Гидразин-пентаборан УИ 406 с

[Андрей Суворов]

Какой максимальный теоретический УИ у высококипящей пары? И сколько процентов от теоретического можно достичь для пары гидразин-пентаборан (там всё выделение энергии идёт при образовании нитрида бора, так что всё тепло - в конденсированной фазе).

Известно, что перекись-пентаборан испытывали и получали 360 с, хотя там тоже конденсированная фаза.

[Димитър]

Меня вопрос тоже интересует. Вот что нашел на нашем форуме:

- АТ + пентаборан (РД-270), удельная тяга 365 с
- высококонцентрированная (98%) перекись водорода + пентаборан
УИ 380 единиц
- перекись водорода + 30% бериллия в гидразине (РД-550), удельная тяга 400 с
- теоретический УИ пары гидразин + пентаборан ещё выше и составляет 420 секунд

[Андрей Суворов]

РД-270 работал на АТ и НДМГ, пентаборан тут ни при чём, да и не было у нас никогда производства пентаборана в количествах, необходимых для 600-тонного двигателя первой ступени.

На 98% перекиси и пентаборане работал экспериментальный РД-502, он-то и дал подтверждённый результат в 360 с.

Про РД-550 ничего не знаю, но бериллий втрое дороже серебра, так что топливо с 30% бериллия будет как раз по цене серебра Не, ну всё же не так страшно, там большую часть стоимости составляет процессинг бериллиевого порошка, чтобы получить монолитный металл, но цена тут весьма существенный ограничитель.

Пентаборан - тоже штука ядовитая и дорогая, но всё же не жидкий водород... Вот хочется прикинуть, что будет выгоднее для обратного старта с марсианской орбиты - гидразин-пентаборановый движок, или кислород-водородный,  с учётом криогеники (ему придётся с собой холодильник тащить и источник энергии для него).

Кто-то здесь на форуме рассказывал про взлётную ракету для старта с Марса с гидразин-пентаборановым двигателем. Легко выходит на орбиту в одну ступень, с весьма умеренным массовым совершенством.

[Димитър]

1. РД-270 работал на АТ и НДМГ.
На 98% перекиси и пентаборане работал экспериментальный РД-502, он-то и дал подтверждённый результат в 360 с.

2. Бериллий втрое дороже серебра, так что топливо с 30% бериллия будет как раз по цене серебра

3. Кто-то здесь на форуме рассказывал про взлётную ракету для старта с Марса с гидразин-пентаборановым двигателем. Легко выходит на орбиту в одну ступень, с весьма умеренным массовым совершенством.

1. Ошибка не моя. Я просто сделал copy/paste не проверяя.  :oops:

2. И что? 1 кг на ЛЕО стоит не меньше 3000 долл. Значительно больше, чем серебро! А сколько стоит 1 кг на поверхности Марса - боюсь подумать!

3. Вот именно!  

[Андрей Суворов]

И что? 1 кг на ЛЕО стоит не меньше 3000 долл. Значительно больше, чем серебро! А сколько стоит 1 кг на поверхности Марса - боюсь подумать!

А то, что на килограмм груза на орбите топлива надо сжечь гораздо больше килограмма! А килограмм бериллия стоит, между прочим, тысячу долларов. Плюс стоимость двигателя, в котором этот бериллий нужно сжечь, стоимость системы управления, стоимость нижних ступеней...

Нееет, бериллий - не топливо. Пусть сначала из бериллия сделают межбаковую ферму - он отличный конструкционный материал для этого, но его пускают только на зеркала космических телескопов, а на одноразовые конструкции он слишком дорог.

[Димитър]

И что? 1 кг на ЛЕО стоит не меньше 3000 долл. Значительно больше, чем серебро! А сколько стоит 1 кг на поверхности Марса - боюсь подумать!

1. А то, что на килограмм груза на орбите топлива надо сжечь гораздо больше килограмма! А килограмм бериллия стоит, между прочим, тысячу долларов.
2. Плюс стоимость двигателя, в котором этот бериллий нужно сжечь, стоимость системы управления, стоимость нижних ступеней...
3. Пусть сначала из бериллия сделают межбаковую ферму - он отличный конструкционный материал.

