Форум Новости Космонавтики

Тематические разделы => Средства выведения и другие технические вопросы => Тема начата: Nikopol от 15.10.2008 17:51:08

Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Nikopol от 15.10.2008 17:51:08
Разрабатывались ли у нас движки на метане ?
NASA вон что-то там экспериментирует : http://www.youtube.com/watch?v=dumolLDfWw4

С одной стороны вроде и криогенное топливо, и почти в два раза менее плотное чем керосин,
но с другой стороны
а) более высокий удельный импульс, чем у керосина
б) радикально проще хранить по сравнению с водородом
в) можно сделать двигатель полностью замкнутого цикла (на сколько я понимаю, с керосином это не прокатит, т.к. при горении керосина с малым количеством кислорода образуется сажа, которая повреждает движок)
г) меньшая температура в камере сгорания по сравнению с керосином
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Дмитрий В. от 15.10.2008 17:20:08
ЦитироватьРазрабатывались ли у нас движки на метане ?
NASA вон что-то там экспериментирует : http://www.youtube.com/watch?v=dumolLDfWw4

С одной стороны вроде и криогенное топливо, и почти в два раза менее плотное чем керосин,
но с другой стороны
а) более высокий удельный импульс, чем у керосина
б) радикально проще хранить по сравнению с водородом
в) можно сделать двигатель полностью замкнутого цикла (на сколько я понимаю, с керосином это не прокатит, т.к. при горении керосина с малым количеством кислорода образуется сажа, которая повреждает движок)
г) меньшая температура в камере сгорания по сравнению с керосином
Хм, даже незнаю, что и ответить! :shock:  Эта тема столько раз на форуме обсуждалась, что... Ну, и кстати, первые метановые экспериментальные движки (по крайней мере, большой тяги) реально испытывались в России. Посмотрите сайт КБХА. Вот к примеру, РД-0110М, 11Д56 на метане в позапрошлом году испытывался. Сейчас в КБХА по теме "Волга" РД-0162 проектируется. В ощем, для обсуждения тема не очень интересная. Вывод где-то такой: в принципе есть достоинства, но выигрыш по энергетике по сравнению с керосином не очень большой.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: fagot от 15.10.2008 14:41:19
Цитироватьа) более высокий удельный импульс, чем у керосина
Всего на 4-5 %, причем выигрыш изрядно уменьшается из-за худшего массового совершенства.
 
Цитироватьб) радикально проще хранить по сравнению с водородом
Совсем не радикально, т.к. требуются аналогичные меры безопасности.

Цитироватьв) можно сделать двигатель полностью замкнутого цикла (на сколько я понимаю, с керосином это не прокатит, т.к. при горении керосина с малым количеством кислорода образуется сажа, которая повреждает движок)
Поэтому на керосине делают замкнутые двигатели окислительной схемы. Или вы имели ввиду схему газ-газ?
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Nikopol от 15.10.2008 18:42:38
ЦитироватьИли вы имели ввиду схему газ-газ?
Да.
В англоязычной терминологии - Full Flow Staged Combustion.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Bell от 15.10.2008 17:48:02
Блин, ну что мешает нажать Поиск и набрать там "метан"?
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Nikopol от 15.10.2008 18:48:03
ЦитироватьСовсем не радикально, т.к. требуются аналогичные меры безопасности.
По части утечек и пожароопасности - да.

Я в первом сообщении имел в виду усилия по термоизоляции.
Метан кипит при -161 :D , кислород при -182 :) , водород при -252 :shock:
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Bell от 15.10.2008 17:50:20
Цитировать
ЦитироватьСовсем не радикально, т.к. требуются аналогичные меры безопасности.
По части утечек и пожароопасности - да.

