РД на метане

[Leonar]

глупый вопрос:
а если твердотопливный ускоритель на основе твердого метана и кислорода?
вообще возможно?
УИ будет как у ЖРД?
или вообще ересь?

[Seerndv]

Leonar, поищите про твёрдотопливники на основе льда. Там несколько проще.

[Leonar]

что т наверное гугл со мной не дружит... выдает всякую хрень... :cry:

а можно ссыль какую нить на почитать? 

[Сергей Капустин]

Leonar, ИХМО это вернее в ГРД осуществить. только кислород будет жидкий. или в двигателях с газификацией обоих компонентов.

https://yadi.sk/d/6M1reD8KgwQGt - в разделе комбинированные двигатели вроде.

[vlad7308]

Serge пишет:

vlad7308 пишет:
ключевое слово - "переохлажденные", а не криогеника

Ну , все таки водород кипит при тех температурах, при которых и кислород и пропан или метан будут твердыми веществами. Так что там все равно разница большая. А до каких температур его планируют переохлаждать ? ему же в двигатель идти.

Вы не понимаете  
"Переохлажденный" в данном контексте - это всего лишь имеющий температуру ниже температуры кипения.

[Leonar]

Сергей Капустин пишет: 
ИХМО это вернее в ГРД осуществить.

походу да...
ЖК в камеру с замороженным Метаном...(по плотности как керосин будет)
УИ вот какой примерно можно добиться?
смысл будет такой фигней заниматься?

[Seerndv]

Leonar пишет:
что т наверное гугл со мной не дружит... выдает всякую хрень...

а можно ссыль какую нить на почитать?

http://www.space.com/7429-rocket-fuel-mixes-ice-metal.html


https://archive.is/WaE9H

- оно как-то дешевле и практичней, ИМХО

[Serge]

vlad7308 пишет:

Serge пишет:

vlad7308 пишет:
ключевое слово - "переохлажденные", а не криогеника

Ну , все таки водород кипит при тех температурах, при которых и кислород и пропан или метан будут твердыми веществами. Так что там все равно разница большая. А до каких температур его планируют переохлаждать ? ему же в двигатель идти.

Вы не понимаете    
"Переохлажденный" в данном контексте - это всего лишь имеющий температуру ниже температуры кипения.

В таком случае где вы видите проблемы ? С жидким метаном давным давно работают в промышленных масштабах. Целыми танкерами сжиженный газ возят. Это полностью отработанные технологии, хоть прямо готовое покупай. В отличии от водорода, который требует спецматериалов с его температурами и дороже во всем.

[Serge]

Leonar пишет:
глупый вопрос:
а если твердотопливный ускоритель на основе твердого метана и кислорода?
вообще возможно?
УИ будет как у ЖРД?
или вообще ересь?

Подозреваю что там проблемы будут с прочностью топлива и у "ледяных" и у вот такого замороженного. Топливная шашка во время горения сможет гореть равномерно не раскалываясь и не "бурно испаряясь" ? Скорее всего там не получится контролировать этот процесс и все будет заканчиваться взрывами или прекращением горения.

[Leonar]

Seerndv пишет:
оно как-то дешевле и практичней, ИМХО

возможно...
но я думаю Алюминиевый порошок как то к экологичности мало добавляет...
да и УИ меньше керосинового
хотелось бы и УИ побольше и объем не хуже и двигатель по технологичнее что ли (конструктивно попроще возможно  :oops:  )
а вообще это я к чему:
водородные ступени у нас все равно будут... технологии глубокой заморозки будут...
ну вот нам возможный бонус для 1 ступени (в виде большего УИ при тех же объемах в сравнении с керосином)

[Leonar]

Serge пишет:
и все будет заканчиваться взрывами или прекращением горения.

ну вот в этом тоже вопрос...как теоретически это проверить можно?

[Сергей Капустин]

Serge,

Подозреваю что там проблемы будут с прочностью топлива и у "ледяных" и у вот такого замороженного. Топливная шашка во время горения сможет гореть равномерно не раскалываясь и не "бурно испаряясь" ? 

прочность решается тонким каркасом, как для парафина - если надо.

а при горении там идет охлаждение шашки испарением с поверхности, таких проблем быть не должно - реально горение происходит в нескольких миллиметрах от шашки. работают же ГРД в конце концов. процесс там очень хорошо контролируется количеством вбрасываемого окислителя, ну если двигатель вышел на режим работы устойчивый.

другое дело стоит ли овчина выделки. такую криогенику разводить, а польза - только плотность топлива возрастает и все.

[Буцетам]

Salo пишет:
C охлаждения кислородом начинал ГИРД, его предлагали мельниковцы кузнецовцам в начале 60-х. Кислородом охлаждается ГГ в РД-171-180-191. Им же охлаждалась КС 11Д57. Но от предложения делать 11Д58МФ с кислородным охлаждением Рачук открестился как чёрт от ладана. Наверное что-то знает.    

Спасибо за справку, очень интересно! Но это, на мой взгляд, всё же аргумент в пользу того, что двигатель с кислородным охлаждением возможен.А почему от него открестился Рачук - а кто его знает? Может быть "Рачук уже не тот"    ?