1. Я не думал, что на форуме такие недогадливые люди!  :?  Попробую объяснить попроще:
На ЛЕО надо вывести топливо для разгонных блоков, ускоряющих КК и АМС дальше от ЛЕО. Вот в стоимость этого топлива и входит стоимость его вывода на орбиту ( "не меньше 3000 долл/кг на ЛЕО" )
На ГСО и на орбиты Луны стоимость доставки топлива будет уже боьше 20 000 долл/кг. Цена берилия - 1000 долл/кг здесь уже входит в допустимых 5 % технической погрешности.    А на поверхности Марса надо доставить топливо для возвращения космонавтов на орбиту. Вот стоимость его доставки будет ИМХО, свыше 100 000 долл/кг. Здесь даже стоимость золота - 20 000 долл/кг не имеет значения!  :wink:  
2. Всего этого должно быть независимо от вида топлива. Ну, может быть двигател на бериллий будет стоить больше, чем обичный, но не на порядки же!
3. Так пусть делают! Но это не имеет никакое отношение к использованию бериллия как компонент топлива. Инертность мышления, дорогой! И, возможно, отсуствие денег на новые разработки...

[Андрей Суворов]

2. Всего этого должно быть независимо от вида топлива.

Отчего же? фторный движок куда дороже кислородного на ту же тягу, даже без учёта стоимости фтора!

Ну, может быть двигател на бериллий будет стоить больше, чем обичный, но не на порядки же!

Вообще-то, форсунки, через которые должна проходить суспензия бериллия в гидразине, будут радикально отличаться от тех, которые рассчитаны на чистый гидразин. Вообще-то, у двигателя будут проблемы с охлаждением - такой суспензией охлаждать нельзя, придётся охлаждать перекисью водорода.
До сих пор никто - никто! - не смог построить надёжно работающую форсуночную головку на дисперсионном топливе. и не факт, что возня с этим окупит разницу между 380 и 400 единиц УИ. Дело же даже не в том, что бериллий неприемлемо дорог или ядовит или ещё что, но в комплексе, который показвыает, что, возможно, всё равно выгоднее кислород-водородный движок плюс криогенный холодильник, работающий от топливных элементов на том же кислороде и водороде.

И, уж если заморачиваться удельным импульсом, то только самой-пресамой рекордсменской парой, тем более, что она вроде не требует твёрдого компонента в жидком горючем. Хотя дисперсию бериллия в жидком водороде тоже предлагали, как средство достижения экстремального удельного импульса.

3. Так пусть делают! Но это не имеет никакое отношение к использованию бериллия как компонент топлива. Инертность мышления, дорогой! И, возможно, отсуствие денег на новые разработки...

Да нет... Скорее, комплексный анализ...

[KBOB]

Для космоса тепловой ЯРД на водороде предлагался еще с начала 70-х.
Там УИ 900-1000.
А в последнее время предлагаются ионные двигатели малой тяги, там УИ>3000.
А что бы топливо не везти на Мрас нужно прямо на марсе его и получать!
Это будет гораздо дешевле.

[Димитър]

Что же мы зациклились на бериллии?

Теоретический УИ пары гидразин + пентаборан - примерно 420 секунд.
Пусть будет 406. Все ровно достаточно высоко.

[Феликс]

а с устойчивостью у пентаборана все хорошо?
диссоциация под воздействием радиации, или времени -
в каких рамках?
и да, я тут запутался в этом разговоре.
так пентаборан с гидразином или все же с АТ?
что есть пентаборан - окислитель или горючее?

[Bloodest]

У баранов два существенных недостака практически ставящих крест на их использование.
1. Крайняя таксичность - вонючка супротив них просто духи.
2. Отложения бора в любом мало-мальско подходящем кормане а иногда и просто так на стенках КС - многазапусковсть - не прокатит полюбому...

