РДТТ на основе перекиси водорода.

 

RLAN

старожил

Начну новую тему, возможно в ней будет какая то польза.
Идея сделать двигатель ТТ используя окислителем замороженную перекись водорода старая и не моя, скорее всего.
Где то такие мысли мелькают. Моя она стала давно, в процессе работы над ГРД на перекиси, лет 13 назад.
Со временем первоначальные сильно прожектерские идеи трансформировались во вполне реализуемые очертания.
Но руки не доходили, все оканчивалось очередной итерацией мозгового штурма.
Волею судеб пришлось коснуться перекиси снова.
Выскажу свое отношение к перекиси как ракетному окислителю/монотопливу вообще.
Считаю ее интересным продуктом для определенных, достаточно узких приложений. Рассматривать ее как основной окислитель космических носителей
я бы не стал и не советовал бы. Имею ввиду первые ступени и классичекое построение жидкостных ступеней.
Сделать, конечно, можно. Но ни эффективными, ни успешными такие изделия не будут. Это уже пройдено давно и никаких прорывных идей с того времени не появилось. Поэтому мое отношению к подобным стартапам критичное, хотя я всем желаю успеха а себе - ошибки в этом вопросе.
Но идею использовать замороженную перекись и достоинства РДТТ считаю прорывной идеей, которая может изменить ситуацию с этим окислителем в значительно более выгодную сторону.
 1717

RLAN

старожил

Какие достоинства я вижу.
Не криогеника (плюс), хотя вопросы поддержания нужного мороза есть и это минус.
Достаточно высокий у.и. для РДТТ.
Плотность близка к плотности смесевых топлив.
Возможная простота заливки топливных шашек разных размеров.
Экологичность, с точки зрения особо озабоченных.
Такая схема, при условии, что все так, как хочется, дает фору схемам вытеснительных перекисных ЖРД, но, скорее всего, превзойдет и ступени с насосными ЖРД по характеристической скорости, а уж по цене - гарантированно.
Никаких рискованных технологий не нужно, кроме одной - научиться делать такие двигатели :)
 1717

RLAN

старожил

Готов пообсуждать плюсы и минусы.
Пока изложу проделанную работу.
Дело в том, что я хотел начать обсуждение после прожига первых тестовых шашек. Но дело оказалось тернистей, затянулось, на месяц мне придется уехать, морозы у нас, скорее всего, кончаться, и работать станет очень неудобно.
Надеюсь, может кто то заинтересуется и может внесет свою долю в решение этой задачи.
Пользовался разной информацией, много на нашем форуме, в первую очередь от Андрея Суворова.

Для начала купил перекись с заявленной концентрацией 60%, по факту -56-57, со стабилизатором дигидрофосфат натрия не более 0,4г на литр (по заявлениям технолога завода изготовителя).
Сделал небольшую установку для концентрирования методом упаривания. Без перегонки.
Подобрал безлюдный режим работы, полученная концентрация 86%.
Выбрал матрицу для формирования шашек, лучший, по моему мнению, вариант - прессованное полипропиленовое волокно в виде фильтров тонкой очистки 5мкм для воды. К моему удовольствию плотность этих фильтров практически соответствует стехиометрическому соотношению компонентов при заполнении их и замораживании перекисью. Смоделировал шашку с водой, механические свойства понравились.
Начал замораживать полученную ВПВ и на этом прокололся.
Убил более двух недель и выбился из графика, время кончилось.
Собирался делать это в автомобильном холодильнике с элементом Пельтье, где обещано 15-20С разницы между снаружи и внутри. По факту не более 8, морозов у нас практически не было, а при минус 15 не замерзало.
Поскольку это все было на даче, где нет нормальной морозильной камеры, а загрубить датчик холодильника догадался очень не сразу, заморозил перекись только позавчера. Сам процесс очень удивил.
При -20 не замерзало, но после очередного потряхивания вдруг взялось шубой все внутри, длинные тонкие кристаллы с частью жидкой фракции между ними. То есть такой двухфазный вариант в шашке не должен быть.
Я так понимаю, слив эту жидкую фракцию с меньшей концентрацией мы получим почти 100% перекись, которую уже надо разморозить и заново заморозить уже в шашке. Как ведет себя перекись при контакте с шашкой при комнатной температуре я видел, нормально.
Что будет при 100% перекиси - не знаю.
Интересно, что нагревшись до -13 (у нас сегодня так было) двухфазность не прошла, полбутылки иголок-сверху жидкая фаза.
Прикреплённые файлы:
SANY0265.jpg (скачать) [900x1200, 404 кБ]
 
 
 1717

Xan

координатор

RLAN> Готов пообсуждать плюсы и минусы.

