Поиск  Пользователи  Правила 
Закрыть
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Войти
 
Страницы: Пред. 1 2 3 4 5 6 След.
RSS
Фтор
 
Цитата
Ну уймитесь же вы! Двигатель на фторе, литии и водороде был испытан ещё в 1968 году и продемонстрировал удельный импульс в 542 секунды. Это - не расчётное, а вполне себе измеренное значение!

Я нашел первоисточник от Рокетдайна (могли бы предложить какую-нибудь ссылку, честное слово):

Цитата

The highest specific impulse chemistry ever test-fired in a rocket engine was lithium and fluorine, with hydrogen added to improve the exhaust thermodynamics (making this a tripropellant) [ARBIT, H. A., CLAPP, S. D., DICKERSON, R. A., NAGAI, C. K., [http://www.aiaa.org/content.cfm?pageid=406&gTable=mtgpaper&gID=40999 Combustion characteristics of the fluorine-lithium/hydrogen tripropellant combination.] AMERICAN INST OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS, PROPULSION JOINT SPECIALIST CONFERENCE, 4TH, CLEVELAND, OHIO, Jun 10-14, 1968. ] . The combination delivered 542 seconds (5.32 kN·s/kg, 5320 m/s) specific impulse in a vacuum. The impracticality of this chemistry highlights why exotic propellants are not actually used: to make all three components liquids, the hydrogen must be kept below -252 °C (just 21 K) and the lithium must be kept above 180 °C (453 K). Lithium and fluorine are both extremely corrosive, lithium ignites on contact with air, fluorine ignites on contact with most fuels, and hydrogen, while not hypergolic, is an explosive hazard. Fluorine and the hydrogen fluoride (HF) in the exhaust are very toxic, which damages the environment, makes work around the launch pad difficult, and makes getting a launch license that much more difficult. The rocket exhaust is also ionized, which would interfere with radio communication with the rocket.

http://dic.academic.ru/dic.nsf/enwiki/957923
(http://www.aiaa.org/content.cfm?pageid=406&gTable=mtgpaper&gID=40999)
Кстати, литий можно растопить под солнцем в космосе, там нет воздуха. Интересно по ионизации - химическая реакция.
----------------------------

Некое утверждение: "Теоретический удельный импульс для литий-фтор-водородного двигателя - около 600 секунд." ->
http://www.astronomy.ru/forum/index.php?topic=45879.20
----------------------------

Интересная статья "К ВЫБОРУ КОМПОНЕНТОВ РАКЕТНОГО ТОПЛИВА" со словами по предыдущему утверждению:
http://engine.aviaport.ru/issues/18/page24.html

*********************************************************
PS: судя по давлению в камере сгорания у них использовался открытый цикл, то есть можно смело добавить еще 40 секунд для закрытого цикла.

PSS: видимо ответы на вопросы топика выглядят так:
1) теоретический предел УИ - [580, 600) секунд;
2) реакция - (F2 + Li) + H2;
3) результат реакции нетоксичен;
4) не использована на разгонных блоках из-за:
... 4.1) химической агрессивности фтора
... 4.2) необходимости наличия системы охлаждения для фтора и водорода, системы обогрева для лития.
Последнее приводит к ненужному утяжелению конструкции.
 
Title: Lithium-fluorine-hydrogen propellant study Final report
Author(s): Arbit, H. A.; Clapp, S. D.; Dickerson, R. A.; Nagai, C. K.
Abstract: Analysis and design of thrust chamber with gas generator, and thermodynamic-combustion characteristics of lithium-fluorine hydrogen tripropellant combination
NASA Center: NASA (non Center Specific)
Publication Date: Feb 22, 1968
Document Source: CASI
Online Source: View PDF File
Document ID: 19680007319
Accession ID: 68N16788
Publication Information: Number of Pages = 344
Report Number: NASA-CR-72325; R-7257
Contract-Grant-Task Number: NAS3-7954
Price Code: A15
Keywords: FLUORINE; HYDROGEN; LITHIUM; METAL COMBUSTION; THERMODYNAMIC PROPERTIES; THRUST CHAMBERS; ATOMIZING; GAS GENERATORS; LIQUID METALS; PERFORMANCE TESTS; REACTION KINETICS; TEST FACILITIES;
Accessibility: Unclassified; No Copyright; Unlimited; Publicly available;
Updated/Added to NTRS: 2005-08-25