[Феликс]

У баранов два существенных недостака практически ставящих крест на их использование.
1. Крайняя таксичность - вонючка супротив них просто духи.
2. Отложения бора в любом мало-мальско подходящем кормане а иногда и просто так на стенках КС - многазапусковсть - не прокатит полюбому...

насколько я понимаю это для стартового движка с Марса.
можно обойтись без многоразовости.
Ну и отравление марсианской окружающий среды это
не столь существенно, как мне кажется

[Дмитрий Виницкий]

Гыыы! Да как его довезти до Марса и там хранить? Только твердотопливник для Марса

[Феликс]

Гыыы! Да как его довезти до Марса и там хранить? Только твердотопливник для Марса

посему я и спросил про диссоциацию, долгохранимость и т д.
гидразин вон и до юпитера довозят и ничего....

[Димитър]

http://www.astronautix.com/engines/rd502.htm



RD-502. Designer: Glushko. Developed in: 1960-66. Application: Experimental upper stage engine. Propellants: H2O2/Pentaborane. Thrust(vac): 98.100 kN (22,054 lbf). Isp: 380 sec. Mass Engine: 132 kg (291 lb). Diameter: 1.18 m (3.87 ft). Length: 2.51 m (8.23 ft). Chambers: 1. Chamber Pressure: 147.00 bar. Thrust to Weight Ratio: 75.75. Country: Russia. Status: Developed 1960-66. First Flight: 1966.

Двигатель действительно летал?  :shock:  Или Вейд напутал?
И вообще что про него известно?

[Димитър]

Стоит отметить высокую токсичность и высокую стоимость металлического бериллия, и в этой связи приложены значительные усилия для выявления бериллийсодержащих топлив имеющих значительно меньшую общую токсичность и стоимость. Одним из таких соединений бериллия является гидрид бериллия.
Внешний вид: бел. кристаллы
Брутто-формула (система Хилла): H2Be Формула в виде текста: BeH2 Молекулярная масса (в а.е.м.): 11,03 Температура разложения (в °C): 190
Структура молекулы - полимерная. Устойчив в сухом воздухе, бурно реагирует с водой. Дает комплексы с органическими аминами.
Источники информации:
"Справочник химика" т.2, Л.-М.: Химия, 1964 стр. 34-35
Некрасов Б.В. "Основы общей химии" т.2 М.:Химия, 1973 стр. 120

"c перекиси водорода полученное высококипящее топливо мало уступало по своей энергетике наиболее эффективной криогенной топливной паре «фтор – водород»"  НК

[Феликс]

А мало это сколько? каков там должен быть УИ?
И сухое вещество - это, как я понимаю путь к гибридному РД?
врядли кто стал бы применять суспензии.
Или , может он растворим в какойнить органике?

[C-300]

Двигатель действительно летал?  Или Вейд напутал?
И вообще что про него известно?

На стенде "летал". Чтобы испытать движок, необязательно ведь его в космос тащить. Кстати, в приведённом вами тексте про полёт в космос ничего нет...
П.С. А про движок посмотрите в архиве номеров НК, там точно есть.

[октоген]

Читал патентец про раствор лития в аммиаке, так вот автор заявляет что при температуре плавления литий неограниченно растворим в аммиаке... Может бериллий тоже растворим в аммиаке?

[Shestoper]

Пентаборан - тоже штука ядовитая и дорогая, но всё же не жидкий водород... Вот хочется прикинуть, что будет выгоднее для обратного старта с марсианской орбиты - гидразин-пентаборановый движок, или кислород-водородный,  с учётом криогеники (ему придётся с собой холодильник тащить и источник энергии для него).

Пара гидразин-пентаборан представляется перспективной для МБР. Такой высокий УИ уже может оправдать применение более сложных в эксплуатации жидкостных ракет (в ШПУ, на РПКСН).
Стоимость топлива составляет малую часть цены МБР, да и твердое топливо недешево. А экологичность не важна для ракет, которые массово запустят только в день Армагедеца.