Эвтектика (60%) замерзает при -56 примерно.
При замораживании неэвтектики всегда между уже замерзшими кристаллами будет оставаться эвтектика.
И пока всё не замёрзнет, твёрдой отливки не получить.
Ну и около температуры замерзания прочность всегда низкая, для большей прочности надо охлаждать гораздо ниже точки замерзания. Ну, глядя в потолок, градусов на двадцать.
56 + 20 = 76 — почти как у сухого льда.
Так что топливо у тебя получится вполне криогенное.

Топлива и смазочные материалы, М.Е.Резников М.1973
Стр. 111.

RLAN> При -20 не замерзало, но после очередного потряхивания вдруг взялось шубой все внутри, длинные тонкие кристаллы с частью жидкой фракции между ними. То есть такой двухфазный вариант в шашке не должен быть.
RLAN> Я так понимаю, слив эту жидкую фракцию с меньшей концентрацией мы получим почти 100% перекись

Я бы бежал от неё с большой скоростью.

Затвердевшая взрывчатка становится более чувствительной.
Динамитные шашки в прошлые века в холодное время носили под одеждой, чтоб нитроглицерин в них не замёрз.
При попытке разломить или размять они могли взорваться.
А 100% перекись — вообще зверь.

ЗЫ
Молоть ПХА в блендере — экстрим.
 51.051.0

RLAN

старожил

Xan> А 100% перекись — вообще зверь.

Аргументы против хорошие, но как и у меня за - теоретические.
Перекись не слишком приятная вещь, но и не дьявол.
Поскольку я все люблю пощупать, то и перекисной лед я пощупал.
В прямом и переносном смысле. Вынес на улицу бутылки с двухфазной перекисью,
поскольку они замерзали лежа - в горлышке была снежная/ледяная пробка, несколько грамм я извлек,
положил на ржавую! рельсу, ударил молотком.
Разлетелось, как обычная снежка.
Слабое шипение потом наблюдалось.
-13 на улице.
Лицо за щитком, прорезиненный фартук.
А вот ноги не закрыты. И какая то капля попала на штаны ниже колена.
Никак это было незаметно, только через час я ощутил ожог. Притом на 2х слоях ткани никаких следов, кожа как 5ти копеечная монета побелела и пекло. Промыл тщательно, через несколько часов прошло даже побеление.
Первый мой прокол по ТБ с перекисью.
 1717

Dieng

новичок
RLAN> Собирался делать это в автомобильном холодильнике с элементом Пельтье, где обещано 15-20С разницы между снаружи и внутри. По факту не более 8, морозов у нас практически не было, а при минус 15 не замерзало.

Вы видимо плохо снимали тепло с греющейся стороны элементов Пельтье. Какой метод применяли?
На двухкаскадном элементе Пельтье получал до 60 градусов перепада (подтвержденная температура камеры холодильника была -55 град). Могу выложить протокол испытаний, если интересны детали.

RLAN> При -20 не замерзало, но после очередного потряхивания вдруг взялось шубой все внутри, длинные тонкие кристаллы с частью жидкой фракции между ними.

Странный результат, мне казалось что нужно смотреть вот этот график: Yandex.Disk

RLAN> Интересно, что нагревшись до -13 (у нас сегодня так было) двухфазность не прошла, полбутылки иголок-сверху жидкая фаза.

Есть подозрение, что вы получили всё-таки кристаллы воды.
 49.049.0

Xan

координатор

RLAN> положил на ржавую! рельсу, ударил молотком.
RLAN> Разлетелось, как обычная снежка.

