Протон КМ

[Fakir]

А как насчёт подробностей по трёхкомпонентникам?
УИ там, соотношения компонентов?
Окислитель везде - кислород, я правильно понял?

И что там насчёт диборана - вроде когда-то читал, что с бором какие-то проблемы с засорениями трубопроводов?

[mihalchuk]

Старый:

mihalchuk писал(а):

Метан, метан... Откуда взялся прирост УИ 20 с? То, что я видел и читал - 12, хорошо -15 с.

Ну это наш подарок метанофилам. Чтоб не обижались и не плакали...

Ваш подарок.

mihalchuk писал(а):

Очень хорошее горючее - смесь метана и диборана (15-25%), но на нём не сможет работать газогенератор.

А оставить окислительный газогенератор, а метан-диборан вместо керосина?

А это и есть:

1. МД-смесь в двигателе типа РД-107.

исключительно так.

mihalchuk писал(а):

1-метил-1,2-дициклопропил-циклопропан

А чего, пропил уже больше не называют амилом?
И вобще, эта жуть случайно не циклин?

Нет, циклин известен давно и его не запатентовали бы. А патент свежий, люди от РКК "Энергия".

[mihalchuk]

Fakir:

А как насчёт подробностей по трёхкомпонентникам?

А никак, никто за это дело не брался.

УИ там, соотношения компонентов?
Окислитель везде - кислород, я правильно понял?

Окиститель - да, кислород. Соотношение компонентов сказать не могу, это вообще сложно - оценивать горение с твёрдой фазой. Но из того, что оптимальный к-т избытка окислителя для метанового топлива близок к единице, можно надеяться на прирост УИ 40-50 с.

И что там насчёт диборана - вроде когда-то читал, что с бором какие-то проблемы с засорениями трубопроводов?

Очень просто - оксид бора - тугоплавкое вещество.

[Fakir]

mihalchuk

А никак, никто за это дело не брался.

Ну в железе - верю, что не брались (хотя писали когда-то, что в Штатах военные интересуются, и исследования закрыты). Но чтобы даже на теории не прикидывали?! :shock:

Окиститель - да, кислород.

Это хорошо

Соотношение компонентов сказать не могу, это вообще сложно - оценивать горение с твёрдой фазой.

Ну хоть по стехиометрии?

 

Но из того, что оптимальный к-т избытка окислителя для метанового топлива близок к единице, можно надеяться на прирост УИ 40-50 с.

По сравнению с чем? "Скока в граммах?"

Очень просто - оксид бора - тугоплавкое вещество.

Да это понятно. Чего дальше-то с ним будет?
Я криво выразился - не трубопровод, конечно, а чуть ли не сопло забивается.
То есть еще в сопле оксид бора начнёт конденсироваться и оседать на стенках, так? Значит, либо запорем сопло, либо придётся его делать неоптимальным, короче оптимального - чтобы кондесации шла уже за срезом сопла. Это не убьёт нафиг весь выигрыш по УИ?

[fagot]

А оставить окислительный газогенератор, а метан-диборан вместо керосина?

Оксид бора ГГ и турбине в любом случае не понравится.

А чего, пропил уже больше не называют амилом?

Не называли, не называют и не будут называть

[fagot]

А это и есть:
Цитата:
1. МД-смесь в двигателе типа РД-107.

Ну в РД-107 ГГ на перекиси, а Старый имел ввиду ГГ с избытком кислорода.

