. А тут еще воздух ожижать и заполнять им бак хотят   :D

Цитироватьскайлону нужно чуток дальше пойти - не брать кислород с собой вообще, только водорода чуть поболее.

в процессе разгона заправить баки, освободившиеся от водорода, атмосферным кислородом, предварительно сжижив воздух и разделив на фракции.

Так не получится. Скайлон должен пролетать атмосферный участок за 55 секунд вроде. За это время количество потребленного воздуха в несколько раз больше собственного веса.

Через несколько месяцев должен быть готов теплообменник способный на такое. Полноразмерная секция, а не макет или моделька. Иначе им бабок не получить.

скайлон никому ничего пока не должен :-)

и вряд-ли в ближайшие лет 30 будет должен.

а вот законы физики - таки да, соблюдать должен.

хотя там британские ученые ...

55 секунд от какого момента до какого?

в принципе, если они с 1М в течение 55 секунд при 3 же разгоняться будут, то до 5,5М успеют.

тока ему еще взлететь, до 1М разогнаться, да и до 26 км подняться нужно.

пустотную тягу дают в 2х130 тонн. в атмосфере это будет существенно меньше при тех габаритах, что на картинках. т.е. либо жрд сильно переразмерен, либо воздухозаборники маловаты, либо тяга на взлетном режиме тонн 40х2, что маловато для энергичного разгона.

я не вижу оснований полагать, что для скайлона соотношения масс, размеров и тяги атмосферных двигателей будут существенно лучше чем для конкорда и ту144. можно эти машины взять за точку отсчета, благо все данные в наличии, и масштабировать до скайлона.

вообщем будет достаточно времени баки атмосферным кислородом заполнить.

лет 30-40 у него есть :-)

шютка все это. так же как и сам скайлон. вернее его двигуны

законы физики они мож и не нарушают, но двигуны не впишутся в компоновочную схему.

имхо, нужно не парится с одноступом, а сделать двуступ.

позже, когда двигуны доведут, можно и одноступ сварганить.

Цитировать55 секунд от какого момента до какого?

Цитироватьза 55 сек разгона с 0 до 5.5 Махов ему нужно успеть «переварить» и заморозить более 125 тонн воздуха – в 12 раз больше собственного веса.

Похоже имеется ввиду вес одного двигателя - 9,5 тонн

Тяга двигателя на уровне 200 тонн в атмосферном режиме. Стартовый вес скайлона 275 т. Данные от разрабов или х.з.

Цитироватья не вижу оснований полагать, что для скайлона соотношения масс, размеров и тяги атмосферных двигателей будут существенно лучше чем для конкорда и ту144. можно эти машины взять за точку отсчета, благо все данные в наличии, и масштабировать до скайлона.

Не подходят они для сравнения. У этих самолетов небыло турбины высокого давления, а значит и ракетного сопла. Примерно половина тепла от сгорания там просто теряется.

Цитироватьшютка все это. так же как и сам скайлон. вернее его двигуны

законы физики они мож и не нарушают, но двигуны не впишутся в компоновочную схему.

имхо, нужно не парится с одноступом, а сделать двуступ.

Двуступ может и лучше. Только не такой, а вертикального старта. Примерно как Байкал, но на переохлажденном пропане с движком по типу скайлона.

Александр,

мы вроде как о скайлоне. я имел ввиду воздушный старт когда про двуступ писал.

вертикальный двуступ в вашем варианте в теме про гибридные движки.

Цитировать

Цитироватьа вот случайно наткнулся ну просто на идеальную пару :

Ацетилендинитрил — он же субнитрид углерода, дицианоацетилен, C4N2
С перекисью водорода - УИ 350с при совместной плотности 1,5.

Есть "но" - по мелочи - температура плавления +21С (ну нешто не обогреем?), и, вероятно серьёзнее - способ получения, возможно, дорого.

Это само по себе.
.
Но в тему "ацетама" - даёт при горении даже большую температуру чем ацетилен и в то же время не капризен-взрывоопасен.

А что такого выдающегося в пустотном УИ 350 с?

Перекись водорода с гидридом алюминия может дать 390 с (можно делать РДТТ из вмороженного в перекись гидрида).

Нашел сводную табличку по компонентам топлива (правда, никаких новинок там нет)
http://rghost.ru/44261472

Спасибо! :)

Холдинговая компания "РТ-Химкомпозит" разработала высокоэффективную технологию производства орбитального пускового горючего ПГ-2.

ЦитироватьПредприятие "ГНИИХТЭОС", входящее в холдинг "РТ-Химкомпозит", наряду с производством продукта, проводит весь комплекс исследований по определению качественных показателей используемого сырья для его производства, а также контрольные испытания по аттестации горючего ПГ-2 и его паспортизацию.
 
 "Мощность созданного производства пускового горючего способна обеспечить потребности космической отрасли в данном продукте", - отметил генеральный директор "РТ-Химкомпозит" Сергей Сокол.
 
 Орбитальное пусковое горючее ПГ-2 сегодня используют ОАО "НПО "ЭНЕРГОМАШ" имени академика В.П. Глушко" (г. Химки Московской области), РКК "Энергия" (г. Королев Московской области), КБХА (г. Воронеж) и др.
 
 Государственный научный центр Российской Федерации "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ГНЦ РФ "ГНИИХТЭОС" ;)  - предприятие в составе холдинга "РТ-Химкомпозит", представляющее комплексный центр по разработке научных основ, методов синтеза и созданию высокоэффективных промышленных технологий производства уникальных элементоорганических материалов настоящего и будущего для космонавтики, авиации, машино- и приборостроения, электро- и радиотехники, электроники, строительной индустрии, медицины, сельского хозяйства, товаров народного потребления.
 