Капли нитроглицерина молотком на камнях и наковальне в детстве взрывал множество.
Более чем в половине случаев промахиваешься.
Чуть не так молоток наклонён и он ударяет не там куда целишься. Потом смотришь и видишь, куда промахнулся.
Иногда брызги разлетаются без взрыва.

Я бы постарался достучаться до нескольких взрывов, чтоб понять, насколько эта фигня чувствительна.

RLAN> А вот ноги не закрыты. И какая то капля попала на штаны ниже колена.

В детстве с пергидролем много раз нарывался! :)
 51.051.0

RLAN

старожил

Dieng> Есть подозрение, что вы получили всё-таки кристаллы воды.

Вода так не замерзает. Кристаллы не те.
Да и книжки говорят об этом.
 1717

Wyvern-2

координатор
★★★★★
RLAN> Считаю ее интересным продуктом для определенных, достаточно узких приложений. Рассматривать ее как основной окислитель космических носителей
RLAN> я бы не стал и не советовал бы. Имею ввиду первые ступени и классичекое построение жидкостных ступеней.

Самый высокий УИ из всех известных химических топлив имеет комбинация H2O2+BeH2

Фсё уперлось в свойства гидрида, который в самом лучшем случае - просто порошок, ни в чем не растворимый, зато отлично клеящийся куда угодно, да еще вдобавок, склонный к саморазложению с образованием крайне взрывопожароопасного нанопорошка бериллия... Да и с гибридными РД тогда, в период "золотого века" космонавтики мало кто вообще работал.
Сегодня появился материал, вернее технология, с помощью которой можно построить гибридный РД на этом топливе - метилметакрилатные микросферы...
Так, что IMHO, у самодельщиков есть шанс ;)
(естественно, начать без всякого гидрида, просто с комбинации эпоксидка+перекись)
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  50.050.0
RU СергейZ #27.01.2017 20:40  @Xan#27.01.2017 06:42
+
-
edit
 

СергейZ

втянувшийся
Xan> А 100% перекись — вообще зверь.


на сколько я помню из справочника для технологов 100% перекись довольно устойчива.
 51.051.0
RU СергейZ #27.01.2017 20:42  @СергейZ#27.01.2017 20:40
+
-
edit
 

СергейZ

втянувшийся
с берилием иметь дело не получится - не достанешь, да и хорошо - ядовит ппц.

лучше взять литий какой-нибудь порошковый, глазурировать полиэтиленом, и замораживать взвесь. но это в теории.
 51.051.0
RU Nil admirari #28.01.2017 13:13  @RLAN#27.01.2017 00:46
+
-
edit
 

Nil admirari

втянувшийся

RLAN> При -20 не замерзало

Если не замерзает как по справочнику, значит переохладилась. Надо создать центры кристаллизации. Потри стеклянной палочкой по стенкам банки.
Варбан жив!  51.051.0
MD Wyvern-2 #28.01.2017 13:21  @СергейZ#27.01.2017 20:40
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Xan>> А 100% перекись — вообще зверь.
СергейZ> на сколько я помню из справочника для технологов 100% перекись довольно устойчива.

Ну, 100% ты никогда и нигде не получишь/или получишь в лаборатоных кол-вах. А 96-98% стабилизированную 0,1-0,15% фосфористой кислотой - леХко.
Тут был топик как концентрировать перекись из 30% пергидроля до 85-90%

P.S. Технологию стабилизации перекиси, кстати, разработали по заданию Глушко
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  50.050.0
MD Wyvern-2 #28.01.2017 13:28  @СергейZ#27.01.2017 20:42
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
СергейZ> с берилием иметь дело не получится - не достанешь, да и хорошо - ядовит ппц.

Да и не так уж и ядовит - ядовита его пыль и пыль продуктов его реакции в воздухе. На открытом воздухе и в простейшем респираторе - ничо не будет. Но речь не о том...

СергейZ> лучше взять литий какой-нибудь порошковый, глазурировать полиэтиленом, и замораживать взвесь. но это в теории.