************************************************************

Title: Fluorine-hydrogen performance evaluation. Phase I, part I - Analysis, design, and demonstration of high performance injectors for the liquid fluorine-gaseous hydrogen combination Final report
Author(s): Arbit, H. A.; Clapp, S. D.
Abstract: Analysis, design, and demonstration of high performance injectors for liquid fluorine- gaseous hydrogen propellant combination
NASA Center: NASA (non Center Specific)
Publication Date: Aug 1, 1966
Document Source: CASI
Online Source: View PDF File
Document ID: 19660023633
Accession ID: 66N32923
Publication Information: Number of Pages = 224
Report Number: NASA-CR-54978; R-6636-1
Contract-Grant-Task Number: NASW-1229
Price Code: A10
Keywords: EVALUATION; FUEL INJECTION; INJECTORS; LIQUID HYDROGEN; PERFORMANCE TESTS; PROPELLANT TESTS; PROPELLANTS; FUEL INJECTION; INJECTOR; LIQUID PROPELLANT; PROPELLANT TESTING;
Notes: AUG. 1966 224 P REFS
Accessibility: Unclassified; No Copyright; Unlimited; Publicly available;
Updated/Added to NTRS: 2006-11-06

************************************************************
"Селена, луна. Селенгинск, старинный город в Сибири: город лунных ракет." Владимир Набоков
 
Цитата
Цитата
Ну уймитесь же вы! Двигатель на фторе, литии и водороде был испытан ещё в 1968 году и продемонстрировал удельный импульс в 542 секунды. Это - не расчётное, а вполне себе измеренное значение!

Я нашел первоисточник от Рокетдайна (могли бы предложить какую-нибудь ссылку, честное слово):

Я их давал. Это не первая тема про фтор в частности и экзотические топлива вообще.
Цитата

PS: судя по давлению в камере сгорания у них использовался открытый цикл, то есть можно смело добавить еще 40 секунд для закрытого цикла.

40 секунд - это как-то очень щедро. Для кислород-водородных движков эта разница едва составляет 20 секунд для атмосферных движков и чуть больше для вакуумных. На самом деле, у них вообще вытеснительная подача и потери на подачу не учитываются.
Цитата

PSS: видимо ответы на вопросы топика выглядят так:
1) теоретический предел УИ - [580, 600) секунд;
2) реакция - (F2 + Li) + H2;
3) результат реакции нетоксичен;

Правильно говорить - малотоксичен. И фтористый водород там образуется, хоть и немного, и фторид лития не абсолютно безвреден, и другие фториды летят в заметных количествах (а вы как думали, конструкционные материалы всё равно в реакцию вступают!).

Цитата

4) не использована на разгонных блоках из-за:
... 4.1) химической агрессивности фтора

Жидкий литий тоже химически и коррозионно активен. Не так, как фтор, но алюминиевые или титановые баки растворяет на ура. Бронзовую камеру сгорания и форсунки тоже. Об этом почему-то все забывают, а не надо.
Цитата

... 4.2) необходимости наличия системы охлаждения для фтора и водорода, системы обогрева для лития.

Охлаждением фтора никто не будет заморачиваться, если уж на кислород-водородных движках не озабочиваются охлаждением водорода. Отводом паров - да.
Цитата

Последнее приводит к ненужному утяжелению конструкции.

Всё приводит к усложнению конструкции, утяжелению, удорожанию и так далее.
Каждые полгода приходит новый энтузиаст и заводит тему про фтор. Ну за сорок прошедших лет, наверно, не раз профессионалы считали, во что выливается использование фтора и неиспользование тоже.

Между прочим, трёхкомпонентник на литии, фторе и водороде не зря называют "ЯРД для бедных" - затраты сравнимы.
 
