Почему в качестве топлива для первых американских космических ракет был выбран спирт?

Я был удивлен, прочитав, что Редстоун использовал 75% этиловый спирт в качестве топлива. Похоже, что позже от этой идеи отказались, и современные ракеты используют ректифицированную нефть или жидкий водород вместо сжигания LOX. Я думаю, было бы действительно странно, если бы кто-то подумал об алкоголе, прежде чем попробовать обычное топливо для реактивных двигателей, керосин. По каким причинам изначально был выбран спирт?

по теме: youtube.com/watch?v=Eauxlp1wN8Q Быстрый ответ: спирт легко разбавляется водой, чтобы снизить температуру двигателя, что важно для технологии охлаждения в то время.
Самой первой американской космической ракетой была Bumper 5, использующая немецкую ракету V-2/A-4 в качестве первой ступени и американскую ракету WAC Capral в качестве второй ступени. Орбиты нет, но максимальная высота 393 км, что намного выше линии Кармана. Для первой стадии использовали 75% этиловый спирт и LOX.

Ответы (1)

Двигатель «Редстоуна» был в значительной степени основан на двигателе немецкого V-2 , который также использовал топливо из 75% этилового спирта с жидким кислородом.

В первых экспериментах Роберта Годдарда с ракетой на жидком топливе использовался бензин с жидким кислородом, который горел очень сильно — Годдард сжег несколько сопел и камер сгорания во время своих первых полетов. Выяснение того, как охладить камеру сгорания и сопло, стало большим препятствием для разработки более мощных двигателей.

Одним из путей было регенеративное охлаждение: прогон топлива по трубам вокруг двигателя и сопла для отвода тепла перед распылением топлива в камеру сгорания. Это было сложно, и когда использовался керосин для реактивных двигателей (который сделан из смеси различных углеводородов), часть топлива испарялась, образуя пузырьки газа, которые не несли много тепла, а часть топлива полимеризовалась или «кокс», забивающий трубки охлаждения. Этиловый спирт, с другой стороны, испарялся, но не коксовался, и разбавление его водой позволяло достаточно снизить температуру, чтобы испарение в охлаждающих трубках не было непреодолимой проблемой. Вода поглощала много тепла в камере сгорания и выбрасывалась в виде пара, обеспечивая реактивную массу для создания тяги, не способствуя сгоранию.

В качестве примечания, Bacardi 151 или аналогичный крепкий ликер, по сути, состоит из 75% этилового спирта и 25% воды. Если вы когда-нибудь пробовали фламбе или десерт, то это в основном ракетное топливо Редстоун, но сжигание его на LOX (немного более плотном, чем вода) вместо атмосферного кислорода (всего около 20% окружающего нас воздуха) дает гораздо больше удовольствия. горячее и быстрее горят.

IIRC, причина, по которой A-4 / V-2 использовали этанол вместо керосина, заключалась в том, что последний считался необходимым для войны: он был нужен нацистам для самолетов, а поставки были ограничены. Поэтому фон Брауну и его команде пришлось использовать другое топливо. Этанол был доступен и прост в обращении.
@DarkDust Военным самолетам во время Второй мировой войны нужен был бензин, а не керосин. Реактивные двигатели находились в разработке, но не в массовом производстве. Но поставки всех нефтепродуктов все равно были очень ограничены, вместо них применялось сжижение угля. Этиловый спирт смешивали с водой для упрощения проблем с охлаждением.
@DarkDust Бензин для поршневых двигателей можно было смешать с этиловым спиртом от 5 до 10%, как это делается сегодня. Во время войны картофель, используемый для производства этилового спирта, также был в ограниченном количестве.
@Uwe: Ты прав. Я только что нашел это в «Зажигании!»: «В конце 1931 года Клаус Ридель из VfR сконструировал двигатель для новой комбинации, и он был запущен в начале 1932 года. Он, как обычно, использовал жидкий кислород, но топливо, задуманное Риделем и Вилли Лей, представлял собой смесь этилового спирта и воды 60:40. Производительность была несколько ниже, чем у бензина, но температура пламени была намного ниже, охлаждение было проще, а оборудование работало дольше. Это был главный вклад VfR в топливной технологии, ведущей по прямой линии к А-4 (или Фау-2), и это было его последним».
Этиловый спирт и LOX использовались не только в A-4/V-2, но и в предшественниках A-1, A-2, A-3 и A-5.
Почему в качестве топлива для первых американских космических ракет был выбран спирт?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v