Были ли ракетные двигатели, рассчитанные на дизель? Какой провайдер теоретически возможен?

Были ли ракетные двигатели или даже испытательные двигатели, которые использовали дизельное топливо в качестве топлива? Если да, то какой окислитель они использовали и какой ISP они достигли? Если нет, то можно ли сказать, что провайдер хотя бы теоретически возможен?

Кроме того, если возможно, какой ISP был достигнут с использованием перекиси водорода в качестве окислителя и какой топливный смеситель, вероятно, использовался?

Я немного переформулировал ваш вопрос, потому что интернет-провайдер очень зависит от деталей конструкции движка. Невозможно сказать, что такое ISP топлива, мы можем только сказать, какой ISP фактически достигнут или теоретически возможен.
@uhoh cheers теперь имеет больше смысла. спасибо за подсказку по топливному провайдеру
они будут в основном идентичны РП-1.
Сравнивать дизель с РП-1 — это все равно, что сравнивать набедренную повязку из травяной ткани с костюмом для выхода в открытый космос или спрашивать, почему мы не рассматривали возможность использования кожи, рога или бронзы вместо кевлара для защиты МКС. Дизель находится всего в двух шагах от сырой грязи из-под земли — RP-1 — это безумно разработанный и усовершенствованный продукт, технологический скачок которого превосходит изощренность простого дизельного топлива. Мы также не используем бомбардировщики-невидимки, чтобы сбрасывать на людей тяжелые камни, и никто не задумывался об этом, потому что у нас уже есть технология, значительно превосходящая тяжелые камни. То же и с ракетным топливом.
Я сразу же вспомнил Спасение-1 , в котором в качестве капсулы экипажа использовалась бетономешалка. nostalgiacentral.com/wp-content/uploads/2018/11/…
@ J ... RP-1 тщательно разработан, чтобы избежать образования твердых отложений при высоких температурах и иметь четко определенное поведение при низких температурах, но в основном это просто более контролируемая смесь тяжелых углеводородов, и она будет почти идентична RP- 1 по производительности. Что-то вроде SpaceX Kestrel (подача под давлением, камера сгорания и сопло с абляционным охлаждением, без турбонасосов или охлаждающих каналов), вероятно, могло бы работать без модификации на дизельном топливе.
@ChristopherJamesHuff Конечно, он может работать, но это приведет к ужасному беспорядку, и двигатель, безусловно, потребуется полностью пересмотреть, прежде чем использовать его снова. Это также повлекло бы за собой гораздо более высокий риск отказа, катастрофы и т. д. без какой бы то ни было причины. Вероятно, вы могли бы настроить дизельный двигатель для работы на китовом жире, но это не значит, что кто-то всерьез задумывался об этом или что это даже отдаленно хорошая идея.
@J ... «камера сгорания с абляционным охлаждением» и «повторное использование» не часто идут вместе. Что касается «серьезно рассматриваемого дизельного топлива», то изначально предполагалось, что оно будет работать на угольном порошке, а современные дизели работают на растворе угольного порошка в воде.
@ChristopherJamesHuff SpaceX — это эффективность и сокращение расходов. В качестве риторического вопроса - если в "Пустельге" могли запустить дизель, за 1/20 стоимости РП-1, то почему бы и нет? Что касается угольной пульпы, я бы сказал, что это также высокотехнологичный продукт, гораздо более совершенный, чем дизельное топливо. Размер частиц должен контролироваться с точностью до нанометров, а содержание золы также должно очень тщательно контролироваться. Это не технологический шаг назад к менее рафинированному, менее контролируемому продукту.
@J ... даже для Falcon 9 затраты на топливо незначительны, и мы говорим только о замене части топлива Falcon 1, которая находится на верхней ступени. Одна из самых больших амбиций SpaceX — снизить эксплуатационные расходы Starship настолько, чтобы стоимость топлива имела значение. Кроме того, в то время, когда они запускали Kestrel, они все еще пытались доставить полезную нагрузку на орбиту, и в конце концов они сделали это только дважды (только один раз с полезной нагрузкой), прежде чем перейти к Falcon 9. У них была более крупная рыба. жарить.
@ChristopherJamesHuff Смысл всех этих риторических вопросов в том, чтобы указать на множество причин, по которым использование дизельного топлива является плохой идеей - вы очень мало экономите и берете на себя множество проблем, которые уже имеет более совершенный и спроектированный RP-1. решено. Это бессмысленный шаг назад даже для рассмотрения, поэтому люди этого не делают.
Как насчет Джета А? ДжП-8? Дороже дизеля, но ненамного. Кроме того, работа дизелей на SVO/WVO является обычным явлением.
@Harper-ReinstateMonica Но почему Jet A? Зачем идти назад? Это по-прежнему менее контролируемый суп из углеводородов, который не добавляет ничего, кроме проблем, риска и загрязняющих веществ. Зачем вам пытаться решить инженерную проблему сжигания сырой нефти в дизельном двигателе, если у вас уже есть дизель? Зачем ставить JetA в ракету, если у вас уже есть RP-1? Это просто не имеет смысла. Чего вы надеетесь достичь?
@J... стоимость и консолидация до меньшего количества видов топлива...
@Harper-ReinstateMonica Но стоимость топлива на самом деле не проблема. Так зачем решать проблему, которая не является проблемой? Особенно, когда это решение сопряжено с риском и требует огромных инженерных усилий для повторного решения ранее решенных проблем. Мне кажется, что заново изобретать квадратное колесо .

