ракетный теплоемкий двигатель нажидком или твердом вольфраме

[Pioneer]

я вот тут читал всю эту перепалку с korund, и мне пришла в голову мысль:
а почему бы ненагреть твердотопливный двигатель?

может это более здравая идея чем греть водород под давлением? скажем имеет ли смысл нагреть пористую керамику или сплав или метал до состояния на грани плавления, и закачать туда просто воду или амиак или водород?

Карбид тантала-гафния (Ta4HfC5) это достаточно широко применяемый тугоплавкий сплав с одной из наивысших  температур плавления, Тпл 4489 K (4216 °C, 7620 °F), известных человечеству, почти на тысячу градусов выше чем у вольфрама, прославленного своей тугоплавкостью с его Тпл = 3695K (3422°C, 6192°F).

Цены на металлический вольфрам чистотой около 99 % в 2007 году составили в среднем 30—35 долларов США за килограмм.
тантала — от 500 баксов за кило, Цены на гафний 99 % в 2007 году в среднем $780 за килограмм

только не кидайтесь сразу камнями, но уважаемые, можете прикинуть на калькуляторе тонна фольврамовой губки в оболочке из тантала-гафния это хороший двигатель? нагревать такую банку можно например перегретым водородом или инертным газом на старте.

или я тупость сморозил и перспектив у тепловых аккамуляторов нет, и химия рулит?

[Pioneer]

кстати температура кипения вольфрама свыше 5500К
в два раза лучше чем у химических ракет. давление жидкого вольфрама невысокое, это не газ. можно сделать как вариант тепловой аккумулятор не на твердом вольфраме, а на жидком, теплоемкость будет выше еще на 1-2 тысячи градусов

не ЯРД, но возможно этот вариант лучше химии, как вы считаете?

[Bell]

ЧД зовет! В ЧД дорогу!  :evil:

[Бродяга]

У вольфрама вообще ещё и плотность 19... :lol:

[Pioneer]

что так сразу, хоть бы поглумились для приличия  

вольфрам
Плотность    19300 кг/м

[Бродяга]

Так я и говорю, плотность большая, значит баки будут маленького размера и небольшой массы. :lol:

[Pioneer]

давайте грубо посчитаем такой ракетоноситель по сравнению с протоном?

Стартовая масса протона 702 т
Забрасываемый вес  20 т на опорной орбите
Длина трехступенчатого «Протона» без полезного груза 44,3 метра, а максимальный поперечный размер 7,4 метра.
Ступень            Первая    Вторая    Третья

Масса с топливом, кг    450510    167828    50747
Сухая масса, кг    31100    11715    4185
Время работы, с    120        206        238
Удельный импульс,с    267        320        325    

я щас поделаю кучу ошибок, но положим аккумулятор остывает в 2 раза с 4400 до 2000, выделяя при этом тепловой энергии на 2400К. рабочее тело плотная жидкость, например свинец :lol: ну а чо? в принципе может подойти даже свинец вместо воды его можно  нагреть перед заливом также до 2000К он будет жидкий на грани кипения, испарит его фольфрам

Свинец:
Плотность    11,3415[1]  г/см

[Pioneer]

вы щас крепко задумались или под столом валяетесь?

[KBOB]

Атомная теплоемкость большинства простых веществ в твердом состоянии лежит в пределах 22—29 Дж/(моль-К) [в среднем около 26 Дж/(моль-К)]. Эмпирически это подметили французские ученые Дюлонг и Пти.

Поэтом чем меньше атомная масса твердого вещества тем лучше.
Поскольку важна еще и температура плавления, речь идет о твердых веществах, то бор и углерод будут более предпочтительны чем вольфрам.
С другой стороны теплоемкостный двигатель на графите может дать 26Дж/(моль-К) * 3000 К = 75 кДж/моль, а реакция образования воды из элементов 285 кДж/моль.

[Pioneer]

вода конечно имеет хорошие показатели, так в движке будет очень высокое давление и при 600С, но у свинца плотность в 11 раз выше.  у аммиака еще шикарнее чем у воды и испаряется он круче, но плотность еще хуже.

мне показалась что пара вольфрам/свинец очень неплохо смотрятся.
может оказаться что при определенных парах веществ теплоаккамулятор / рабочее тело получится хуже чем химия.

если потянет на статью и идея стоит внимания я бы с удовольсвием отдал ее на публикацию журналу

[Saul]

Проект назвать LEDPIONER (свинцовый пионер).

[Pioneer]

боюсь без помощи форума мне не определить что эта за идея - полный бред или прорывная технология, которую так долго все ждали. в принципе это обратная идея криогенике, на которой щас делают ракеты и похоже она себя исчерпала, только шиворот на выворот. используются все те же принципы реактивной техники. но вместо горючего теплоаккамулятор, вместо окислителя рабочее тело, возможно с высокой плотностью, возможно металл - всеравно вольфрам все испарит.

