Супертоплива

На http://www.inno.ru/newstech.shtml есть такая заметка (привожу с сокращениями):
"Новая формула кислорода
Итальянские ученые создали новую молекулу кислорода, состоящую из четырех атомов. До сих пор были известны только две формы кислорода - двух- и трехатомная (озон).
Существование четырехатомного кислорода было предсказано еще в двадцатых годах прошлого века, однако получить его удалось ученым из римского университета La Sapienza только сейчас.
Специалисты ожидают, что новая форма кислорода может найти применение как более эффективный окислитель для ракетных двигателей.
Глеб Переходцев"

Посему вопрос: кто что знает об этом и вообще, какие известны перспективные разработки в области химических "супертоплив"? Два года назад прошло сообщение о созданиии у нас эндотермического горючего - и?

А как вам фториды хлора или кислорода в качестве окислителя? А про жидкий фтор мне даже говорить страшно .

Да Вы что?!! Все вышеперечисленное жутчайшие окислители. А во фторе вообще горит почти все, даже вода и силикатные кирпичи. Хотя и с токсичностью у них все в порядке (в смысле, гадость это действительно зверская) Вообще, если похоронить рядышком всех, кого отправил в мир иной фтор - приличное кладбище бы получилось. Во главе с его первооткрывателем. С ним химики до сих пор с замиранием сердца работают.

Кстати, слышал, что у нас имелась ракета на жидком фторе. Из чего же у ней был бак под такой жуткий окислитель? Уж не тефлоновый ли ?

Ну дык "что-то еще" всегда найдется, хотя бы сама конструкция ракеты (тот же топливный бак). Заправку же ракеты таким окислителем мне даже представить страшно. А фториды хлора и кислорода, кажется, взрываются и сами по себе.

Мда... Жуть. Да еще поди теплоизоляцию обеспечь...
По видимому, те же проблемы возникли и со фтором. Энтузиаст фтора - Глушко еще смог вымучить двигатель под фтор (представляю себе танталовы муки конструкторов ). Но как представишь себе целую ракету, заправленную сотней-другой этой жути, и комплекс по производству и заправке для всего этого. А дренирование паров кипящего окислителя чего стоит! А уж если, не дай-бог, сливать? Похоже, что Королев все это живо себе представил. Ну и послал Глушко вместе с его фтором куда подальше. Похоже зря Глушко тогда так обиделся.

А у меня одногрупница писала диплом в Германии, тема:

Ариан с твердотопливными ускорителями... где окисилитель - твердый (ну понятно криогенный) кислород.

А движок на фторе наши действительно сделали, стоит у нас во втором корпусе в МАИ. Он даже летал.

ratman>Кстати, кто-то недавно нашел способ хранить радикалы водорода. Не помню как там в стихах, но суть была в том, что твердый (!) водород растворялся в жидком Или что-то в этом роде... Могу себе представить десятиэтажный ракетный бак, заправленный этой дрянью
Радикалы тут ни при чем. Имеется в виду т.н. "шугообразный водород" — смесь жидкой и твердых фракций водорода. Цель — радикальное повышение плотности водорода. Смысл надеюсь понятен. Способ получения такого водорода мне лично абсолютно непонятен .
Кислород же есть мыслб переохлаждать, т.е. держать его в баке с температурой намногот ниже Тк при данном давлении. Смысл — опять же большая плотность.

И куда же, позволю себе поинтересоваться, летал 301-й мотор ?
И на какой такой ракете ?

Сам и отвечу
Слава Богу, никогда он не летал ! А лишь был испытан на ГИПХ-овском полигоне под Питером

Вообще фтор в нижние ступени РН никто и не собирался пихать - по причине продуктов сгорания.

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

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

Все же я думаю, что экзотика лучше подходит для орбитальных разгонных блоков и межпланетных бустеров
Кстати, "экзотика" то может быть и не опасной. Интересно какова растворимость пентаборана в криометане? А ведь если добавить озон в переохлажденный кислород, то до 10-20%(??)смесь сия детонационнобезопасной будет А?
Вот и выйдет движок 1й-2й ступени -плотность почти керосиновая,Уи как у водорода, и вполне безопасна.

Ник

CaRRibeaN>Вообще фтор в нижние ступени РН никто и не собирался пихать - по причине продуктов сгорания.

Ну знаешь...
Продукты сгорания топливной пары даже разгонного блока очень даже могут попасть на земле. Не диффузией...
В каких случаях, надеюсь, пояснять не надо.

А насчет импульса - не импульсом единным живы...
В запасниках у моих коллег имеются смесевые топлива с активным фтором и с бериллием. Импульс у них - как у лучших керосинок, а плотность - на 30% больше. Но никто не посмел такое производить - все закончилось на том же ГИПХовском полигоне под Питером.
Я знаю человека, который этом занимался. Он как-то говорил, что фторсодержащие топлива - не потерянные время и рессурсы. Руки и голову они хорошо ставят - все участники в этих работ потом очень эффективно работали. Типа "а после гранита глина - нипочем";)

Ну, а те, кто не умели работать, сама работа отфильтровала. В иных направлениях, а иногда - и в иных мирах

Nick_Crack>Все же я думаю, что экзотика лучше подходит для орбитальных разгонных блоков и межпланетных бустеров

Ник, ну все же читай когда пишешь ответ, на ЧТО ты отвечаешь Я же написал "А вообще LF-LH2 РБ для Протона"

Nick_Crack>Интересно какова растворимость пентаборана в криометане?

Растворимости в криожидкостях вообще фиговые, плюс проблемы с фазовыми состояниями (какова растворимость воды в криокислороде?).

