Про гептил

[X]

Преимущество гидразина в том, что он самовоспламеняется при контакте с окислителем. Но насколько такое преимущество является ПРЕИМУЩЕСТВОМ (или являлось 40 лет назад) я как неспециалисть сказать затрудняюсь

[X]

Для верхних ступеней и особенно для ступеней многократного включения самовоспламенение существенно. Кроме того, плюсом пары НДМГ+АТ является возможность достаточно продолжительное время держать ракету в заправленном состоянии - это уже важно для боевых ракет.
Что интересно - не могу вспомнить ни одной РН с гептиловой первой ступенью, которая бы не имела военных корней. Кроме "Ариана". Может и у европейского носителя были боевые предшественники?

[X]

Для верхних ступеней и особенно для ступеней многократного включения самовоспламенение существенно. Кроме того, плюсом пары НДМГ+АТ является возможность достаточно продолжительное время держать ракету в заправленном состоянии - это уже важно для боевых ракет.
Что интересно - не могу вспомнить ни одной РН с гептиловой первой ступенью, которая бы не имела военных корней. Кроме "Ариана". Может и у европейского носителя были боевые предшественники?

Ясенпень, что вы немного неправы относительно "держать ракету в заправленном состоянии", на твердом топливе это получается проще.
Но фокус гептила еще в и том, что твердое топливо для ВМФ не подходило, поскольку его продукты сгорания во влажном морском воздухе являются хорошими центрами конденсации и демаскируют место пуска. Продукты сгорания гептила таким недостатком не обладают.

[X]

А разве я где-нибудь говорил о том, что вариант "НДМГ+АТ" - это лучшее из лучшего? Просто, насколько мне известно, в те не столь отдаленные времена проблемы у нас были со смесевыми тв. топливами, в частности с зарядами большого диаметра. Как следствие - жидкостные МБР. На гептиле. Потому что хорошо в плане боеготовности. Как только проблемы с РДТТ были решены, так сразу перешли на твердотопливные МБР, которые, как вы справедливо отметили, еще лучше в плане боеготовности.
Касательно морских ракет: РСМ-52 и "Булава" ведь твердотопливные, как и американские БРПЛ.

[frost_ii]

Вопрос ламера - сильно не бейте ногами:

Каковы продукты реакции гидразина/монометилгидразина/диметилгидразина и азотного тетроаксида в том соотношении, какое используется в ЖРД? Какова средняя молекулярная масса продуктов сгорания?

На скорую руку - N2, H2O, CO2 .... Масса - исходя из пропорции...

Но это очень грубо. Точные значения зависят от конкретного случая (стехиометрического соотношения, степени завершенности реакции).

Меня конкретно интересует соотношение, которое было у ЛМ "Аполлонов": по весу соотношение было примерно 1,6:1.

скорее по массе
 :wink:

предлагаю посчитать самостоятельно.

Несимметричный диметилгидразин (НДМГ)
H2N-N(CH3)2

Азотный тетраоксид
N2O4

H2N-N(CH3)2 + N2O4 --> N2 + H2O + CO2 + CO

Вопрос упирается в соотношение СО2 и СО на выходе.

Вообще реакция хитрая, в лоб не возмешь - азот одновременно восстанавливается и окисляется, кроме того окисляется углерод, причем как до +4, так и до +2 одновремено...

При избытке горючего вполне может образовыватся молекулярный водород - связать его нечем (недостаток кислорода из окислителя), разве что в циановодород какой или гидразин, но они нестойкие и опять же разложатся.

И еще - массовое соотношение горячее/окислитель 1,6:1 совершенно дикое, вроде как пятикратный избыток горючего...

Соотношение дикое, согласен, думаю 7-40 что-то напутал... А соотношение СО2 и СО на выходе определяется по ПРОПОРЦИИ. Срочно вспоминаем программу 5-го класса среднеобразовательной школы. Сколько атомов на вход пришло, столько и вышло. Никакой энергии Гиббса считать не нужно. Чистая арифметика. Или пропорции - это слишком сложно? :wink:

Реакция необратимая, азот уходит в балласт. При сильном недостатке кислорода, скорее копоть образуется, чем молекулярный водород...

