Супертоплива

CaRRibeaN>А вообще LF-LH2 РБ для Протона позволили бы вытаскивать на ГСО 8-9 тонн . Хорошая мысль конечно

Мистер Карибен! Опять вы народ смущаете? Как это у вас получилось 9 тонн? В два раза больше чем на Н2/О2. Рассчёт характеристической скорости не приведёте? Или может это опечатка, и вы имели в виду ГПО?
Вот в букваре, который я вам уже называл, на стр 112 такие данные: УИ водород/кислород - 4661 м/с
фтор/водород - 4883 м/с
т.е получается около 23 секунд разница.
плотность соответственно 0,345 и 0.708 т/м3.
вроде как 23 сек импульса и вдвое меньшие баки не должны увеличить ПН вдвое. Вообще сомневаюсь, что ради 20 сек импульса кто-то начнёт этот геморрой с фтором. Это у нас Глушко был любитель проблем, да и то он не стал там применять водород, там ведь аммиак был, то есть он набрал 50 сек но обошёлся без водорода. Так даже ради 50 сек никто на внедрение этого дела не решился.
Кстати, о секундах. Там же на стр 111 говорится, что гидразин с кислородом даёт УИ на 11 сек больше, чем керосин. Так что если вдруг нужен УИ любой ценой, то можно на блоке ДМ вместо керосина применить НДМГ, как на всей ракете.

ZORG>А еще импульс можно повысить подкинув в топку лития

С литием все согласны, только никак не могут решить, как подкидывать.

ZORG>Ну и наконец самый кординальный способ (если полезная нагрузка -реактор с вращаюшимся топливным слоем): сунуть в камеру электрод, один контакт - на электрод, другой на корпус камеры сгорания
ZORG>ИМПУЛЬС БУДЕТ ТАКОЙ,
ZORG>ЧТО НИКАКИМ РАДИКАЛАМ И НЕ СНИЛСЯ!

Это вы про электронагрев? А какой же электрической мощности должен быть реактор? И как же вы его собираетесь охлаждать во время полёта ракеты? А электрод не сгорит? И так далее.

ZORG>А еще импульс можно повысить подкинув в топку лития

Кстати, без всяких шуток, эта идея давно считается одной из самых перспективных. Если кто-нибудь придумает, как подать в камеру сгорания ЖРД тонкодисперсный металлический порошок, то за нобелевскую не ручаюсь, а государственная премия ему гарантирована.

О фторе. Фтор не так страшен, как его малюют. Он относительно широко используется в промышленности, методы работы с ним изучены и отработаны. Защитную одежду и противогаз нужно делать всего лишь из фторопласта. Противогаз изолирующий, так же как и с гидразином. Фтор образует защитную плёнку на аллюминии и многих металлах, из которых делают двигатели. Поэтому ракеты делались бы из того же материала, что и сейчас. При взрыве продукты сгорания были бы унесены вверх вместе с дымовым облаком. Продукт сгорания фтора - фтороводород - легче воздуха, так что он бы даже сам улетел. Озоновый слой бы конечно пострадал, но как бы нибудь затянулся.
Причина отказа от фтора проста, и она та же, что и отказа от жидкого метана. Овчинка выделки не стоит. Переделывать всё ради каких-то 20 сек УИ не имеет смысла. Если бы фтор добавлял 100-150 сек УИ, все ракеты давно бы уже летали на фторе и были бы одноступенчатыми. Сплошь бы уже кругом были Венчур Стары имени Х-33. А тут даже от метана отказываются, а фтор несомненно несёт с собой гораздо больше геморроя.

ratman>А много надо ?

А хрен его знает. По порядку величины где-то около 10% от массы горючего. Можно не обязательно литий, годится и алюминий.

Старый>О фтореСтарый> Причина отказа от фтора проста, и она та же, что и отказа от жидкого метана. Овчинка выделки не стоит. Переделывать всё ради каких-то 20 сек УИ не имеет смысла....

Уже который раз я вижу подобные Ваши заявления. Убедительная просьба - возьмите и как то, на досуге, пересчитайте, например, разницу между между импульсом в 300сек и 330сек , а также разницу в массе конструкции в 15% и 12,5%, например для массы ПН на LEO.Примите начальную массу изделия в 500т, а стоимость доставки 1кг ПН - $3000. И посмотрите СКОЛЬКО СТОИТ 1сек Уи!
Ракеты на фторе не делают потому что НЕ МОГУТ!Не могут по многим причинам. А не потому, что это не выгодно