я еще на олово и ртуть прикинул, но они в 10 раз дороже свинца, ртуть еще токсичнее, а олово в 1,5 раза легче плотность 7 хотя и не токсично.
Температура плавления графита — 3845-3890 С при давлении от 1, до 0,9 атм. Точка кипения доходит до 4200 С. плотность всего 2. помоему он как аккумулятор тепла уступает вольфраму по кипению и плотности. если вещество теплового аккамулятора будет в газовом состоянии, то боюсь при таком давлении и температуре у нас пока нет технологичных материаллов для использования в ракетной технике.

вопрос не решенный лучше это будет химии или нет? если примерно также, то смысла нет копать тему.

[Бродяга]

Помимо энергетики удельный импульс определяет молекулярная масса вылетающего рабочего тела.

 Что у вас будет рабочим телом, Pioneer?

[Имxотеп]

вопрос не решенный лучше это будет химии или нет? если примерно также, то смысла нет копать тему.

Вам же ответили - реакция образования воды дает 285 кДж/моль или ~16 МДж/кг. Нагрев вольфрама на 4000 К дает deltaH=536 кДж/кг. Разница в 30 раз.

[Pioneer]

Помимо энергетики удельный импульс определяет молекулярная масса вылетающего рабочего тела.

 Что у вас будет рабочим телом, Pioneer?

нерешено. вилка между жидким водородом и нагретым до 2000К свинцом. а что вы считаете лучше? понятно что УИ у водорода вне конкуренции, но самые оптимальные ракеты щас летают на гептиле

вот вам на выбор бы предложили бы громоздкую ракету ну пусть вдвое меньше по размеру чем протон, но на жидком водороде (это еще проститать надо будет ли она меньше) или 5 метровую на жидком свинце? (это так же еще требует расчетов хорош ли свинец в качестве рабочего тела) вольфраму все равно что испарять.

вопрос не решенный лучше это будет химии или нет? если примерно также, то смысла нет копать тему.

Вам же ответили - реакция образования воды дает 285 кДж/моль или ~16 МДж/кг. Нагрев вольфрама на 4000 К дает deltaH=536 кДж/кг. Разница в 30 раз.

прочел. задумался.... если так то мне похоже шах и мат. если ваши расчеты верны, то разницу в 30 раз мне нечем покрыть, ни какой плотностью и никакими градусами  :cry:

[Бродяга]

Помимо энергетики удельный импульс определяет молекулярная масса вылетающего рабочего тела.

 Что у вас будет рабочим телом, Pioneer?

нерешено. вилка между жидким водородом и нагретым до 2000К свинцом. а что вы считаете лучше? понятно что УИ у водорода вне конкуренции, но самые оптимальные ракеты щас летают на гептиле

вот вам на выбор бы предложили бы громоздкую ракету ну пусть вдвое меньше по размеру чем протон, но на жидком водороде (это еще проститать надо будет ли она меньше) или 5 метровую на жидком свинце? (это так же еще требует расчетов хорош ли свинец в качестве рабочего тела) вольфраму все равно что испарять.

Вообще, помимо того, что резервуары с расплавленным вольфрамом, — дело такое житейское, привычное, выбор зависит исключительно от стоимости, а не от габаритов.

 Гептиловый "Протон" потому оптимален, потому что сделан давно и недорог, а не из-за каких-то уникальных свойств гептила.

[Pioneer]

стоимость то я прикинул она вроде нормальная.

проблема в энергетики двигателя. если расчеты по теплоемкости верны, то химия выигрывает по всем пунктам все таки.

пара расплавленый графит + водород по громоздкости будет как хим ракеты, а по энергетики им уступит.

пара вольфрам + свинец получится компактная ракета, но с энергетикой таже проблема, а импульс у свинца гавно.

а раз химия выиграла тема невырулит. я чтото неверю в газообразные тепловые аккамуляторы изза высокого давления а других способов еще поднять энергетику нет.

[Бродяга]

В чём вы ВООБЩЕ собрались хранить "нечто расплавленное, температуру более 2000 градусов имеющее"?

[Pioneer]

У сплавов температура плавления выше, например:

Карбид тантала-гафния (Ta4HfC5) это достаточно широко применяемый тугоплавкий сплав с одной из наивысших  температур плавления, Тпл 4489 K (4216 °C, 7620 °F), известных человечеству, почти на тысячу градусов выше чем у вольфрама.

его планировалось использовать на оболочку. наверно круто сплавы использовать в качестве тепловых аккумуляторов, но тогда хранить будет не в чем. да и данных по кипению сплавов я ненашел.

[Suzeren]

А как будут работать все приборы, когда рядом такая температура находится? Все ведь почти требуют 20-40град. А у Вас рядышком 2000 лежит...  

Куда как перспективнее химия + механические аккумуляторы.