[fagot]

Что можно сказать по диборану. Стехиометрическое массовое соотношение с кислородом 3,4, что близко к метану (4,0). На практике альфа меньше 1, поэтому метан берется в соотношении 1:3,4. Диборан же брать в меньшем соотношении смысла нет, так как образующийся бор имеет еще более высокую температуру кипения, чем оксид, если только для понижения температуры - но это актуально для чистого диборана. Не совсем понятно, что будет сгорать полнее - метан или диборан, можно предположить что последний из-за большего сродства бора к кислороду. Плотности их почти одинаковы, тут выигрыш не получить. Температура плавления диборана ниже чем кипения у метана - значит не замерзнет, однако испаряться метан будет быстрее, что может несколько изменить их соотношение. Но вообще диборан тоже криогенный, кипит при -92 градусах со всеми вытекающими прелестями.
Добавку диборана к метану можно расссматривать как аналог алюминия в ТРТ - т.е. он дает больший УИ за счет большей температуры в КС. Значит усложняется ее охлаждение, при том что сам диборан легко разлагается при нагревании, а доля метана уменьшается. Необходима защита КС от отложений бора и его оксида, а так же от эрозии твердыми частицами. Возможно выгоднее будет КС с абляционным охлаждением или многослойная по типу сопла твердотопливников. При больших степенях расширения температура продуктов сгорания падает ниже температуры конденсации оксида бора и прирост УИ резко уменьшается, значит необходимо подбирать оптимальное соотношение метана и диборана. Оценить прирост УИ достаточно сложно, может и будут те 40 секунд прибавки, а может и нет.
То что диборан самовоспламеняется с кислородом вроде бы хорошо - не будет проблем с зажиганием. Но от так же хорошо самовоспламеняется и с воздухом и взрывается при соотношениях практически от 0 до 100 % - меры безопасности для водорода покажутся цветочками. Ну еще он ядовитее гептила, но это совсем фигня
Так что я бы связываться с дибораном не стал ни под каким видом, тем более что особых преимуществ перед водородом он не имеет, а вот недостатки понравятся разве что мозахистам.

[Александр Ч.]

Гм... смысл цепочка "керосин-метан-водород" обретает только в одном случае, когда керосина уже нет, а водорода еще нет.
А поскольку на ближайшие 20-ть лет керосин есть, то метан лишний.

[mihalchuk]

Fakir:

Цитата:

Но из того, что оптимальный к-т избытка окислителя для метанового топлива близок к единице, можно надеяться на прирост УИ 40-50 с.

По сравнению с чем? "Скока в граммах?"

Прикинул поточнее. 75% метана + 25% диборана могут дать 20-25 с УИ к чисто метановому двигателю с учётом (умозрительно) поправки на диссоциацию. При таком соотношении соплу ничего фатального не грозит. А вот если добавку диборана увеличить, то и с засорением хуже, и потери на диссоциацию растут.
Вообще-то диборан - тоже "подарочек". Реагирует с водой, а температура плавления на 4 градуса ниже температуры кипения метана при НУ. Под давлением, конечно, разници побольше, но температурный режим прописан.

[Fakir]

Собственно, меня метан с примесью бора интересует в первую очередь для Луны, для многоразовых лунных лэндеров (в предположении, что кислородом заправляемся на месте). В этом топике обсуждалось где-то с 10-й страницы:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=3118

Т.е. важна, в частности, многоразовость движка. Поэтому абляционные покрытия КС не годятся...

fagot

Что можно сказать по диборану. Стехиометрическое массовое соотношение с кислородом 3,4, что близко к метану (4,0).

Это чистый диборан, так? А если брать смесь с метаном, как Михальчук предлагает, чего можно ожидать?

На практике альфа меньше 1, поэтому метан берется в соотношении 1:3,4.

Кстати, а что будет, если взять метан в стехиометрии? Для Луны это как раз важный момент.

Плотности их почти одинаковы, тут выигрыш не получить. Температура плавления диборана ниже чем кипения у метана - значит не замерзнет, однако испаряться метан будет быстрее, что может несколько изменить их соотношение.

Для Луны выигрыш может наиграться за счёт экономии на баках-охлаждении при транспортировке малой тягой.

Добавку диборана к метану можно расссматривать как аналог алюминия в ТРТ - т.е. он дает больший УИ за счет большей температуры в КС. Значит усложняется ее охлаждение, при том что сам диборан легко разлагается при нагревании, а доля метана уменьшается. Необходима защита КС от отложений бора и его оксида, а так же от эрозии твердыми частицами. Возможно выгоднее будет КС с абляционным охлаждением или многослойная по типу сопла твердотопливников.

