Вытеснительная подача

[Верный Союзник с Окинавы]

Существуют т.н. называемые неньютоновские жидкости, не подчиняющиеся ньютоновским законам, описывающим вязкость.

Ради интереса погуглите про тиксотропные суспензии алюминия в гидразине. Наша - люминал-А, американская - алюмизин.

По алюмизину у меня есть книжка, там ему несколько статей посвящено.

А вот книжку я хочу! Самые интересные главы той камасутры я уже прочитал, нашёл ещё книгу при применение дилатантных жидкостей в пром-ти, на английском, но пока не читал.

Так вот, в той книге про ракетные топлива не рассматривали такого. Там были суспензии и прочие гетерогенные системы металлов в органике, и там их процессы горения мешали друг другу. Либо металл неполностью сгорал и уменьшал УИ, либо он как раз-таки сгорал, но тогда органическая основа не сгорала, а термически разлагалась в лютом пламене горящего металла, и получался кокс и прочее, движок от этого сильно дымил.

[C-300-2]

Эх, хотел прикрепить книжку сюда, но и размер большой и джвю не даёт прикрепить
Напишите почту в личку - отправлю.

[Старый]

Вот это вещь!

Это уже не натягивание шкурки на кисель а стягивание шкурки с киселя, какоето...

[pkl]

"Раздельное зрнение и подача" твердого топлива и твердого окислителя?

Не, только хранение. Для подачи горючее /а не топливо/ и окислитель плавятся либо газифицируются.

Ну, Вы сами написали "..и подача" потому и спросил. И в зону плавки/газификации компоненты все равно ПОДАВАТЬ придется таки. НА-ФИ-ГА?

Если топливо является частью конструкции космического аппарата, нужна другая схем: некий агрегат, который перемещается по конструкции с одного конца и плавит/газифицирует её.

[pkl]

"Раздельное хранение и подача" твердого топлива и твердого окислителя?

Не, только хранение. Для подачи горючее /а не топливо/ и окислитель плавятся либо газифицируются.

Надо на основе неньютоновский жидкости делать.

Подобрать две ньютоновские жидкости, одна из которых горючее, а другая - окислитель? Гм... это вообще возможно. Тем более, что выбор окислителей и так невелик.

[pkl]

Стартовая масса 30000 тонн.

При такой стартовой массе лучше применить атомно-импульсный принцип. Масса такая же, эффективность выше.

Там проблема с дорогущими ядерными зарядами и неприменимостью на лёгких кораблях.

Человек предлагает носитель со стартовой массой 30 тыс. тонн, так что с этим всё нормально. А вот необходимость распылять по космосу актиноиды... гм... Мне кажется, лучше искать возможность термоядерного зажигания без делящихся материалов.

[telekast]

"Раздельное зрнение и подача" твердого топлива и твердого окислителя?

Не, только хранение. Для подачи горючее /а не топливо/ и окислитель плавятся либо газифицируются.

Ну, Вы сами написали "..и подача" потому и спросил. И в зону плавки/газификации компоненты все равно ПОДАВАТЬ придется таки. НА-ФИ-ГА?

Если топливо является частью конструкции космического аппарата, нужна другая схем: некий агрегат, который перемещается по конструкции с одного конца и плавит/газифицирует её.

Этим агрегатом может выступать сам двигатель, перемещать его будет реактивная тяга, автоматически, т.с. Но это всетравно, все таже "подача", только наизнанку. Подаете не топливо в двигатель, а двигатель к топливу, не факт, что это будет проще. Вот в случае неньютоновских жидкостей этот вариант может и сработать и вообще он мне нравится, достаточно безумный, чтобы попробовать.

[Верный Союзник с Окинавы]

Вот в случае неньютоновских жидкостей этот вариант может и сработать и вообще он мне нравится, достаточно безумный, чтобы попробовать.

)

Главная идея разгружать стенку неньютоновской жидкостью.

В своих химических изысканиях я достаточно близко подошёл к нахождению такой жижи.

А подавать неньютоновку просто (в теории) разжижаешь стенки, и они самотёком поступают в ЖРД. ЖРД ведь работает, создаёт тягу, значит есть ускорение и эрзац-сила тяжести.



Тёмно-синим показана "твёрдая" неньютоновская жидкость, светло-голубым - "сжиженная" неньютоновская жидкость.

На левой картинке подразумевается, что жидкость под диким давлением. Возможно, стоило бы нарисовать там газ наддува. Наддув лютый - чем больше давление, тем выше тяга, она при довыведении на орбиту нужна (я сейчас подразумеваю вторую ступень РН аля Falcon 9/Зенит) и тем компактнее сопло (для той же тяги).

Потом давление нагнетается чисто за счёт гидростатического давления. Ускорение в 4-5 G даёт соответствующие перегрузки и сильно увеличивает вес жидкости, верхнее слои сильнее давят на нижние и вуаля, подача топлива.