Я в первом сообщении имел в виду усилия по термоизоляции.
Метан кипит при -161 :D , кислород при -182 :) , водород при -252 :shock:
Я как-то вообще предложил жидкие метан с кислородом смешать прям в баке и напрямую гнать в двигатель :)

Вобщем поиск по форуму рулит непадецки :)
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Nikopol от 15.10.2008 19:05:51
Да я уже всё поискал и прочитал. Ошибку свою осознал. Уже можно прекращать меня чморить :)

Add:
Вот, кстати, инфо от 2006 года: http://www.space.com/adastra/adastra_tumlinson_060130.html
Американцы вроде отказались от разработки метанового двигателя для марсианской программы.
Это утка ?
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Salo от 15.10.2008 19:06:29
Да и в архиве НК статей с десяток найти можно.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: fagot от 15.10.2008 15:10:38
ЦитироватьВывод где-то такой: в принципе есть достоинства, но выигрыш по энергетике по сравнению с керосином не очень большой.
Лучше такой: метан, оставаясь по энергетике на уровне керосина,  теряет его достоинства и приобретает недостатки водорода, поэтому является ненужным промежуточным звеном на пути к последнему.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Дмитрий В. от 15.10.2008 18:11:21
ЦитироватьДа я уже всё поискал и прочитал. Ошибку свою осознал. Уже можно прекращать меня чморить :)

Add:
Вот, кстати, инфо от 2006 года: http://www.space.com/adastra/adastra_tumlinson_060130.html
Американцы вроде отказались от разработки метанового двигателя для марсианской программы.
Это утка ?
Из НК №10 2008:
"Не забыты и перспективные направления
программы Constellation – пилотируемые
миссии на Луну и на Марс. В рамках проекта
разработки технологии для будущего лунного
модуля специалисты NASA и компании Pratt
and Whitney Rocketdyne 2 сентября успешно
завершили серию огневых «высотных» испы'
таний двигателя RS'18 на жидком метане на
полигоне Уайт'Сэндз (Нью'Мексико).
ЖРД RS'18 (он же LMAE – Lunar Module
Ascent Engine) изначально был создан и ис'
пользовался на взлетной ступени лунного
модуля корабля Apollo. В последний раз он
применялся для взлета с поверхности Луны
36 лет назад. Тогда он развивал тягу 1600 кгс
и работал на долгохранимых самовоспламе'
няющихся компонентах ракетного топлива
(окислитель – азотный тетроксид, горючее –
«аэрозин'50»). Хотя окончательный проект
лунного и, тем более, марсианского корабля
программы Constellation еще не утвержден,
модификацию RS'18, работающую на жид'
ком кислороде и жидком метане, предпола'
гается использовать на взлетной ступени
перспективных кораблей.
«Мы гордимся, что являемся участника'
ми исторического события. Очень здорово,
что наша технология испытывается в рамках
программы Constellation. Мы буквально сня'
ли двигатель с музейной полки и были пер'
выми [в США*], кто опробовал на жидком
метане «железо», которое прежде работало
на долгохранимых компонентах топлива!» –
заявил Терри Лорье (Terry Lorier), руководи'
тель программы RS'18 в компании Pratt &
Whitney Rocketdyne.
«Криогенизация» двигателя RS'18 про'
ведена в рамках Программы разработки тех'
нологий для исследовательских систем ETDP
(Exploration Technology Development Program),
направленной на снижение стоимости и по'
вышение надежности будущих пилотируе'
мых миссий."
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Бродяга от 15.10.2008 19:17:52
Это как сказать, какое топливо более пожароопасное, криогенный метан и криогенный водород или керосин. ;)
 Метан испаряется, потому происходит постоянная утечка метана, но для воспламенения нужна определённая концентрация метана.

 А керосин, разумеется, не испаряется, зато он может протечь и он в случае аварии ОЧЕНЬ ДОЛГО ГОРИТ — несравнимо дольше, чем криогенные компоненты.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Salo от 15.10.2008 19:18:35
Оказывается конверсией с вонючки на кислород-метан не только КБХА балуется. :wink:
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Дмитрий В. от 15.10.2008 18:22:01
Цитировать
Цитироватьа) более высокий удельный импульс, чем у керосина
Всего на 4-5 %, причем выигрыш изрядно уменьшается из-за худшего массового совершенства.
 