[El Selenita]

И еще - массовое соотношение горячее/окислитель 1,6:1 совершенно дикое, вроде как пятикратный избыток горючего...

Не, там наоборот, окислителя в 1,6 раза больше.

Срочно вспоминаем программу 5-го класса среднеобразовательной школы.

Ой, лень, ой, лень моя, матушка...  :lol: Там аэрозин к тому же. Наверное, можно его условно заменить монометилгидразином?

[Гость 22]

Каковы продукты реакции гидразина/монометилгидразина/диметилгидразина и азотного тетроаксида в том соотношении, какое используется в ЖРД? Какова средняя молекулярная масса продуктов сгорания?

Для заданного соотношения (N2O4:НДМГ = 1.6:1) вроде бы так:

Код Выделить Развернуть


TOTAL NUMBER MOLS = 13.4394
NUMBER MOLS OF SPECIES:
  3.40122 N2         3.39567 H2         3.20586 H2O        2.93177 CO      
  0.39554 CO2        0.08229 H          0.02352 HO         0.00218 NO      
 4.59E-04 NH3       3.50E-04 O         1.33E-04 O2        1.08E-04 CHO    
 9.20E-05 CNH       3.82E-05 NH2       2.89E-05 CH2O      1.35E-05 CNHO    
 4.98E-06 NH        4.40E-06 N         4.10E-06 NHO      

THE MOLECULAR WEIGHT OF THE MIXTURE IS   19.346


Результат получен при помощи PROPEP для сгорания 100 г. НДМГ и 160 г. АТ.

[frost_ii]

Соотношение всё же левое. Слишком много остаётся водорода.

[El Selenita]

Соотношение всё же левое. Слишком много остаётся водорода.

Спасибо большое! А почему "левое" и почему "слишком много"? Во всяком случае, на ЛМ использовали именно такое... Только там был не НДМГ, а аэрозин. Может, его можно условно заменить на ММГ? Нельзя ли прикинуть?

[Гость 22]

Соотношение всё же левое. Слишком много остаётся водорода.

Для соотношения ~2.6 получается так:

N2O4:НДМГ = 2.6:1 (260 г. и 100 г. соответственно):

Код Выделить Развернуть


TOTAL NUMBER MOLS = 15.2585
NUMBER MOLS OF SPECIES:
  5.31908 H2O        4.40006 N2         1.93103 CO         1.39651 CO2    
  0.92116 H2         0.59990 HO         0.22851 H          0.19594 O2      
  0.17800 NO         0.08633 O          0.00123 HO2        0.00017 NHO    
 1.56E-04 N         1.39E-04 NO2       1.02E-04 CHO       4.59E-05 N2O    
 4.58E-05 NH3       4.13E-05 NH        4.06E-05 NH2       1.81E-05 NHO2    
 1.62E-05 NHO2      5.32E-06 CNH       5.30E-06 CNHO      4.43E-06 CH2O    
 8.31E-07 CNO       3.68E-07 O3      

THE MOLECULAR WEIGHT OF THE MIXTURE IS   23.593



N2O4:НДМГ:Гидразин = 2.6:0.5:0.5 (260 г., 50 г. и 50 г. соответственно):

Код Выделить Развернуть


TOTAL NUMBER MOLS = 14.8377
NUMBER MOLS OF SPECIES:
  5.70352 H2O        5.04552 N2         1.13633 CO2        0.80964 O2      
  0.70636 HO         0.52748 CO         0.34307 NO         0.33952 H2      
  0.12203 O          0.10000 H          0.00312 HO2        0.00060 NO2    
 2.02E-04 NHO       9.54E-05 N2O       8.56E-05 N         5.50E-05 NHO2    
 4.92E-05 NHO2      1.61E-05 NH        1.39E-05 CHO       1.26E-05 NH2    
 1.21E-05 NH3       2.57E-06 O3        9.42E-07 CNHO      4.60E-07 CH2O    

THE MOLECULAR WEIGHT OF THE MIXTURE IS   24.262


[frost_ii]

Соотношение всё же левое. Слишком много остаётся водорода.

Спасибо большое! А почему "левое" и почему "слишком много"? Во всяком случае, на ЛМ использовали именно такое...

