Экзотические топлива

[Бродяга]

А "квадратик" из атомов кислорода неустойчив?

[mihalchuk]

Тов. Михальчук, Вы извращенец.

А вы название темы внимательно прочитали?

[mihalchuk]

А как вам такая реакция:
С2H2 + 3H2 = 2СH4 + 11760 кДж/кг

Ацетилен в/о, как и озон. А в чём счастие, непонятно.

Счастие в одном: плотность топлива на основе такого горючего и кислорода 0.6-0.65. Ацелилен, конечно, не подойдёт, но можно поискать что-нибудь более высокомолекулярное с близкими свойствами.

[чайник17]

Счастие в одном: плотность топлива на основе такого горючего и кислорода 0.6-0.65. Ацелилен, конечно, не подойдёт, но можно поискать что-нибудь более высокомолекулярное с близкими свойствами.

Синтин подойдёт ?  

Для стабильных веществ, типа метилацетилена, овчинка обычно выделки не стоит. Топливо дорогое, температура в КС повышенная, а выйгрыш в УИ - кот наплакал.

[Nikopol]

Счастие в одном: плотность топлива на основе такого горючего и кислорода 0.6-0.65. Ацелилен, конечно, не подойдёт, но можно поискать что-нибудь более высокомолекулярное с близкими свойствами.

Ну раз уж тред называется "Экзотические топлива",
то можно присмотреться к кубану.

[mihalchuk]

Счастие в одном: плотность топлива на основе такого горючего и кислорода 0.6-0.65. Ацелилен, конечно, не подойдёт, но можно поискать что-нибудь более высокомолекулярное с близкими свойствами.

Синтин подойдёт ?  

Для стабильных веществ, типа метилацетилена, овчинка обычно выделки не стоит. Топливо дорогое, температура в КС повышенная, а выйгрыш в УИ - кот наплакал.

Синтин - тоже неплохо. Но насчёт дороговизны метилацетилена вы, во-первых, погорячились, а во-вторых на то оно и экзотическое. Иными словами именно экзотичность и придаёт дороговизну.

[чайник17]

Ну раз уж тред называется "Экзотические топлива",
то можно присмотреться к кубану.

Это уже не экзотическое, а просто вычурное топливо. Чем вам простой советский циклопропан тогда не подошёл? Энергии у него больше, и водород к углероду 2:1, а у кубана 1:1.

[чайник17]

а во-вторых на то оно и экзотическое. Иными словами именно экзотичность и придаёт дороговизну.

Ну какие-то положительные свойства у топлива должны быть, кроме экзотичности. Иначе без конца можно предлагать всякую чушь. Давайте, например в качестве ракетного топлива использовать пенициллин... ну или гемоглобин... Достаточно экзотично ?

[Peter]

http://www.scs.uiuc.edu/chem/research/organic/seminar_extracts/2004_2005/8_LaFrate_Abstract_SP05.pdf

Немного об азокубанах

[Peter]

http://www.ebookee.com.cn/Advances-in-Chemical-Propulsion-Science-to-Technology_67136.html

По ссылке на рапидшару скачивается книжка "Advances in Chemical Propulsion"

[mihalchuk]

а во-вторых на то оно и экзотическое. Иными словами именно экзотичность и придаёт дороговизну.

Ну какие-то положительные свойства у топлива должны быть, кроме экзотичности. Иначе без конца можно предлагать всякую чушь. Давайте, например в качестве ракетного топлива использовать пенициллин... ну или гемоглобин... Достаточно экзотично ?

Насчёт гемоглобина - это перебор. А вот у пенициллина вижу положительное свойство: в случае аварии ракеты произойдёт не заражение местности, а микробная стерилизация.  :lol:  :lol:  :lol: Незаменимый компонени при использовании в ракетах с боеголовками,начинёнными биологическим оружием! :twisted:  :twisted:  :twisted:
А если серьёзно, метилацетилен изучался, и изучался в нашей стране на заре создания ракетных топлив. Думаю, его можно найти в некоторых справочниках по ракетным топливам. Я находил, но где - не помню. Видать, имел какие-то положительные свойства. Сейчас имеет смысл рассматривать, как замену керосина в трёхкомпонентнике.

[чайник17]

А если серьёзно, метилацетилен изучался, и изучался в нашей стране на заре создания ракетных топлив. Думаю, его можно найти в некоторых справочниках по ракетным топливам. Я находил, но где - не помню. Видать, имел какие-то положительные свойства. Сейчас имеет смысл рассматривать, как замену керосина в трёхкомпонентнике.

