Лунный посадочно-взлетный корабль с МДУ на компонентах O2+AL

[Altair]

..Обращаю внимание - это не дублирование предыдущей темы о кислородно-алюминиевом топливе как таковом и расчете его горения. В отличие от нее, здесь я хочу обсудить уже конструктивные особенности такого аппарата.

Предполложим, что стоит задача создания лунного корабля для обеспечения рейсов между поверхностью Луны и окололунной орбитой с максимальным использованием местных компонентов топлива.

Изначально я исходил из варианта, в котором применяются жидкий кислород и порошкообразный алюминий (вариант I). В ходе обсуждения в теме о топливе был предложен вариант с твердой алюминиевой шашкой - то есть, по сути, ГРД (вариант II).

Вырисовывается следующее:

Вариант I.

1. По всей видимости, бак с алюминием должен иметь коническое днище, двигатель (один!) располагается по его оси - из соображений облегчения забора порошка, который все же не жидкость и не любит изгибов трубопроводов.

2. Допустим, что подачу алюминия в КС будем осуществлять шнековым механизмом  - на Луне и в полете на МДУ это еще обсуждабельно, но возникает проблема обеспечения запуска в невесомости. Понятно, что никакой капиллярный заборник не поможет ( ), осуществлять предварительную осадку - опять-таки ЧЕМ??? (Если двигатели, обеспечивающие осадку, будут использовать те же компоненты, перед ними возникнет та же проблема)

3. Как осуществлять ориентацию и стабилизацию? Кажется мне, что использовать ту же комбинацию в многочисленных РД малой тяги будут затруднительно именно из-за сложности подачи.

4. Чем наддувать бак с алюминием? Кислород отпадает - алюминиевая пудра в кислородной атмосфере подарок еще тот...

5. В проекте кислородно-алюминиевого двигателя, работы над котороым одно время проводились в НИЦ им. Келдыша к алюминию примешивался метан, правда, в очень небольшом количестве - 2%. Для улучшения текучести и подачи?

Вариант II.

1. Шашка, в принципе, снимает проблему запуска в невесомости. Однако в этом случае для перезарядки камеру, где она находится (и горит) придется делать разъемной, причем многократно - реально ли это?

2. Как правильно заметили в предыдущей теме - трудно представить связующее, которое не было бы органическим. То есть опять о местных ресурсах речи не идет...

3. Проблемы с ДУ ориентации, причаливания и стабилизации те же, что и у варианта I.

4

Какие будут соображения?
(Убедительная просьба - не уводить обсуждение в область экономики и прочих "лженаук" ;-). Сейчас мне интересны именно технические аспекты вопроса.)

[Peter]

В табл. приведены данные о химическом составе проб, доставленных на Землю советскими АМС из материкового района ("Луна-20") и морского района (Море Изобилия, "Луна-16").

Химический состав лунного реголита (макроэлементы), % Элементы Доставлен "Луной-20" Доставлен  "Луной-16"
Si _______20,0__________ 20,0
Ti________ 0,28__________ 1,9
Al_______ 12,5___________ 8,7
Cr________ 0,11__________ 0,20
F_________ 5,1__________ 13,7
Mg_______ 5,7___________ 5,3
Ca______ 10,3___________ 9,2
Na_______ 0,26___________ 0,32
K________ 0,05__________ 0,12

http://www.astronet.ru/db/msg/1188396

Ну и кислорода, очевидно, до фига

Просто нужно же опираться на какой-то состав доступного сырья Этот вариант принимается?

[Altair]

Есть такая таблица!)
Ну, есть еще и другие - состав реголита неоднороден, но это уже частности. Принимается!
Собственно, кислорода в составе грунта много, о чем и речь. Это - окислитель. Горючее тогда -  либо AL, либо Si.

К сожалению, кроме кислорода и, как видно, фтора, остальные ГАЗЫ на Луне встречаются лишь в виде имплантантов (можно найти соответствующие таблицы), то есть в весьма небольшом количестве.

[Peter]

Сразу же и связующее нашлось:

[Peter]

Получают SiF4 термич. разложением фторосиликатов и H2SiF6, взаимод. HF и F2 с Si, SiO2 и силикатами, в пром-сти - как побочный продукт при кислотной переработке апатита и фосфоритов, в произ-ве HF. Применяют SiF4 для получения H2SiF6 и неорг. фторидов, Si и SiO2, для очистки Si путем хим. транспортной р-ции (Si+SiF4D2SiF2), как реагент для травления Si. Токсичен, ПДК 0,5 мг/м3. Дифторид (SiР2)n - газообразное, жидкое или твердое в-во (в зависимости от степени полимеризации). Образуется при взаимод. SiF4 с Si выше 1100°С и низком давлении (~10 гПа); при быстром охлаждении паров до т-ры жидкого N2 выделяется в виде эластомера, к-рый самовоспламеняется на воздухе и гидролизуется водой. Деструктивной перегонкой эластомера при 300 °С получают бесцв. жидкие или твердые в-ва, обладающие близкими хим. св-вами, а разложением при 400-950 °С-Si и SiF4. Дифторид взаимод. с SiF4, образуя полифторсиланы SinF2n+2, где n=2-14

http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2183.html (таблица оттуда же)

[Lev]

Altair писал(а):

Ну, есть еще и другие - состав реголита неоднороден, но это уже частности. Принимается!
Собственно, кислорода в составе грунта много, о чем и речь. Это - окислитель. Горючее тогда - либо AL, либо Si.

