Какие преимущества у керосин-кислород для сверхлегкой РН для кубсатов?

Автор SSR, 08.10.2015 17:14:43

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Старый

ЦитироватьMorin пишет: 
Взорвется. При нагреве выше ЕМНИП 35 гр. начинается саморазложением с лавинообразным ростом температуры и последующим взрывом. При контакте с органикой - взрыв. При контакте с соединениями тяжелых металлов - взрыв. 
Первый раз слышу. Откуда у вас такие данные?

ЦитироватьНасчет катастрофы с Союзом: если верить Чертоку, то замену припоя провели технологи, об особенностях этого припоя в контакте с перекисью никто не знал. Стартовый расчет вообще был не виноват.
С учётом всего и вся выясняется такая картина. Припой был обычный. Расчёт перед заправкой плохо промыл (не промыл а спирт израсходовал по назначению) шланги, в них остался мусор. При заправке мусор собрался в фильтре, вызвал разложение перекиси и взрыв. Точнее не взрыв а выброс перекиси через предохранительный клапан, попадание её на горючие материалы, возгорание, пожар и взрыв. Свалить на неправильный припой не удалось, брать на себя вину за непромытые магистрали не хотелось. Свалили на погибшего солдатика, ему пофиг. 
 Ещё из случаев с перекисью можно вспомнить взрыв перекисной торпеды на Курске, там тоже нарушили всё и вся. 
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Morin

ЦитироватьСтарый пишет:
ЦитироватьMorin пишет:
Взорвется. При нагреве выше ЕМНИП 35 гр. начинается саморазложением с лавинообразным ростом температуры и последующим взрывом. При контакте с органикой - взрыв. При контакте с соединениями тяжелых металлов - взрыв.
Первый раз слышу. Откуда у вас такие данные?
 
Нам так в армии говорили, а до этого в институте на военной кафедре. Да, вспоминается, что концентрация была даже не 85, а 82 или 83 %. То что меры предосторожности при работе и хранении перекиси были таковы знаю из личного опыта.. Один из офицеров дежурной смены несколько раз в сутки круглый год контролировал температуру в цистернах перекиси 8Г11 (ЕМНИП).  Эти цистерны (по одной на две батареи) стояли отдельно от остальной наземной техники батарей, за пределами боевой позиции на территории автопарка в специальном боксе. По боевой тревоге должны были выехать на БСП и там перекачать перекись в подогреватели-заправщики перекиси (ПЗП) 8Г210(?) Из которых уже и осуществлялась заправка ракет. При учебных тревогах цистерны перекиси не задействовали.
Насчет припоя я сослался на расследование Чертока. У меня, правда были сомнения. Фильтров таких было много, а взрыв один. Причину выяснили только через несколько лет. Почему не было других взрывов, если причина в припое? Правду уже, наверное, никогда не узнаем.
Лучшее - враг хорошего

Старый

ЦитироватьMorin пишет: Насчет припоя я сослался на расследование Чертока. У меня, правда были сомнения. Фильтров таких было много, а взрыв один. Причину выяснили только через несколько лет. Почему не было других взрывов, если причина в припое? Правду уже, наверное, никогда не узнаем.
Тогда же сразу проверили все фильтра на космодроме. На некоторых было обнаружено повышеное газовыделение. То есть это не не тот припой а попытка перевести стрелки. 
То что катастрофа началась с фильтра это железобетонный факт. Припой не при чём. Так что кроме мусора в шлангах больше притянуть нечего. 

Потом такая же фигня случилась и на Байконуре. Но там уже были на чеку и успели остановить заправку до взрыва. А потом на ракетах серии ПВБ наставили датчиков температуры и давления чтоб сразу заметить когда перекись начнёт разлагаться. Видать не надеялись что проблема в припое и она устранена. 
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Старый

Да, и ещё один случай с перекисью это авария Союза с Фотоном-М в Плесецке 15.10.2002.
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Morin

ЦитироватьСтарый пишет:
ЦитироватьMorin пишет: Насчет припоя я сослался на расследование Чертока. У меня, правда были сомнения. Фильтров таких было много, а взрыв один. Причину выяснили только через несколько лет. Почему не было других взрывов, если причина в припое? Правду уже, наверное, никогда не узнаем.
Тогда же сразу проверили все фильтра на космодроме. На некоторых было обнаружено повышеное газовыделение . То есть это не не тот припой а попытка перевести стрелки.
То что катастрофа началась с фильтра это железобетонный факт. Припой не при чём. Так что кроме мусора в шлангах больше притянуть нечего.

