-
/1247591-0002-001-pervyj-iskusstvennyj-sputnik-zemli.png)
Пути повышения весовой отдачи водородных ракет
Теги:
kost2
В связи с водородными Автомобильными движками часто всплывает тема о хранениия водорода в связанном виде. Есть даже российские разработки на эту тему (см эксперт #5 2005 статья "Имплантант нового поколения"). Там описываются некие разновидности соединений графита, которые по словам разработчиков способны связывать водород в значительных количествах при небольших давлениях и отдавать его естесственным путем при снижении парциального давления водорода в емкости. К сожалению, никаких цифр ни в статье ни на сайте по этому поводу нет. Т.е. химики чего-то там в лаборатории получили а деньги зарабатывают на графите вообще и в частности на графитовых потивопожарных красках. Если у кого доступные цифры? Ведь от конкретики зависит - применимо это в ракетостроении или нет. Т.е. превысит ли выигрыш от снижения массы водородного бака (меньше объем, давление и нет необходимости в криогенности) проигрыш от веса самого связующего. А м.б. этот графит использовать как еще? Ну не для сжигания конечно а как полимерную силовую кострукцию-теплозащиту. Ведь красиво то как ! Несущий корпус с внутренними баками заполненный этой самой графитопеной. На взлете - интегрированный бак - при посадке теплозащита. B)
инфо
инструменты
Водород, адсорбированный в активированном угле? 
Иногда мне кажется, что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун
"Криптокащенизм и клоунада шовинистического толка". (с) au
Если круг оказался вдруг и не круг, не квадрат, а так...
максимальная весовая доля водорода в подобных системах не превышает 10 процентов. Для топливных элементов это малокритично, но в ракетах от криогеники никуда не деться. Есть варианты сложных криогенных заморочек - метан+водород - имеющие рпомежуточное значение по плотности и УИ между чистыми водородниками и керосинками. Лучше всего конечно придумать какой-нибудь нейтрализатор (чтоб не взорвалось все сразу же) и хранить раствор жидкого водорода в жидком кислороде при азотной температуре в одном баке.
Mathieus->максимальная весовая доля водорода в подобных системах не превышает 10 процентов. Для топливных элементов это малокритично, но в ракетах от криогеники никуда не деться.
Все что я видел об адсорбции водорода в нанотрубках - это опыты для комнатной температуры и нормального давления Т.Е. для ТНП и автомобилей или там топливных элементов. Судя по физике процесса при повышении давления до 50 атм массовая доля водорода вполне может составить и 90 %.
http://www.nature.ru/db/msg.html?mid=1174367
Можно ведь и охладить корпус-баки. Т.ч. - подождем более продвинутых исследований, которые подтвердят эти цифры.
Мне представляется, что в этом случае все будет ОК. Бак для водородав "форме самолета" при использовании несущих свойств нанотрубок и их адсорбционных свойств выдерживающий внутреннее давление 20 -50 атм - вполне реальная вещь. Если расположить нано-волокна от центра давления к поверхности. Ведь нановолокна выдерживают чудовищные нагрузки на разрыв. Т.е. весь силовой конструктив м.б. исполнен на 90 % из этой самой ориентированной нанопены. В том числе и бак окислителя.
Кроме того - нанопена сама по себе неплохая теплозащита. (Теплопроводность ее в сотни раз меньше теплопроводности углерода). Особенно если ее слой толщиной в метры и предварительно нанопена вакуумирована. А вакуумировать ее придется для удаления остатков водорода. На орбите нет ничего более простого - открыть вентили и все!
Таким образом 10 % вес баков, конструкции и теплозащиты! Прямо одноступенчатый лайнер!
Все что я видел об адсорбции водорода в нанотрубках - это опыты для комнатной температуры и нормального давления Т.Е. для ТНП и автомобилей или там топливных элементов. Судя по физике процесса при повышении давления до 50 атм массовая доля водорода вполне может составить и 90 %.
http://www.nature.ru/db/msg.html?mid=1174367
Можно ведь и охладить корпус-баки. Т.ч. - подождем более продвинутых исследований, которые подтвердят эти цифры.