А последние остатки топлива подаются при очень малом давлении в КС и топливном баке. Сам по себе он ведь дико тонкий и большого давления не выдержит. Газы наддува, в теории, должны создать достаточно большое давление, чтобы газифицировать компоненты топлива, тогда всё должно сработать. Углеволокно держит порядка 1600-2000 градусов Цельсия, если рядом нет химически активных веществ. Бак из сверхтонкого углеволокна, внутри и снаружи облеплен карбидом фигни, чтобы волокно не реагировало с КРТ и атмосферным кислородом при возвращении. Огромный и почти невесомый топливный бак будет легко тормозиться. Большое давление (в теории) тоже не нужно. Для надувного щита второй ступени Sea Dragon'а предполагалось внутреннее давление порядка 5 psi сверх атмосферного, ЕМНИП. И какой-то отдельной ТПЗ не нужно.

Как только заставлять неньютоновскую жидкость твердеть... Есть идея вызывать в ракетной ступени болтанку. Сначала будет тяжело, но жидкость от постоянного сдвига слоёв будет постепенно сжижаться, и уровень болтанки можно снизить. ПН придётся это терпеть, но перебьются. Ей ещё по ЖД/на самолёте на космодром лететь, да и выведение то же не прогулка по парку. Ещё можно внутри бака сделать перемычки и распорки. Они укрепят корпус, и будут работать как своего рода мешалки. Собственно мутовки и выглядят как своего рода крестовины, и предназначенные они для перемешивания густых жидкостей, типа сметаны:



Я тут ещё подумал, возможно есть смысл в псевдопластике - это неньютоновская жидкость, которая твердеет при малых нагрузках, но разжижается при больших. Но да, заправлять его будет будет сложнее.

[Верный Союзник с Окинавы]

Но это всетравно, все таже "подача", только наизнанку.

Так движение относительно! С точки зрения топлива, двигатель всегда приближается к нему, а с точки зрения двигателя наоборот, а третий персонаж в этой истории лишний.

Подаете не топливо в двигатель, а двигатель к топливу, не факт, что это будет проще.

А может нафиг двигатель?

Берём длинную шашку твёрдого ракетного топлива. На одной стороне ПН, на другой - "сопло". Поджигаем со стороны сопла. На самом деле там нифига нет, кроме цилиндра из чистого топлива и ПН, а сопло - это не агрегат, а направление. 

Зажигание происходит со стороны сопла, и топливо начинает гореть. Если правильно поджечь, то может быть получится этакий конус, который сможет играть роль эрзац сопла:



Пущай без нормального сопла УИ идёт в трубу. Пущай это слабо контролируемый процесс. Но это реально ключ к дальнему космосу. Смотри:

Нужно много ХС для полёта к далёким планетам. Но максимум ХС ограничен двумя вещами:

Весовым совершенством разгонного блоки.

Удельным импульсом его двигательной установки.

В теории можно оставить не удел почти всё способы передвижения в космосе... Но понадобятся огромные массы на орбите. Но это может оказаться проще разработки высокомощных космических ядерных реакторов.

[Верный Союзник с Окинавы]

"Раздельное хранение и подача" твердого топлива и твердого окислителя?

Не, только хранение. Для подачи горючее /а не топливо/ и окислитель плавятся либо газифицируются.

Надо на основе неньютоновский жидкости делать.

Подобрать две ньютоновские жидкости, одна из которых горючее, а другая - окислитель? Гм... это вообще возможно. Тем более, что выбор окислителей и так невелик.

Можно один из компонентов делать твёрдым, а другой - из неньютоновской жидкости. Металлосодержащее топливо горит с дикой температурой, так что жидкий окислитель может иметь в своём составе вещество, не вступающее в хим реакцию, а только нагревающееся. Это вещество будет охлаждать КС, заодно может получиться повышение УИ.

Т.е. в качестве жидкого окислителя может подойти тот же раствор какого-нибудь высокомолекулярного соединения и растворимого окислителя в воде. Окислителя растворять ровно столько, чтобы была стехиометрия, чтобы максимум температуры в КС, и чтобы было больше тепла для уноса воды.

Вместо воды можно какой-нибудь органический растворитель, у них температура замерзания ниже.

Но суть в том, что неньютоновская жидкость в большинстве своём лишь жидкость с плавающими в ней частицами.

[Верный Союзник с Окинавы]

Эх, хотел прикрепить книжку сюда, но и размер большой и джвю не даёт прикрепить
Напишите почту в личку - отправлю.

Ок.

[Верный Союзник с Окинавы]

Не забуду.

[pkl]

Этим агрегатом может выступать сам двигатель, перемещать его будет реактивная тяга, автоматически, т.с. Но это всетравно, все таже "подача", только наизнанку. Подаете не топливо в двигатель, а двигатель к топливу

Ну как то так, да. Двигатель своей тягой будет прижиматься к топливу. Но топливо, причём как горючее, так и окислитель, должны быть твёрдыми в нормальных условиях. Хотя бы в условиях космоса и достаточно прочными без баков и поддерживающих конструкций. Подобрать такое топливо мне видится главной проблемой. Особенно окислитель, горючим то может быть и полиэтилен, и металл какой.

[pkl]

А может нафиг двигатель?