 ОАО "РТ-Химкомпозит" - холдинговая компания "Ростехнологий", в состав которой входят предприятия и научные центры, специализирующиеся на инновационных разработках в области создания новых материалов, уникальных конструкций, технологий, а также серийном производстве наукоемкой продукции для космоса, авиационной техники, военной техники и вооружения, наземного и водного транспорта, энергетики, химического производства для многих отраслей промышленности.
 

[url=http://www.aviaport.ru/digest/2013/03/11/250771.html]ссылка[/url]

Школьница из Казахстана изобрела новый вид ракетного топлива. 21.04.13
 

ЦитироватьУченица 11 класса технической гимназии города Атырау Гаухар Зайденова изобрела новый вид топлива для ракет и стала призером 9-х Международных научных соревнований по космическим исследованиям. Ее работой уже заинтересовались российские ученые. Подробности - у корреспондента "Голоса России" в Казахстане

Химией Гаухар Зайденова увлекается с 8-го класса. Неоднократно побеждала на городских и областных олимпиадах. Увидев ее потенциал, педагоги решили подать заявку на участие в международных соревнованиях. И не прогадали. Гаухар к тому времени уже занималась разработкой нового топлива для автотранспорта. И ей удалось вывести формулу, которая дает возможность топливу не замерзать даже при минус 60 градусах. Но на этом одиннадцатиклассница решила не останавливаться.
////"У меня было топливо для машины. А потом я развивала и придумала для ракеты ракетное топливо с добавками, - рассказала Гаухар Зайденова. - Там добавки.... Керосин, азотный окислитель... Все добавки для ракеты дают мощность, она хорошо работает. Топливо вообще не замерзает и держит силу".

Гаухар Зайденова проводила исследования на Атырауском нефтеперерабатывающем заводе, все время пропадала в библиотеках, заказывала по интернету издания, которых нет в Казахстане. Некоторые научные статьи переводила с английского языка. На исследования у нее ушло почти 2 года. Свою работу она презентовала на 9-х Международных научных соревнованиях по космическим исследованиям. Они проходили на Байконуре. И в этом году участников из России и Казахстана было порядка пятисот человек. В номинации "Энергетика и химия топлива" Гаухар удалось занять второе место:////"После окончания презентации всем возвращали работы, а мне не дали. Я подошла, спросила, почему не дали, не вернули. Сказали, что у меня очень актуальная тема, что эту работу они оставили себе для дальнейшего развития, сказали: "мы еще с вами свяжемся".
////Подруга Гаухар по команде Аяжан Жолдаскалиева тоже стала призером Международных соревнований. Заняла 3-е место в номинации "Космическая биология и медицина". Даже у космонавтов при их идеальном здоровье в космосе возникают проблемы: поднимается давление, температура, возникает синдром адаптации. Для них медики ищут лекарства, есть даже целое направление "космическая медицина". Аяжан Жолдаскалиева решила найти пути ее применения на земле. По её словам, занять 3-е место ей помогла поддержка родственников:

"Родные радовались, помогали. Я на каникулах сидела за работой до пяти часов утра. Бабушка сидела рядом и слушала меня. Когда получила приз, они все радовались".
////Став призерами таких престижных соревнований, Гаухар и Айжан получили право не сдавать Единое Национальное Тестирование после окончания школы и без экзаменов поступить в любой вуз Казахстана. И они практически сделали свой выбор. Гаухар, к примеру, уже решила учиться в Казахско-британском университете. Она также продолжит занятия химией и будет дальше развивать своё изобретение. Которое, кстати, уже запатентовала.

http://rus.ruvr.ru/2013_04_21/SHkolnica-iz-Kazahstana-izobrela-novij-vid-raketnogo-topliva/ (http://rus.ruvr.ru/2013_04_21/SHkolnica-iz-Kazahstana-izobrela-novij-vid-raketnogo-topliva/)

Топливо для жидкостных ракетных двигателей - смесь метана и этилена с мольным содержанием метана от 5 до 25% (патент РФ № 2180050).
http://www.freepatent.ru/patents/2180050 (http://www.freepatent.ru/patents/2180050)

ЦитироватьЖидкий кислород в настоящее время является одним из наиболее распространенных окислителей в топливах ЖРД. Это связано с тем, что жидкий кислород является экологически безопасным компонентом топлива.

При этом он дешев, не токсичен, умеренно пожароопасен и обеспечивает достаточно высокие энергетические характеристики топлив. Например, топливо керосин+кислород при давлении в КС 70 ата и геометрической степени расширения сопла 40 обеспечивает удельный пустотный импульс на ~ 8% больший, чем топливо керосин+AT, где в качестве окислителя используется азотный тетраксид.

В целом топливо керосин+кислород, является эффективным топливом с достаточно высокой плотностью ~ 1000 кг/м3 и достаточно высоким удельным импульсом истечения продуктов его сгорания, что позволяет достаточно эффективно решать существующие задачи, стоящие перед современными средствами выведения.

К недостаткам топлива керосин+кислород относятся: относительно большая разница температур эксплуатации жидкого кислорода (~ 90 К) и керосина (~ 290 К), что требует принятия специальных мер, компенсирующих температурные напряжения, возникающие в баке хранения окислителя при заправке его жидким кислородом, и необходимость использования баков хранения компонентов с раздельными днищами и значительной теплоизоляцией между баками. Это ведет к существенному увеличению массы баков хранения компонентов и к увеличению объема, занимаемого баками хранения компонентов топлива в двигательной установке, что также увеличивает массовые затраты на хранение топлива.