Цитата
Цитата

PS: судя по давлению в камере сгорания у них использовался открытый цикл, то есть можно смело добавить еще 40 секунд для закрытого цикла.

40 секунд - это как-то очень щедро. Для кислород-водородных движков эта разница едва составляет 20 секунд для атмосферных движков и чуть больше для вакуумных. На самом деле, у них вообще вытеснительная подача и потери на подачу не учитываются.


1) RS-68 ("Дельта 4") - 410
2) RS-24 (челнок) - 452.5 , РД-0120 ("Энергия") - 455
По идее получается 40 секунд.

Цитата
Цитата

Последнее приводит к ненужному утяжелению конструкции.

Всё приводит к усложнению конструкции, утяжелению, удорожанию и так далее.
Каждые полгода приходит новый энтузиаст и заводит тему про фтор. Ну за сорок прошедших лет, наверно, не раз профессионалы считали, во что выливается использование фтора и неиспользование тоже.

Между прочим, трёхкомпонентник на литии, фторе и водороде не зря называют "ЯРД для бедных" - затраты сравнимы.


Здесь видимо остается вопрос о характере этих затрат: разовые на развитие инфраструктуры и технологии работы или эти затраты будут распределены по ходу использования? Очевидно - "terra incognita".

(Во втором pdf (Frigate) F2+H2 откровенно лидирует по показаниям. В первом pdf - экспериментальный двигатель по схеме (F2+H2)+Li.)

Ваше мнение.
 
НУ а если фтор заменить дифторидом кислорода, пусть он и токсичнее но не так опасен в плане коррозии, плотнее кислорода... Литий кстати можно использовать в виде нагретого металла до 200-300 градусов.


Не стоит кстати ЯРД упоминать как альтернативу фторному ЖРД. У них точно разные ниши. И ЯРД на 2 ступень ракеты не поставишь.
 
Цитата
НУ а если фтор заменить дифторидом кислорода, пусть он и токсичнее но не так опасен в плане коррозии, плотнее кислорода... Литий кстати можно использовать в виде нагретого металла до 200-300 градусов.


Не стоит кстати ЯРД упоминать как альтернативу фторному ЖРД. У них точно разные ниши. И ЯРД на 2 ступень ракеты не поставишь.

Оксид лития тугоплавок и всё испортит.
 
Цитата
НУ а если фтор заменить дифторидом кислорода, пусть он и токсичнее но не так опасен в плане коррозии, плотнее кислорода... Литий кстати можно использовать в виде нагретого металла до 200-300 градусов.

Именно так его и использовали во всех экспериментальных работах. И при этой температуре он растворяет баки со скоростью 0,1 мм в час. Хрен с ними, с баками, в конце концов, но ЖРД перестанет работать на сплаве.
Цитата

Не стоит кстати ЯРД упоминать как альтернативу фторному ЖРД. У них точно разные ниши. И ЯРД на 2 ступень ракеты не поставишь.

Если ЯРД нельзя - то и фторный двигатель нельзя. Никто не исследовал воздействие на природу десятков тонн фторидов, распылённых одномоментно. То, что все млекопитающие лишатся зубов - однозначно :D. Известно, что детям нельзя пользоваться фторсодержащими зубными пастами для взрослых - вместо укрепления зубов они разрушаются, слишком много фтора. А ведь там фторида - 0,1%
У ЯРД, кстати, выхлоп практически безвреден, т.к. водород не активируется. А выброс активных элементов, рассеянный в атмосфере на высоте не менее 80 км (а раньше ЯРД действительно запускать никто не собирался), не превышает по суммарной активности месячного выброса от гигаваттной электростанции на угле. За год в её трубу вылетает урана на 5-6 активных зон РД-0410...
Основная проблема с выхлопом ЯРД в Семипалатинске была при остановке двигателя, т.н. захолаживании реактора, т.к. оно делается азотом, а при этом, во-первых, образуется радиоактивный углерод-14, а во-вторых, сравнительно холодный выхлоп не поднимается высоко в атмосферу, как во время работы на водороде, а оседает потом вблизи от места испытаний, образуя заметное заражение. Но остановка ЯРД в полёте будет происходить на высоте 200 км - в случае безаварийной работы ЯРД НИКАКОГО вреда биосфере не нанесёт. Проблемы обсуждаются на случай аварий.