Кстати оксилы бора - не ядовиты?

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

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.
Мой отец говорит, что взрываються даже процентные концетрации в воздухе, как это в жидкойсть пересчитать?

Nick_Crack>Вот и выйдет движок 1й-2й ступени -плотность почти керосиновая,Уи как у водорода, и
вполне безопасна.

Это врядли.

Сомневаюсь, что экономический эффект от увеличения выводимой на орбиту нагрузки за счет фтора был бы положительным. Очень уж увеличиваются затраты на носитель и обслуживание. Фтор требует оборудования разработанного специально под него. Почувствуйте прелесть ситуации: стандартная резиновая маска противогаза может вспыхнуть ярким пламенем прямо на лице заправщика при контакте со струей фтора. Так что придется переделывать практически всю оснастку где, даже потенциально, возможен контакт со фтором. А это - внушительные дополнительные расходы. Проектирование под фтор, конечно, великолепная тренировка мозгов для конструктора, но все его творческие метания придется оплачивать. Так что стоимость разработки тоже повышается. Кроме того: конструктор вынужден применять не те решения, которые оптимальны, а те, при которых все это дело не взорвется. Так что часть выигрыша съедается вынужденными конструкторскими решениями. Далее имеем дополнительные траты на изготовление самой ракеты с использованием специальных фтороустойчивых материалов и специальной технологией производства. Все операции по предстартовой подготовке должны проводиться с соблюдением кучи мер предосторожности, что тоже не удешевляет запуск. Так же следует отметить цену окислителя: на производство фтора требуется солидное количество электроэнергии. Да и сам заводик по указанным выше причинам получается недешевым. На astronautix.com называется цена жидкого фтора в 6 баксов за килограмм . А если добавить сюда повышенный технический, а, следовательно, и экологический риск? Его ведь тоже можно выразить в денежном эквиваленте. Так что вряд-ли игра стоит свеч даже на орбитальных разгонниках. А Глушко, вроде-бы, вообще хотел первые ступени Н-1 на фторе сделать . Называется, прощай многострадальный озоновый слой.

Б.г.>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.
ВО! И я нашел в справочнике ту же цифру!

Б.г.>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.
А НЕ НАДО его хранить! Озон надо получать (из газификационного О2 из емкостей, баков и магистралей)прямо на месте и разводить их (как гуашь ) прямо в магисталях во время заправки!

Б.г.>Проблема, как всегда, в затратах на НИОКР
А когда не в них? Но дело того стоит, я так и вижу установочку -газовая фаза идет в озонатор, по пути переохлаждая полученный озон, который сразу впрыскивается в магистраль.

Ник

Насчет озона: не стоит забывать о его токсичности: она заметно выше, чем у хлора. Если не вру, он даже токсичней тетраксида азота. Уступает лишь уже многократно мной воспетому фтору (если рассматривать окслители, конечно). Слышал, что его смертельная концентрация в воздухе менее 1% (за достоверность не ручаюсь).

U235>Насчет озона: не стоит забывать о его токсичности: она заметно выше, чем у хлора. Если не вру, он даже токсичней тетраксида азота.

Да, озон очень ядовит. И, в отличие от хлора и N2O4, не задерживается фильтрующим противогазом. Но НДМГ еще ядовитее и тоже проходит через противогаз.

U235>Уступает лишь уже многократно мной воспетому фтору (если рассматривать окслители, конечно). Слышал, что его смертельная концентрация в воздухе менее 1% (за достоверность не ручаюсь).

1%, даже 0.1% - это очень и очень порядочно. Сероводород при такой концентрации тоже смертелен. Но озон хорошо предупреждает о присутствии в воздухе - запахом. Он чувствуется уже при 0.000001%. И продукты горения при применении озона даже чище.

Но проблема с применением озона не только в этом. При использовании ракетного топлива постоянство состава очень важно, ибо движок иначе не сможет работать. То есть, фактически, нужно строить движок, могущий работать как на 20% растворе, так и на 10%, и дросселироваться в больших пределах, чтобы компенсировать разницу тяги с тем и другим топливом.

Есть такое замечательное соединение: нитрид фтора( топливо:нитрид фтора/водород)
горздо проще в обращении чем фтор, а импульс обепечивает 98% от оного у топлива фтор/водород

А еще импульс можно повысить подкинув в топку лития

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
ИМПУЛЬС БУДЕТ ТАКОЙ,
ЧТО НИКАКИМ РАДИКАЛАМ И НЕ СНИЛСЯ!

Суворов>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.

Ладно я спрошу. В свое время отец работал в лаборатории МГУ (Газовой электрохимии и катализа), которая кажеться в 49 была создана как раз под исследования озона в качестве ракетного топлива.

Nick_Crack>Озон надо получать (из газификационного О2 из емкостей, баков и магистралей)прямо на
месте и разводить их (как гуашь ) прямо в магисталях во время заправки!

Сегодня трогал руками озонатор на 1,25 кг озона в час - занимает пол-контейнера стандартного 6-ти футового. Правда он на воздухе, на кислороде у него производительность будет где-то 9-11 кг.

Вот и считай какого размера нужен завод, что бы тонны озона за часы производить. Да мощность этого озонатора - 20 КВт (всего, включая водоподготовку, ну вычти 7 КВт, получишь для воздушного мощность).

Nick_Crack>А когда не в них? Но дело того стоит, я так и вижу установочку -газовая фаза идет в озонатор, по пути переохлаждая полученный озон, который сразу впрыскивается в магистраль.

В любом случае предеться весь поток через озонатор пускать, для концентрации 24%. Он максимум что дает - процентов 5, ну пусть 10...