Керосин представляет собой углеводородное горючее, являющееся смесью природных углеводородов, получаемых при перегонке нефти. Получение керосина из природной нефти обусловливает его относительную дешевизну. Кроме того, керосин является малотоксичным веществом, относящимся к 4-ому (низшему) классу опасности, умеренно пожароопасен и обладает достаточно высокой плотностью, что положительно сказывается на его эксплуатационных достоинствах.

В целом топливо керосин+кислород, является эффективным топливом с достаточно высокой плотностью ~ 1000 кг/м3 и достаточно высоким удельным импульсом истечения продуктов его сгорания, что позволяет достаточно эффективно решать существующие задачи, стоящие перед современными средствами выведения.

К недостаткам топлива керосин+кислород относятся: относительно большая разница температур эксплуатации жидкого кислорода (~ 90 К) и керосина (~ 290 К), что требует принятия специальных мер, компенсирующих температурные напряжения, возникающие в баке хранения окислителя при заправке его жидким кислородом, и необходимость использования баков хранения компонентов с раздельными днищами и значительной теплоизоляцией между баками. Это ведет к существенному увеличению массы баков хранения компонентов и к увеличению объема, занимаемого баками хранения компонентов топлива в двигательной установке, что также увеличивает массовые затраты на хранение топлива

Метан является основной составляющей природных газов, поэтому его производство, по оценкам, будет даже дешевле, чем производство керосина. По энергетическим характеристикам это топливо превосходит топливо керосин+кислород: при указанных выше давлениях в КС и геометрической степени расширения сопла удельный импульс топлива метан+кислород будет выше удельного импульса топлива керосин+кислород на ~ 4%.

Однако метан даже при температуре 91 К (температура его плавления 90,66 К) обладает низкой плотностью 455 кг/м3, при этом плотность топлива метан+кислород всего 830 кг/м3, что приводит к увеличению массовых затрат на его хранение ввиду необходимости увеличения объема баков хранения компонентов.

Низкая плотность топлива метан+кислород и невозможность переохлаждения кислорда при использовании баков хранения компонентов топлива с совмещенными днищами ведут к тому, что для космических РБ существенно (на 20% по сравнению с керосин+кислород) снижается время возможного хранения топлива в околоземном пространстве.

Поскольку температура плавления метана выше температуры кипения кислорода при давлении 1 ата (т.е. выше 90 К), то использование баков хранения компонентов топлива с совмещенными днищами даже для кипящего при 1 ата кислорода (а тем более при использовании переохлажденного кислорода, который кипит при более низком давлении) невозможно без использования межбаковой теплоизоляции.

Кроме того, поскольку бак горючего заправлен криогенным метаном, то его надо теплоизолировать от внешних теплопритоков, что дополнительно увеличивает массовые затраты на хранение топлива.

Все это ведет к существенному по сравнению с топливом керосин+кислород увеличению массы и габаритов баков хранения топлива метан+кислород, что значительно, а в некоторых случаях вплоть до нуля, снижает эффект, который можно было бы получить от более высокого удельного импульса прототипа.
 
Задачей изобретения является увеличение плотности топлива и, как следствие, массовых затрат на его хранение в топливных баках. Энергетические характеристики топлива при этом не ухудшаются по сравнению с прототипом.

Это достигается при применении топлива, содержащего горючее и окислитель, где в качестве горючего используется смесь метана и этилена с мольным содержанием метана от 5 до 25%.

При указанном содержании метана температура затвердевания такого горючего менее 90 К, т.е. при использовании в качестве окислителя, например, кипящего жидкого кислорода баки окислителя и горючего могут иметь общее днище, не покрытое теплоизоляцией.

Кроме того, предлагаемое топливо для указанного интервала мольного соотношения метан - этилен будет иметь плотность от 900 до 970 кг/см3, что сравнимо с плотностью топлива керосин+кислород, а с учетом большой теплоемкости горючего в предлагаемом топливе возможное время пребывания космических РБ в околоземном пространстве будет таким же, как при использовании топлива керосин+кислород.

При этом проведенные термодинамические расчеты показали, что удельный импульс продуктов истечения предлагаемого топлива будет таким же, как для топлива метан+кислород.

Применение предлагаемого топлива на РН среднего класса с общим запасом топлива 300 т позволит снизить массу конструкции РН по сравнению с применением топлива метан+кислород на ~ 2%, что эквивалентно увеличению массы выводимого полезного груза на ~ 6,5%. По сравнению с использованием топлива керосин+кислород масса выводимого полезного груза увеличится на ~ 7,5%

Метан, как уже отмечалось выше, является основной составляющей природных газов, а этилен является широко распространенным сырьем для химической промышленности (например, при производстве полиэтилена), поэтому производство горючего для такого топлива не потребует создания новых производств и может быть освоено в достаточно короткие сроки.

ЦитироватьMark пишет:
В целом топливо керосин+кислород, является эффективным топливом с достаточно высокой плотностью ~ 1000 кг/м3 и достаточно высоким удельным импульсом истечения продуктов его сгорания, что позволяет достаточно эффективно решать существующие задачи, стоящие перед современными средствами выведения.

К недостаткам топлива керосин+кислород относятся: относительно большая разница температур эксплуатации жидкого кислорода (~ 90 К) и керосина (~ 290 К), что требует принятия специальных мер, компенсирующих температурные напряжения, возникающие в баке хранения окислителя при заправке его жидким кислородом, и необходимость использования баков хранения компонентов с раздельными днищами и значительной теплоизоляцией между баками. Это ведет к существенному увеличению массы баков хранения компонентов и к увеличению объема, занимаемого баками хранения компонентов топлива в двигательной установке, что также увеличивает массовые затраты на хранение топлива.

Эти два абзаца продублированы.