Salo пишет:

Для вакуумных двигателей лучше водород. Там, кстати и плотность большой роли не играет.

Копатыч пишет:
Но вы не можете утверждать, что переохлаждённый пропан/кислород хуже керосина/кислорода.

Чем он лучше?

Лучше-то водород, но актуальная нынче тема - переделывать глушковские керосиновые РД (180, 190) под метан. Есть в числе таких переделок и вакуумный двигатель РД-192С. Газ там - кислый. В общем, "чем богаты"    . Вот тут бы и сравнивать керосин с другим углеводородным горючим. А не с водородом. И про BE-4 не будем забывать, хоть он и не вакуумный.

Пропан. Переохлажденный.
1) Плотность топлива с керосиновым - одинакова, тут пропан на равных. 1:1
2) Удельный импульс у пропана выше. На 7 секунд или на 2 (с атмосферным соплом), но всё равно выше. Пропану записываем балл.
3) Пропану, казалось бы, нужна теплоизоляция. Но при схеме с совмещёнными днищами, изоляция нужна и керосину - на днище.  А пропану не нужна.Тут у керосина, быть может, незначительное преимущество - полбалла.
4) Переохлажденный пропан - криогенный. Значит можно бак сделать из криоупрочняемого сплава, сэкономить массу. Полбалла - пропану.
5) Пропан - "более лучший"    охладитель, да ещё и нагрев в рубашке выдержит, не закоксуется. Полбалла пропану.
6) Испаряется пропан будь здоров. Так что обслуживание многоразового двигателя будет дешевле. Это полбалла.
6) Керосин не такой пожароопасный. Даём полбалла керосину.
7) С доступностью у пропана тоже всё в порядке. Из природного газа добывают его, в количествах немалых. А ракетный керосин (или искусственный нафтил) получить труднее. Скважины там, говорят, истощаются. А у нафтила формула сложная, надо синтезировать. Запишем пропану 0,25.

Может что-то упустил, но по итогам пропан лидирует, счёт 3,75/2  

[Salo]

Копатыч пишет:
4) Переохлажденный пропан - криогенный. Значит можно бак сделать из криоупрочняемого сплава, сэкономить массу. Полбалла - пропану.

Никогда не слышал о криоупрочнении баков ЖК. К тому же, наддув горячим гелием сводит это преимущество на нет.

Копатыч пишет:
5) Пропан - "более лучший"    охладитель, да ещё и нагрев в рубашке выдержит, не закоксуется. Полбалла пропану.

Температура разложения пропана 350-450 градусов цельсия. У керосина 380-480.

Копатыч пишет:
6) Испаряется пропан будь здоров. Так что обслуживание многоразового двигателя будет дешевле. Это полбалла.

Сажа и коксик не испаряются.

Копатыч
6) Керосин не такой пожароопасный. Даём полбалла керосину.

Пропан ещё и взрывоопасный. И он тяжелее воздуха, а значит будет скапливаться в непредсказуемых местах.

Копатыч
7) С доступностью у пропана тоже всё в порядке. Из природного газа добывают его, в количествах немалых. А ракетный керосин (или искусственный нафтил) получить труднее. Скважины там, говорят, истощаются. А у нафтила формула сложная, надо синтезировать. Запишем пропану 0,25.

Синтезировать керосин нужды нет. Для этого есть синтин, боктан и т.д. И УИ у них не ниже пропана.

[Дмитрий В.]

Копатыч пишет:

Salo пишет:
C охлаждения кислородом начинал ГИРД, его предлагали мельниковцы кузнецовцам в начале 60-х. Кислородом охлаждается ГГ в РД-171-180-191. Им же охлаждалась КС 11Д57. Но от предложения делать 11Д58МФ с кислородным охлаждением Рачук открестился как чёрт от ладана. Наверное что-то знает.    

Спасибо за справку, очень интересно! Но это, на мой взгляд, всё же аргумент в пользу того, что двигатель с кислородным охлаждением возможен .А почему от него открестился Рачук - а кто его знает? Может быть "Рачук уже не тот"    ?

Salo пишет:

Для вакуумных двигателей лучше водород. Там, кстати и плотность большой роли не играет.

Копатыч пишет:
Но вы не можете утверждать, что переохлаждённый пропан/кислород хуже керосина/кислорода.

Чем он лучше?

Лучше-то водород, но актуальная нынче тема - переделывать глушковские керосиновые РД (180, 190) под метан. Есть в числе таких переделок и вакуумный двигатель РД-192С. Газ там - кислый. В общем, "чем богаты"    . Вот тут бы и сравнивать керосин с другим углеводородным горючим. А не с водородом. И про BE-4 не будем забывать, хоть он и не вакуумный.

