Ацетам

[НИИзнайка]

Посетила меня сумасшедшая мысль: а ведь такая смесь будучи идеальным заменителем НДМГ могла бы продлить срок эксплуатации Протона!
Поскольку при -35°С она кипит, то после падения ступеней всё топливо выкипает и загрязнения окружающей среды не происходит. Чистое удобрение.  :wink:
Плотность почти как у НДМГ, стехиометрия видимо тоже очень близкая. Сертифицировать двигатели на его использование и к звёздам :idea:  :!:

.
А АТ на кислород менять будем?  Или и с АТ (а может ещё с чем) неплохой УИ?
Или это толлько для РД-119?

[Salo]

А где РД-119 на Протоне?

[НИИзнайка]

А где кислород на 1-2-3 ступени Протона?  119 хоть и НДМГ но с кислородом. Был.

[Salo]

А кто писал о кислороде на Протоне? :shock:

[НИИзнайка]

Ну, в других темах - например, Вы...
А тут просто вопрос, если "сумасшедшая идея" заменить НДМГ, что делать со второй составляющей стандартной пары? Или может с АТ это самое даст УИ не хуже стандартной, я не знаю.
Кислород с НДМГ вроде был только на 119, чтоб просто заменить горючее.

[Salo]

У НДМГ с кислородом УИ выше чем у керосинокислородной пары.

Я писал о замене НДМГ, поскольку он наиболее раздражающий экологов компонент в вонючке. Если заменять ещё и АТ,  то это будет совсем другая ракета.

[НИИзнайка]

Заранее извините если я чего-то не знаю и не понимаю, но
Вы предлагаете заменить НДМГ "ацетамом" или вроде того,
и "окислять" эту замену АТ?
И што будет, в частности какой УИ?

[Salo]

Salo пишет:

Возвращаясь к графику на предыдущей странице:

на фиг.2 представлена зависимость идеального удельного импульса двигателя (Iуд) от соотношения расходов компонентов топлива (Кm) в камере (отношение массового расхода кислорода к массовому расходу керосина) для различных по величине (в % к суммарному расходу компонентов топлива) аммиачных добавок.

При Км=17 мы получим расход аммиака (17+1)*0,35=6,3.
А значит суммарный Км окислителя и горючего (керосин+аммиак) будет равен: 17/(1+6,3)=2,33.
Это весьма близко к Км обычного керосинового движка. Нужно также учесть плотность жидкого аммиака около 700 кг/м3, что тоже весьма близко к керосину.
Однако такая схема сильно усложняет ПГС из-за введения третьего компонента.

Видимо решили убить два зайца одним выстрелом: растворяя ацетилен в жидком аммиаке мы получаем топливо более плотное чем аммиак и работаем только с двумя компонентами. В идеале можно получить Км как у керосинового двигателя и плотность горючего близкую к керосину.

В плюсе: хорошие охлаждающие свойства смеси близкие к жидкому аммиаку (можно отказаться от завесы) и возможность использования схемы с дожиганием восстановительного газогенераторного газа.

В минусе: токсичность и взрывоопасность горючего.

Правда в сравнении с вонючкой есть безусловный плюс: после падения на землю остатки горючего полностью испаряются не нанося вреда окружающей среде - чистое минеральное удобрение.

Перечитал статью

http://lpre.de/resources/articles/83121926.pdf

, и нашёл у себя ошибку в рассуждениях.

Лучше проиллюстрировать на примете с РД-120 приведенном в статье:

В расчетах принята кислородно-керосино-аммиачная топливная композиция с 30 %-ой долей аммиака  максимальной, при которой еще не происходит снижения удельного импульса (см. графики на рис. 1), чему соответствуют расходы компонентов соответственно 154,55; 15,45 (Km = 10) и 72,86 кг/с.

Суммарный расход кислорода и керосина 154,55+15,45=170 кг/с.
30% от него будет только 170*0,3=51 кг/с.

Правильно считать нужно так:
Суммарный расход топлива 154,44+15,45+72,86=242,86 кг/с.
30% от него 242,86*0,3=72,86 кг/с.

Суммарный расход горючего 15,45+72,86=88,31 кг/с.
Км=154,44/88,31=1,75
Соотношение аммиака и керосина 72,86/15,45=4,7, а массовая доля керосина в смеси 15,45/88,31=17,5%

Заменяем керосин на метилацетилен или ацетилен и смешиваем в одном флаконе, то бишь баке. :wink:

[Salo]

Правда Км у нас будет далеко не 2,6, а значит и двигатель и баки придётся серьёзно переделывать.

[Salo]

При расходе аммиака в 25% от общего расхода компонентов, Км керосина будет около 7. Расход керосина составит 22,08 кг/с,  а аммиака 58,88 кг/с. Суммарный расход горючего 80,96 кг/с, при доле в нём керосина около 27%. Это очень близко к азеотропной смеси метилацетилена и аммиака. Км при этом около 1,9.