Но представьте себе аварию литий-фторного жрд!
 
По-моему для центрального бака челнока используется алюминиево-литиевый сплав? В случае жидкого лития это плохо?
 
Алюмо-литиевые сплавы для жидкого лития вообще не годятся - идёт разрушение по границам зёрен. Он не выдержит нагрузки.
 
Цитата
Алюмо-литиевые сплавы для жидкого лития вообще не годятся - идёт разрушение по границам зёрен. Он не выдержит нагрузки.

Ясно.

И я так понял, что в случае экспериментального 1968 года (542 секунды) двигателя использовались топливные насосы с внешним питанием (приводом). То есть по сути - это не был полноценный двигатель, поэтому он нигде и не числится.

?
 
Хм... Однако фактологическая база у Вас хороша:) С цифирью:)

Однако ЯРД как движок для 2 ступени носителя все же вызовет такой вой что его использовать точно не будут... А вот фторный движок, пусть даже без лития просто просится на РБ и 2-3 ступени.Пусть не чисто фторный а фтор упакованный в дифторид кислорода.


П.С. Нигде в рассчетах ( ни у Сарнера, ни у других) не видел системы дифторид кислорода-водород-пентаборан... А массы и теплоты сгорания лития и бора сравнимы, а пентаборан сам на 14% из водорода. Т.е. выигрыш на плотности как окислителя так и части топлива.
 
Цитата
Цитата
Алюмо-литиевые сплавы для жидкого лития вообще не годятся - идёт разрушение по границам зёрен. Он не выдержит нагрузки.

Ясно.

И я так понял, что в случае экспериментального 1968 года (542 секунды) двигателя использовались топливные насосы с внешним питанием (приводом). То есть по сути - это не был полноценный двигатель, поэтому он нигде и не числится.

?


++
Я искал что-нибудь по токсичности LiF и ничего не нашел на русском, на английском видел ссылку на статью, но по-моему ссылка поломана. То есть возможно в данном случае обвинения в токсичности LiF "излишне зеленые". Для сравнения, по токсичности LiOH можно сразу найти - и про противогазы и про зоны отчуждения. Правда по этой ссылке есть одна фраза по токсичности фторида лития:
http://www.chem.msu.su/rus/teaching/general/lection13.pdf

++
Очень интересная ссылка по химии лития:
http://revolution.allbest.ru/chemistry/00068601_0.html
интересны реакции: CO2 (-> C + 2Li2O), LiOH (-> Li2O + H2O), N2 (-> Li3N)

++
Аналогичные ссылки по химии фтора:
http://him.1september.ru/articlef.php?ID=200601201
оказывается тефлон содержит фтор:
http://www.zn.ua/3000/3100/56240/

++
Кстати, видимо самое крупное отравление фтором произошло по естественным причинам - во время извержения вулкана Лаки в Исландии, 1783-1784 гг. Есть английский фильм, посвященный этим событиям. Называется - "Облако смерти" (Killer cloud). Он должен быть на файлообменниках.

(8,000,000 тонн F2, экологический эффект известен)
 
Цитата
Хм... Однако фактологическая база у Вас хороша:) С цифирью:)

Однако ЯРД как движок для 2 ступени носителя все же вызовет такой вой что его использовать точно не будут... А вот фторный движок, пусть даже без лития просто просится на РБ и 2-3 ступени.Пусть не чисто фторный а фтор упакованный в дифторид кислорода.

Почему "просится"? фтор-водородный движок без третьего компонента не выигрывает по УИ у кислород водородного. Разница в плотности незначительна, если мы оптимизируем по УИ. Вот если уходить от оптимума УИ в сторону увеличения тяги, тогда, да, фторное топливо плотнее. Но кислород-водородное топливо от этого дешевеет, а фторное - дорожает :)


Цитата

П.С. Нигде в рассчетах ( ни у Сарнера, ни у других) не видел системы дифторид кислорода-водород-пентаборан... А массы и теплоты сгорания лития и бора сравнимы, а пентаборан сам на 14% из водорода. Т.е. выигрыш на плотности как окислителя так и части топлива.