Ну в трехкомпонентниках пойдёт. А в двухкомпонентниках никак:
- охладитель никакой из-за полимеризации
- это при высокой температуре в КС
- сладкий газ опять же толком не получишь

Правда, в чём счастие трёхкомпонентников, тоже не очень понятно.

Кстати, чистый метилацетилен (пропин) некая фикция, поскольку он изомеризуется в пропадиен (аллен)

HC#C-CH3 <-> H2C=C=CH2 (# призвана изображать тройную связь)

[mihalchuk]

Правда, в чём счастие трёхкомпонентников, тоже не очень понятно.

Правильно ставить вопрос: в чём счастие трёхкомпонентника на метилацетилене.

Кстати, чистый метилацетилен (пропин) некая фикция, поскольку он изомеризуется в пропадиен (аллен)

HC#C-CH3 <-> H2C=C=CH2 (# призвана изображать тройную связь)

Пусть изомеризуется, у аллена внутренняя энергия - выше.
На самом деле такое происходит в нефтеоргсинтезе при соответствующих температурах. Реально метилацетилен будет производиться с использованием специфической реакции, не требующей, насколько я помню, высокой температуры и не имеющей сопутствующих производных. Проблемы чистого метилацетилена нет.

[mescalito]

The HAN-based propellant is considered a
green propellant. It has some advantages, such
as lower toxicity and higher performance, over
traditional hydrazine. The disadvantage is that
it is difficult to control combustion because of
sensitive reactivity under high pressure. MHI
conducted research and found that the additive,
methanol, moderated reactivity of HAN-based
propellant effectively. After determining the optimum
composition of HAN-based propellant
with methanol, the company conducted test firings.
The results showed high response and stable
combustion pressure.

Mitsubishi Heavy Industries разрабатывает ЖРД малой тяги на новом монотопливе на основе гидроксиламина нитрат (NH3OHNO3) (Hydroxylammonium nitrate - HAN). Топливо менее токсично, чем гидразин, проще в обращении, его высокая энергетическая эффективность возможность в сочетании с высокой плотностью компоновки позволят создавать эффективные ДУ.
В настоящее время компания Raytheon успешно завершила испытаний двигательной системы для программы создания комплекса сетецентричной противоракетной обороны воздушного базирования с двигателем, разработанным в сотрудничестве с компанией AeroJet, с монокомпонентным топливом hydroxyl ammonium nitrate (нитрат гидроксиламина).
http://www.aiaa.org/aerospace/images/articleimages/pdf/Propulsion%20and%20Energy1.pdf
http://rnd.cnews.ru/army/news/top/index_science.shtml?2007/05/15/249834
http://en.wikipedia.org/wiki/Hydroxylammonium_nitrate

Это вещество может быть использовано как окислитель в  твердой фазе или как монотопливо в виде раствора в водй (судя по Википедии).

Вопрос к компетентной общественности: Каковы перспективы использования этой экзотики?

[Peter]

У нас, если не путаю, это вещество известно как нитрат нитразония. В материалах одной из конференций HEMs (кажется, вот в этой, но не уверен http://www.frpc.risp.ru/hems/hems-2004.html) была статья о его использовании в качестве монотоплива в смеси с 8% метанола.
Интересно именно как монотопливо - менее токсично, чем гидразин, и имеет более высокий УИ.

[mescalito]

Я неправильно перевел название топлива. Правильно Нитрат гидроксиламмония.
Вот ссылка на статью http://frpc.secna.ru/hems-2004/f08.rar

Судя по статье у него УИ 240 сек, а у гидразина 206 сек. Как они УИ меряли непонятно. У гидразина должно быть порядка 220 - 240 сек.

Интересно посмотреть УИ топливной пары НГО+керосин

[Fakir]

Там где я насчитал 1:17 это 1 часть водорода к 17 частям кислорода по массе.  

А какой УИ вы насчитали для  1:17 ?

Дело в том что в выбранной мною модели увеличивая соотношение окислителя к горючему можно существенно сэкономить на массе бака с ЖВ, при этом УИ падает не очень сильно по сравнению с максимальным его возможным значением при 1:3.4.

Можно сэкономить гораздо больше в условиях, когда кислород "дармовой" под ногами, а водород привозной за тридевять морей - а именно на Луне
Так что игры с коэффициентами (при избытке окислителя) в таком контексте очень интересны.