Вообще-то, массовое совершенство метановых топливных отсеков уменьшаетсся не сильно. Во-первых, Km существенно выше, чем у ЖК-керосина. Во-вторых, криогенное упрочнение. В общем, это несколько компенсирует рост массы бака горючего.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Bell от 15.10.2008 18:33:38
ЦитироватьВо-вторых, криогенное упрочнение.
Меньше, чем у кислородных баков. А на кислороде оно не используется ;)
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Дмитрий В. от 15.10.2008 18:36:20
ЦитироватьА на кислороде оно не используется ;)
Кто сказал? :?:
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Salo от 15.10.2008 21:25:13
Статьи в НК:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/184-185/28.shtml
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/228/33.shtml
http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/nk/1999/3/1999-3c.html
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/184-185/27.shtml
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Бродяга от 15.10.2008 23:00:10
Нет, массовое совершенство баков это важный фактор. :)
 Керосиновый бак можно сделать какой-нибудь пластиковый, например. ;)
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Salo от 15.10.2008 23:27:36
«Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П.Королёва. На рубеже двух веков. 1996-2001» стр.758-759:
ЦитироватьБлок И ракеты-носителя «Ямал» на компонентах топлива жидкий кислород и сжиженный природный газ

Использование в качестве горючего сжиженного природного газа (СПГ), состоящего на 95 % из метана, с начала космической эры привлекало внимание разработчиков ракетно-космической техники. Являясь криогенным компонентом топлива, по своим энергетическим характеристикам СПГ с жидким кислородом занимает промежуточное положение между керосином и водородом. Однако неосвоенность в начале развития ракетной техники промышленного производства СПГ в необходимых количествах, сложности хранения и транспортировки, пожаровзрывоопасность, а также относительно низкая плотность побудили разработчиков отдать предпочтение топливной паре керосин+жидкий кислород.

Интерес отечественных разработчиков к СПГ вновь возрос в середине 90-х годов, когда стала актуальной тема истощения нефтяных ресурсов и уменьшения запасов углеводородного горючего. На внутреннем рынке стоимость керосина стала повышаться. В то же время большие разведанные запасы природного газа, освоенное промышленное производство СПГ в необходимых количествах сделали его по стоимости на российском рынке выгоднее керосина.

В целях повышения эффективности использования энергоресурсов России 18 июля 1996 г. вышло Распоряжение Правительства РФ № 1155-р об освоении сжиженного природного газа в качестве энергоносителя в отраслях хозяйства Российской Федерации, в том числе — новых ракетных технологий на основе применения экологически чистой топливной пары жидкий кислород + СПГ.

В связи с этим рядом предприятий отрасли были выполнены научно-исследовательские работы по внедрению СПГ как ракетного горючего в отечественную РКТ: в Исследовательском центре им. М.В. Келдыша, ЦНИИхиммаш, КБХМ и КБХА проводились испытания экспериментальных ЖРД тягой 2...30 тс на компонентах топлива кислород+СПГ.

 КБОМ разработан проект снабжения космодромов (Плесецк, Байконур, Свободный и Капустин Яр) сжиженным природным газом, разработаны установки сжижения газа приличной производительности, функционирующие по разным термодинамическим принципам.

Результаты исследований показали, что в процессе создания перспективных средств выведения, использующих в качестве горючего СПГ, не возникает очевидных трудноразрешимых проблем. Причем представляется более простым и целесообразным с точки зрения получения необходимого опыта проводить проектные работы над новыми средствами выведения поэтапно, начав с проектирования блоков верхних ступеней РН среднего класса.

С учетом этих выводов, а также необходимости определения перспектив модернизации РН «Ямал» и совершенствования ее энергетических характеристик в РКК «Энергия» было принято решение о работах по определению технического облика блока И ракеты-носителя «Ямал» (далее блок И-СПГ), использующего компоненты топлива кислород и сжиженный природный газ.

В 1999 г. была выпущена инженерная записка. Основой ее стало положение о максимальном использовании научно-технического задела РКК «Энергия» и предприятий ракетно-космической отрасли России в работах с криогенными компонентами топлива.

По результатам проектных проработок были приняты технические решения, положенные в основу создания блока И-СПГ:
использовать перспективный ЖРД РД-0143 тягой 30 тс (разработки КБХА), работающий по восстановительной схеме, исключающей возгорание и взрывы в энергонапряженных узлах ЖРД, а также обеспечивающей безопасное выключение ЖРД в аварийных ситуациях;
максимально заимствовать системы и агрегаты блока И ракеты-носителя «Ямал» и максимально унифицировать элементы конструкции блоков;
не изменять и не дорабатывать конструкции I и II ступеней ракеты-носителя;
дооснащение СК разрабатываемыми вновь системами пожаропредупреждения, заправки СПГ, термостатирования азотом низкого давления не должно приводить к выводу СК из эксплуатации в период монтажа новых систем;
использовать существующие производственную и экспериментальную базы, оборудование и сооружения, предназначенные для блока И ракеты-носителя «Ямал».