Потом такая же фигня случилась и на Байконуре. Но там уже были на чеку и успели остановить заправку до взрыва. А потом на ракетах серии ПВБ наставили датчиков температуры и давления чтоб сразу заметить когда перекись начнёт разлагаться. Видать не надеялись что проблема в припое и она устранена.
Черток все по другому описал. Его записки оставляют ощущение полной искренности: писал, что думал и что знал. Нигде не видны попытки спасти честь мундира. Писал для Истории.
Лучшее - враг хорошего

Старый

ЦитироватьMorin пишет: 
Черток все по другому описал. Его записки оставляют ощущение полной искренности: писал, что думал и что знал. Нигде не видны попытки спасти честь мундира. Писал для Истории.
Черток не имел прямого отношения к тем событиям и поэтому действительно писал то что знал. А о том что расчёт не промыл шланги ему естественно никто не сказал. 
Спасать честь мундира ему было ни к чему так как он был к этим событиям непричастен. 

 А вот попытки спасти честь мундира при третьей и четвёртой авариях Н-1 заметны хорошо. 
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

avmich

ЦитироватьMorin пишет:
ЦитироватьСтарый пишет:
ЦитироватьMorin пишет: Для дилетантов и пофигистов - почти гарантированная катстрофа с тяжелыми последствиями.
В чём катастрофа то выразится? Что при неправильном обращении перекись незаметно разложится и они заправят ракету водой?  ;)  
Взорвется. При нагреве выше ЕМНИП 35 гр. начинается саморазложением с лавинообразным ростом температуры и последующим взрывом. При контакте с органикой - взрыв. При контакте с соединениями тяжелых металлов - взрыв. Все это относится к перекиси высокой концентрации - 85%. в ракетных войсках при тренировочных занятиях запрещается использовать боевую перекись, только пергидроль - 30%-ю перекись. Боевая хранится в отдельных боксах с постоянным контролем температуры и используется только при реальных пусках. При концентрации выше 85% практически не хранится. В общем, кто служил в РВСН с перекисью, знают, что это за "прелесть". Есть один плюс: для промывки емкостей под перекись выдается спирт.
Удельный импульс с керосином у земли - 220 с, в вакууме 250. Что не удивительно, в сущности перекись это вода с прилепленным атомом водорода. Окислителем является только этот атом остальное - балласт, т.е. из 34 кг перекиси окислителем является только 16 кг, остальное вода. Отсюда и высокая, относительно, плотность. Долейте в керосин воды и у него будет приличная плотность.
Насчет катастрофы с Союзом: если верить Чертоку, то замену припоя провели технологи, об особенностях этого припоя в контакте с перекисью никто не знал. Стартовый расчет вообще был не виноват.
К стати, почему-то при хранении перекиси жестко контролировался не только перегрев, что понятно, но и охлаждение. Диапазон был ЕМНИП : 25-30 гр. Почему? - до сих пор не понимаю.
Один из хороших первоисточников информации о перекиси как веществе - монография Шамба. Очень рекомендуется, хорошо написана.

Приятно, что этот окислитель получает такое внимание на форуме :) - на мой взгляд, вполне заслуженное.

Насколько я помню, перекись разлагается и при 25 С и вообще при любой температуре, с ростом скорости примерно в 2,2 раза на каждые 10 С. То есть, даже при хранении в охлаждённом виде обычное дело - падение концентрации перекиси "естественным образом" на процент-другой в год. Поэтому перекись и нельзя хранить герметично - газам (кислороду) нужно куда-то уходить.