Там проблема с балансом, бор, как и углерод, не работает со фтором, он хорош только с кислородом. В дифториде кислорода валентностей "поровну", а в пентаборане бора "избыток". Приходится увеличивать долю водорода - плотность падает, и топливо перестаёт быть привлекательным. К тому же, получение высоких удельных показателей затруднено тугоплавкостью оксида бора - он может передавать тепло газу только излучением, а, значит, нужны очень большие камеры сгорания и сопла.

Трёхкомпонентник литий-фтор-водород удобен именно потому, что фторид лития имеет довольно низкие температуры плавления и кипения.
 
Нигде ничего не нашел по тефлону и жидкому литию при 181-200С.

Видел только, что по химической инертности тефлон сравним с платиной и очевидно, это означает, что он не реагирует с плавиковой кислотой.

Видимо, тефлон наилучший материал для работы со фтором и литием? Имеются ввиду невысокие температуры и высокие значения давления, устойчивость к износу, коррозийности и тп. Прежде всего вопрос касается наличия взаимодействия с жидким литием, конечно.
 
Недостатки тефлона - продолжение его достоинств. Он, конечно, химически инертен, но он не держится на конструкционных материалах, а быстро от них отслаивается. Сам же он недостаточно прочен, чтоб из него баки делать.

К тому же, химическая инертность тефлона часто преувеличивается. Он, конечно, стоек к окислителям, но вот с сильными восстановителями вполне может реагировать. К тому же, 250 градусов для него - многовато.
 
Цитата
Недостатки тефлона - продолжение его достоинств. Он, конечно, химически инертен, но он не держится на конструкционных материалах, а быстро от них отслаивается. Сам же он недостаточно прочен, чтоб из него баки делать.

К тому же, химическая инертность тефлона часто преувеличивается. Он, конечно, стоек к окислителям, но вот с сильными восстановителями вполне может реагировать. К тому же, 250 градусов для него - многовато.


При 181 - 200 литий недостаточно текуч? Насколько понимаю, для тефлона это оптимальное "окно".
 
Цитата
Цитата
Недостатки тефлона - продолжение его достоинств. Он, конечно, химически инертен, но он не держится на конструкционных материалах, а быстро от них отслаивается. Сам же он недостаточно прочен, чтоб из него баки делать.

К тому же, химическая инертность тефлона часто преувеличивается. Он, конечно, стоек к окислителям, но вот с сильными восстановителями вполне может реагировать. К тому же, 250 градусов для него - многовато.


При 181 - 200 литий недостаточно текуч? Насколько понимаю, для тефлона это оптимальное "окно".

Температура в 200 градусов недостаточна для гарантии незабития форсунок - остальные-то компоненты криогенные - и литий так и норовит застыть в неподходящих местах!
 
ЭЭЭЭ тефлон разрушается жидким натрием при 250, нет оснований думать что литий он лучше держать будет.
 
Показалось хорошей идеей.

Цитата

Тефлон — белое, в тонком слое прозрачное вещество, по виду напоминающее парафин или полиэтилен. Обладает высокой тепло- и морозостойкостью, остается гибким и эластичным при температурах от —70 до +270 °C, прекрасный изоляционный материал.
.......
Не разрушается под влиянием щелочей, кислот и даже смеси азотной и соляной кислот. Разрушается расплавами щелочных металлов, фтором и трифторидом хлора.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%84%D0%BB%D0%BE%D0%BD

Вот так вот.
 
Цитата
ЭЭЭЭ тефлон разрушается жидким натрием при 250, нет оснований думать что литий он лучше держать будет.

почему та грустно, бачек для жидкого лития до ~ 400 C сделать можно (пусть композит фторуглеродный + металл) но что это решает и зачем?
Страницы: Пред. 1 2 3 4 5 6 След.
Читают тему (гостей: 1)
Журнал Новости Форум Фото Подписка Рекламодателям Контакты