Пропан. Переохлажденный.
1) Плотность топлива с керосиновым - одинакова, тут пропан на равных. 1:1
2) Удельный импульс у пропана выше. На 7 секунд или на 2 (с атмосферным соплом), но всё равно выше. Пропану записываем балл.
3) Пропану, казалось бы, нужна теплоизоляция. Но при схеме с совмещёнными днищами, изоляция нужна и керосину - на днище. А пропану не нужна.Тут у керосина, быть может, незначительное преимущество - полбалла.
4) Переохлажденный пропан - криогенный. Значит можно бак сделать из криоупрочняемого сплава, сэкономить массу. Полбалла - пропану.
5) Пропан - "более лучший"    охладитель, да ещё и нагрев в рубашке выдержит, не закоксуется. Полбалла пропану.
6) Испаряется пропан будь здоров. Так что обслуживание многоразового двигателя будет дешевле. Это полбалла.
6) Керосин не такой пожароопасный. Даём полбалла керосину.
7) С доступностью у пропана тоже всё в порядке. Из природного газа добывают его, в количествах немалых. А ракетный керосин (или искусственный нафтил) получить труднее. Скважины там, говорят, истощаются. А у нафтила формула сложная, надо синтезировать. Запишем пропану 0,25.

Может что-то упустил, но по итогам пропан лидирует, счёт 3,75/2  

У пропана гораздо ниже температура разложения, чем у метана. И больше содержание углерода чем у последнего. Поэхтому, увы, пропан гораздо худший охладитель, чем метан.

[Буцетам]

Salo пишет:

1) Никогда не слышал о криоупрочнении баков ЖК. К тому же, наддув горячим гелием сводит это преимущество на нет.

2)Температура разложения пропана 350-450 градусов цельсия. У керосина 380-480.

3)Сажа и коксик не испаряются.

4) Пропан ещё и взрывоопасный. И он тяжелее воздуха, а значит будет скапливаться в непредсказуемых местах.

5)Синтезировать керосин нужды нет. Для этого есть синтин, боктан и т.д. И УИ у них не ниже пропана.

1) Если не ошибаюсь, большинство алюминиевых (алюминиево-магниевых) сплавов упрочняются при охлаждении. Прочность и пластичность плавно растет. Так что упрочнение есть, это вполне обыденная вещь. Может быть поэтому никто специально об этом не говорит. Паровое пространство, где тёплый гелий, не даёт упрочнения стенок. Но там и нагрузка не самая большая. А вот внизу, на днище и в нижней части обечайки, нагрузка на стенки выше. Вот там и упрочнение есть.

2) И что же, при 400 градусах у пропана будет кокс, забьёт рубашку? Скорее кокс будет у керосина, а у пропана - совсем небольшое количество сажи. Устойчивость пропана выше, потому что молекула его короче. Клепиков писал про "довольно значительное количество сажи", но то при 1000 градусов почти, а здесь 400.

3) Пропан - криогенный и охлаждает лучше чем керосин. Нет нужды выбирать такой режим, в котором образуется сажа. В этом его преимущество.

4) Верно. Это недостаток. Но разве он настолько серьёзен, вы думаете?

5) Я писал, что керосин добывают из скважин, причем скважин нужных - мало, истощаются они. А синтезировать нужно нафтил. Боктан, синтин, соктан тоже нужно синтезировать, синтез сложный, продукт дорогой.  А вот пропан синтезировать не нужно, да и скважин полно. Где есть нефть и метан, там обычно и пропан.

[Salo]

Охлаждение керосином приводит к отложениям кокса в каналах. Пропан никаких преимуществ не даёт.
Взрывоопасность одна из проблем метана. У пропана она одна из главных.
Синтетические углеводороды имеют УИ не ниже, чем у пропана.

[Буцетам]

Salo пишет:
Охлаждение керосином приводит к отложениям кокса в каналах. Пропан никаких преимуществ не даёт.
Взрывоопасность одна из проблем метана. У пропана она одна из главных.
Синтетические углеводороды имеют УИ нре ниже, чем у пропана.

Да я согласен   , кокс есть. Но у пропана, криогенного, большой запас холода, так сказать. А у керосина его нет. Так что пропан можно и не доводить до разложения. нагреть от криогенной температуры до, скажем, 300 градусов. А с керосином возможности для манёвра небольшие, он и так уже тёплый.
И у водорода взрывоопасность, и у метана, и у пропана. А гептил ядовит. Неужели такая проблема? Ну если так, то я сдаюсь   .
У боктана, соктана, циклина выше УИ, да только синтез дорогой. А пропан доступен из скважины, синтез не нужен ему. И цена сильно ниже.

[Salo]

Копатыч пишет:
У боктана, соктана, циклина выше УИ, да только синтез дорогой. А пропан доступен из скважины, синтез не нужен ему. И цена сильно ниже.

А под них не надо менять инфраструктуру на СК. Стоимость топлива не более 5% стоимости пуска.

[Salo]

Копатыч пишет:
Да я согласен  , кокс есть. Но у пропана, криогенного, большой запас холода, так сказать. А у керосина его нет. Так что пропан можно и не доводить до разложения. нагреть от криогенной температуры до, скажем, 300 градусов. А с керосином возможности для манёвра небольшие, он и так уже тёплый.

У метана и охлаждающие свойства лучше, и УИ выше, и сажа в ГГ, рубашке и ФГ не образуется.