В свою очередь, реализация этих решений позволит:
повысить надежность и безопасность РН;
увеличить массу полезного груза, выводимого РН «Ямал» с блоком И-СПГ, на 200...300 кг по сравнению с массой ПГ, выводимой РН «Ямал» с блоком И на компонентах топлива кислород+керосин в зависимости от варианта компоновки блока;
минимизировать затраты на создание блока И-СПГ;
обеспечить готовность блока И-СПГ к летным испытаниям через пять лет после начала разработки.

В материалах инженерной записки приведены сведения о надежности и экспериментальной отработке блока И-СПГ, о стоимости создания и эксплуатации, данные о пожаровзрывобезопасности РН на этапах подготовки и в полете, дооснащении стартовых комплексов разрабатываемыми вновь системами заправки СПГ и термостатирования азотом низкого давления, вопросы технологии подготовки блока И-СПГ в составе РН «Ямал» («Аврора») к пуску, транспортирования, а также определена кооперация основных исполнителей, разработан укрупненный график создания блока И-СПГ.

Стоимость создания блока оценивалась в 800 млн руб., стоимость изготовления — 36 млн руб. (в ценах I кв. 1999 г.).

Одновременно в целях определения круга задач, связанных с использованием сжиженного природного газа в ракетной технике, по заказу Росавиакосмоса проведены проектные исследования, завершившиеся выпуском научно-технического отчета «Оценка эффективности использования топливной пары жидкий кислород + сжиженный природный газ для ракетного блока типа И в составе ракет-носителей среднего и легкого классов». В процессе исследований было установлено, что на I ступени ракет-носителей среднего и легкого классов более эффективно использовать компоненты топлива жидкий кислород + керосин, а на II ступени — СПГ.

В материалах отчета рассмотрено также несколько вариантов перспективных двухступенчатых ракет-носителей легкого класса разработки РКК «Энергия», ПО «Полет», КБ «Южное», на которых может быть использован блок И-СПГ в качестве II ступени. Результаты показали возможность и целесообразность использования блока И-СПГ в качестве II ступени РН легкого класса, что позволит увеличить массу полезного груза, выводимого на низкие орбиты, на 4...7 % по сравнению с РН на традиционных компонентах топлива.

В Корпорации наиболее существенный вклад в эти работы внесли Н.Е. Золикова, Л.И. Исаева, В.Ю. Казарин, В.П. Клиппа, Г.В. Кирсанов, В.Н. Лыков, В.А. Марк, А.Ф. Мельников, В.В. Милаков, Е.А. Никифорова, О.В. Савельева, А.А. Сердюк, Ю.Н. Сидоров, Л.Д. Тахтасьева, В.М. Филин, В.Н. Шахов.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Salo от 15.10.2008 23:48:15
Статьи в журнале Двигатель:
http://engine.aviaport.ru/issues/08/page02.html
http://engine.aviaport.ru/issues/18/page24.html
(http://s40.radikal.ru/i087/0810/70/47c9b568c74f.jpg)
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: frigate от 16.10.2008 03:54:46
Цитировать
ЦитироватьДа я уже всё поискал и прочитал. Ошибку свою осознал. Уже можно прекращать меня чморить :)

