Каким может быть Isp пороха? Может ли эта таблица быть правильной? Это вообще можно определить?

Некоторые опровержения значения Isp пороха в приведенной ниже таблице можно найти в разделе « Какой тип двигателя относится к этому Isp = 1600?». Подходит ли он для кубсатов?

Увы, ссылки на источник таблицы уже не работают. В то время как значения для Kerolox, LH2+LOX, H2+ядерной и H+электрической дуги кажутся правдоподобными, Isp в 350 секунд для «пороха» заставляет почесать голову.

обновление: в комментариях есть архивная версия страницы здесь: https://web.archive.org/web/20170112071028/http://web.csulb.edu/colleges/coe/ae/engr370i/ch05/ch4.html

Вопрос: Каков, вероятно, Isp пороха? Может ли эта таблица быть правильной? Это вообще можно определить?

        Fuel          Isp(seconds)
gun powder               350 
kerosene + LOX**         360
LH2 + LOX**              462
H2 + Nuclear             800 
H + electrical arc      1600 
 
  *Measured on the surface of the Earth
  **LOX: Liquid Oxygen

таблица некоторых необычных значений Isp из курса ENGR 370I, Astronautics and Space Калифорнийского государственного университета в Лонг-Бич

вверху: таблица с этой страницы из курса ENGR 370I, Astronautics and Space Калифорнийского государственного университета в Лонг-Бич .

Я был занят работой, поэтому упустил возможность дать ответ. Два ответа, которые уже были даны, согласуются и согласуются с моими мыслями. Значение в 350 секунд крайне сомнительно. Скорее всего, эта ценность более чем сомнительна и совершенно неверна.
Захват страницы можно найти на archive.org. Это ... довольно плохо устарело, утверждая, что в большинстве твердотопливных ракет используется двухосновное топливо нитроглицерин / нитроцеллюлоза, и предлагая составное топливо, использующее перхлорат калия и асфальт. web.archive.org/web/20170112071028/http://web.csulb.edu/…
Что касается значения «порох», то для ракет оно почти наверняка относится к дымному пороху, который можно утрамбовать в твердую массу. Ракеты, используемые в фейерверках, почти исключительно относятся к этому типу. В других типах ракет использовались материалы, аналогичные тем, которые используются в бездымном порохе, но отлитые в виде твердотопливного заряда. В том же источнике они конкретно упоминаются как твердое топливо с двойной основой.
Ранние ракеты (до 20-го века) использовали тот же порох, что и все остальные. И первые инженеры-ракетчики, такие как Годдард и господа из Verein für Raumschiffahrt, прекрасно знали, что у пороха недостаточно энергии, чтобы запустить ракету в космос, поэтому они с самого начала боролись с жидким топливом. Это заставляет меня думать, что указанный Isp для пороха слишком близок к Isp для жидкого кислорода и керосина, чтобы быть правильным.

Ответы (2)

Для интерпретации «пороха» как «черного пороха», что является его обычным использованием.

В обычной хорошо сложенной, но обычной ракете с черным порохом, работающей при давлении около 100 фунтов на квадратный дюйм и давлении на уровне моря, пик ISP составляет около 90 с, при этом большинство пиротехнических или безопасных для любителей ракет достигают 68–93 с.

Некоторые ссылки:
https://www.rocketryforum.com/threads/mass-ratio-of-black-powder-motors.142715/
Что такое Isp двигателя модели ракеты размера D по сравнению с Isp двигателей, которые достичь космоса?
Что включает в себя эту таблицу для коммерческих ракет ESTES.

Удельные импульсы для нескольких имеющихся в продаже ракетных двигателей Estes

Двигатель Общий импульс (Нс) Масса топлива (Н) Удельный импульс (с)
Эстес А10-3Т 2,5 0,0370 67,49
Эстес А8-3 2,5 0,0306 81,76
Эстес Б4-2 5,0 0,0816 61,25
Эстес Б6-4 5,0 0,0612 81,76
Эстес C6-3 10 0,1223 81,76
Эстес C11-5 10 0,1078 92,76
Эстес Д12-3 20 0,2443 81,86
Эстес E9-6 30 0,3508 85,51

С идеальной камерой сгорания и бесконечным соплом, работающим в вакууме , можно достичь 158 с .
Это теоретический максимум, согласно программе продуктов сгорания ракетных двигателей PROPEP.

ps Просто чтобы показать, насколько далеко от этой первой цифры в 350: твердые ускорители космического корабля "Шаттл", работающие на гораздо более причудливом топливе, чем простой порох, справились только с ISP на уровне моря в 242 (268 в вакууме, но они не достигли вакуума)

Обычное написание «порох», состоящее из одного слова, заставляет меня задаться вопросом, действительно ли это относится к чему-то вроде пушечного хлопка.
В наши дни порох относится к современным бездымным порохам. (По крайней мере, среди тех, кто использует его в оружии.) Если вы имеете в виду старый черный порох (до сих пор используемый в антиквариате и репродукциях), вы указываете это. Я не знаю, каков был бы ISP современного пороха, но он определенно немного выше, чем у дымного пороха.
В ракетах используется черный порох, современные фейерверки и малые любительские ракеты продолжают использовать составы на основе черного пороха.

«Порох» неоднозначен, так как представляет собой смесь нескольких компонентов, обычно оптимизированных для других целей, кроме ракетного движения.

Тем не менее, я помню, как читал довольно хороший анализ под названием « Модельные ракетные двигатели: теория и конструкция », и после некоторого поиска я смог найти его в Интернете.
В частности, для дымного пороха они показывают удельный импульс в диапазоне 70-80 с , что намного ниже подозрительного значения в вашей таблице.

Каким может быть Isp пороха? Может ли эта таблица быть правильной? Это вообще можно определить?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v