Мне представляется, что в этом случае все будет ОК. Бак для водородав "форме самолета" при использовании несущих свойств нанотрубок и их адсорбционных свойств выдерживающий внутреннее давление 20 -50 атм - вполне реальная вещь. Если расположить нано-волокна от центра давления к поверхности. Ведь нановолокна выдерживают чудовищные нагрузки на разрыв. Т.е. весь силовой конструктив м.б. исполнен на 90 % из этой самой ориентированной нанопены. В том числе и бак окислителя.
Кроме того - нанопена сама по себе неплохая теплозащита. (Теплопроводность ее в сотни раз меньше теплопроводности углерода). Особенно если ее слой толщиной в метры и предварительно нанопена вакуумирована. А вакуумировать ее придется для удаления остатков водорода. На орбите нет ничего более простого - открыть вентили и все!
Таким образом 10 % вес баков, конструкции и теплозащиты! Прямо одноступенчатый лайнер!
kost2> Все что я видел об адсорбции водорода в нанотрубках - это опыты для комнатной температуры и нормального давления Т.Е. для ТНП и автомобилей или там топливных элементов. Судя по физике процесса при повышении давления до 50 атм массовая доля водорода вполне может составить и 90 %. [»]
Интересный вывод . Отчего ж не 99% ? Как явствует из вами же приведенной ссылки :
Анализ рентгенограмм указывает, что молекулярные газы, сорбированные жгутами контрольных нанотрубок, покрывают монослоем только внешнюю поверхность нанотрубок, при этом мольная доля сорбированных молекул оценивается значением 0.04. Аналогичный параметр для обработанных нанотрубок достигает значения 0.1, как сумма из примерно равных значений поглощенных газов внутренней и внешней стенкой нанотрубки
Это , прошу заметить мольная доля, массовая еще меньше. Килограмм нанопены будет содержать 20-30 грамм водорода.
Водород , он такой , с самым поганым соотношением массы молекулы (атома) к занимаемому ей объему, а ежели еще окружить его другими атомами , которые минимум раз в 10-15 тяжелее , то хорошо если получится массовая доля 0.1 . Для ракетной техники эта технология вообще бессмысленна.
Интересный вывод . Отчего ж не 99% ? Как явствует из вами же приведенной ссылки :
Анализ рентгенограмм указывает, что молекулярные газы, сорбированные жгутами контрольных нанотрубок, покрывают монослоем только внешнюю поверхность нанотрубок, при этом мольная доля сорбированных молекул оценивается значением 0.04. Аналогичный параметр для обработанных нанотрубок достигает значения 0.1, как сумма из примерно равных значений поглощенных газов внутренней и внешней стенкой нанотрубки
Это , прошу заметить мольная доля, массовая еще меньше. Килограмм нанопены будет содержать 20-30 грамм водорода.
Водород , он такой , с самым поганым соотношением массы молекулы (атома) к занимаемому ей объему, а ежели еще окружить его другими атомами , которые минимум раз в 10-15 тяжелее , то хорошо если получится массовая доля 0.1 . Для ракетной техники эта технология вообще бессмысленна.
valture
если таким образом можно было-бы хранить атомарный водород то может в этом и был-бы какой-то смысл ......
kost2>> Все что я видел об адсорбции водорода в нанотрубках - это опыты для комнатной температуры и нормального давления Т.Е. для ТНП и автомобилей или там топливных элементов. Судя по физике процесса при повышении давления до 50 атм массовая доля водорода вполне может составить и 90 %. [»]
Mathieus> Интересный вывод . Отчего ж не 99% ? Как явствует из вами же приведенной ссылки :
Mathieus> Анализ рентгенограмм указывает, что молекулярные газы, сорбированные жгутами контрольных нанотрубок, покрывают монослоем только внешнюю поверхность нанотрубок, при этом мольная доля сорбированных молекул оценивается значением 0.04. Аналогичный параметр для обработанных нанотрубок достигает значения 0.1, как сумма из примерно равных значений поглощенных газов внутренней и внешней стенкой нанотрубки
Mathieus> Это , прошу заметить мольная доля, массовая еще меньше. Килограмм нанопены будет содержать 20-30 грамм водорода.