[hecata]

Читайте Кларка (Джона, а не Артура) - ВВС США эксперементировали с боранами в 50-х, и выяснили, что единственной парой, с которой все это работает является фторсодержащие. Конкретно для пентафторид хлора он называл УИ в районе 500 сек.


Shestoper, неужели вы думаете, что не были проведены НИИОКР, на тему топливных пар для МБР? Еще к концу 60-х все перебрали (сотни соединений).

[Снусмумрик]

Наблюдать за запусками таких ракет лучше всего с другой планеты.  :roll:

[октоген]

Конкретно для пентафторид хлора он называл УИ в районе 500 сек.

Фигня полная... Хорошо если там 400-430 будет... И саме главное: чем ТНА вращать будем? Оба компонента не годятся...


 Бор+Фтор не дают повышенного УИ... Бор и бериллий сочетаются с кислородом,  литий со фтором... Где-то уже это обсуждалось...

[chameleon]

А пентаборан-ЖК?

[hecata]

Конкретно для пентафторид хлора он называл УИ в районе 500 сек.

Фигня полная... Хорошо если там 400-430 будет... И саме главное: чем ТНА вращать будем? Оба компонента не годятся...


 Бор+Фтор не дают повышенного УИ... Бор и бериллий сочетаются с кислородом,  литий со фтором... Где-то уже это обсуждалось...

Посмотрел внимательнее, действительно у него УИ 406 сек. Перепутал :oops:   Он называл это "долгохранимой парой с самым высоким УИ"

Основные проблемы с бором/кислородом - это оксиды бора, вы же не видели двигателей на паре алюминий/кислород?

А вообще почитайте кларка, у него целая глава посвящена боранам и еще одна фторидам/хлоридам. Очень увлекательное чтиво, показывающее, насколько масштабны на самом деле в США были поиски "чаш Грааля" в ракетном топливе.

[kopiev]

Наблюдать за запусками таких ракет лучше всего с другой планеты.  :roll:

По-моему в России удобнее всего с Новой Земли, нет?

[Salo]

Что ж Вы нас так не любите? :roll:

[kopiev]

На самом деле - это вопрос по траектории вывода из данного места, а, например, не по климату в данном месте. По-моему в данном случае траектория над морем и нет проблем с границами. Немного не в тему.

[mrvyrsky]

На самом деле - это вопрос по траектории вывода из данного места, а, например, не по климату в данном месте. По-моему в данном случае траектория над морем и нет проблем с границами. Немного не в тему.

Самая большая тут проблема в розе ветров. Относительно наблюдающего  :twisted:

[kopiev]

Тогда болеем за РД-0120 и иже с ним.

Читайте Кларка (Джона, а не Артура) - ВВС США эксперементировали с боранами в 50-х, и выяснили, что единственной парой, с которой все это работает является фторсодержащие. Конкретно для пентафторид хлора он называл УИ в районе 500 сек. ...

В интернете нет электронной версии этой книги?

[hecata]

Тогда болеем за РД-0120 и иже с ним.

Читайте Кларка (Джона, а не Артура) - ВВС США эксперементировали с боранами в 50-х, и выяснили, что единственной парой, с которой все это работает является фторсодержащие. Конкретно для пентафторид хлора он называл УИ в районе 500 сек. ...

В интернете нет электронной версии этой книги?

http://thepiratebay.org/torrent/4822749/Ignition__An_informal_history_of_liquid_rocket_propellants

Пожалуйста.

[kopiev]

Спасибо.

Хороший английский, но требует знаний химии. Одно из сделанных там заключений:

The absolute limit to the performance of a chemical rocket, even in space, appears to be somewhere below 600 seconds.

