Квазимонокомпонентное топливо :)

[X]

AP> К тому же, зачем монотопливу зажигание
В каком смысле?

Я имел в виду "ignition"=="воспламенение". Хотя, конечно, если речь идет действительно о монотопливе, то спец, говоря "ignition", мог подразумевать инициацию разложения.

есть только то, что я выше написал.

А есть (хотя бы косвенно) указание на дату этих опытов? Этот спец - "пионер-пенсионер" или действующий?

[Serge77]

AP> А есть (хотя бы косвенно) указание на дату этих опытов? Этот спец - "пионер-пенсионер" или действующий?

Нашёл немного подробностей о топливе:

-----------------------------------
I have worked on both aqueous/metal hybrid and monopropellant gels of Al / water. Ignition of these propellant systems is the key to their success and the reason why you do not see them in use today. Aqueous/metal hybrid ignition was more reliable with the addition of magnesium and injecting a perchlorate solution during ignition.
 
Monopropellant gels require more energy input and a different ignition system. A few magnesium compositions delivered the energy levels, but reliability was <10%. Chemical reaction was the best ignition method producing ignition in 60% of the tests. The best agent was liquid ClF3. This is one chemical you do not want to play with. The highest delivered Isp, for the gel, was over 300 sec using a classified alloy. This was far short of the 525 theoretical Isp for this composition.  
 
John Krell
----------------------------------


Про дату тех испытаний ничего больше нет, а вот про самого спеца можно иметь представление из этих цитат:

-----------------------------------
Hydrogen film cooling was added to the SSME engines to prevent burn through. This was not in the original power head design, but it worked well. It did not add complexity to the design. The addition of an extra ring of hydrogen injectors next to the wall of the power head was the simplest solution to the over heating problem.
 
John Krell
Former SSME Test Engineer
Stennis  
-----------------------------------
CO2 is a fair cold gas propellant. I used it many years a go to propel a wheelchair to 40 MPH in a few seconds. It could have gone faster, but the driver thought it too dangerous to push the wheelchair past 40 MPH.
----------------------------------
>In a message dated 9/30/2004 7:03:38 AM Pacific Daylight Time, >k2@hybrids.com writes:
>Including an 8x10 photograph of the FIRST "Amateur" N2O/HTPB Hybrid
>demonstration firing at Lucerne Dry Lake 10/89.  Witnessed by John >Krell, Bill Wood, Chuck Rogers, Tom Blazzinin to name a few!

Korey,
 
Was it the picture with all of us standing around the test motor or just the test motor?
 
John Krell
---------------------------------
Having grown old and hopefully wiser in all aspects of rocketry; model, amateur, HPR, experimental, and professional aerospace I have found that both sides of the argument to build or not to build your own rocket motors have valid points. .......
John Krell
-----------------------------------

[X]

какие ритуальные танцы нужно сплясать, чтобы не рванула смесь водорода с озоном

А где написано, водород с озоном смешивали? "LH2/Solid O3 hybrids" - вполне возможно, что впрыскивали оба компонента в КС. Или сжигали водород на "шашке" О3 (если такое вообще воозможно).

[Serge77]

Waldi> А где написано, водород с озоном смешивали? "LH2/Solid O3 hybrids"

Конечно же не смешивали. Это гибридный двигатель, шашка твёрдого озона и подача жидкого водорода на неё.

[avmich]

АР, можно начать, подписавшись на форум Арокет (http://www.arocketry.net/) , тогда можно покопать их архивы сообщений. Хотя Serge77 уже много чего выкопал.

[X]

2 Serge77 и avmich: спасибо, попробую на arocket почитать.

[Bell]

Waldi> А где написано, водород с озоном смешивали? "LH2/Solid O3 hybrids"

Конечно же не смешивали. Это гибридный двигатель, шашка твёрдого озона и подача жидкого водорода на неё.

Ах, пардон!  :oops:
Солидс не заметил...

Хотя твердый озон - тоже круто  :shock:

[mihalchuk]

какие ритуальные танцы нужно сплясать, чтобы не рванула смесь водорода с озоном

А где написано, водород с озоном смешивали? "LH2/Solid O3 hybrids" - вполне возможно, что впрыскивали оба компонента в КС. Или сжигали водород на "шашке" О3 (если такое вообще воозможно).