Ник

AP>В книжке в таблице с теоретическим УИ указано топливо F2 + H2/Li (60%/40%). УИ 515 сек. в вакууме.
AP>В той же таблице указано топливо LOX + H2/Be (49%/51%) с УИ 540 сек. - на 25 сек. выше, чем у фторного. Be именно 51%, это не опечатка.
AP>Перед табличкой указано, что данные предоставлены Rocketdyne.
Только НЕ H2/Li и H2/Be , А LiH и BeH - это ГИДРИДЫ металлов, а не смесь металла и водорода. А наибольшей энергетикой обладает такая хитрая комбинация - Be[AlH4]- алюмогидрат бериллия - самовоспламеняется на воздухе с детонацией

Ник

Nick_Crack>>А ведь если добавить озон в переохлажденный кислород, то до 10-20%(??)смесь сия детонационнобезопасной будет А?

CaRRibeaN>Нет, озон метастабилен, и его стабильноть не от каких факторов не зависит, просто рядом должно быть достаточно молекул что первая же взорвавшаяся вызвала цепную реакцию.
CaRRibeaN>Мой отец говорит, что взрываються даже процентные концетрации в воздухе, как это в жидкойсть пересчитать?

Тут еще температура важна. Я читал в одной книжке аж 69-го года, что до 24% раствор жидкого озона в жидком кислороде не более опасен, чем чистый кислород, т.е. взрывается только с катализаторами. Там проблема довольно, на первый взгляд, смешная - из такого раствора испаряется почти исключительно кислород (в четыре раза быстрее), и постепенно доля озона увеличивается. Поэтому при длительном хранении и транспортировке может выйти за нужные границы и рвануть.

Видел в кино жидкий озон Густо-синего цвета, как разведенная синька. А голубизну жидкого кислорода видно только рядом с жидким азотом...

Но - очень дорого. Хотя и дешевле, чем фтор.

CaRRibeaN>Это врядли.

Проблема, как всегда, в затратах на НИОКР

А если поискать жидкое, либо растворимое в базовом жидком топливе, соединение с нулевой степенью окисления Li в нем, т.е. какую-либо литий-органику, либо комплексную соль?

2Старый
Фтор-то, конечно, изучен. И в промыщленности он кое-где используется, к примеру при обогащении урана. Однако возни с ним, все-таки, много. Конечно защититься от фтора можно - просто это дополнительная возня и деньги.
Насчет продуктов сгорания еще один маленький ньюанс: фтороводород агрессивен к силикатам, а следовательно и к основным строительным материалам. Под его воздействием они либо рассыпаются, либо переходят в водорастворимую комплексную соль), т.е. . Вы из чего старт строить будете? Если из бетона, то старт может получиться прям как ракета: одноразовым. Так что вряд-ли стоит применять фтор хотя-бы на первой ступени (либо надо применять специальный стартовый двигатель для отхода на безопасное место от стартового стола).
И еще: если бы все ракеты работали на фторе боюсь, что озоновый слой все-же приказал бы долго жить.

Насчет лития, нашел в книжке таблицу(топливо F2/LiH2):
10%Li-имп.535c
15%-550c
17,5%-567c
20%-560c
22,5%-558c

А в качестве более безопасной альтернативы фтору рассматривается фтористый азот NF3. Топливо NF3/Li/H2 характеризуется импульсом порядка 525с, гораздо больше чем у NF3/Li & NF3/H2.
Фторазин N2F4 дает теоретический импульс на 5% выше , чем NF3 но его трудно зажеч

А про реакотр для комбинрированного электродугового/химического
двигателя то реактор РВС при мощности прорядка нескольких ГВт имеет массу порядка 3т, турбина и генератор 30-40т,
можно попробовать обойтись без больших теплообменников если рабрчее тело реактора вохлаждать в топливных и баках окисльтеля, может на енсколько минут их теплоемкости хватит А про бериллий лучше забыть потому, что сомнительно что топливо с Be будет и меть такой же удельный импульс как F2/Li/H2, из-за более значительных потерь на двухфазность потока и трудностей обеспечения полного сгорания бериллия. Большие сложности с подачей Be в КС в гомогенном виде. И наконец из-за исключитальной токсичности Be следует исключить из использования в РН.

AP>Однако все это - теоретически. Пока что сложность подачи металла в камеру и потери на двухфазность съедают всю выгоду

Эта проблема решена еще первой ракетой ГИРДа
ГРД называется. Зайдите в Модельный.

Ник

>>Однако все это - теоретически. Пока что сложность
>>подачи металла в камеру и потери на двухфазность
>>съедают всю выгоду
>Эта проблема решена еще первой ракетой ГИРДа
>ГРД называется.