Кстати, это предлагал еще Глушко:
http://www.epizodsspace.narod.ru/bibl/znan/6-91/03.html

В.П.Глушко подчеркивал, что местные ресурсы, в качестве которых можно рассматривать распространенные на лунной поверхности в раздробленном виде лунные породы, при надлежащей обработке могут обеспечить уже в настоящее время производство ракетного топлива достаточной эффективности для выполнения стартов с лунной поверхности. Так, при использовании в ракетных двигателях в качестве горючего кремния и кислорода как окислителя может быть достигнут удельный импульс до 280 с, а при использовании алюминия с кислородом - до 290 с.

[Bell]

Так, при использовании в ракетных двигателях в качестве горючего кремния и кислорода как окислителя может быть достигнут удельный импульс до 280 с, а при использовании алюминия с кислородом - до 290 с.

Ну с таким импульсом проще уж туда ЭРД-буксирами задешево таскать РДТТ-шные шашки :roll:

Это я совсем не к тому, что идея с алюминием - плохая. Нет, просто вместо "новых гениальных идея" часто есть хорошо забытые старые. И чтоб новая идея пошла в дело необходимо доказать ее преимущества

[Altair]

Так, при использовании в ракетных двигателях в качестве горючего кремния и кислорода как окислителя может быть достигнут удельный импульс до 280 с, а при использовании алюминия с кислородом - до 290 с.

Ну с таким импульсом проще уж туда ЭРД-буксирами задешево таскать РДТТ-шные шашки :roll:

РДТТ, боюсь, не покатит - нужна многократность включения и дросселируемая тяга. То есть как минимум один из компонентов должен быть жидким..(

[Altair]

Кстати, это предлагал еще Глушко

Тем более!)))
Но , как выясняется, возникает ряд побочных вопросов...

[Eraser]

Bell, использование местных ресурсов - это задел для будущего развития, а перевозка РДТТ с Земли - трата денег в никуда. Разница примерно как между ипотекой и съемом квартиры.
Алюминий и кислород ведь не только для двигателей пригодятся, да и с Земли можно много чего поважнее возить.

[Altair]

Алюминий и кислород ведь не только для двигателей пригодятся, да и с Земли можно много чего поважнее возить.

+1! Естественно, алюминий и кислород пригодятся не только для двигателей, но пока смотрим именно в качестве ракетного топлива.

[Altair]

Сразу же и связующее нашлось:

Принято как вариант))

[Alex_II]

Для двигателей систем ориентации и стабилизации гибридники все равно не катят. Придется использовать вонючку    Ну или перекись как вариант... Все одно возить...

[Altair]

Для двигателей систем ориентации и стабилизации гибридники все равно не катят.

Дык понимаю.
Вонючку возить не сильно хочется - в идеале про нее вообще бы забыть, как про кошмарный сон..
Перикись уже получше... Неужели на месте ничего не найти?
А если однокомпонентный на сжатом кислороде?

[Alex_II]

Для двигателей систем ориентации и стабилизации гибридники все равно не катят.

Дык понимаю.
Вонючку возить не сильно хочется - в идеале про нее вообще бы забыть, как про кошмарный сон..
Перикись уже получше... Неужели на месте ничего не найти?
А если однокомпонентный на сжатом кислороде?

Фтор/аммиачный не желаете? Вроде Глушко делал...

[Bell]

РДТТ, боюсь, не покатит - нужна многократность включения и дросселируемая тяга. То есть как минимум один из компонентов должен быть жидким..(

Можно помудрить числом и последовательностью запуска двигателей.
А если будет кислород - можно и ГРД сделать. Хотя тогда можно мообще керосин возить тихоходными танкерами.

Bell, использование местных ресурсов - это задел для будущего развития, а перевозка РДТТ с Земли - трата денег в никуда.

Чтоб делать алюминиевые шашки на Луне, туда надо завезти хренову тучу всякого производственного оборудования. И тут надо понимать - при каком грузопотоке это будет выгоднее полуфабрикатов с метрополии? Производтвенная инфраструктура тоже с дерева не упадет...

Разница примерно как между ипотекой и съемом квартиры.

Ну блин... Сейчас такая ипотека, что легче таки снимать

[Peter]

Гибридник на кислороде+алюминий. Кислый газогенератор, генераторный газ используется в рулевиках.

[Дмитрий В.]

Гибридник на кислороде+алюминий. Кислый газогенератор, генераторный газ используется в рулевиках.

Лучше ЖК + гидрид алюминия. И вытеснительная подача кислорода. :roll:

[Peter]

гидрид алюминия

Водорода не завезли
Во всяком случае, в варианте, где не предусматривается добыча гелия-3.

[Дмитрий В.]

гидрид алюминия

Водорода не завезли
Во всяком случае, в варианте, где не предусматривается добыча гелия-3.

Водородный завод строим на месте!