Контакт с органикой. Кларк в "Зажигании!" описывает одно из испытаний перекиси, когда в контакте оказались большая масса концентрированной перекиси и керосина (керосин - органика) и при этом ничего не произошло (а второй раз - произошло). Что говорит о том, что как минимум не всегда контакт с органикой - это мгновенный взрыв. Вот контакт с металлами правильными - марганец, там :) -
это да, аварийный подрыв Блэк Эрроу осуществлялся командой по впрыскиванию марганцовки в бак с перекисью...

По поводу плюса со спиртом - я бы так не сказал. Спирт с перекисью, как и с водой, соединяется в жидкость, которая не делится на фракции по плотности; а поскольку спирт - топливо, то смесь получается очень нехорошей. Взрывоопасной. Поэтому - особенно непрофессионалам - не рекомендуется работать с перекись-спиртовыми проектами, при ошибке можно очень пострадать. Какие-нибудь остатки спирта в баке... в общем, надо иметь в виду.

Хранение. Вода для перекиси, как выясняется - слабый катализатор разложения. В том числе и поэтому концентрированная перекись хранится лучше, чем несколько менее концентрированная, скажем, 98% лучше, чем 85%. Хотя серьёзно надо к обеим относиться.

Удельный импульс с керосином у 98% перекиси - которая вполне разумна к применению в РД - вполне может быть больше 3 км/с в вакууме. И это достаточно консервативное значение. Не настолько уж низок УИ.

Перекись - это не просто вода с кислородом, а хорошо упакованная вода (плотность) с напряжённой молекулой (энергия при распаде). Керосин, скажем, с водой так здорово не смешать, и при разделении энергию не получить. Но вообще-то добавление воды не только понижает энергию на единицу массы топлива - что, конечно, снижает УИ - но и понижает среднюю молекулярную массу продуктов сгорания - что как раз УИ повышает. Перекисные движки мало того, что  температуру в камере имеют пониже, чем кислородные - у них ещё и возможности охлаждения существенные, потому что перекись почти такой же хороший хладагент как вода. Поэтому такие движки имеют - наряду с недостатками - и определённые преимущества.

Monoceros

Цитироватьavmich пишет:

Перекисные технологии традиционно относятся к категории дешёвых. Классический пример - британская космическая программа, потратившая всего 9 миллионов фунтов стерлингов на разработку, производство и запуск четырёх ракет Блэк Эрроу, одна из которых успешно вывела на орбиту спутник Просперо. Первые две ступени ракеты работали на перекиси и керосине.
Есть свидетельства того, что проект был дешевым именно из-за перекиси?

Monoceros

ЦитироватьКонтакт с органикой. Кларк в "Зажигании!" описывает одно из испытаний перекиси, когда в контакте оказались большая масса концентрированной перекиси и керосина (керосин - органика) и при этом ничего не произошло (а второй раз - произошло). Что говорит о том, что как минимум не всегда контакт с органикой - это мгновенный взрыв.
Ну да, с тефлоном - ничего не будет. А с чем-то животного/растительного происхождения с белками то будет взрыв.

Старый

ЦитироватьMonoceros пишет: 
Ну да, с тефлоном - ничего не будет. А с чем-то животного/растительного происхождения с белками то будет взрыв.
Так это и с масло+кислородом такое может случиться. 
А пролив кислород на пористый органический материал сама собой получается прекрасная взрывчатка - оксиликвит. 
И даже пропитаная газообразным кислородом ткань горит неплохо, ярко и жарко. 
 Так что перекись скорее всего поудобней и побезопасней жидкого кислорода будет. 
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

freinir

ЦитироватьСтарый пишет:
Так что перекись скорее всего поудобней и побезопасней жидкого кислорода будет.
Зато подороже в качестве компонента, существенно подороже.