Не уверен что именно такое. Не сгоревший водород означает что на единицу массы топлива мы недополучили какое-то количество энергии.

Обычно в соотношение закладывается некоторый избыток горючего - так можно несколько увеличить Iуд за счёт снижения молекулярной массы. Но в случае с вонючкой это практически бесполезно - балластный азот сводит всё на нет. В предложенном соотношении реакция в большей степени напоминает реакцию в однокомпонентных движках... С соответствующей энергетикой

[El Selenita]

Соотношение всё же левое. Слишком много остаётся водорода.

Спасибо большое! А почему "левое" и почему "слишком много"? Во всяком случае, на ЛМ использовали именно такое...

Не уверен что именно такое. Не сгоревший водород означает что на единицу массы топлива мы недополучили какое-то количество энергии.

Такое и было соотношение, ничего не могу поделать.  :lol: Да, Вы посчитали N2O4:НДМГ:Гидразин = 2.6:0.5:0.5 (260 г., 50 г. и 50 г. соответственно). А можно последнее усилие - N2O4:НДМГ:Гидразин = 1.6:0.5:0.5 (260 г., 50 г. и 50 г. соответственно); так будет как раз самое близкое к ЛМ. 1,6:1... Спасибо!

[frost_ii]

Спасибо Гостю 22 за его труды...

[El Selenita]

Спасибо Гостю 22 за его труды...

А, это Гость 22! Перепутал, пардон. Но всё равно спасибо за сочувствие.  

[frost_ii]

Спасибо Гостю 22 за его труды...

А, это Гость 22! Перепутал, пардон. Но всё равно спасибо за сочувствие.  

"Карл Маркс и Фридрих Энгельс не один - а четыре разных человека!" (с)  :wink:

[El Selenita]

Спасибо Гостю 22 за его труды...

А, это Гость 22! Перепутал, пардон. Но всё равно спасибо за сочувствие.  

"Карл Маркс и Фридрих Энгельс не один - а четыре разных человека!" (с)  :wink:

В полном варианте - "Карл Маркс и Фридрих Энгельс - это не муж и жена, а..."  

[X]

Сорри, но что-то я непойму с какого потолка берутся соотношения топлива с окислителем.
Я так понимаю что необходимо полное сгорание топлива, тогда можно написать следующее:
NH2-N(CH3)2 + 2 N2O4 --> 2 N2 + 4 H2O + 2 CO2
соотношение по молям НДМГ к N2O4  1:2
Молекулярная масса НДМГ=60, М(N2O4)=92, исходя из мольного соотношения, по формуле m=n*M получаем, что на 60г
НДМГ приходится 184г N2O4,
т.е. сотношение (по массе) НДМГ к N2O4 = 1 к 3,07... (для полного сгорания)
Или тут не требуется полное сгорание???

[X]

NH2-N(CH3)2 + 2 N2O4 --> 2 N2 + 4 H2O + 2 CO2

сорри, азота будет 3 N2, хотя это несущественно.

[Bell]

А соотношение СО2 и СО на выходе определяется по ПРОПОРЦИИ.

Мда? А ну-ка, в студию
Интересно будет ознакомится с ваше методой

Срочно вспоминаем программу 5-го класса среднеобразовательной школы.

В 5-м классе химию в среднеобразовательных школах не преподают. Только с 8-го

Сколько атомов на вход пришло, столько и вышло.

Дык хрен его знает сколько пришло.
Впрочем я более склоняюсь к 1:1.
Тогда будет 4H2N-N(CH3)3 + 7N2O4 --> 22N2 + 16H2O + 4CO2 + 4CO

Но после "опубликования" здесь фактических данных, вся теория отдыхает.

Чистая арифметика. Или пропорции - это слишком сложно?

Хе... Знали бы вы, что у меня написано в дипломе... )))))))

Реакция необратимая, азот уходит в балласт. При сильном недостатке кислорода, скорее копоть образуется, чем молекулярный водород...

Хм... Возможно. Согласен.
Напрашивается аналогия со сгоранием углеводородов.

[Bell]

Ключевая фраза:
THE MOLECULAR WEIGHT OF THE MIXTURE IS   24.262