Add:
Вот, кстати, инфо от 2006 года: http://www.space.com/adastra/adastra_tumlinson_060130.html
Американцы вроде отказались от разработки метанового двигателя для марсианской программы.
Это утка ?
Из НК №10 2008:
"Не забыты и перспективные направления
программы Constellation – пилотируемые
миссии на Луну и на Марс. В рамках проекта
разработки технологии для будущего лунного
модуля специалисты NASA и компании Pratt
and Whitney Rocketdyne 2 сентября успешно
завершили серию огневых «высотных» испы'
таний двигателя RS'18 на жидком метане на
полигоне Уайт'Сэндз (Нью'Мексико).
ЖРД RS'18 (он же LMAE – Lunar Module
Ascent Engine) изначально был создан и ис'
пользовался на взлетной ступени лунного
модуля корабля Apollo. В последний раз он
применялся для взлета с поверхности Луны
36 лет назад. Тогда он развивал тягу 1600 кгс
и работал на долгохранимых самовоспламе'
няющихся компонентах ракетного топлива
(окислитель – азотный тетроксид, горючее –
«аэрозин'50»). Хотя окончательный проект
лунного и, тем более, марсианского корабля
программы Constellation еще не утвержден,
модификацию RS'18, работающую на жид'
ком кислороде и жидком метане, предпола'
гается использовать на взлетной ступени
перспективных кораблей.
«Мы гордимся, что являемся участника'
ми исторического события. Очень здорово,
что наша технология испытывается в рамках
программы Constellation. Мы буквально сня'
ли двигатель с музейной полки и были пер'
выми [в США*], кто опробовал на жидком
метане «железо», которое прежде работало
на долгохранимых компонентах топлива!» –
заявил Терри Лорье (Terry Lorier), руководи'
тель программы RS'18 в компании Pratt &
Whitney Rocketdyne.
«Криогенизация» двигателя RS'18 про'
ведена в рамках Программы разработки тех'
нологий для исследовательских систем ETDP
(Exploration Technology Development Program),
направленной на снижение стоимости и по'
вышение надежности будущих пилотируе'
мых миссий."

НАСА использует системный подход в программе Constellation - на сегодня предпочтение за LOX/LH2 в качестве компонентов топлива для Лунного модуля, но рассматриваются и альтернативные варианты с метаном, гептилом и т.д.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Salo от 16.10.2008 14:04:31
В смысле LOX/LH2?
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: frigate от 16.10.2008 08:26:45
ЦитироватьВ смысле LOX/LH2?
спасибо - текст исправил :oops:
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Андрей Суворов от 16.10.2008 23:05:50
ЦитироватьСтатьи в журнале Двигатель:
http://engine.aviaport.ru/issues/08/page02.html
http://engine.aviaport.ru/issues/18/page24.html
(http://s40.radikal.ru/i087/0810/70/47c9b568c74f.jpg)
Интересно, пентаборан у них "дорого, токсично" при цене 220 долларов за кг. А бериллий "очень токсично". Но, видимо, не очень дорого, при цене всего-то 359 долларов за кг. При том, что серебро стоит дешевле.

Представляете ракетный двигатель, использующий в качестве горючего серебро? :)
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Salo от 16.10.2008 23:15:05
Ряд тем по метану:
Метано-Кислородный движок от XCOR (http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=2068&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=)
РД на метане (http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=581&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=%EC%E5%F2%E0%ED)
Метан, пропан, бутан, оливковое масло... (http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=4080&start=30&postdays=0&postorder=asc&highlight=%EC%E5%F2%E0%ED)
РН Cибирь - к вопросу о пользе метана. (http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=3933&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=%EC%E5%F2%E0%ED)
Протон КМ (http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=3956&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=)
Топливо для РН (http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=634&postdays=0&postorder=asc&start=0)
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Александр Геннадьевич Шлядинский от 17.10.2008 00:51:02
ЦитироватьРяд тем по метану:
Метано-Кислородный движок от XCOR (http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=2068&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=)
РД на метане (http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=581&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=%EC%E5%F2%E0%ED)
Метан, пропан, бутан, оливковое масло... (http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=4080&start=30&postdays=0&postorder=asc&highlight=%EC%E5%F2%E0%ED)
РН Cибирь - к вопросу о пользе метана. (http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=3933&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=%EC%E5%F2%E0%ED)
Протон КМ (http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=3956&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=)
Топливо для РН (http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=634&postdays=0&postorder=asc&start=0)

Сибирь, Протон КМ - да, были времена, были когда-то и мы рысаками  :)
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Salo от 17.10.2008 01:30:16
:wink:
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Бродяга от 17.10.2008 01:41:20
Прошу прощения это не по теме метана, но по топливной теме вообще.
 Почему не используется топливная пара Азотная кислота + керосин?