Зело погано

При больших степенях расширения температура продуктов сгорания падает ниже температуры конденсации оксида бора и прирост УИ резко уменьшается, значит необходимо подбирать оптимальное соотношение метана и диборана.

Либо сопло укорачивать, чтобы конденсация происходила за срезом... Со всеми вытекающими.
 

Оценить прирост УИ достаточно сложно, может и будут те 40 секунд прибавки, а может и нет.

Если будут - то это серьёзно, стоит, может быть, задуматься.

Но от так же хорошо самовоспламеняется и с воздухом и взрывается при соотношениях практически от 0 до 100 % - меры безопасности для водорода покажутся цветочками. Ну еще он ядовитее гептила, но это совсем фигня  

Для Луны - всё фигня

Так что я бы связываться с дибораном не стал ни под каким видом, тем более что особых преимуществ перед водородом он не имеет, а вот недостатки понравятся разве что мозахистам.  

Для Луны - преимущество с отсутствием столь глубокой криогенности, как у водорода, при длительной транспортировке и хранении.
Проблемы с водородом, наверное, разрешимы, но по возможности хотелось бы от них уйти.
 
mihalchuk

Прикинул поточнее. 75% метана + 25% диборана могут дать 20-25 с УИ к чисто метановому двигателю с учётом (умозрительно) поправки на диссоциацию. При таком соотношении соплу ничего фатального не грозит. А вот если добавку диборана увеличить, то и с засорением хуже, и потери на диссоциацию растут.

Проценты в данном случае массовые, я правильно понимаю?
Плюс 20-25 с - это для Луны достаточно симпатично.

Вообще-то диборан - тоже "подарочек". Реагирует с водой,

Поскольку более  интересно "лунное" применение, то не проблема

а температура плавления на 4 градуса ниже температуры кипения метана при НУ. Под давлением, конечно, разници побольше, но температурный режим прописан.

Ну а какие здесь трудности, не понял? Зачем его непременно в твёрдой фазе иметь?

[fagot]

Это чистый диборан, так? А если брать смесь с метаном, как Михальчук предлагает, чего можно ожидать?

Чистый. А в случае смеси с метаном я так понимаю будет в первую очередь окисляться диборан поэтому для него всегда будет стехиометрия, а метан - насколько хватит кислорода. Может имеет смысл уменьшить альфа, чтобы было побольше СО - его можно нагреть до большей температуры чем СО2 из-за меньших потрь на диссоциацию, а молекулярная масса ниже. Тепла же при сгорании диборана выделяется больше чем достаточно.

Кстати, а что будет, если взять метан в стехиометрии? Для Луны это как раз важный момент.

Будет как обычно - УИ упадет из-за увеличения молекулярной массы продуктов сгорания и потерь на диссоциацию СО2. Температура в КС может несколько возрасти но это не компенсирует потерь и приведет только к ухудшению охлаждения. При небольших колебаниях соотношения возможен заброс в сторону избытка окислителя, а тут и до прогара камеры недалеко. Преимущество - увеличивается средняя плотность топлива. В общем получите УИ как у керосина плюс проблемы с криогенностью и худшее массовое совершенство. Это все применительно к чистому метану.

Зело погано  

Говорят, что если изловчиться - можно и внешнее охлаждение сделать, тем более при наличии метана. :wink:

Либо сопло укорачивать, чтобы конденсация происходила за срезом... Со всеми вытекающими.

Да пусть она и до среза проходит - если эрозия и оседание частиц будет минимально - не так страшно, а УИ увеличится.

Если будут - то это серьёзно, стоит, может быть, задуматься.

Тогда уж берите сразу чистый диборан :wink:

Для Луны - всё фигня  

Ну если в лунном вакууме производить то может и фигня, а вот если с Земли тащить то все эти проблемы вам обеспечены. И на ракете он случайно перегреется - и привет.

