Можно ли использовать жидкое топливо из щелочных металлов для прямоточных/ГПВРД?

В частности, я думаю о литии, но можно было бы рассмотреть и натрий.

Литий имеет низкую молекулярную массу, очень высокую плотность топлива и низкую температуру плавления. При достаточно высоких температурах (выше 500 градусов по Фаренгейту) самовозгорается на воздухе со взрывной силой.

Для литиевого ГПВРД/ПВРД потребуется бортовой источник питания для нагрева топлива до жидкого состояния и последующего закачивания его в камеру сгорания. Идея состоит в том, что камера сгорания должна быть достаточно горячей, чтобы капли лития быстро испарялись и воспламенялись, делая смесь гиперголической.

Я удивлен, что не нашел текущих исследований и разработок в области топлива из щелочных металлов для ракетных двигателей (не говоря уже о гиперзвуковых двигателях). Мне кажется, что для того, чтобы сделать возможным гиперзвуковой полет на большую дальность, совершенно необходимо экзотическое топливо.

Энергия на единицу веса лития на самом деле составляет половину реактивного топлива. Возможно, вам больше повезет с алюминием. Технически это не так уж сложно, так как твердый прямоточный воздушно-реактивный двигатель уже сделан, вы добавляете металл в базовое топливо.
Водород имеет настолько высокую плотность энергии, чем что-либо еще, что углерод почти идеален, поэтому керосин и метан считаются очень хорошим ракетным топливом.
@ user3528438 Но у него очень низкая физическая плотность. Именно поэтому его нецелесообразно использовать в качестве топлива из-за веса и объема достаточно большого топливного бака. Жидкий H2 является криогенным, у которого есть свой набор проблем, как это было замечено космическим челноком.
@ user3528438: Например, твердотопливные ускорители Space Shuttle, в которых использовался металлический алюминий с окислителем перхлоратом аммония.

Ответы (1)

Сколько времени требуется литию, чтобы испариться, а затем вступить в реакцию с кислородом? Воздух в ГПВРД движется очень быстро (сверхзвуковой по определению!), поэтому остается очень мало времени для смешивания и сгорания, если вы хотите создать тягу за счет тепловой энергии сгорания.

Ваш литиевый двигатель, скорее всего, оставит яркий инверсионный след горящего лития, но развивает довольно небольшую тягу. Высокая скорость пламени смеси водорода и кислорода делает водород предпочтительным топливом для ГПВРД.

В этом случае было бы лучше сделать его прямоточным воздушно-реактивным двигателем, где температура камеры сгорания составляет> 2000 градусов по Фаренгейту. Водород имеет низкую плотность, и это делает его не очень практичным для использования в ПВРД/ГПВРД. Таким образом, для использования чего-то вроде лития потребуется дозвуковой сжатый воздух нагревателя и, возможно, свечи зажигания, чтобы быстро испарить капли литиевого топлива и воспламенить их.
@Mr X, у вас хорошее мышление, просто считайте водород металлом! Теперь проверьте количество электронов, доступных для химического сгорания, в зависимости от веса. Разжижение помогает решить проблему с плотностью. Но они довольно эффективно используют алюминий в твердотопливных смесях.
@RobertDiGiovanni Конечно, знаю. Но жидкий водород является криогенным, а это означает, что бак нуждается в изоляции, что увеличивает размер и вес. Литий гораздо более активен, чем алюминий.
В Google есть несколько хороших диаграмм с энергией Mj на кг различных элементов, а также с плотностью энергии. То, что ПК сказал о смешивании и времени горения в очень короткие сроки, учитывает отсутствие проблем с испарением жидкого H2. Крирогению также можно использовать для охлаждения камеры сгорания перед впрыском. А вот литиевый твердотельный усилитель интересен.
Конечно, если вы сжигаете топливо с помощью волны детонации (которая имеет скорость на пару порядков больше, чем у слабого фронта пламени)...
Можно ли использовать жидкое топливо из щелочных металлов для прямоточных/ГПВРД?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v