из Союз-5

ЦитироватьMark пишет:
 Не узнал ещо на сколко будет лучшы биометан ?
 
В прошлом году в Zörbig (Sachsen-Anhalt) была первая система введена в эксплуатацию, который может ежегодно производить 20 000 тонн соломы в био метан.

ЦитироватьSFN пишет:
из Союз-5

ЦитироватьMark пишет:
Не узнал ещо на сколко будет лучшы биометан ?

В прошлом году в Zörbig (Sachsen-Anhalt) была первая система введена в эксплуатацию, который может ежегодно производить 20 000 тонн соломы в био метан.

ЦитироватьСреди промышленно развитых стран ведущее место в производстве и использовании биогаза по относительным показателям принадлежит Дании (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F) — биогаз занимает до 18 % в её общем энергобалансе. По абсолютным показателям по количеству средних и крупных установок ведущее место занимает Германия (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F) — 8000 тыс. шт. В Западной Европе (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%B2%D1%80%D0%BE%D0%BF%D0%B0) не менее половины всех птицеферм отапливаются биогазом.

Потенциальное производство в России биогаза – до 72 млрд м³ в год. Потенциально возможное производство из биогаза электроэнергии в год составляет 151 200 ГВтч, тепла – 169 344 ГВтч.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%B7 (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%B7)

Американцы будут добывать метан в украинских шахтах.

ЦитироватьАмериканская корпорация Epsilon покупает две украинские газовые компании за $1,25 млн. Речь идет о фирме "НПК-Контакт", которая добывает метан на территории закрытых шахт "Томашевская Южная" и "Томашевская Северная" в Лисичанске, а также "Лиспромгазе", которая продает его потребителям, сообщает "Интерфакс-Украина".
 
"НПК-Контакт" и "Лиспромгаз" зарегистрированы на кипрскую Synderal Services Ltd, которой на сегодня владеет кипрский оффшор Bezerius Holdings. Epsilon Corp. через дочерние структуры заключила опционную сделку с Bezerius Holdings на покупку украинского актива за $1,25 млн. В качестве аванса будет уплачено $0,412 млн, полностью закрыть сделку планируется до октября 2013 года.

Напомним, по оценкам энергетического эксперта Александра Тодийчука в Украине возможно добывать до 8 млрд. куб. м шахтного метана в год.

http://news.meta.ua/cluster:31433613-Amerikantsy-budut-dobyvat-metan-v-ukrainskikh-shakhtakh/ (http://news.meta.ua/cluster:31433613-Amerikantsy-budut-dobyvat-metan-v-ukrainskikh-shakhtakh/)

ЦитироватьMark пишет:

ЦитироватьПоскольку температура плавления метана выше температуры кипения кислорода при давлении 1 ата (т.е. выше 90 К), то использование баков хранения компонентов топлива с совмещенными днищами даже для кипящего при 1 ата кислорода (а тем более при использовании переохлажденного кислорода, который кипит при более низком давлении) невозможно без использования межбаковой теплоизоляции.

Надо смотреть на более применимые в РН давления (для вытеснительных движков - и десятки атмосфер) - там пересечение вполне есть.

ЦитироватьКроме того, поскольку бак горючего заправлен криогенным метаном, то его надо теплоизолировать от внешних теплопритоков, что дополнительно увеличивает массовые затраты на хранение топлива.

почему-то более холодный бак с кислородом обходится без теплоизоляции...

Если уж хочется использовать метан от коров или со дна моря... Берем его твердый клатрат СН4*6Н2О. Так как у нас тут вода, то примешиваем нано-дисперсный алюминий. При горении метана в кислороде алюминий будет реагировать с водой с выделением водорода. Получаем гибридник. Твердый восстановитель СН4*6Н2О+Al и жидкий окислитель О2 или N2O.  8)

Данных по растворимости водорода в жидком метане сходу не найти, но есть данные по установке для извлечения водорода из метано-водородной смеси, c помощью сжижения метана.



(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/91262.jpg) (http://fastpic.ru/view/58/2013/1228/7242f360a1c385b35f6b3e4caa5ce681.jpg.html)



Минимум 5 процентов водорода остается в метане. Это при том что в исходной смеси около 90% водорода 10 метана.

Интересно.
Вообще, использование водорода а не гелия для создания давления в баке достаточно целесообразно.
Независимо от того сколько его в горючем растворится.

Я всё никак не расстанусь с идеей наддувать кислородный бак водородом а керосиновый - кислородом. :)

ЦитироватьСтарый пишет:
Я всё никак не расстанусь с идеей наддувать кислородный бак водородом а керосиновый - кислородом.

Шахид?

ЦитироватьСтарый пишет:
Я всё никак не расстанусь с идеей наддувать кислородный бак водородом а керосиновый - кислородом.

Ты сам не можешь справиться с этой навязчивой идеей? ;)

ЦитироватьДмитрий В. пишет:

ЦитироватьСтарый пишет:
Я всё никак не расстанусь с идеей наддувать кислородный бак водородом а керосиновый - кислородом.

Ты сам не можешь справиться с этой навязчивой идеей?

Не могу. :(

Цитироватьfreinir пишет:

ЦитироватьСтарый пишет:
Я всё никак не расстанусь с идеей наддувать кислородный бак водородом а керосиновый - кислородом.

Шахид?

Детонатора нет. :)

ЦитироватьДмитрий В. пишет:

ЦитироватьСтарый пишет:
Я всё никак не расстанусь с идеей наддувать кислородный бак водородом а керосиновый - кислородом.

Ты сам не можешь справиться с этой навязчивой идеей?

Я так понял водка кончилась, а санитары не едут  ;)

Цитироватьfreinir пишет:

ЦитироватьСтарый пишет:
Я всё никак не расстанусь с идеей наддувать кислородный бак водородом а керосиновый - кислородом.