[Salo]

По моим прикидкам стехиометрия для азеотропной смеси с 25% массовой долей метилацетилена будет при Км=1,56:

4C3H4 + 28NH3 + 31O2 = 12CO + 14N2 + 50H2O

[Salo]

Кстати при использовании в качестве окислителя тетраоксида азота всё выглядит лучше:

8C3H4 + 56NH3 + 31N2O4 = 24CO + 59N2 + 100H2O

Получаем Км 2,24.

[Salo]

Для НДМГ:

2C2H8N2 + 3N2O4 = 4CO + 5N2 + 8H2O

Км=2,3

[Salo]

В этом случае ни баки, ни двигатель переделывать почти не придётся, а для зажигания можно использовать пусковые бачки с НДМГ.

[Иван57]

А на кислородных баках её делают? :roll:

Буржуинский опыт с сосульками. Укатали сивку ледяные горки...

http://www.buran.ru/htm/shuafter.htm
"
В процессе первого орбитального полета ВКС "Колумбия" выявились некоторые незначительные проблемы, решить которые предстоит специалистам.
...
#

В-пятых, на высокотемпературном теплозащитном покрытии нижней части ВКС обнаружены многочисленные щербины. Первоначально предполагалось, что они появились в результате ударов различных предметов при посадке ВКС. Однако теперь руководители программы "Спейс Шаттл" считают, что эти повреждения получены на участке выведения МВКА от ударов кусков льда, отделявшихся от внешнего топливного бака. Это подтверждается и тем, что в местах повреждения плиток видно влияние теплового нагрева при входе ВКС в атмосферу.
#

В-шестых, на правой створке люка передней стойки шасси обнаружена борозда длиной 203 мм, шириной 25,4 мм и глубиной 25,4 мм. Предполагается, что это повреждение теплозащитного покрытия так же произошло от удара куска льда или теплоизоляции с внешнего топливного бака.
...

"

[Salo]

А если подумать?  :wink:

[Большой]

http://www.npoenergomash.ru/about/news/news2_336.html

[Salo]

17 декабря 2011
Статья «Ацетам: новое ракетное горючее» появилась в журнале «НАНО»

Сотрудники нашего предприятия И.Ю. Фатуев и А.А. Лихванцев опубликовали в журнале «НАНО: Нанотехнологии. Экология. Производство» № 6 (13), ноябрь 2011 г. статью, посвященную перспективам использования нового ракетного горючего «Ацетам». Данное направление работ особо актуально в последнее время, поскольку одним из важнейших направлений развития промышленно развитых стран является внедрение энергоэффективных и экологичных топлив. Расчетно-аналитические и конструкторско-проектные проработки, выполненные в НПО Энергомаш, позволили оценить ацетам как новое высокоэффективное синтетическое горючее. При внедрении этого горючего можно достичь увеличения массы полезного груза, выводимого на геостационарную орбиту, на 30%. В настоящее время проект «Ацетам» реализуется Центром инновационной деятельности ОАО «НПО Энергомаш», получившим статус участника инновационного центра «Сколково».

[Salo]

УИ пары ЖК/метилацетилен 370 с, что на 16 секунд выше чем у  пары ЖК/керосин. ещё секунд 5 можно добрать за счёт отказа от завесы. Значит общий выигрыш около 20 с УИ.

[Salo]

http://ria.ru/sk_news/20120209/561339205.html

Создание экологичного ракетного топлива поддержат в рамках "Сколково"

16:26 09/02/2012

МОСКВА, 9 фев - РИА Новости. Создание нового высокоэффективного и экологически чистого ракетного горючего под названием "Ацетам", разрабатываемого НПО "Энергомаш", планируется поддержать в рамках инновационного проекта "Сколково", следует из в материалов фонда.

"Участник проекта ООО "Центр инновационной деятельности ОАО "НПО Энергомаш" разрабатывает инновационный проект "Ацетам - новое высокоэффективное ракетное горючее". Предполагается создание космической техники на основе ацетама. ООО "Центр инновационной деятельности "НПО Энергомаш" присвоен статус участника проекта", - отмечается в материалах фонда.

Топливо "Ацетам" представляет собой высококонцентрированный раствор ацетилена в сжиженном аммиаке. Будет ли российским разработчикам выделен грант на создание ацетама, в материалах "Сколково" не сообщается.

Вместе с тем, НАСА уже объявило конкурс по разработке альтернативы высокотоксичному гидразину, который используется при изготовлении компонентов ракетного топлива. Победители отбора получат гранты до 50 миллионов долларов, заявки будут приниматься до 30 апреля.

Гидразин и его производные, например, несимметричный диметилгидразин, более известный под названием "Гептил", широко используются в России и США в качестве топлива для двигателей ракет-носителей и космических аппаратов. Гептил достаточно эффективен и может храниться в течение длительного периода времени, но крайне токсично и агрессивно ко внешней среде.