ВПВ, ЖК, АТ - компоненты на любителя

[avmich]

Периодически возникают споры о том, какие ракетные компоненты лучше - и в каких случаях. При этом довольно часто обсуждают скромные возможности "новых космических частников", и вопрос в том, что лучше выбирать.

Попробую сформулировать своё мнение, построенное в основном на книгах и разговорах с практиками и не очень .

1. Есть целые тома вопросов, связанных с твёрдым ракетным топливом. "Популярная механика" недавно печатала статью об одном сравнительно несложном варианте. Здесь я буду касаться только жидких ракетных компонентов для ЖРД.

2. Как правило, выбор стоит среди нескольких относительно простых компонентов. Даже если кто-то заинтересован в работе со, скажем, жидким фтором, или пентабораном - эти компоненты не в списке первоочередных к рассмотрению "для начинающих". Можно говорить, например, о таких веществах - азотная кислота (АК) различных концентраций, керосин - и другие углеводороды, скажем, пропан или даже метан, жидкий кислород (ЖК), скипидар, высококонцентрированная перекись водорода, этиловый или изопропиловый спирт, закись азота... Пожалуй, это наиболее популярные вещества - насколько знаю, как в России, так и за рубежом.

3. Среди ракетных компонентов вынужденно - из-за требования высокой плотности энергии - нет безопасных веществ. Так или иначе, опасны все. Тут, пожалуй, в этом пункте поставлю точку.

4. Нет общепризнанного "наилучшего" компонента или пары компонентов. Есть, однако, различные виды сложностей - то есть, недостатков, равно как и достоинств - у различных пар. Выбор той или иной пары часто вызван личными пожеланиями, или накопленным опытом решения определённых проблем.

5. Свойства компонентов, наиболее интересующие начинающих, отличаются от свойств, интересующих профессионалов. Последние обычно гонятся за наивысшим эффектов, умеют преодолевать многие сложности и не так ограничены в средствах. Любителей - вчерашних и сегодняшних - могут больше интересовать:

а) доступность компонента
б) его общая безопасность - взрывоопасность, токсичность, огнеопасность и т.п.
в) технологический "барьер на входе" - насколько сложно начать работать с этим компонентом
г) и только потом идут чисто ракетные плотность, возможный УИ и т.п.

[avmich]

Итого - выбор делается по ряду "прагматических" критериев, которые у "новых частных ракетчиков" могут отличаться как друг от друга, так и от "профессионалов".

[Комодский Варан]

avmich пишет:
а) доступность компонента

ЖК стоит 7-8 руб./кг; криогенная ёмкость для его хранения - в среднем 100 000 руб/тонна ЖК.
Азотная кислота 70% стоит около 18 руб./кг.
ВПВ стоит 60-70 руб/кг.
Самопальный амил, получаемый разложением нитрата кальция стоит 55 руб/кг.

[Комодский Варан]

avmich пишет:
г) и только потом идут чисто ракетные плотность, возможный УИ и т.п.

Привожу примеры УИ при давлении в КС = 10 атмосфер, степени расширения сопла = 50:
ЖК/керосин - УИ до 336 сек.
Азотка 70%/керосин - УИ до 250 сек.
Азотка 100%/керосин - УИ до 294 сек.
ВПВ 85%/керосин - УИ до 288 сек.
Амил/керосин - УИ до 310 сек.
Посчитано в RPA, УИ не теоретический. Плотность у 4-х последних пар примерно одинаковая. Температура в КС для ВПВ 85% и азотки 70% примерно одинакова и составляет около 2200C.

[Дмитрий Инфан]

Самое доступное, ИМХО - керосин + азотная кислота.

[Комодский Варан]

Дмитрий Инфан пишет:
Самое доступное, ИМХО - керосин + азотная кислота.

Именно. Лин'у это объясните.

[silentpom]

Дмитрий Инфан пишет:
Самое доступное, ИМХО - керосин + азотная кислота.

доступное отравление? да. 
англичане наглядно доказали, что самое доступное для кружка пионэров.

[Комодский Варан]

silentpom пишет:

Дмитрий Инфан пишет:
Самое доступное, ИМХО - керосин + азотная кислота.

англичане наглядно доказали, что самое доступное для кружка пионэров.

немцы наглядно показали, что самое доступное для гаражной РН - азотка.

[Дмитрий В.]

Комодский Варан пишет:

avmich пишет:
г) и только потом идут чисто ракетные плотность, возможный УИ и т.п.