Шахид?

То-то в интернетах появились данные, что на Красной площади новый год справляли ваххабиты. Один из них был с женой и бутылкой неизвестного содержимого (предположительно нитроглицерина). Бутылку пришлось отобрать и отправить в лабораторию на исследование и дегустацию.

Цитироватьfreinir пишет:

ЦитироватьДмитрий В. пишет:

ЦитироватьСтарый пишет:
Я всё никак не расстанусь с идеей наддувать кислородный бак водородом а керосиновый - кислородом.

Ты сам не можешь справиться с этой навязчивой идеей?

Я так понял водка кончилась, а санитары не едут

Насколько известно, Старый водку не пьет, максимум - вино или пиво ;)

ЦитироватьДмитрий В. пишет:
Насколько известно, Старый водку не пьет, максимум - вино или пиво

Не понял... это чёйто он???

ЦитироватьАнтикосмит пишет:
То-то в интернетах появились данные, что на Красной площади новый год справляли ваххабиты. Один из них был с женой и бутылкой неизвестного содержимого (предположительно нитроглицерина). Бутылку пришлось отобрать и отправить в лабораторию на исследование и дегустацию.

Вакхабиты. Организаторы вакханалий. :)

Цитировать

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьКопатыч пишет:
Мне, вот, интересно: а почему Маск выбрал именно метан? У метана плотность низкая, не больше 450 кг/м3 (в жидком состоянии). И получается, что топливо имеет эффективную плотность около 850 кг/м3. Если же использовать этан или пропан (последний-лучше), то за счёт возросшей плотности топлива (950 и 1020 где-то) ПН растёт! Понятно, что этан и пропан переохлаждены до точки замерзания.
Есть ещё и непредельные углеводороды: этилен, пропилен и бутилен. Все они лучше метана. Последние два, как и пропан, можно содержать при температуре ниже 90 К, что соответствует жидкому кислороду То есть сделать бак с совмещённым днищем и без всякой теплоизоляции на днище.

Далее, если производить топливо на Марсе (о чём говорит нам Маск), то нужно где-то брать водород. Водород, ясное дело - из воды. Есть там на Марсе вода, нет воды - всё это вилами по воде писано. Так что чем меньше потребуется водорода, тем лучше. Углерод и кислород доступны в любых количествах - из атмосферы. Метан же - прямо чемпион по содержанию водорода: соотношение H/C = 4. Любые углеводороды лучше метана в этом плане. Причём значительно.

У кого какие мнения?

vlad7308 пишет:
а зачем мнения, если есть расчеты и ответы  :)  
метан имеет более высокий УИ (что как раз нивелирует его низкую плотность) и не дает сажи

Копатыч пишет:
Так есть расчеты, в том-то и дело. Для переохлажденного пропана плотность побеждает УИ. Про остальные горючие (этан, бутилен) сказать сложнее, но вот этилен и пропилен лучше метана и по плотности и по удельному импульсу.

vlad7308 пишет:
что значит "плотность побеждает УИ"?
ИМХО это выражение имеет смысл только при массовом совершенстве, равном некоторой константе. А почему оно обязано быть равно константе?

А главное преимущество метана, насколько я понимаю - это отсутствие сажеобразования в схеме с ДВГГ.

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьSalo   пишет:
УИ лучше только у этилена, да и то на пару секунд.
А вот что будет с коксом в рубашке и сажей в сладком ГГ думаю сами догадываетесь.

Копатыч пишет:
У этилена и УИ и плотность выше. У пропилена УИ почти одинаков с метаном, плотность значительно выше.
Что же до сажи, то и камеру охлаждать и "газ генерировать" можно при помощи кислорода. 11Д58МФ - яркий пример того, как кислородное охлаждение увеличивает УИ. Ну а кислый газогенератор стоит везде: на Энергии (100% надёжность), на Атласе V (100% надёжность), На Ангаре и KSLV (100% надёжность   двигателя  ), на BE-4 тоже он будет.

Но я согласен с вами, должно быть Маск выбрал метан потому что у Раптора два газогенератора, один из которых - сладкий. Тем не менее, не понимаю, в чём преимущество метана у двигателя кислой схемы?

P.S. На этиленовой ракете можно устроить саботаж, подбросив в бак катализатор Циглера-Натта. Будут куски полиэтилена и ракета никуда не полетит. Но есть ведь пропан, который не полимеризуется!
Что же до массового совершенства баков, а почему вы думаете, что если в баки залили больше топлива (объём тот же, но плотность выше), то баки придётся упрочнять? Разница ведь невелика, не больше 20% (это при средней плотности "пропан-кислород" в 1020 кг\м3, а "метан-кислород" - 850 кг\м3). Материал для баков, насколько я понимаю, берут из некоего сортамента. И никто не будет заказывать заводу-изготовителю небольшую партию листа в 3,25 мм, если завод делает только 3 и 3,5. Возьмут 3,5мм и коэфициент запаса по прочности будет избыточен. Вот как раз в таких случаях можно при той же толщине стенки залить вместо метана пропан (утрирую).

Да и если совмещённые днища делать, то для метана теплоизоляция на общем днище нужна, а для пропана - нет, т.к. пропан замерзает при 85 К, а не при 91 К как метан (кислород кипит при 90 К).

Salo пишет:

А какая надёжность на Зените? А на Антаресе? Что касается 11Д58МФ, то пусть он сначала ОСИ пройдёт.

Все углеводороды, кроме метана, тяжелее воздуха, что чревато повышенной взрывоопасностью.
И потом, если у Вас окислительный газогенератор и охлаждение кислородом, то чем Вас не устраивает керосин?