Monoceros

ЦитироватьТак это и с масло+кислородом такое может случиться.
А пролив кислород на пористый органический материал сама собой получается прекрасная взрывчатка - оксиликвит.
И даже пропитаная газообразным кислородом ткань горит неплохо, ярко и жарко.
 Так что перекись скорее всего поудобней и побезопасней жидкого кислорода будет.
Разница в том, что если в сам бак с перекисью попадет мошка с каталазой, то взорвется весь бак.
Но ЖК я не защищаю, кислород тоже весьма опасен.

avmich

ЦитироватьMonoceros пишет:
Цитироватьavmich пишет:

Перекисные технологии традиционно относятся к категории дешёвых. Классический пример - британская космическая программа, потратившая всего 9 миллионов фунтов стерлингов на разработку, производство и запуск четырёх ракет Блэк Эрроу, одна из которых успешно вывела на орбиту спутник Просперо. Первые две ступени ракеты работали на перекиси и керосине.
Есть свидетельства того, что проект был дешевым именно из-за перекиси?
У меня нет, кроме того, что Блэк Эрроу - единственный ракета-носитель на перекиси, и он же - рекордно дешёвый в цене за всю программу.
Цитироватьfreinir пишет:
ЦитироватьСтарый пишет:
Так что перекись скорее всего поудобней и побезопасней жидкого кислорода будет.
Зато подороже в качестве компонента, существенно подороже.
Подороже. Но в стоимости запуска стоимость топлива занимает относительно небольшие проценты.

Слышал такое мнение, что перекись дешёва тем, что с ней удобно и относительно легко проводить разработку. Конечно, требования к чистоте есть, но при этом можно отдельно проверять работоспособность катализатора, запускать двигатель в однокомпонентном режиме, использовать простые схемы охлаждения из-за высокой теплоёмкости, питать ТНА одним основным компонентом - простой газогенератор, при этом в камере - газ-жидкость, да ещё и самовоспламеняющиеся (т.е., газ достаточно горячий).

К минусам относится несовместимость с медью - камеру сгорания нужно делать из чего-то другого. Британцы летали на никелевых трубках.

silentpom

коллеги, а вот в параметрах УИ для РД-107/108 учитывается только керосин/кислород или масса перекиси тоже?


avmich

Цитироватьavmich пишет:
К минусам относится несовместимость с медью - камеру сгорания нужно делать из чего-то другого. Британцы летали на никелевых трубках.
Уточню - несовместимость важна, если перекись пропускать через рубашку регенеративного охлаждения. В камере перекись предполагается разложенной - или разлагающейся - там несовместимости нет.

СА Союза использует примерно 31 (?) кг перекиси - интересно было бы узнать подробности этой ДУ. Какая тяга камер, катализаторы, профиль расхода...

Старый

ЦитироватьMonoceros пишет:
Разница в том, что если в сам бак с перекисью попадет мошка с каталазой, то взорвется весь бак.
Это врядли. Будет плавать и шипеть, а кислород выходить через дренаж.
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Morin

Цитироватьavmich пишет:
ЦитироватьMorin пишет:
ЦитироватьСтарый пишет:
ЦитироватьMorin пишет: Для дилетантов и пофигистов - почти гарантированная катстрофа с тяжелыми последствиями.
В чём катастрофа то выразится? Что при неправильном обращении перекись незаметно разложится и они заправят ракету водой?  ;)  
Взорвется. При нагреве выше ЕМНИП 35 гр. начинается саморазложением с лавинообразным ростом температуры и последующим взрывом. При к...
Насколько я помню, перекись разлагается и при 25 С и вообще при любой температуре, с ростом скорости примерно в 2,2 раза на каждые 10 С. То есть, даже при хранении в охлаждённом виде обычное дело - падение концентрации перекиси "естественным образом" на процент-другой в год. Поэтому перекись и нельзя хранить герметично - газам (кислороду) нужно куда-то уходить.

Контакт с органикой. Кларк в "Зажигании!" описывает одно из испытаний перекиси, когда в контакте оказались большая масса концентрированной перекиси и керосина (керосин - органика) и при этом ничего не произошло (а второй раз - произошло). Что говорит о том, что как минимум не всегда контакт с органикой - это мгновенный взрыв. Вот контакт с металлами правильными - марганец, там  :)  -
это да, аварийный подрыв Блэк Эрроу осуществлялся командой по впрыскиванию марганцовки в бак с перекисью...