Привожу примеры УИ при давлении в КС = 10 атмосфер, степени расширения сопла = 50:
ЖК/керосин - УИ до 336 сек.

Не знают своего счастья в Энергомаше

[silentpom]

Комодский Варан пишет:
немцы наглядно показали, что самое доступное для гаражной РН - азотка.

какой спутник они вывели?

[Сергей Капустин]

Комодский Варан, тогда уж закись азота. у нас с ней возились http://rocket.web-box.ru/mrp-1/

для гаража важны не цифры уи а сама возможность что-то сделать. материалы достать, например.

[Salo]

Азотка с керосином это та ещё пара. Сколько с ней намучались Глушко, Душкин, Исаев и Севрук - сюжет для большого романа.
Использование АК тянет за собой ТМ-185 и ТГ-02. В аптеках продают?

[nsn]

Дмитрий Инфан пишет:
Самое доступное, ИМХО - керосин + азотная кислота.

Можно либудет испытывать движок на АК в Москве на улице? Если нет, то это не наш метод. Понимаете, у нас тут 6 месяцев в году зима, за городом в полях холодно...

[Комодский Варан]

Дмитрий В. пишет:

Комодский Варан пишет:

avmich пишет:
г) и только потом идут чисто ракетные плотность, возможный УИ и т.п.

Привожу примеры УИ при давлении в КС = 10 атмосфер, степени расширения сопла = 50:
ЖК/керосин - УИ до 336 сек.

Не знают своего счастья в Энергомаше  

Не знают. У второй ступени Falcon 1 УИ = 327 сек. при давлении в КС около 7 атмосфер. В версии Falcon 1e УИ планировалось поднять до 330 сек.

[Комодский Варан]

Сергей Капустин пишет:
Комодский Варан , тогда уж закись азота. у нас с ней возились http://rocket.web-box.ru/mrp-1/

для гаража важны не цифры уи а сама возможность что-то сделать. материалы достать, например.

С закисью массовое совершенство будет плохое, придётся делать 3 ступени. По УИ закись примерно как ВПВ 85%.

[Комодский Варан]

silentpom пишет:

Комодский Варан пишет:
немцы наглядно показали, что самое доступное для гаражной РН - азотка.

какой спутник они вывели?

Никакой. 

silentpom пишет: англичане наглядно доказали, что самое доступное для кружка пионэров.

Black Arrow была государственной программой. OTRAG - гараж-монтаж. И поэтому сравнивать их не совсем корректно.

[Комодский Варан]

Salo пишет:
тянет за собой ТМ-185 и ТГ-02. 

Думаю, их можно заменить скипидаром/анилином, только азотка концентрированная нужна.

[Astro Cat]

Комодский Варан пишет:
Самопальный амил, получаемый разложением нитрата кальция стоит 55 руб/кг.

А сколько лет дадут за самовольное производство высокотоксичных веществ?

[Дмитрий В.]

Комодский Варан пишет:
Не знают. У второй ступени Falcon 1 УИ = 327 сек. при давлении в КС около 7 атмосфер. В версии Falcon 1e УИ планировалось поднять до 330 сек.

Реально 317 с при давлении в КС свыше 9 бар. В пустоте. А что там планировали, уже никому не интересно.

[Комодский Варан]

Дмитрий В. пишет:

Комодский Варан пишет:
Не знают. У второй ступени Falcon 1 УИ = 327 сек. при давлении в КС около 7 атмосфер. В версии Falcon 1e УИ планировалось поднять до 330 сек.

Реально 317 с при давлении в КС свыше 9 бар. В пустоте. А что там планировали, уже никому не интересно.

Хорошо, забудем про SpaceX. Смотрим двигатель AJ10-118K: http://www.astronautix.com/a/aj10-118k.html

Давление в КС = 8.84 атм., степень расширения = 65. УИ = 321 сек. У меня RPA считает 324 сек УИ т.е. преувеличивает всего лишь на 3 секунды. Но AJ10-118K был создан в далёком 1989 году, и при доработке двигателя он спокойно выдаст эти 324 сек УИ (смотрим пример с Союзом-ФГ). Уменьшим степень расширения до 50 и увеличим давление в КС до 10 атмосфер, изменим топливную пару на ЖК/керосин - УИ будет 336 секунд.

Может Вам просто обидно, что какой-то движок на вытесниловке может уделать РД-0110 по УИ?