Твёрдый озон взрывается сам, никакого горючего не надо. На практике взрывчатые вещества могут не быть таковыми в малых количествах. Возможно, получится шашка из твёрдого озона размером около 1 куб. см., или можно испытать ракету с объёмом поллитра смеси жидкого метана и кислорода. Но в практических количествах рванёт неизбежно. В больших количествах рванёт самопроизвольно. Тротиловый эквивалент раза в 2,5 выше, чем у тротила.

[Александр Ч.]

Раскопки в поисках гелевого алюминиево-водного топлива с импульсом в 525с?

[poruchik]

:lol:

[Александр Ч.]

Октоген и прочие тринитротолуолы это фигня.
Настоящие пацаны используют атомные бомбы :lol:
Погуглите на взрыволет Сахарова

[poruchik]

[Salo]

http://www.inauka.ru/space/article103657.html

"ХРУСТАЛЬНАЯ МЕЧТА" С.П.КОРОЛЁВА: УКРОЩЕНИЕ "ЖИДКОГО ПОРОХА"

Валерий БУРДАКОВ заслуженный деятель науки, профессор

О «хрустальной мечте» С. П. Королёва — ракетном монотопливе наш журнал писал в 2007 году. Однако странное дело — при активном интересе к этому топливу со стороны «рядовых» ракетчиков эта публикация не вызвала практически никакого внимания у тех, от кого зависит принятие решений.

УКРОЩЕНИЕ «ЖИДКОГО ПОРОХА»

Традиционные жидкие ракетные топлива, как правило, состоят из двух компонентов — горючего и окислителя. Соответственно, на ракету необходимо устанавливать по два комплекта баков, систем подачи, управления расходом... Растет масса и сложность конструкции. Между тем, первое в мире однобаковое ракетное топливо изобрели, как они сами утверждают, китайцы. Называлось оно «черный порох». Боевые пороховые ракеты летают еще со времен средневековья, а в XX веке во всем мире развернулись работы по созданию ракет жидкостных.

Известна совместная работа руководимого С. П. Королёвым ГИРДа в Москве и руководимой В. П. Глушко ГДЛ в Ленинграде в начале 30-х годов ХХ века над реализацией изобретений русского самородка К. Э. Циолковского. Циолковскому принадлежит авторство целой серии новшеств, в частности — жидкостной ракеты и жидкостного ракетного двигателя на двухбаковом топливе кислород — водород. Существенную роль в развитии мирового ракетостроения сыграла немецкая ракета «Фау-2» на трехбаковом топливе кислород — этиловый спирт — высококонцентрированная перекись водорода (ВПВ). Исследуя трофейные «Фау», советские инженеры многое узнали о свойствах ВПВ. Перекись очень понравилась тогда и Королёву, и Глушко. Она до сих пор применяется в качестве однобакового топлива в двигательной установке, обеспечивающей мягкую посадку спускаемого аппарата космических кораблей семейства «Союз».

Впоследствии В. П. Глушко предложил преемнику Королёва В. П. Мишину использовать ВПВ в качестве окислителя двухбакового топлива для посадочного и взлетного двигателя лунного корабля, поскольку удельный импульс тяги ВПВ в качестве однобакового топлива в два с лишним раза ниже, чем у двухбакового. Но разработчикам советской ракетной техники необходимо было однобаковое топливо с высоким тяговым импульсом...

ЖЕЛАТИН ХОРОШ НЕ ТОЛЬКО В МАРМЕЛАДЕ

Академик А. Прохоров в лаборатории (фото: журнал Российский космос)На протяжении нескольких десятилетий в Институте общей физики Академии наук, а впоследствии — и в российской Академии инженерных наук (АИН) под руководством нобелевского лауреата академика А. М. Прохорова проводились эксперименты по термоядерному лазерному синтезу. При облучении со всех сторон лазерами стеклянной или пластиковой микрокапсулы, заполненной дейтерий-тритиевой смесью, регистрировался выход нейтронов, свидетельствующий о возникновении реакции термоядерного синтеза. Когда к опытам подключились специалисты-практики, естественно, появились и предложения об использовании подобных капсул в двигательной энергетике.