 Азотная кислота экологически безвредна, по крайней мере, она полностью превращается в биологически усваиваемые вещества.
 Плотность у неё высокая, она некриогенная.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Salo от 17.10.2008 01:51:53
Ага , эдакая безвредная водичка, которая в смеси с соляной и серной кислотой образует царскую водку растворяющую золото. :wink:
Почитайте Чертока о Би-1 или Р-11. У керосина с АК ниже УИ, эта пара не самовоспламеняется. АТ проще хранить и т.д.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Бродяга от 17.10.2008 01:56:29
ЦитироватьАга , эдакая безвредная водичка, которая в смеси с соляной и серной кислотой образует царскую водку растворяющую золото. :wink:
Почитайте Чертока о Би-1 или Р-11. У керосина с АК ниже УИ, эта пара не самовоспламеняется. АТ проще хранить и т.д.
Я не говорил, что азотная кислота нетоксична или неопасна. ;)
 Я говорил, что она экологически достаточно безвредна. :)

 Замечательно, у керосина с азотной кислотой низкий удельный импульс, тогда почему не используется пара АТ+керосин, у которой выше удельный импульс? :)
 Кстати, я не уверен, что его проще хранить, насколько мне известно он может саморазлагаться.

 Идея в том, чтобы не использовать высокотоксичный и дорогой НДМГ.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: MGouchkov от 17.10.2008 03:05:42
Насколько понял из конспекта НИР "Волга"

http://engine.aviaport.ru/issues/08/page02.html

преимущество метана над керосином, из-за которого им занимались не в удельном импульсе.
 Пара кислород-метан ближе всего к оптимальной для высокоресурсных  малонапряжённых ЖРД многоразовых блоков с сокращёнными расходами на межполётное обслуживание.
 В основном, насколько я понял из-за свойств метана которые можно использовать в охладжении камеры и работе газогенератора на восстановительном газе.
 То есть метан интересен именно для многоразовых систем,- мне думается что многаразовые системы "циклопицеского" класса "Шаттла" (имхо- в принципе ненужные), в варианте с полностью многоразовой второй ступенью на метане, а не на водороде, даже при значимо бОльшей стартовой массе чем с водородом, могли бы из-за бОльшей плотности метана,  даже выглядеть менее монстрично чем например "Энергия 2".
Примерно- как "Венчур Стар" поставленный на попА, на плоском брюхе которого 3 3ёх секционных РДТТ бустера.
 Имхо, выглядело бы даже более лаконично и реализуемо, нежели реальный Шаттл с внешним водородным баком.
 Но мне лично более импонируют более простые и гибкие системы сочетающие одноразовый баковый блок и блок двигателей, который о без баков реалистично спасать посредством парашютной системы в сочетании с ДМП или аирбэгами.
 В частности, из этого интереса- вопрос,- ведомо ли участникам форума нечто о проектах "РН 35" и "РН 70",  упоминаемых в статье в НК N6 за 2006ой год, как предложенные Центром Келдыша в 2001ом-3ем годах, по теме "Урал", возникшей как я понял из "Волги" после отказа от неё европейцев. А то, с "Волги" середины 9х, в развитие этой темы было известно о работах КБХА (ЖРД на метане в развитии РД0120), а о судьбе идеи в Центра Келдыша только вот эту инфу видел.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Андрей Суворов от 17.10.2008 12:42:25
Цитировать
ЦитироватьАга , эдакая безвредная водичка, которая в смеси с соляной и серной кислотой образует царскую водку растворяющую золото. :wink:
Почитайте Чертока о Би-1 или Р-11. У керосина с АК ниже УИ, эта пара не самовоспламеняется. АТ проще хранить и т.д.
Я не говорил, что азотная кислота нетоксична или неопасна. ;)
 Я говорил, что она экологически достаточно безвредна. :)
Уже не раз говорилось, что НДМГ экологичнее керосина, так как полностью разлагается в природе в течение года, и опасен, в основном, для дышащих лёгкими, а растения его воспринимают, как азотное удобрение.
ЦитироватьЗамечательно, у керосина с азотной кислотой низкий удельный импульс, тогда почему не используется пара АТ+керосин, у которой выше удельный импульс? :)
 Кстати, я не уверен, что его проще хранить, насколько мне известно он может саморазлагаться.
Кого - его? НДМГ? Ну, при ПРАВИЛЬНОМ хранении он не разлагается, и это правильное хранение что для ракеты в шахте, что для КА обеспечить проще, чем для жидкого водорода или пентаборана.