Mathieus> Водород , он такой , с самым поганым соотношением массы молекулы (атома) к занимаемому ей объему, а ежели еще окружить его другими атомами , которые минимум раз в 10-15 тяжелее , то хорошо если получится массовая доля 0.1 . Для ракетной техники эта технология вообще бессмысленна. [»]
Вынужден признать, что касается водорода. С более тяжелыми топливами идея растворять их нанотрубках ни к чему. А что насчет связки баки - теплозащита? Т.е. повысить массовое совершенство полностью многоразовой системы за счет "двойного назначения"? Если наддуть перед возвращением этот бак - теплоэкран-крыло чем-нибудь нейтральным и теплоемким? Конечно вся эта конструкция будет играть под напором, но это же не сталь в конце концов. Просто больно уж удачно у этих углеродных нанотрубок подобрались качества и прочность и легкость и теплостойкость. Мне кажется дело в технологии. На буране общивка не работающая - отсюда и показатели весового совершенства не ахти. Т.е ежели везем теплозащиту - пусть работает еще как нибудь! Хотя технических проблем наверняка при таком совместительстве немало, но м.б. выигрыш тоже неплох? Т.е. выгодна ли такая например вторая и она же орбитальная ступень (полностью возвращаемая) если допустить совмещение функций конструктива, баков и теплозащиты. Возьмем за максимальный вес баки. Грубо, массу теплозащиты и конструктива - отбрасываем. В деньгах - вторые ступени вроде тоже стоят немало. Слабо мне верится, что все эти матрешки одноразовые больно уж экономны, скорее технологии еще не доросли.
Mathieus> Интересный вывод . Отчего ж не 99% ? Как явствует из вами же приведенной ссылки :
Mathieus> Анализ рентгенограмм указывает, что молекулярные газы, сорбированные жгутами контрольных нанотрубок, покрывают монослоем только внешнюю поверхность нанотрубок, при этом мольная доля сорбированных молекул оценивается значением 0.04. Аналогичный параметр для обработанных нанотрубок достигает значения 0.1, как сумма из примерно равных значений поглощенных газов внутренней и внешней стенкой нанотрубки
Mathieus> Это , прошу заметить мольная доля, массовая еще меньше. Килограмм нанопены будет содержать 20-30 грамм водорода.
Mathieus> Водород , он такой , с самым поганым соотношением массы молекулы (атома) к занимаемому ей объему, а ежели еще окружить его другими атомами , которые минимум раз в 10-15 тяжелее , то хорошо если получится массовая доля 0.1 . Для ракетной техники эта технология вообще бессмысленна. [»]
Вынужден признать, что касается водорода. С более тяжелыми топливами идея растворять их нанотрубках ни к чему. А что насчет связки баки - теплозащита? Т.е. повысить массовое совершенство полностью многоразовой системы за счет "двойного назначения"? Если наддуть перед возвращением этот бак - теплоэкран-крыло чем-нибудь нейтральным и теплоемким? Конечно вся эта конструкция будет играть под напором, но это же не сталь в конце концов. Просто больно уж удачно у этих углеродных нанотрубок подобрались качества и прочность и легкость и теплостойкость. Мне кажется дело в технологии. На буране общивка не работающая - отсюда и показатели весового совершенства не ахти. Т.е ежели везем теплозащиту - пусть работает еще как нибудь! Хотя технических проблем наверняка при таком совместительстве немало, но м.б. выигрыш тоже неплох? Т.е. выгодна ли такая например вторая и она же орбитальная ступень (полностью возвращаемая) если допустить совмещение функций конструктива, баков и теплозащиты. Возьмем за максимальный вес баки. Грубо, массу теплозащиты и конструктива - отбрасываем. В деньгах - вторые ступени вроде тоже стоят немало. Слабо мне верится, что все эти матрешки одноразовые больно уж экономны, скорее технологии еще не доросли.
Copyright © Balancer 1997..2018
Создано 22.02.2005
Связь с владельцами и администрацией сайта: anonisimov@gmail.com, rwasp1957@yandex.ru и admin@balancer.ru.
Создано 22.02.2005
Связь с владельцами и администрацией сайта: anonisimov@gmail.com, rwasp1957@yandex.ru и admin@balancer.ru.