Берём длинную шашку твёрдого ракетного топлива. На одной стороне ПН, на другой - "сопло". Поджигаем со стороны сопла. На самом деле там нифига нет, кроме цилиндра из чистого топлива и ПН, а сопло - это не агрегат, а направление.

Зажигание происходит со стороны сопла, и топливо начинает гореть. Если правильно поджечь, то может быть получится этакий конус, который сможет играть роль эрзац сопла:

Хех! Мне такая идея пришла в голову, когда мне ещё было 14 лет!  Почерпнул её из книги Гильзина К.А. "Электрические межпланетные корабли" 1970 г.

А из чего конкретно делать?

[Верный Союзник с Окинавы]

Этим агрегатом может выступать сам двигатель, перемещать его будет реактивная тяга, автоматически, т.с. Но это всетравно, все таже "подача", только наизнанку. Подаете не топливо в двигатель, а двигатель к топливу

Ну как то так, да. Двигатель своей тягой будет прижиматься к топливу. Но топливо, причём как горючее, так и окислитель, должны быть твёрдыми в нормальных условиях. Хотя бы в условиях космоса и достаточно прочными без баков и поддерживающих конструкций. Подобрать такое топливо мне видится главной проблемой. Особенно окислитель, горючим то может быть и полиэтилен, и металл какой.

Вообще при лютом весовом совершенстве можно пожертвовать УИ, но тут проще твердотопливник с тонюсенькими стенками, ИМХО.

[pkl]

Давайте конкретно по химии. Допустим, в моём разгонном блоке-автофаге /на РН пока не замахиваюсь/ горючее - полиэтилен либо какой-то легкоплавкий углеводород. Из чего делаем окислитель? Ну хоть та же пентаокись диазота, подмороженная водой для прочности. У Вас что? Из чего конкретно Вы думаете делать РДТТ?

[Верный Союзник с Окинавы]

Хех! Мне такая идея пришла в голову, когда мне ещё было 14 лет!  Почерпнул её из книги Гильзина К.А. "Электрические межпланетные корабли" 1970 г.

А из чего конкретно делать?

ХЗ, тут очень много параметров, которые нужно обдумать. Мне больше нравится идея с неньютоновской жидкостью, вот пока тему изучаю.

[pkl]

А какую конкретно жидкость Вы думаете использовать в качестве окислителя?

[Верный Союзник с Окинавы]

А какую конкретно жидкость Вы думаете использовать в качестве окислителя?

Скорее всего перекись, хранится при адекватных температурах, может разлагаться при высоких температурах играя роль воспламеняющей жидкости.

Если брать в качестве топлива гидрид алюминия, то с пероксидом он даст 401 секунду УИ (даже больше, чем водород + пероксид!).

Можно добавить в пероксид пластика-загустителя-стабилизатора. Суть в том, что пероксид весьма реакционноспособный, и все стабилизаторы работают по механизму "связать самые активные катализаторы разложения с собой, пока они не прореагировали с пероксидом". Если взять добавку с достаточно большие молекулами, то может проявляться эффект неньютоновской жидкости, как с крахмалом. Например парафин, поливинилхлорид, многие галогено- и фторосодержащие полимеры (сам в афиге, но они реально применяются для изготовления тары/труб/уплотнителей/etc.) нейтральны к пероксиду высокой концентрации. Наиболее интересны трифторхлорвиниловые полимеры - они весьма вязкие, применяются для приготовления смазок для устройств, контактирующих с пероксидом.

Конечно присадку придётся подготавливать.

Проблемы две.

Первая проблема:

Пероксид со стабилизаторами сильно теряет в реакционной способности, и это скорее всего понизит УИ. При начальном УИ в 401 секунду это не так страшно.

Есть вероятность, что повышение температуры может скомпенсировать это (выше температура - вещ-ва активнее реагируют).

Вторая проблема: 

Органическая добавка для пероксида при высоких температурах может разлагаться, давая дымящийся выхлоп, а металлосодержащее топливо ради высоких температур и создано.

Можно отойти от стехиометрии, тогда упадёт УИ. 

Можно добавить третий компонент, чисто для охлаждения КС. Если это не водород, то УИ тоже упадёт.

Можно попробовать поиграть с добавками к топливу. Многие пластики и органические вещества при сильном нагреве выделяют водород. Только для этого нужны весьма высокие давления и температуры, и насыщенные углеводороды (парафин пойдёт, его в пром-ти часто дегидрируют), но в КС гибридного двигателя их найти не проблема. Бонусом водород в КС уменьшает потребность в гидриде алюминия раз в 6, так что мб действительно есть смысл.

Но мне кажется, ещё нужно материалов по теме изучить.

[Верный Союзник с Окинавы]

Пришла идея:

Добавление газа в КС понижает её температуру, и может повысить УИ, почему бы не взять и не сделать газифицированную пену из аммиака и какого-нибудь псевдопластика с добавками гидрида алюминия?

Псевдопластик - неньютоновская жидкость, которая вязкая/твёрдая при малых нагрузках сдвига и жидкая при больших. Большинство красок - псевдопластики.