Не надо никакого "лития" Достаточно просто отработать гибридник с перекисью и, например, эпоксидкой или полибутадиеном. Т.е. "перекись+связка" А дальше в связку можно пихать что угодно...
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  50.050.0
KZ Xan #28.01.2017 16:56  @СергейZ#27.01.2017 20:40
+
-
edit
 

Xan

координатор

Xan>> А 100% перекись — вообще зверь.
СергейZ> на сколько я помню из справочника для технологов 100% перекись довольно устойчива.

Только изредка немножко детонирует.
В отличие от 85%, которая просто пыхает.
 51.051.0

SashaMaks
SashaPro

аксакал

Xan>>> А 100% перекись — вообще зверь.
СергейZ>> на сколько я помню из справочника для технологов 100% перекись довольно устойчива.
Xan> Только изредка немножко детонирует.

Это что типа: "Немножко беременна" :D
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★

Люминал-А: история освоения нового топлива | Ракетная техника

С самого начала развития ракет дальнего действия появилась потребность в применении топлив, продукты сгорания которых об // rbase.new-factoria.ru
 
Приложение 1
21.08.1972г. ГЛАВНОМУ КОНСТРУКТОРУ КБ «ЮЖНОЕ» тов. УТКИНУ В.Ф.
...
Основной проблемой, от решения которой зависит возможность применения ЖРД, работающего на топливе с ВПВ в качестве окислителя, является необходимость повышения стабильности ВПВ в процессе хранения. Уменьшение концентрации ВПВ по времени хранения приводит к уменьшению дальности стрельбы и вызывает необходимость введения специального дыхательного устройства в баках ракеты, т.к. выделяющийся из-за разложения ВПВ кислород может приводить при длительном хранении к повышению давления. При годовом падении концентрации Н2О2 0,3%, принимаемом в настоящее время по экспериментальным данным для хранения ВПВ в емкостях из алюминия АД-1 в складских условиях при среднегодовой температуре 15°С, через 10 лет дальность полета ракеты 15А15 при использовании на II ступени топлива ВПВ+ПБ-1 уменьшится на ~ 3,5%.

С целью улучшения свойств ВПВ как компонента ЖРТ рядом организаций при участии КБЭМ ведутся работы по повышению стабильности ВПВ в процессе хранения.

В соответствии с предварительными данными, полученными за последнее время при работе по совместной программе ГИПХ, КБЭМ и ИРЕА (Отчет о НИР «Исследование совместимости и стабилизирующего действия комплексообразующих соединений в контакте с ВПВ», Ленинград-Москва, 1972 г.), в интервале температур 90-100°С при оптимальной концентрации комплексообразующих соединений (нитрилтриметил-фосфоновой кислоты — НТФК и фосфицина), введенных для стабилизации в ВПВ, скорость термического распада 96-97% перекиси водорода снижается в 7-20 раз. Даже, если принять, что введение комплексоноз уменьшит скорость термического распада в 6 раз, т.е. годовая концентрации будет составлять ~0,05% при средней температуре 15°С, то через 10 лет хранения дальность стрельбы уменьшится всего на ~0,6%. Сейчас начаты исследования стабилизирующего действия НТФК и фосфицина при длительном хранении ВПВ в условиях нормальных температур.

Таким образом, имеются реальные возможности уменьшения потерь концентрации ВПВ до величины, не оказывающей практического влияния на эффективность и эксплуатационные характеристики топлива.
 
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  51.051.0
RU СергейZ #10.02.2017 22:10  @Xan#28.01.2017 16:56
+
-
edit
 

СергейZ

втянувшийся
Xan> Только изредка немножко детонирует.
Xan> В отличие от 85%, которая просто пыхает.




тут правда решетка, а не жидкость...
 51.051.0

CRC

втянувшийся

Wyvern-2> Не надо никакого "лития" Достаточно просто отработать гибридник с перекисью и, например, эпоксидкой или полибутадиеном. Т.е. "перекись+связка" А дальше в связку можно пихать что угодно...