ЦитироватьBell пишет:

ЦитироватьКопатыч   пишет:
У этилена и УИ и плотность выше. У пропилена УИ почти одинаков с метаном, плотность значительно выше.

Вы реально думаете, что это вам первому в голову пришло, а все остальные дураки?
Всевозможные топливные пары исследуют уже несколько десятков лет.

Берите ПРОПЕП и считайте сами, если не верите на слово. Этан и пропан хуже метана и керосина.


ЗЫ. Даже просто с точки зрения обычного здравого смысла, первая мысль, которая должны прийти в голову нормальному человеку - эти соединения давно и всем известны, почему же их не применяют, в чем причина? Может что-то в них не так?
Почему вам такая простая мысль в голову не приходит?

ЦитироватьBell пишет:

ЦитироватьКопатыч   пишет:
Тем не менее, не понимаю, в чём преимущество метана у двигателя кислой схемы?

Преимущество не у "ракеты", а у освоенной технологии и теоретической базы разработки и производства керосиновых двигателей на кислом газе.
Конкретно Энергомашу проще разработать двигатель на кислом метане, поскольку они имеют массу наработок на кислом керосине.

ЦитироватьКопатыч пишет:

Всем отвечу , что:
1) считал я в RPA (то же, что и PROPEP)
2) этан и пропан хуже метана только по УИ. Чтобы оценить всю ракету в целом, ни пропеп, ни рпа не подходят.
3) в курсе, что много топлив было исследовано. Но вы не можете утверждать, что переохлаждённый пропан/кислород хуже керосина/кислорода. Он лучше, но его не используют. Потому что МОЖНО сидеть на привычном керосине. И раз уж стали разрабатывать ракеты на метане, то неплохо бы понять, почему метану нет альтернативы?!!
4) про надёжность. Летает Атлас? Летает! Значит можно надёжный двигатель сделать и на кислом газе. Так вот если уже принято решение делать такой двигатель (BE-4), то чем метан лучше этилена? Я не понимаю, чем.
5) охлаждение кислородом - вещь новая. Как будут испытания, так и посмотрим. А пока сказать наверняка, что  не работает , нельзя. Статьи на эту тему были, даже опыты были. Как охладитель кислород весьма хорош, вероятность возгорания рубашки - небольшая.

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьSalo   пишет:
И потом, если у Вас окислительный газогенератор и охлаждение кислородом, то чем Вас не устраивает керосин?

Ну Копатыч пишет:

если можно сделать и окислительный газогенератор и охлаждение кислородом, то керосин - заведомо не лучший выбор. Керосин даёт меньший УИ чем, к примеру, пропилен. Для вакуумных двигателей секунд на 7, немало! А плотность топлива та же самая, что у пропилена (охлажденного) - кислорода.

Копатыч пишет:

керосин, керосин...тьфу  :D  . На Марсе где его добудете? Или додекан делать, как заместитель керосина? Да уж пропан или пропилен - куда проще делать. А в метане слишком много водорода,непрактичный он для Марса, о чём я уже писал  :)  .

P.S. Это опять про Маска, метан и Марс

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьКопатыч   пишет:
5) охлаждение кислородом - вещь новая. Как будут испытания, так и посмотрим. А пока сказать наверняка, что не работает , нельзя. Статьи на эту тему были, даже опыты были. Как охладитель кислород весьма хорош, вероятность возгорания рубашки - небольшая.

Salo пишет:
C охлаждения кислородом начинал ГИРД, его предлагали мельниковцы кузнецовцам в начале 60-х. Кислородом охлаждается ГГ в РД-171-180-191. Им же охлаждалась КС 11Д57. Но от предложения делать 11Д58МФ с кислородным охлаждением Рачук открестился как чёрт от ладана. Наверное что-то знает. ;)

Копатыч пишет:
Спасибо за справку, очень интересно! Но это, на мой взгляд, всё же аргумент в пользу того, что двигатель с кислородным охлаждением возможен .А почему от него открестился Рачук - а кто его знает? Может быть "Рачук уже не тот" :D ?

ЦитироватьИскандер пишет:
Еще один не существенный, но нюансик - метана в природе много больше и его проще производить искусственно. В Германии даже рассматривали возможность аккумулирования избытков энергии электростанций в производства метана для автотранспорта в т.ч. Можно еще вспомнить проект Зубрина..

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьКопатыч пишет:
переохлаждённый пропан

vlad7308 пишет:
кстати, переохлажденная криогеника - это свои дополнительные проблемы
решаемые, но дополнительные

Serge пишет:
Любые переохлажденные углеводородные топлива, включая метан и т.д. по своей криогенности не сложнее жидкого кислорода. Если вы работаете с ним, вы спокойно работаете и с углеводородами. Кроме того эти технологии давно отработаны и массово используются в промышленности. А вот водород другое дело , там слишком глубокая криогенника и все становиться дороже. Так что , что с метаном что с другими углеводородами проблемы не будет.

Метан все таки лучше за счет его большого количества как полезного ископаемого. В разговоре об очистке топлива приводили примеры скважин где уже на уровне добычи метан идет чистоты пригодной для ракетных двигателей.

ЦитироватьSeerndv пишет:

ЦитироватьКопатыч пишет:
Да уж пропан или пропилен - куда проще делать. А в метане слишком много водорода,непрактичный он для Марса, о чём я уже писал  :)  .

- это поэтому тонна пропилена в три раза дороже тонны сжиженного газа (метана) ?  :o

Цитировать

Цитировать

Цитировать

Цитироватьvlad7308 пишет:
ключевое слово - "переохлажденные", а не криогеника

Serge пишет:
Ну , все таки водород кипит при тех температурах, при которых и кислород и пропан или метан будут твердыми веществами. Так что там все равно разница большая. А до каких температур его планируют переохлаждать ? ему же в двигатель идти.

vlad7308 пишет:
Вы не понимаете  :(  
"Переохлажденный" в данном контексте - это всего лишь имеющий температуру ниже температуры кипения.

Serge пишет:

В таком случае где вы видите проблемы ? С жидким метаном давным давно работают в промышленных масштабах. Целыми танкерами сжиженный газ возят. Это полностью отработанные технологии, хоть прямо готовое покупай. В отличии от водорода, который требует спецматериалов с его температурами и дороже во всем.

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьКопатыч пишет:
Но вы не можете утверждать, что переохлаждённый пропан/кислород хуже керосина/кислорода.

Salo пишет:
Чем он лучше?

Копатыч пишет:
Лучше-то водород, но актуальная нынче тема - переделывать глушковские керосиновые РД (180, 190) под метан. Есть в числе таких переделок и вакуумный двигатель РД-192С. Газ там - кислый. В общем, "чем богаты"  ;)  . Вот тут бы и сравнивать керосин с другим углеводородным горючим. А не с водородом. И про BE-4 не будем забывать, хоть он и не вакуумный.

Пропан. Переохлажденный.
1) Плотность топлива с керосиновым - одинакова, тут пропан на равных. 1:1
2) Удельный импульс у пропана выше. На 7 секунд или на 2 (с атмосферным соплом), но всё равно выше. Пропану записываем балл.
3) Пропану, казалось бы, нужна теплоизоляция. Но при схеме с совмещёнными днищами, изоляция нужна и керосину - на днище. А пропану не нужна.Тут у керосина, быть может, незначительное преимущество - полбалла.
4) Переохлажденный пропан - криогенный. Значит можно бак сделать из криоупрочняемого сплава, сэкономить массу. Полбалла - пропану.
5) Пропан - "более лучший"  :)  охладитель, да ещё и нагрев в рубашке выдержит, не закоксуется. Полбалла пропану.
6) Испаряется пропан будь здоров. Так что обслуживание многоразового двигателя будет дешевле. Это полбалла.
6) Керосин не такой пожароопасный. Даём полбалла керосину.
7) С доступностью у пропана тоже всё в порядке. Из природного газа добывают его, в количествах немалых. А ракетный керосин (или искусственный нафтил) получить труднее. Скважины там, говорят, истощаются. А у нафтила формула сложная, надо синтезировать. Запишем пропану 0,25.

Может что-то упустил, но по итогам пропан лидирует, счёт 3,75/2  :D

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьSalo пишет:

ЦитироватьКопатыч пишет:
4) Переохлажденный пропан - криогенный. Значит можно бак сделать из криоупрочняемого сплава, сэкономить массу. Полбалла - пропану.

Никогда не слышал о криоупрочнении баков ЖК. К тому же, наддув горячим гелием сводит это преимущество на нет.

ЦитироватьКопатыч пишет:
5) Пропан - "более лучший"  :)  охладитель, да ещё и нагрев в рубашке выдержит, не закоксуется. Полбалла пропану.

Температура разложения пропана 350-450 градусов цельсия. У керосина 380-480.

ЦитироватьКопатыч пишет:
6) Испаряется пропан будь здоров. Так что обслуживание многоразового двигателя будет дешевле. Это полбалла.

Сажа и коксик не испаряются.

ЦитироватьКопатыч
6) Керосин не такой пожароопасный. Даём полбалла керосину.

Пропан ещё и взрывоопасный. И он тяжелее воздуха, а значит будет скапливаться в непредсказуемых местах.

ЦитироватьКопатыч
7) С доступностью у пропана тоже всё в порядке. Из природного газа добывают его, в количествах немалых. А ракетный керосин (или искусственный нафтил) получить труднее. Скважины там, говорят, истощаются. А у нафтила формула сложная, надо синтезировать. Запишем пропану 0,25.

Синтезировать керосин нужды нет. Для этого есть синтин, боктан и т.д. И УИ у них не ниже пропана.

Дмитрий В. пишет:

У пропана гораздо ниже температура разложения, чем у метана. И больше содержание углерода чем у последнего. Поэхтому, увы, пропан гораздо худший охладитель, чем метан.

Копатыч пишет:
Да я согласен  ;) , кокс есть. Но у пропана, криогенного, большой запас холода, так сказать. А у керосина его нет. Так что пропан можно и не доводить до разложения. нагреть от криогенной температуры до, скажем, 300 градусов. А с керосином возможности для манёвра небольшие, он и так уже тёплый.
И у водорода взрывоопасность, и у метана, и у пропана. А гептил ядовит. Неужели такая проблема? Ну если так, то я сдаюсь  :) .
У боктана, соктана, циклина выше УИ, да только синтез дорогой. А пропан доступен из скважины, синтез не нужен ему. И цена сильно ниже.

Цитировать

ЦитироватьSalo пишет:

1) Никогда не слышал о криоупрочнении баков ЖК. К тому же, наддув горячим гелием сводит это преимущество на нет.

2)Температура разложения пропана 350-450 градусов цельсия. У керосина 380-480.

3)Сажа и коксик не испаряются.

4) Пропан ещё и взрывоопасный. И он тяжелее воздуха, а значит будет скапливаться в непредсказуемых местах.

5)Синтезировать керосин нужды нет. Для этого есть синтин, боктан и т.д. И УИ у них не ниже пропана.

Копатыч пишет:
1) Если не ошибаюсь, большинство алюминиевых (алюминиево-магниевых) сплавов упрочняются при охлаждении. Прочность и пластичность плавно растет. Так что упрочнение есть, это вполне обыденная вещь. Может быть поэтому никто специально об этом не говорит. Паровое пространство, где тёплый гелий, не даёт упрочнения стенок. Но там и нагрузка не самая большая. А вот внизу, на днище и в нижней части обечайки, нагрузка на стенки выше. Вот там и упрочнение есть.

2) И что же, при 400 градусах у пропана будет кокс, забьёт рубашку? Скорее кокс будет у керосина, а у пропана - совсем небольшое количество сажи. Устойчивость пропана выше, потому что молекула его короче. Клепиков писал про "довольно значительное количество сажи", но то при 1000 градусов почти, а здесь 400.

3) Пропан - криогенный и охлаждает лучше чем керосин. Нет нужды выбирать такой режим, в котором образуется сажа. В этом его преимущество.

4) Верно. Это недостаток. Но разве он настолько серьёзен, вы думаете?

5) Я писал, что керосин добывают из скважин, причем скважин нужных - мало, истощаются они. А синтезировать нужно нафтил. Боктан, синтин, соктан тоже нужно синтезировать, синтез сложный, продукт дорогой. А вот пропан синтезировать не нужно, да и скважин полно. Где есть нефть и метан, там обычно и пропан.

ЦитироватьSalo пишет:

ЦитироватьКопатыч пишет:
У боктана, соктана, циклина выше УИ, да только синтез дорогой. А пропан доступен из скважины, синтез не нужен ему. И цена сильно ниже.

А под них не надо менять инфраструктуру на СК. Стоимость топлива не более 5% стоимости пуска.

ЦитироватьКопатыч пишет:
Да я согласен  ;)  , кокс есть. Но у пропана, криогенного, большой запас холода, так сказать. А у керосина его нет. Так что пропан можно и не доводить до разложения. нагреть от криогенной температуры до, скажем, 300 градусов. А с керосином возможности для манёвра небольшие, он и так уже тёплый.

У метана и охлаждающие свойства лучше, и УИ выше, и сажа в ГГ, рубашке и ФГ не образуется.

ЦитироватьКопатыч пишет:
Что-то разговор переходит в басню Крылова  :D  .

Сначала вопрос был: "Чем вас не устраивает керосин?" Я ответил, по нескольким пунктам. Стоимость топлива - последний пункт, кстати. Без него пропан все равно лучше керосина.
Теперь опять, вот, про метан. Так сказано же было: "Если можно сделать двигатель на кислом газе, с кислородным охлаждением, то метан не лучше пропана". Вот об этом говорю, а не про сажу в сладком газогенераторе.
Итак, надеюсь все согласятся что:
- пропан по охлаждающим свойствам лучше керосина (в том числе, проблема коксования не так остро стоит)
- пропан по УИ лучше керосина
- пропановое топливо (с кислородом) значительно плотнее метанового
- пропан позволяет сделать совмещённые баки без теплоизоляции на общем днище. Метан - нет
- за счет этих двух качеств, пропан как минимум не уступает метану.
- (заглядывая в будущее)пропан проще получать на Марсе, т.к. водорода в нём меньше.

А этан ещё лучше.;)
Метилацетилен, метилаллен и циклопропан по плотности лучше пропана, а по УИ лучше метана.

Метилаллен ещё и по соотношению компонентов точно соответствует керосину при близкой с ним плотности. Переделка керосиновых двигателей потребуется минимальная.

ЦитироватьSalo пишет:
Метилаллен ещё и по соотношению компонентов точно соответствует керосину при близкой с ним плотности. Переделка керосиновых двигателей потребуется минимальная.

А как с УИ?

У керосина 376 с, у метилаллена - 387 с. И кипит при 10 градусах цельсия. Плотность 645 кг/м3. Плотность топливной пары 940 кг/м3 против 924 кг/м3 у пропана и 1031 кг/м3 у керосина.

Вопрос с охлаждающими свойствами.

ЦитироватьSalo пишет:
Вопрос с охлаждающими свойствами.

Целых 10 секунд! А у кого хуже свойства?

ЦитироватьSalo пишет:
У керосина 376 с, у метилаллена - 387 с. И кипит при 10 градусах цельсия.

А взрывается при...

ЦитироватьСтарый пишет:

ЦитироватьSalo пишет:
Вопрос с охлаждающими свойствами.

Целых 10 секунд! А у кого хуже свойства?

11!

ЦитироватьСтарый пишет:

ЦитироватьSalo пишет:
Вопрос с охлаждающими свойствами.

Целых 10 секунд! А у кого хуже свойства?

Не знаю.

Цитата: Mark от 16.06.2013 17:06:41Топливо для жидкостных ракетных двигателей - смесь метана и этилена с мольным содержанием метана от 5 до 25% (патент РФ № 2180050).
http://www.freepatent.ru/patents/2180050 (http://www.freepatent.ru/patents/2180050)

Искал инфу по пропану, но тоже интересно. Этилен+метан . Хотя не нашел его плотности в точке замерзания ни кипения, а сжиженный не слишком плотен так то, но чуток плотнее пропана и тот прилично набирает плотности. Похоже какая-то приличная эвтектика образуется (тоже не нашел данных).
Но вопросы вопросы:


И непонятно почему низкую плотность  указал Salo для пропан-ЖК 924? Так то  жидкий пропан до 750 кг/м³. У него пара должна тоже иметь под 1000 кг/м³

И да? Зачем я это искал. А что если РД701/704 сделать на водород-пропан кислородной триаде. Насколько бы выиграл от такой замены проект МАКС-а? Наверняка же бак керосина по нашей старой традиции не имел совмещенного с кислородным днища, плюс усиления на термические перепады.