[fagot]

Ну а какие здесь трудности, не понял? Зачем его непременно в твёрдой фазе иметь?

В том-то и дело что незачем - поэтому метан нельзя сильно переохлаждать, чтобы диборан не смерзся

[fagot]

Кстати, у чистого пентаборана с кислородом УИ выше, чем у керосина, на 20 секунд. По диборану неизвестно, но за счет более высокой теплоты сгорания и большей доле воды в продуктах УИ очевидно выше.

[fagot]

Нет, циклин известен давно и его не запатентовали бы. А патент свежий, люди от РКК "Энергия".

А формула его случайно не известна или она секретна?

[Fakir]

fagot

Кстати, у чистого пентаборана с кислородом УИ выше, чем у керосина, на 20 секунд.  

Ну это фигня... Так же, как у метана, выходит.

Выгоды нет, с учётом того, что соотношение компонент практически такое же...

Будет как обычно - УИ упадет из-за увеличения молекулярной массы продуктов сгорания и потерь на диссоциацию СО2. Температура в КС может несколько возрасти но это не компенсирует потерь и приведет только к ухудшению охлаждения. При небольших колебаниях соотношения возможен заброс в сторону избытка окислителя, а тут и до прогара камеры недалеко. Преимущество - увеличивается средняя плотность топлива. В общем получите УИ как у керосина плюс проблемы с криогенностью и худшее массовое совершенство. Это все применительно к чистому метану.

Тут дело в том, что в формулки для расхода привозного топлива на посадки-взлёты с Луны входит величина k=(exp(v/u)-1)/(b+1) , где v - ХС взлёта-посадки, u - УИ, b - соотношение компонентов (кислород/горючка).  
Величина 1/k - эдакий "компонентный удельный импульс" (по аналогии с объёмным удельным импульсом).
Поэтому если ценой уменьшения УИ удастся увеличить b и в результате увеличить 1/k - то игра стоит свеч.  

Говорят, что если изловчиться - можно и внешнее охлаждение сделать, тем более при наличии метана.  

Если можно - то другое дело.

Да пусть она и до среза проходит - если эрозия и оседание частиц будет минимально - не так страшно, а УИ увеличится.

Движок должен быть многоразовым, иначе весь смысл теряется.

Тогда уж берите сразу чистый диборан  

Ну если дадите
Какие там параметры будут у движка? Насколько реально его сделать?

Ну если в лунном вакууме производить то может и фигня, а вот если с Земли тащить то все эти проблемы вам обеспечены. И на ракете он случайно перегреется - и привет.

Тащить, конечно.
А если перегреется - что будет?

[mihalchuk]

fagot:

mihalchuk писал(а):

Нет, циклин известен давно и его не запатентовали бы. А патент свежий, люди от РКК "Энергия".

А формула его случайно не известна или она секретна?

Думаете, предприимчивые товарищи, воспользовавшись тем, что "гриф секретности" на давно известное вещество снят, пробили патент? Бывает и не такое. Про формулу циклина не знаю, думал, что это не вещество, а смесь.

[mihalchuk]

При тех ограничениях на долю диборана нет необходимости укорачивать сопло. Был же у нас создан ЖРД на топливе пентаборан+перекись водорода. Сопло в нём немаленькой степени расширения, а оксида бора в продуктах сгорания - больше. Чистый диборан при сгорании (исходные компоненты - жидкие) выделяет 15,9 МДж/кг продуктов сгорания. Это было бы очень хорошо, но всё портит высокая температура и сопутствующая ей диссоциация. Уменьшает УИ и твёрдая фаза, так как она не работает на расширение. Поэтому и обсуждается смесь с метаном.

[Старый]

Не называли, не называют и не будут называть

А что же тогда называют амилом?
 Мне както с детства врезалось:
-метил
-этил
-амил
-бутил
-гептил

[Данилов]

это алкилы

[Старый]

это алкилы

Это радикалы насыщеных углеводородов. Ну так радикал пропана вроде всегда назывался амилом а не пропилом?