Хорошее решение. И можно даже избавиться от катализаторного пакета, который... не самая удобная часть ЖРД
1865 год - первый полет человека в Космос!  33.0.1750.11733.0.1750.117

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Wyvern-2>> Не надо никакого "лития" Достаточно просто отработать гибридник с перекисью и, например, эпоксидкой или полибутадиеном. Т.е. "перекись+связка" А дальше в связку можно пихать что угодно...
CRC> Хорошее решение. И можно даже избавиться от катализаторного пакета, который... не самая удобная часть ЖРД

Вообще то, если сходить по большому :F то НЕ избавишься - крутить ТНА то кто будет? Папа Римский? :)

[конечно, это не для самодельщиков] Нужно ТНА "утопить" в баке с перекисью, и всем потоком перекиси крутить турбину. А в топливный заряд подавать уже горячий парогаз. Как то так... Самодельщик же вполне может обойтись простым наддувом.
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  51.051.0

CRC

втянувшийся

Wyvern-2> Вообще то, если сходить по большому

Чтобы сходить по большому, понос не обязателен :D:D
Нет смысла том, чтобы разлагать ВСЮ перекись. Особенно для того, чтобы крутить ТНА :D . Да и ТНА нафик не нужен.

Потом, парогазом с Тс 900С крутить ТНА как то не комильфо..

Потом, в раскаленной среде (в камере сгорания) перекись водорода моментально разлагается и без катализатора. Между прочим. Да еще почему то с выделением тепла, которое лучше иметь в КС, чем где то вне её :D
1865 год - первый полет человека в Космос!  33.0.1750.11733.0.1750.117
Это сообщение редактировалось 15.02.2017 в 21:16

Xan

координатор

CRC> Нет смысла том, чтобы разлагать ВСЮ перекись. Особенно для того, чтобы крутить ТНА :D . Да и ТНА нафик не нужен.

Крутить можно электричеством.
Часть давления создавать наддувом, а другую часть, к тому же управляемую, батарейкой.
 51.051.0

CRC

втянувшийся

Xan> Крутить можно электричеством.

Реализовано здесь: Rocket Lab Electron — Cosmos

"Двигатель интересен еще и тем, что подача топлива и окислителя осуществляется с помощью вентильного электрического турбонасоса мощностью 37 кВт с питанием от литий–полимерных аккумуляторов. При этом размер каждого электродвигателя «не больше банки газировки, это весьма нетривиальная вещь, — изготовить электродвигатель такой удельной мощности»"
1865 год - первый полет человека в Космос!  33.0.1750.11733.0.1750.117

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Wyvern-2>> Вообще то, если сходить по большому
CRC> Чтобы сходить по большому, понос не обязателен :D:D
Но с диареей - быстрее :doctor:

CRC> Нет смысла том, чтобы разлагать ВСЮ перекись.
А если использовать ЧАСТЬ (что вполне возможно), то куда СБРАСЫВАТЬ потом парогаз? Следовательно -потеря импульса...

CRC> Особенно для того, чтобы крутить ТНА :D . Да и ТНА нафик не нужен.
Масса ТНА всегда меньше, чем масса бака на равное давление ;) А перекись у нас - больше половины всего топлива...

CRC> Потом, парогазом с Тс 900С крутить ТНА как то не комильфо..
По сравнению с горячим кислым газом в "взрослых" ЖРД - просто песТня какая то :F

CRC> Потом, в раскаленной среде (в камере сгорания) перекись водорода моментально разлагается и без катализатора. Между прочим. Да еще почему то с выделением тепла, которое лучше иметь в КС, чем где то вне её :D
Энергия никуда не денется ;) Схема то закрытая.

P.S. Но опять таки - НЕ настаиваю %)
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  51.051.0
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
RU Бывший генералиссимус #16.02.2017 12:56  @Wyvern-2#16.02.2017 11:08
+
-
edit
 
CRC>> Потом, парогазом с Тс 900С крутить ТНА как то не комильфо..
Wyvern-2> По сравнению с горячим кислым газом в "взрослых" ЖРД - просто песТня какая то :F
у него, как раз, примерно такие параметры и есть - в тех самых "взрослых". Просто его сильно больше - турбина полнопоточная с малым падением давления. А при приводе ТНА от разложения перекиси расход маленький, а падение давления большое.
 49.0.2623.11249.0.2623.112

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru