Нетоксичное долгохранимое топливо.

Автор pkl, 26.05.2023 13:10:56

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Какая топливная пара наилучшая для ЖРД ракет-носителей и космических аппаратов по совокупности характеристик/у каждого по два голоса/?

Кислород - водород
20 (26.7%)
Кислород - сжиженный природный газ либо метан
44 (58.7%)
Кислород - керосин
10 (13.3%)
Кислород - синтин, омар, боктан, децилин либо иной синтетический жидкий углеводород
8 (10.7%)
Перекись водорода - циклопропан
2 (2.7%)
Перекись водорода - гидрид бериллия либо гидрид иного металла
1 (1.3%)
Перекись водорода - пентаборан либо иное бороводородное соединение
1 (1.3%)
Перекись водорода - керосин
8 (10.7%)
Закись азота - циклопропан
1 (1.3%)
Закись азота - пропан
7 (9.3%)
Закись азота - смесь этана с этиленом
4 (5.3%)
Закись азота - диметиловый эфир
0 (0%)
Водный раствор солей аммония /перхлорат аммония, нитрат аммония, АДНА и т.п./ - жидкие углеводороды
2 (2.7%)
Водный раствор солей аммония /перхлорат аммония, нитрат аммония, АДНА и т.п./ - этиловый спирт
0 (0%)
Четырёхокись азота - гидразин и его производные /НДМГ, ММГ и тп./
14 (18.7%)
Четырёхокись азота - керосин
0 (0%)
Фтор - водород
3 (4%)
Фтор - аммиак
1 (1.3%)
Диоксид фтора - пентаборан
1 (1.3%)
Пентафторид хлора - пентаборан
1 (1.3%)
Озон - водород
1 (1.3%)
Смесь озона и фтора - водород
2 (2.7%)
Смесь озона и кислорода - водород
1 (1.3%)
Закись азота - аммиак
2 (2.7%)

Проголосовало пользователей: 75

wisefilinn

Цитата: H2O от 05.04.2025 09:16:36А про ЖК и ЖМ даже речи нет. По современным меркам - это даже не криогенные компоненты.
Архиверно.
Но многие делают вид что не понимают этого.

Единственная область где их применение как ракетного топлива имеет недостатки - военная.
Дирижаблефил - горе в семье

garg

Цитата: H2O от 05.04.2025 09:16:36Были же новости, что Амеры хотят сделать новый Центавр, который сможет маневрировать и летать неограниченно долго. Значит хранение ЖВ - не такая уж сложная техническая проблема.
Тут скорее не "не сложная", а не "решаемая". Вопрос за какие деньги.
может ли разум на бинарной логике осознать непрерывный спектр?

Prokrust

#1102
Нашел новую эффективную топливную пару и не ядовитую!
Решил еще раз прогнать proper, на этот раз считать вакуумный УИ при коэф.расширения 80.
Проверять будем на схеме газ-газ, учитывая только энтальпию образования топлива.
Для начала проверим, что покажет для условий Раптора (Маск отрапортовал УИ=380).
Метан+кислород, давление 300, соотношение 3.5, пустотный УИ = 392.
Получается несколько завышенный, на 12, стоит ожидать что и следующие будут такими же, так что вычитайте 12 из результатов! Кстати, давление на пустотный УИ влияет очень мало, для 200 бар, достижимое для только сладкого тракта, УИ будет таким же.
Также посмотрим на мой любимый аммиак.
Аммиак+кислород, сладкий тракт, давление 300, соотношение 1.4, пустотный УИ = 374
Но тема про не криоген, посмотрим на основную пару
Гептил+амил, кислый тракт, давление 230, соотношение 2.9, пустотный УИ = 367
Все таки крайне эффективная топливная пара. А ведь гептил и турбинку может хорошо крутить, теплоемкость у него большая. Можно и на только сладком тракте сделать движок. Интересно, почему не сделали? Может не на столько устойчив, чтобы крутить на полную мощь?
Заменим гептил на бутан, это просто напрашивается
Бутан+амил, кислый тракт, давление 230, соотношение 4.8, пустотный УИ = 360
Теперь возьмем аммиак, получим
Аммиак+амил, сладкий тракт, давление 230, соотношение 2.0, пустотный УИ = 351
Добавим немного гидразина в аммиак, только 1/5 часть, для самозажигания, немного, чтобы и дальше охлаждать этой смесью движок. Такая вот замена гептилу.
Аммиак+1/5 гидразин+амил, сладкий тракт, давление 230, соотношение 2.3, пустотный УИ = 355
Кстати о гидразине, давайте гипотетически представим его как основное топливо, получим
Гидразин+амил, кислый тракт, давление 230, соотношение 1.4, пустотный УИ = 377
УИ просто шикарный, однако остается вопрос - движок охлаждать гидрозином очковато. Забавно, можно охлаждать и амилом, но охлаждать кислотой тоже как-то.
Можно наоборот добавить отдельно 3-м баком аммиак для охлаждения.
Гидразин+0.3 аммиака+амил, кислый тракт, давление 230, соотношение 2.0, пустотный УИ = 370
Так что 3-компонентное топливо рулит.

Ну а теперь новая топливная пара!
Кроме амила есть и другой окислитель, перекись воды. Но по факту не используется на всю мощь. Чистая перекись - не используется. Все потому что при распаде сильно перегревается, ТНА  использовать не сможет. Кстати, с гидразином такая же ситуация, но его можно разбавить, точнее аммиак им можно разбавить. А вот для перекиси  - ничего подходящего нет.
Чтож, можно зайти с другой стороны. Будем крутить ТНА аммиаком! Аммиак позволит создать давление 220 бар. А перекись воды газом подавать в камеру сгорания.
Аммиак+перекись воды, сладкий тракт, давление 220, соотношение 3.0, пустотный УИ = 360
Эта пара не ядовита и даже сильной кислоты в компонентах нет. Учитывая что наша космонавтика уже очень долго работает с перекисью, проблем не ожидается.
PS.
Как знать, может кто найдется похлеще Маска и реализует сладкий тракт на пропане. Есть хорошая вероятность что работать будет без копоти на турбинке. Конечно соотношение пропана с перекисью воды гораздо больше чем у аммиака и  давление будет только где-то 120.
Пропан+перекись воды, сладкий тракт, давление 120, соотношение 7.5, пустотный УИ = 370
Тем не менее пустотный УИ интересный.

Вернер П.

Что такое перекись воды? 

SONY

Цитата: Вернер П. от 16.04.2025 22:20:46Что такое перекись воды?
Надо полагать, что он про перекись водорода, H2O2.
Правда не понятно, откуда
Цитата: Prokrust от 16.04.2025 20:27:50Чистая перекись - не используется. Все потому что при распаде сильно перегревается, ТНА  использовать не сможет
когда у нас главная космическая ракета - Восток - Восход ... Союз-2 - летает с ТНА на чистой перекиси.

Вернер П.

#1105
Цитата: SONY от 17.04.2025 12:16:14Надо полагать, что он про перекись водорода, H2O2.
Если бы он ее назвал "гидроксид гидроксида" и то имело бы больше смысла.
НО-ОН
😂

Bell

Цитата: SONY от 17.04.2025 12:16:14летает с ТНА на чистой перекиси.
Ну не надо преувеличивать, не на чистой. И 100% спирт не бывает. На Союзе перекись 95% плюс-минус.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун
А гвоздички-то были круглые (с) Брестская крепость

Prokrust

Цитата: Bell от 17.04.2025 22:40:36
Цитата: SONY от 17.04.2025 12:16:14летает с ТНА на чистой перекиси.
Ну не надо преувеличивать, не на чистой. И 100% спирт не бывает. На Союзе перекись 95% плюс-минус.
Так ли? Для РД-107 указывается 82% перекись.
Существует банальная проблема, катализатор не выдерживает температуру при разложении чистой перекиси.

ТТоварищ

#1108
Цитата: Prokrust от 18.04.2025 08:55:46
Цитата: Bell от 17.04.2025 22:40:36
Цитата: SONY от 17.04.2025 12:16:14летает с ТНА на чистой перекиси.
Ну не надо преувеличивать, не на чистой. И 100% спирт не бывает. На Союзе перекись 95% плюс-минус.
Так ли? Для РД-107 указывается 82% перекись.
Существует банальная проблема, катализатор не выдерживает температуру при разложении чистой перекиси.
Правильно ли я понимаю из ваших постов, что по совокупности простоты и безопасности
на текущий момент нужен трех-компонентный ракетный блок(для первой ступени по крайней мере)
- ЖК как окислитель, керосин - основное горючее, аммиак - горючее для привода ТНА?
Все безграмотные дилетанты (и жулики) любят
мюПГ, Крылья, Многоразовость,
Орбитальные станции, Марс, Водород, Р7

Bell

Цитата: Prokrust от 18.04.2025 08:55:46Так ли? Для РД-107 указывается 82% перекись.

Существует банальная проблема, катализатор не выдерживает температуру при разложении чистой перекиси.
Да, верно, там 82%
Не помню откуда по-быстрому скопировал 95. Причем, там было написано "93-97%", а я уже округлил )))
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун
А гвоздички-то были круглые (с) Брестская крепость

Prokrust

Цитата: ТТоварищ от 18.04.2025 10:11:09Правильно ли я понимаю из ваших постов, что по совокупности простоты и безопасности
на текущий момент нужен трех-компонентный ракетный блок(для первой ступени по крайней мере)
- ЖК как окислитель, керосин - основное горючее, аммиак - горючее для привода ТНА?
Для сладкого тракта есть сильное ограничение по горючему - оно не должно оставлять сажи на турбинке, то есть это метан или аммиак, собственно все (кто сказал водород?). Теоретически возможен пропан, но вряд ли кто проверит на практике. Ах да, есть еще подходящее топливо для турбинки - гептил и метиламин, но они не популярны, зеленые рептилоиды осуждают.
И так, для сладкого тракта, не криогена, остается аммиак - и он должен быть основным топливом, иначе крутить турбинку будет нечем. Вот и весь выбор, керосин никак не добавить.
Но можно добавить в аммиак немного гидразина - упрощаем ТНА, разлагая в нем гидразин и так крутя турбинку. Это добавка и давление повысит и УИ. Но много добавлять не получится - этой смесью еще движок охлаждать, а гидразин не очень то устойчив.
 В принципе можно добавить гидразин отдельным баком. Гидразин чем еще хорош, в отличие от керосина требует меньше окислителя, а значит и энергии на сжатие потратится меньше, так что часть его можно будет направить в камеру сгорания, немного пожертвовав давлением.
Таким образом для чистой перекиси - возможен только сладкий тракт - только аммиак как основное топливо + гидразин.
Ну еще как 3-х компонентное топливо можно взять отдельными баками пропан и аммиак(+гидразин). Получается движок охлаждаем пропаном,  турбинку крутим смесью пропана, аммиака и разложенного гидразина. Простой ТНА, сажи на лопастях турбинки намного меньше чем просто используя пропан, увеличенный УИ.
А вот для кислого тракта - топливо может быть любым, лишь бы годилось для охлаждения движка. Аммиак тут может потребоваться только для такого топлива, которое не годится для охлаждения. Например если основное горючее бутан - то про аммиак можно не вспоминать. А вот если основное горючее  гидразин - тогда да, стоит добавить отдельным баком аммиак для охлаждения движка.