Не совсем так. Конечно - в ГРД подача металла в камеру вообще отсутсвует. Но потери на двухфазность от этого никуда не исчезают. Это же и к "металлизированным" РДТТ относится, не только к ГРД и ЖРД.

Кроме того, в ГРД, как Вам где-то уже указывал Старый, потери из-за неполноты сгорания намного выше, чем в ЖРД и РДТТ (там хоть и поверхностное горение, но окислитель и горючее уже смешаны).

Так что проблема остается - подать металл в камеру именно ЖРД, имеющего принципиально лучшее смесеобразование по сравнению с ГРД.

Один из возможных вариантов - использовать pintle-форсунку. (про Gel and Tactical Propulsion, а заодно и про pintle injector вообще можно на Cognitive Safety Systems | TRW Automotive посмотреть).

Nick_Crak>Ракеты на фторе не делают потому что НЕ МОГУТ!Не могут по многим причинам. А не потому, что это не выгодно

Да у вас никто ничего не может. РД-301 сделать тоже не могли?

ratman>Кочегар нужен

Эт точно...

Nick_Crak>Уже который раз я вижу подобные Ваши заявления. Убедительная просьба - возьмите и как то, на досуге, пересчитайте, например, разницу между между импульсом в 300сек и 330сек , а также разницу в массе конструкции в 15% и 12,5%, например для массы ПН на LEO.Примите начальную массу изделия в 500т, а стоимость доставки 1кг ПН - $3000. И посмотрите СКОЛЬКО СТОИТ 1сек Уи!

Эти расчёты произведены миллион раз и лично мною и создателями ракет и вошли во все учебники. Сплошь и рядом оказывается ДЕШЕВЛЕ пойти на снижение УИ но не связываться с новыми технологиями. Поэтому на Союзе(РН) двигатели времён каменного века, поэтому на Космосе-3М газовые рули, поэтому на первых ступенях сплошь применяют РДТТ, а на Ариане-5 и Дельте-4 двигатели без дожигания. Неужели вы не видите, что почти везде ради дешевизны жертвуют УИ? И только такая прибавка, которую даёт водород считается оправданной да и то не у нас.
В ваших исходных данных вы забыли указать одну величину: во сколько обойдётся создаие СОВЕРШЕННО НОВОЙ ракеты под фтор или метан. И всё это ради 20 сек УИ. Вот и посчитайте, во сколько вам обойдётся каждая ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ секунда. И сколько времени вы их потом будете окупать. Кстати, приведённые вами цифры массы конструкции совершенно невероятны, на самом деле они в два раза ниже.

Nick_Crak>>Ракеты на фторе не делают потому что НЕ МОГУТ!Не могут по многим причинам. А не потому, что это не выгодно

Старый> Да у вас никто ничего не может. РД-301 сделать тоже не могли?
Во первых если РД-301 ЭТО работающий двигатель, тогда и ЯРД у нас уже в кармане - "Киви"и "Фебос" например
Во вторых - во времена Глушко причины такой - "экология" - не было. Да и деньги не очень то считали.

Ник

U235>2Старый
U235>Фтор-то, конечно, изучен. И в промыщленности он кое-где используется, к примеру при обогащении урана. Однако возни с ним, все-таки, много. Конечно защититься от фтора можно - просто это дополнительная возня и деньги.
U235> Насчет продуктов сгорания еще один маленький ньюанс: фтороводород агрессивен к силикатам, а следовательно и к основным строительным материалам. Под его воздействием они либо рассыпаются, либо переходят в водорастворимую комплексную соль), т.е. . Вы из чего старт строить будете? Если из бетона, то старт может получиться прям как ракета: одноразовым. Так что вряд-ли стоит применять фтор хотя-бы на первой ступени (либо надо применять специальный стартовый двигатель для отхода на безопасное место от стартового стола).
U235> И еще: если бы все ракеты работали на фторе боюсь, что озоновый слой все-же приказал бы долго жить.

Если бы фтор давал прибавку УИ секунд в 150 все проблемы были бы решены, разве что озоновый слой. А так из-за 20-30 сек естественно никто и дёргаться не будет, хотя вот Глушко предлагал...

Nick_Crak>Эта проблема решена еще первой ракетой ГИРДа ГРД называется. Зайдите в Модельный.

Зайти в модельный легко. Создать эффективный ГРД тяжело. Интересно вы ка кто всё понимаете. Вы рассматриваете историю ракетостроения как непрерывный регресс и деградацию под влиянием неумех-инженеров. От эффективных ГРД перешли к неэффективным ЖРД. Разучились жидкость в сопло вдувать, на качание сопел и двигателей перешли... Эффект от метана не смогли посчитать... Вы вообще откуда свои познания черпаете?