Равно, кстати, как и растворы озона в кислороде.

[ssb]

...
А какой УИ вы насчитали для  1:17 ?

~330 с.

Вот параметры:

Propellant H2/O2
+458      100 g
+685      1700 g

FR
+chamber_pressure      204 atm
+supersonic_area_ratio 77.5

И вывод программы cpropep:

Frozen equilibrium performance evaluation

Propellant composition
Code  Name                                mol    Mass (g)  Composition
458   HYDROGEN (GASEOUS)                  49.6061 100.0000   2H  
685   OXYGEN (GAS)                        53.1270 1700.0000   2O  
Density :  0.000 g/cm^3
2 different elements
H  O  
Total mass:  1800.000000 g
Enthalpy  :  0.00 kJ/kg

9 possible gazeous species
2 possible condensed species

                       CHAMBER      THROAT        EXIT
Pressure (atm)   :     204.000     114.996       0.150
Temperature (K)  :    3348.887    3041.720     837.451
H (kJ/kg)        :       0.000    -680.048   -5032.645
U (kJ/kg)        :   -1244.190   -1810.119   -5343.778
G (kJ/kg)        :  -37615.207  -34197.334  -14439.021
S (kJ/(kg)(K)    :      11.232      11.019      11.232
M (g/mol)        :      22.379      22.379      22.379
(dLnV/dLnP)t     :    -1.00000    -1.00000    -1.00000
(dLnV/dLnT)p     :     1.00000     1.00000     1.00000
Cp (kJ/(kg)(K))  :     2.23026     2.19668     1.62803
Cv (kJ/(kg)(K))  :     1.85873     1.82516     1.25650
Cp/Cv            :     1.19988     1.20356     1.29568
Gamma            :     1.19988     1.20356     1.29568
Vson (m/s)       :  1195.72995  1166.23556   611.00090

Ae/At            :                 1.00000    77.49999
A/dotm (m/s/atm) :                 8.42632   653.03990
C* (m/s)         :              1718.96965  1718.96965
Cf               :                 0.67845     1.84563
Ivac (m/s)       :              2135.22610  3270.65346
Isp (m/s)        :              1166.23556  3172.58425
Isp/g (s)        :               118.92293   323.51356

Molar fractions

H                     2.7009e-03  2.7009e-03  2.7009e-03
HO2                   9.5710e-04  9.5710e-04  9.5710e-04
H2                    8.8164e-03  8.8164e-03  8.8164e-03
H2O                   5.6929e-01  5.6929e-01  5.6929e-01
H2O2                  1.3194e-04  1.3194e-04  1.3194e-04
O                     1.3246e-02  1.3246e-02  1.3246e-02
OH                    7.3376e-02  7.3376e-02  7.3376e-02
O2                    3.3147e-01  3.3147e-01  3.3147e-01
O3                    7.8337e-06  7.8337e-06  7.8337e-06

И картинка:


Картинку привожу тут только для красоты, так как очевидно что пренебрежение такими вещами как потери в ТНА и проч.  может завести очень далеко

[Fakir]

М-м, ну что ж, при таком отношении компонент - да это просто дивный УИ!
"Компонентный УИ" будет просто умопомрачительным

За картинку - отдельное большое спасибо
Ясно, что она может быть неточна, плюс-минус лапоть, но качественный характер позволяет прощупать.

Однако я в ПРОПЕПЕ кой-чего не понял:

Ivac (m/s) : 2135.22610 3270.65346
Isp (m/s) : 1166.23556 3172.58425
Isp/g (s) : 118.92293 323.51356

Первые числа - они что означают?
Я когда попытался им воспользоваться, тыкнулся разок, глянул на результат, принял именно их (118) за сосчитанный УИ, решил что или я сглючил, или он, и плюнул на возню с ним

И что такое у вас delta V ?

[ssb]

В  колонке THROAT цифры относятся к критическому сечению, т е характеристики движка с камерой, но без сопла

Надо смотреть на колонку EXIT.

Isp  это скорость истечения / g,
Ivac это Isp плюс давление на выходе сопла * площадь / (dm/dt)

Собственно документация на пропеп тут:
http://gltrs.grc.nasa.gov/cgi-bin/GLTRS/browse.pl?1994/RP-1311.html

deltaV считается по ф-ле циолковского, просто принимая массы баков пропорциональными объёмам компонентов.  (там возникает произвольный постоянный множитель так как не задана масса ПН, но при этом характер зависимости от соотношения компонентов не меняется)