По рассказам C. П. Королёва, еще в бытность его в ГИРДе они вместе с М. К. Тихонравовым наливали в кювету масло, заливали его жидким кислородом и пытались разными механическими способами вызвать вспышку, но реакции не происходило. Это внушало определенный оптимизм — возможно, удастся найти способы хранения в общем баке компонентов, считающихся при смешивании взывоопасными. Другой случай рассказал мне соратник Королёва профессор Б. А. Соколов. В 1946 году после переезда КБ А. М. Исаева в подмосковные Подлипки был поставлен очередной опыт по созданию однобакового топлива. В металлической бочке смешали окислитель — азотную кислоту и горючее — керосин. Перед этим вырыли траншею, куда поместили «оператора», задачей которого было качание бочки путем дергания за привязанную к ней длинную веревку. Так якобы имитировался полет реальной ракеты. В течение примерно часа, пока бочка качалась, ничего не происходило, и исследователи уже начали радоваться своей удаче. Но когда бочку качать перестали, прогремел взрыв. По-видимому, качание бочки прерывало все время возникающие цепные реакции. Подобных опытов по созданию «жидких порохов» было проделано много, но обнадеживающих результатов получено не было.

Микрокапсулы толуола в желатине (фото: журнал Российский космос)В 1995 году наш коллектив в АИН доказал возможность создания однобакового пульпообразного монотоплива, состоящего из жидкого компонента (окислителя или горючего) и твердого компонента в виде микрокапсул, которые тоже могут быть как горючим, так и окислителем. Особенно привлекала нас возможность капсулировать озон, обладающий высокими энергетическими характеристиками. Озон взрывоопасен во всех агрегатных состояниях, но не взрывоопасен, если он размещается в капсуле диаметром не более 2,5 мм. Кроме того, его можно смешивать с жидким кислородом, но в количестве не более 24 %, тогда эта смесь также будет взрывобезопасна.

В США также ведутся подобные работы. В частности, была освоена технология микрокапсулирования толуола в желатине, который в жидком кислороде обладает феноменальной прочностью. Получается, что принципиальное решение проблемы создания однобакового топлива найдено — надо только обеспечить изоляцию топливных микрокапсул (ТМК) от кислорода. Кстати говоря, при этом становится осуществимой и идея создателя «Фау-2» Вернера фон Брауна, который еще в 60-х годах прошлого столетия предложил помещать в баки с компонентами сферические микрокапсулы, чтобы те закрывали метеоритные микропробоины в баках при полете на Марс. В случае применения однобакового пульпообразного топлива проблема решается автоматически и очень элегантно: надо только обеспечить распределение микрокапсул по размерам в соответствии с вероятностью метеорного пробоя.

Сегодня технология микрокапсулирования уже достаточно хорошо развита и за рубежом, и в России. Все большую популярность приобретает идея использования желатиновых ТМК внутри баков с жидким кислородом. Ряд инжиниринговых фирм уже освоили выпуск полых микросфер, применяемых в различных областях техники, — например, с использованием перхлорэтилена или хладона.

НАНОТОПЛИВО НА МИКРОГРАНУЛАХ

Возвращаясь к проблеме создания однобаковых топлив (монотоплив), следует сказать, что в соответствии с последними результатами исследований монотопливо, использующее наиболее перспективные металлические компоненты (в частности, алюминий или бериллий), будет при этом и нанотопливом, поскольку частицы металлических компонентов должны иметь размеры порядка 100 нм.

Cудьба научных идей и публикаций часто необычна. Наша публикация в 2007 году в «РК» вполне могла повлиять на фабулу кинофильма «Черная молния», в котором автомобиль «Волга» заправляют «нанотопливом», благодаря чему он имеет возможность вылетать в космос и совершать там различные чудеса. И теперь по запросу «нанотопливо» в Интернете открывается несколько тысяч ссылок на этот фильм.