[Parma]

Для старта с Марса обязательно будет твердотопливная шашка - просто по тому что там нечему ломаться. Вспомните как на Луну летали - в случае отказов возвращались на везении и запасе прочности человеческого организма - просто время было мало. С Марса на везении не вернешься... Так что рассуждайте насчет твердых смесей или как у Рутана гибрид, только на более эффективном топливе. Всякие пескоструйные смеси с отложениями в клапанах - это не вариант.
Насчет ТНА: а почему не использовать внешний источник привода?
У меня самый дешевый мобильник - только чтоб разговаривать, но в нем батарейка, которая 20 лет назад стоила как машина, если не больше. Сейчас куча опытных образцов топливных элементов на спирту и прочем заправляемом топливе. Я не берусь предсказать что появится через 10 лет...
Может оказаться выгоднее вращать ТНА электромотором с внешним питанием, а всю энергию реакции направить на тягу.
Сопла кстати уже можно делать из углеволокна с керамической облицовкой - а при наличии Н-дцати нулей валюты неохлаждаемое сопло становиться совершенно реальным. Еще минус критический по надежности компонент.
Собственно вопрос: требуется гибридный двигатель из твердой шашки и нагнетаемого в неё при помощи ТНА с внешним приводом второго компонента с неохлаждаемым соплом на "любую" температуру газов. Какие долгохранимые в закапсулированном виде компоненты топливной пары дадут высокий УИ?

[m-s Gelezniak]

Для старта с Марса обязательно будет твердотопливная шашка - просто по тому что там нечему ломаться. Вспомните как на Луну летали - в случае отказов возвращались на везении и запасе прочности человеческого организма - просто время было мало. С Марса на везении не вернешься... Так что рассуждайте насчет твердых смесей или как у Рутана гибрид, только на более эффективном топливе. Всякие пескоструйные смеси с отложениями в клапанах - это не вариант.
Насчет ТНА: а почему не использовать внешний источник привода?
У меня самый дешевый мобильник - только чтоб разговаривать, но в нем батарейка, которая 20 лет назад стоила как машина, если не больше. Сейчас куча опытных образцов топливных элементов на спирту и прочем заправляемом топливе. Я не берусь предсказать что появится через 10 лет...
Может оказаться выгоднее вращать ТНА электромотором с внешним питанием, а всю энергию реакции направить на тягу. Сопла кстати уже можно делать из углеволокна с керамической облицовкой - а при наличии Н-дцати нулей валюты неохлаждаемое сопло становиться совершенно реальным. Еще минус критический по надежности компонент.
Собственно вопрос: требуется гибридный двигатель из твердой шашки и нагнетаемого в неё при помощи ТНА с внешним приводом второго компонента с неохлаждаемым соплом на "любую" температуру газов. Какие долгохранимые в закапсулированном виде компоненты топливной пары дадут высокий УИ?

Я прикидывал этот вариант для двигателей РБ с запиткой от СБ нагрузки - тяжеловато.
Да еще, на форуме обсуждался вариант с запиткой ТНА от Эл. Маг. накопителя охлажденного до сверхпроводимости в баке с креогенным компанентом топлива.

[hecata]

Спасибо.

Хороший английский, но требует знаний химии.

Кстати, да. Книжка написана искрометным языком, за что мною горячо любима (ну кроме того, что это самый полный обзор того, что можно заливать в ЖРД)

[Имxотеп]

Собственно вопрос: требуется гибридный двигатель из твердой шашки и нагнетаемого в неё при помощи ТНА с внешним приводом второго компонента с неохлаждаемым соплом на "любую" температуру газов. Какие долгохранимые в закапсулированном виде компоненты топливной пары дадут высокий УИ?

Если речь именно о старте с Марса, то более распространенным подходом является не повышение УИ, а использование местных ресурсов. Например были разработаны и испытаны гибридники СO2-Mg. Можете поиграться в GDL Propep, подобрать любую другую пару и посмотреть ее УИ.

[октоген]

Старт с Марса на орбиту-вполне хватит вонючки... Разгон для полета на Землю ЯРД с рабочим телом водой или гидразином... Надежность РДТТ опосля долгого ( не менее 1-1.5 года) полета в космосе весьма спорный момент...  

Использование местных ресурсов-только после колонизации с постоянным присутствием людей...