Кот Бегемот

Цитата: Prokrust от 18.04.2025 12:27:04Для сладкого тракта есть сильное ограничение по горючему - оно не должно оставлять сажи на турбинке, то есть это метан или аммиак,
ЦитироватьПроблема образования сажи. При испытаниях газогенератора на компонентах кислородметан по схеме с ДВГГ в ФГУП «ГИПХ» (1984 г.), получено, что сажа не образуется в диапазоне температур T=500÷1500К. Вместе с тем, при испытаниях двигателя по схеме с ДВГГ С5.86 (разработчик КБХМ) показано, что сажа образуется в виде наноплёнки толщиной 20 – 50 мкм (наработка двигателя С5.86 составила ~3500с) [9].
 При этом стоит отметить результаты экспериментальных работ ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» по исследованию сажеобразования при использовании метана в качестве горючего. Проведенные исследования подтверждают наличие сажеобразования на поверхности деталей экспериментальной установки в виде наноплёнки с образованием карбидов, приводящих к разрушению поверхностного слоя материала деталей [9]. При схеме с ДОГГ образование сажи не происходит, т.к. в окислительной среде горючее полностью окисляется
Не шалю, никого не трогаю, починяю примус

Дем

Цитата: Prokrust от 18.04.2025 12:27:04Для сладкого тракта есть сильное ограничение по горючему - оно не должно оставлять сажи на турбинке
Цитата: Кот Бегемот от 18.04.2025 15:56:57Проведенные исследования подтверждают наличие сажеобразования
На самом деле сажа она разная. Метановая - это атомарный углерод, а керосин оставляет ободранные от водорода углеродные цепочки ...=С=С=С=С=... которые полимеризуются только так.
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.

Кот Бегемот

Цитата: Дем от 18.04.2025 20:33:03. Метановая - это атомарный углерод, а керосин оставляет ободранные от водорода углеродные цепочки ...=С=С=С=С=... которые полимеризуются только так.
Цитата: Кот Бегемот от 18.04.2025 15:56:57с образованием карбидов, приводящих к разрушению
Не шалю, никого не трогаю, починяю примус

Prokrust

Цитата: Кот Бегемот от 18.04.2025 15:56:57
ЦитироватьПроблема образования сажи. При испытаниях газогенератора на компонентах кислородметан по схеме с ДВГГ в ФГУП «ГИПХ» (1984 г.), получено, что сажа не образуется в диапазоне температур T=500÷1500К. Вместе с тем, при испытаниях двигателя по схеме с ДВГГ С5.86 (разработчик КБХМ) показано, что сажа образуется в виде наноплёнки толщиной 20 – 50 мкм (наработка двигателя С5.86 составила ~3500с) [9].
 При этом стоит отметить результаты экспериментальных работ ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» по исследованию сажеобразования при использовании метана в качестве горючего. Проведенные исследования подтверждают наличие сажеобразования на поверхности деталей экспериментальной установки в виде наноплёнки с образованием карбидов, приводящих к разрушению поверхностного слоя материала деталей [9]. При схеме с ДОГГ образование сажи не происходит, т.к. в окислительной среде горючее полностью окисляется
Срочно сообщить Маску! А то у него движки на метане со сладким ТНА.
Не в курсе человек, вот и работают движки. Надо сообщить ему.

Кот Бегемот

Цитата: Prokrust от 18.04.2025 21:48:36Не в курсе человек, вот и работают движки. Надо сообщить ему.
Работают.Правда через раз. ::)
Не шалю, никого не трогаю, починяю примус

Вернер П.

Цитата: Кот Бегемот от 18.04.2025 20:35:53с образованием карбидов, приводящих к разрушению
Внимание к деталям:
с образованием [нанопленки] карбидов, приводящих к разрушению [поверхностного слоя].
Не так ли?  ;)

Вернер П.


Bell

Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун
А гвоздички-то были круглые (с) Брестская крепость

Вернер П.

Цитата: Prokrust от 18.04.2025 08:55:46Для РД-107 указывается 82% перекись.
Существует банальная проблема, катализатор не выдерживает температуру при разложении чистой перекиси.
Температура разложения для справки
100% перекиси 980С,
  90%                760С
  82%                550С