Пентаборан - вот по-настоящему дорогое горючее! Но и он рассматривался всерьёз, так как, будучи применённым, скажем, на взлётной ступени лунного корабля, позволял сэкономить столько керосина в первой ступени, что полностью оправдывал свою цену! Не говоря уж о том, что сделать первую ступень меньшего размера тоже было дешевле, нет, он отбивался просто на ЦЕНЕ КЕРОСИНА!
 Идея в том, чтобы не использовать высокотоксичный и дорогой НДМГ.[/quote]
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: fagot от 17.10.2008 10:24:37
ЦитироватьЗамечательно, у керосина с азотной кислотой низкий удельный импульс, тогда почему не используется пара АТ+керосин, у которой выше удельный импульс? :)
УИ хоть и выше, но все равно секунд на 10 уступает паре АТ-НДМГ, что для тех же МБР весьма существенно. На различных КА УИ часто не столь важен, но там, как правило, требуется и многократный запуск двигателя, что значительно проще и надежнее обеспечить с самовоспламеняющейся парой, а то и применив однокомпонентник на гидразине. Плюс для КА экологичность менее важна, чем для МБР и РН. Так же у АТ-керосина и азотки-керосина сложнее обеспечить устойчивость к ВЧ, для использовавшего последнюю пару РД-214 пришлось даже делать "спецкеросин" ТМ-185, полусинтетический аналог скипидара. Ну а в тех случаях, когда криогенность несущественна, АТ-керосин проигрывает кислород-керосину по всем статьям.
 
ЦитироватьКстати, я не уверен, что его проще хранить, насколько мне известно он может саморазлагаться.
Если АТ не греть, он хранится сколько угодно, при нагревании же разлагается до мономера, но тут раньше баки лопнут, чем он разложится. Из-за низкой температуры кипения (20 градусов) его на ракетах вначале не применяли, но с появлением шахт и систем термостатирования быстро отказались от азотки.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Бродяга от 17.10.2008 17:19:10
Преимущества НДМГ, в том числе и то, что он быстро разрушается в окружающей среде, понятны, керосин вообще с точки зрения экологического загрязнения, пожалуй, самое скверное топливо — пролитый керосин годами будет загрязнять почву.

 Но если мы связываемся с НДМГ, мы используем фактически отравляющее вещество и обязаны предпринимать весь комплекс мероприятий, связанных с использованием ОВ, если речь идёт о легальном сертифицированном использовании. Например, насколько я знаю, персонал заправок с НДМГ снабжается изолирующими противогазами.

 Я говорю, естественно о применении НДМГ на коммерческих космических носителях, где затраты существенны.

 Грубо говоря, стоит задача создать нечто вроде Falcon-1, но разработчик не хочет связываться вообще с криогенным компонентом.
 Допустим, у пары азотная кислота + керосин меньше удельный импулльс, но это можно компенсировать размером ракеты.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: fagot от 17.10.2008 13:50:09
В общем-то на носителях нового поколения НДМГ, аэрозин-50 и т.п. на маршевых ступенях уже не применяются, кроме GSLV. Хотя в плане экологичности твердое топливо ничуть не лучше. На спутниках же, некоторых РБ и во вспомогательных двигателях производные гидразина слишком удобны, чтобы от них отказываться.
А касательно кислорода, так заменить его азоткой нынче можно разве что из принципа, никакой экономии тут не получится.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: Bell от 17.10.2008 16:56:39
ЦитироватьНа спутниках же, некоторых РБ и во вспомогательных двигателях производные гидразина слишком удобны, чтобы от них отказываться.
Собственно поэтому никогда (в обозримой перспективе) и не откажутся. Т.е. никогда не получится полностью исключить высококипящие компоненты из употребления.
Название: Метан в качестве горючего
Отправлено: fagot от 17.10.2008 14:10:16
Так никто и не предлагает их исключать, Бродяга просто хочет заменить удобный высококипящий компонент неудобным.