Нанотопливо для перспективных космических ракет-носителей было предложено в 1995 году и запатентовано в России в 1999 году. Проведенные уже в новом столетии термодинамические расчеты показали, что выгоднее применять не ТМК, а топливные микрогранулы (ТМГ), которые проще в изготовлении, более надежны в эксплуатации и дают более высокие значения энергетических параметров топлива. Дальнейшая работа по созданию нанотоплива ведется только с ТМГ. Их моноразмерные образцы получены в Московском энергетическом институте А. В. Бухаровым.


Статистические геометрические характеристики ТМК

Один из простейших вариантов однобакового нанотоплива — это жидкий кислород, в котором размещены сферические полиэтиленовые ТМГ той же плотности. В полиэтилен внедрены наночастицы алюминия диаметром менее 100 нм. Внедряться могут и иные металлы или их гидриды. Снаружи каждая ТМГ с помощью газофазного или ионного напыления в вакууме покрывается нанослоем алюминия, поверхность которого оксидируется и создает тонкую и прочную оксидную нанопленку, защищающую ТМГ от химических контактов с окислителем.

Лабораторные образцы ТМК типа твердый бензин (фото: журнал Российский космос)Все, казалось бы, просто и понятно — начинай только работу!.. К сожалению, особого внимания со стороны руководителей разработки перспективных ракет-носителей к нанорешениям пока не наблюдается. Зато появляется информация о наноразработках в области ракетной техники за рубежом. Так, в США изучают твердое нанотопливо, представляющее собой лед с вмороженными в него наночастицами алюминия. Французское космическое агентство СМЕ8 провело лабораторные эксперименты по сжиганию замороженного топлива из перекиси водорода, гидрида алюминия и полиэтилена, получив ошеломляющие для этого типа двигателей результаты, — в частности, оказалось, что удельный импульс тяги может достигать 370-390 с!

НУЖЕН НАНОКОСМОДРОМ

Лабораторные образцы ТМГ из посеребренного стекла (сверху) и лабораторные образцы ТМГ из меди (фото: журнал Российский космос)Расчетные энергетические характеристики предложенного нами однобакового нанотоплива весьма многообещающи. Нанотопливо на основе жидкого кислорода и полиэтиленовых ТМГ с гидридом алюминия дает теоретический удельный импульс тяги в пустоте более 450 с при плотности топлива, равной плотности жидкого кислорода. Таким образом обеспечивается удельный импульс, на 25% превышающий удельный импульс традиционного топлива при более высокой плотности (на 14%). Да и температура в камере сгорания у нанотоплива существенно ниже, что в сочетании с мощным охлаждением, в котором принимает участие не один, как ранее, а оба компонента, имеет важное значение при создании супернадежного многоразового носителя.


Расчетные пустотные энергетические характеристики ракетных топлив на основе жидкого кислорода. 1 — Однобаковое нанотопливо с ТМГ в виде смеси полиэтилена с гидридом алюминия. 2 — С тандартное двухбаковое топливо с керосином в качестве горючего. 3 — Однобаковое нанотопливо первого этапа с ТМГ в виде смеси полиэтилена с нанопорошком алюминия

Полые микросферы перхлорэтилена (сверху) и полые микросферы хладона (фото: журнал Естественно, что нанотопливо для ЖРД можно делать и на базе других окислителей — стандартных, таких как ВПВ или азотный тетраксид, или перспективных, таких как смесь кислорода с 24 % озона. В последнем случае эффективность перспективных многоразовых одноступенчатых носителей (МОН) по выводимому полезному грузу возрастает примерно в два раза. По нашему мнению, именно на МОН в первую очередь должен быть рассчитан космодром Восточный, и именно такие носители на базе такого технического решения обеспечат сборку на орбите космических солнечных электростанций, захоронение на Солнце радиоактивных и других опасных отходов, экспедицию в систему Юпитера, а также прибыльный космический туризм и межматериковые транспортные перелеты «через космос».

Источник: "Российский космос" №10, 2010

[Theoristos]

Возможно то однокомпонентное вообще не химия в чистом виде. Какие-то свободные радикалы, например.

[G.K.]

Возможно то однокомпонентное вообще не химия в чистом виде. Какие-то свободные радикалы, например.