Ответы (1)

Судя по всему, как минимум в одном испытании ракеты OTRAG использовался дизель . Предполагаемым топливом OTRAG был керосин с азотной кислотой. Н 2 О 4 смесь для окислителя, поэтому я предполагаю, что они использовали аналогичный окислитель с дизельным топливом.

Большинство больших ракетных двигателей пропускают топливо через трубы, окружающие камеру сгорания, для охлаждения; обычный керосин и другие распространенные углеводородные топлива имеют тенденцию «закоксовываться» (полимеризоваться) и блокировать каналы охлаждения и / или частично испаряться, что создает горячие точки, способствуя большему закоксовыванию и / или испарению, вызывая неуправляемый тепловой отказ. РП-1 — это спецификация узкофракционного керосина, сводящая к минимуму эту проблему, широко используемая в современных ракетных двигателях, но, с другой стороны, дизельное топливо более склонно к закоксовыванию, что делает его непригодным в качестве ракетного топлива.

Кроме того, если возможно, какой ISP был достигнут с использованием перекиси водорода в качестве окислителя и какой топливный смеситель, вероятно, использовался?

В таблице жидких топлив из Википедии есть несколько записей с перекисью водорода, что дает на несколько процентов меньше удельного импульса при сжигании того же топлива с LOX. Самая эффективная комбинация пероксида, приведенная там, - это смесь гидразина и бериллия, удельный импульс вакуума около 403 с (скорость истечения 3954 м / с); Я не знаю, производился ли он когда-либо в больших масштабах.

Обратите внимание, что пероксид более плотный, чем LOX, поэтому вы получаете небольшое дополнительное преимущество в виде меньшего резервуара, меньшей конструкции и, следовательно, меньшего сопротивления, поэтому разница в общей производительности системы запуска меньше, чем в прямом я с п сравнение.

Единственная известная мне большая ракета, в которой использовалась перекись, была «Черная стрела» , которая сжигала керосин с 85% перекиси/15% воды. С перекисью водорода может быть сложно обращаться и хранить ее при более высоких концентрациях, хотя ее репутация, вероятно, хуже, чем она того заслуживает .

Перекись водорода очень высокой концентрации плотнее LOX, но как окислитель одна молекула O2 эквивалентна двум молекулам H2O2. Вы фактически несете 9 кг воды на каждые 8 ​​кг кислорода, поэтому вам потребуется более чем вдвое больше массы перекиси водорода, а необходимые резервуары почти в два раза больше.
Если бы это было так, не ожидали ли бы вы, что удельный массовый импульс будет значительно ниже?
Эти цифры выше, чем я ожидал, да. Небольшая часть будет связана с теплотой разложения HTP ... что может быть более значительным при заданном низком давлении в камере. Частично это может быть связано с тем, что вы можете приблизиться к стехиометрии с водой, разбавляющей ваш окислитель (больший бак окислителя или меньший топливный бак). Обратите внимание, что отношение O:F для LOX:N2H4 составляет 0,94, для H2O2:N2H4 оно составляет 2,05...примерно в 2,2 раза больше массы окислителя на массу топлива.
Как монопроп, перекись может дать ~ 190 секунд сама по себе, затем вы получаете высвобожденный кислород и тепло для сжигания вашего топлива вдобавок к этому. Думайте об этом не как о переносе воды, а о переносе пара под высоким давлением.
Вау, мне кажется, идея бериллиевого ракетного топлива нравится мне лишь немногим больше, чем запуск ядерного топлива на ракетах.
@llama по сравнению с другими обычно используемыми компонентами топлива, такими как гидразин и красная дымящаяся азотная кислота, бериллий лишь немного опасен. :)
@RyanC да, но, по крайней мере, они намного приятнее после сгорания, вместо того, чтобы разбрасывать повсюду мелкодисперсный порошок бериллия.
Были ли ракетные двигатели, рассчитанные на дизель? Какой провайдер теоретически возможен?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v