По поводу плюса со спиртом - я бы так не сказал. Спирт с перекисью, как и с водой, соединяется в жидкость, которая не делится на фракции по плотности; а поскольку спирт - топливо, то смесь получается очень нехорошей. Взрывоопасной. Поэтому - особенно непрофессионалам - не рекомендуется работать с перекись-спиртовыми проектами, при ошибке можно очень пострадать. Какие-нибудь остатки спирта в баке... в общем, надо иметь в виду.

Хранение. Вода для перекиси, как выясняется - слабый катализатор разложения. В том числе и поэтому концентрированная перекись хранится лучше, чем несколько менее концентрированная, скажем, 98% лучше, чем 85%. Хотя серьёзно надо к обеим относиться.

Удельный импульс с керосином у 98% перекиси - которая вполне разумна к применению в РД - вполне может быть больше 3 км/с в вакууме. И это достаточно консервативное значение. Не настолько уж низок УИ.

Перекись - это не просто вода с кислородом, а хорошо упакованная вода (плотность) с напряжённой молекулой (энергия при распаде). Керосин, скажем, с водой так здорово не смешать, и при разделении энергию не получить. Но вообще-то добавление воды не только понижает энергию на единицу массы топлива - что, конечно, снижает УИ - но и понижает среднюю молекулярную массу продуктов сгорания - что как раз УИ повышает. Перекисные движки мало того, что температуру в камере имеют пониже, чем кислородные - у них ещё и возможности охлаждения существенные, потому что перекись почти такой же хороший хладагент как вода. Поэтому такие движки имеют - наряду с недостатками - и определённые преимущества.
Ну я не знаю. Нас в РВСН конценрированной перекисью пугали, что это страшно опасный компонент. Насчет концентрации выше 85% - насколько я помню, она притакой концентрации просто не хранится а быстро разлагается и концентрация падает до 82-85%, при которых уже можно долго хранить, но не бесконечно.
По Блэк Эрроу  были приведенные мной цифры УИ. Да. средняя молярная масса поменьше, чем при ЖК, но , опять же - вода просто балласт. Если б перекись была так хороша, то использовалась бы. А она используется только как однокомпонентное топливо, когда нужно упростить конструкцию.
Насчет воды в керосине - это так , образное сравнение. Но если так хочется понизить молярную массу продуктов сгорания и улучшить охлаждение КС - поставьте бак с водой. Мороки - гораздо меньше, чем с перекисью, А утяжеление - мизерное. ;-)
Лучшее - враг хорошего

avmich

ЦитироватьMorin пишет:
По Блэк Эрроубыли приведенные мной цифры УИ.
Не помню, какие  были у Блэк Эрроу цифры - возможно, эффективный УИ, с потерями на привод насосов в открытой схеме. Когда мне нужно быстро посчитать УИ, я вот сюда гляжу -

http://rocketworkbench.sourceforge.net/cgi-bin/cpropep-web.cgi/equil

тут комбинация 15 частей воды (код 976), 85 частей 100% перекиси (код 466) и 15 частей RP-1 (код 797) при давлении в камере 40 атм и на срезе сопла 0,1 атм в "замороженной" модели даёт УИ 2653 м/с.

Плейшнер

Цитироватьavmich пишет:
Не помню, какиебыли у Блэк Эрроу цифры - возможно, эффективный УИ, с потерями на привод насосов в открытой схеме. Когда мне нужно быстро посчитать УИ, я вот сюда гляжу -

 http://rocketworkbench.sourceforge.net/cgi-bin/cpropep-web.cgi/equil

А когда надо быстро "вспомнить" цифры можно сюда 
 
 http://www.b14643.de/Spacerockets_1/West_Europe/BlackArrow/Description/Frame.htm
Не надо греть кислород!
Я не против многоразовых ракет, я за одноразовые!