А как хранить? они имеют дурную привычку соединяться :twisted: Вот какой вопрос- а есть инфа про гибридный двигатель на озоне? сколько проработал, взорвался или нет, какую тягу развил.... Ух больно экзотичная пара. Как бы не рвануло :?

[Дмитрий Виницкий]

http://books.google.com/books?id=aI9QhDA4AVwC&lpg=PA200&ots=NjaNmgNhlf&dq=achre-1%20ozone%20engine&pg=PA200#v=onepage&q&f=false

[G.K.]

http://books.google.com/books?id=aI9QhDA4AVwC&lpg=PA200&ots=NjaNmgNhlf&dq=achre-1%20ozone%20engine&pg=PA200#v=onepage&q&f=false

Спасибо  

[SpaceR]

http://www.inauka.ru/space/article103657.html

Французское космическое агентство СМЕ8 провело лабораторные эксперименты по сжиганию замороженного топлива из перекиси водорода, гидрида алюминия и полиэтилена, получив ошеломляющие для этого типа двигателей результаты, — в частности, оказалось, что удельный импульс тяги может достигать 370-390 с!
. . .
Расчетные энергетические характеристики предложенного нами однобакового нанотоплива весьма многообещающи. Нанотопливо на основе жидкого кислорода и полиэтиленовых ТМГ с гидридом алюминия дает теоретический удельный импульс тяги в пустоте более 450 с при плотности топлива, равной плотности жидкого кислорода. Таким образом обеспечивается удельный импульс, на 25% превышающий удельный импульс традиционного топлива при более высокой плотности (на 14%). Да и температура в камере сгорания у нанотоплива существенно ниже, что в сочетании с мощным охлаждением, в котором принимает участие не один, как ранее, а оба компонента, имеет важное значение при создании супернадежного многоразового носителя.


Расчетные пустотные энергетические характеристики ракетных топлив на основе жидкого кислорода. 1 — Однобаковое нанотопливо с ТМГ в виде смеси полиэтилена с гидридом алюминия. 2 — С тандартное двухбаковое топливо с керосином в качестве горючего. 3 — Однобаковое нанотопливо первого этапа с ТМГ в виде смеси полиэтилена с нанопорошком алюминия.

Естественно, что нанотопливо для ЖРД можно делать и на базе других окислителей — стандартных, таких как ВПВ или азотный тетраксид, или перспективных, таких как смесь кислорода с 24 % озона. В последнем случае эффективность перспективных многоразовых одноступенчатых носителей (МОН) по выводимому полезному грузу возрастает примерно в два раза. По нашему мнению, именно на МОН в первую очередь должен быть рассчитан космодром Восточный, и именно такие носители на базе такого технического решения обеспечат сборку на орбите космических солнечных электростанций, захоронение на Солнце радиоактивных и других опасных отходов, экспедицию в систему Юпитера, а также прибыльный космический туризм и межматериковые транспортные перелеты «через космос».

Источник: "Российский космос" №10, 2010

Ого... Впечатляет.  :roll:
Подобная технология чуть ли не единственная лазейка, благодаря которой идея создания МОН всё же обретает хоть какой-то смысл.

[ааа]

От наноалюминия в двигателе будут образовываться наноцарапины, что плохо сочетается с многоразовостью. И вообще плохо с чем либо сочетается.

[SpaceR]

От наноалюминия в двигателе будут образовываться наноцарапины, что плохо сочетается с многоразовостью. И вообще плохо с чем либо сочетается.

Не знаю, насколько часты будут эти наноцарапины, но к ограниченному их числу устойчивы ВСЕ современные ЖРД. Даже одноразовые.
Вообще, если не ошибаюсь, по описанию тмг в силу совпадения плотностей не должны налетать на внутренние стенки со скоростями, приводящими к царапинам.

А твердая фаза окиси алюминия образуется уже далеко в закритике, когда падает температура. В принципе эту часть сопла уже можно (или даже нужно) сделать одноразовой и сбрасывать перед сходом с орбиты.
Ну, и толщину рассчитать с учетом уноса. Тут я проблем не вижу.