Использование охлаждающей жидкости в качестве третьего топлива

Ракетные двигатели часто имеют 2 топлива, одно из которых используется для охлаждения двигателя, а затем в камеру сгорания впрыскивается горячее топливо.

Имеет ли смысл иметь третье топливо, более подходящее для процесса охлаждения?

Например, при высоких температурах аммиак эндотермически разлагается на H2 и N2, которые затем могут впрыскиваться в камеру сгорания, но, вероятно, впрыскиваются при гораздо более низкой температуре из-за эндотермического процесса, аммиак имеет гораздо более низкую плотность энергии, чем метан или гиперголическое топливо. но продукты разложения имеют одинаковую плотность энергии.

Я добавил ammoniaтег. Щелчок по ней приведет к другим вопросам об использовании аммиака в космическом полете (и естественных явлениях на других телах Солнечной системы).
Вам может быть интересно (обледенение на двигателе CECE во время теста): youtube.com/watch?v=smswUgtMTfA
Фундаментальная проблема с вашим вопросом заключается в том, что инженеры-ракетчики уже подумали об этом и, поскольку они этого не делают, решили, что, хотя использование третьего топлива, такого как аммиак, может дать некоторые преимущества, оно также имеет недостатки, которые перевешивают преимущества. .

Ответы (1)

Ранние ракеты на жидком топливе делали это, добавляя воду в топливо (V2: 75% этанола, 25% воды).

Другим близким примером является двигатель Viking , который использует воду для охлаждения продуктов сгорания, поступающих в насос. Однако вода не попадает в камеру сгорания, поскольку двигатель использует цикл газогенератора.

Но если у вас есть надежные циклы регенеративной охлаждающей жидкости, нет смысла добавлять третье топливо. «Лучшая охлаждающая жидкость»… потребует меньше охлаждающей жидкости? Но когда охлаждающей жидкостью является само топливо, использование меньшего количества охлаждающей жидкости не приводит к массовой экономии, если ее достаточно.
И его обычно хватает. Только часть топлива перенаправляется на охлаждение сопла, а двигатели с детандерным циклом даже ограничены отходящим теплом!

Другая сторона этого заключается в том, что при поиске хладагентов, которые в то же время являются приемлемым ракетным топливом, оказывается, что большинство ракетных топлив уже являются хорошими хладагентами.

Помогает ли как-то снижение температуры топлива, поступающего в камеру сгорания?
Сомнительно. Одним из ключевых преимуществ полнопоточного двигателя внутреннего сгорания является то, что топливо поступает в камеру сгорания в виде горячих газов, а не холодных жидкостей.
Любое возможное преимущество намного перевешивается водопроводом, насосом и дополнительными баками, необходимыми для дополнительной охлаждающей жидкости, дополнительной сложностью двигателя и массовым штрафом за перенос этой охлаждающей жидкости вместо топлива. Нет ничего особенно обременительного в использовании топлива для охлаждения двигателя, чего можно было бы избежать при использовании специальной охлаждающей жидкости... Короче говоря, это решение проблемы.
Определенно будет экономия топлива, поскольку регенеративное охлаждение не тратит топливо впустую, но тратит много давления, которое создается с использованием топлива. Меньшее количество охлаждающей жидкости будет означать либо более высокое давление в камере, либо меньшее количество топлива, отводимого в газогенератор или аналогичную систему, оба из которых чрезвычайно положительны.
@EduardoS Более низкая температура топлива облегчает жизнь вашей сантехнике, особенно форсункам. Но это очень незначительный выигрыш в месте, где с самого начала нет реальной проблемы. Напряженными частями ракетного двигателя являются стенки камеры сгорания и турбонасосы. Более контролируемое охлаждение может позволить уменьшить камеру сгорания с более высоким давлением. Но потеря топливной экономичности вполне наверняка сведет на нет это преимущество реальной ракеты. Вы можете использовать его там, где импульс , а не интернет-провайдер, является основной целью дизайна.
@EduardoS Только в том случае, если необходимо сделать ваш двигатель пригодным для изготовления с использованием имеющихся у вас материалов и инструментов. В общем, вы хотите, чтобы двигатель работал максимально горячим и под высоким давлением, но вам также нужно, чтобы он не плавился и не взрывался.
@ReubenFarley-Hall: Разве регенеративное охлаждение не увеличивает давление, а не снимает его? Вот и вся предпосылка цикла эспандеров, насколько я понимаю.
Использование охлаждающей жидкости в качестве третьего топлива
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v