Подходят ли обычные взрывчатые вещества для импульсного движения?

Во время холодной войны мы исследовали использование ядерного оружия в качестве движущей силы. Вместо того, чтобы попробовать это сразу, мы использовали обычные взрывчатые вещества для их имитации. Является ли экономически целесообразным использование обычных взрывчатых веществ для запуска транспортного средства в космос и через него, и если да, то почему мы этого не сделали?

Ответы (3)

Давайте рассмотрим вашу идею: вы хотите сбросить бомбы за ракетой и использовать продукты сгорания для движения.

Хорошо, вот препятствие № 1: время между импульсами тратится впустую - ничто не приводит в движение ракету, когда нет взрыва. Очевидное решение — сделать паузы между импульсами короче. В пределе вы бы «накормили» линию взрывчатки так же быстро, как она «расходуется».

Здесь мы подходим к препятствию №2: если просто взорвать палку, процесс станет неконтролируемым. Это безудержная реакция, которую нельзя остановить и задушить. Скорость детонации составляет около 10 км/с, плюс-минус, и это дает вам представление о задействованных постоянных времени.

При взрыве высокого порядка импульс давления и тепловая нагрузка будут сильно различаться в зависимости от распространения детонационной волны. Чтобы мириться с неопределенностью в обоих случаях, вам придется преобразовать тонкую оболочку ракеты в толстую броню, которая обречена на провал — вы просто носите с собой все то, что вам не нужно. А толщина влияет только на давление, а не на тепловую нагрузку, которую вам придется сбрасывать другими способами.

Вот почему вам не нужна детонация высокого порядка, детонация/дефлаграция низкого порядка. Вы хотите контролируемое горение . И тут в дело вступают твердое и жидкое ракетное топливо (хотя иногда они не подчиняются вашим правилам и вынуждают «быстро разбирать» двигатель).

Мы вернулись на круги своя. Оставьте химические взрывчатые вещества для работ по сносу, а топливо для двигателей.

РЕДАКТИРОВАТЬ: обратите внимание, что General Atomics провела испытания однометровой летающей модели, работающей на пластиковой взрывчатке (Hot Rod) в 1959 году. См. рисунки ниже (взятые из книги Джорджа Дайсона «Правдивая история проекта Орион»).

Рис 1

Тест хот-рода

Традиционные взрывчатые вещества не подходят для импульсных двигателей , потому что они недостаточно мощные.

Импульсные ядерные двигатели исследовались во время холодной войны в рамках проекта «Орион».

Схема того, как может выглядеть двигательная установка Orion. [Предоставлено Викимедиа]

Концепция Orion предлагала одновременно высокую тягу и высокий удельный импульс или эффективность топлива. Беспрецедентно экстремальные требования к мощности для этого будут удовлетворены ядерными взрывами такой мощности по отношению к массе транспортного средства, чтобы выжить только за счет использования внешних детонаций без попыток удержать их во внутренних конструкциях. Однако проект был заброшен после подписания Договора об ограниченном запрещении ядерных испытаний, который запрещал все ядерные взрывы над землей. Концепция также подверглась резкой критике за риск, который она представляет для экологии и жизни человека.

Проблема с использованием обычных взрывчатых веществ заключается в том, что они просто недостаточно мощны. Импульсная двигательная установка основана на мощном удельном импульсе порядка 1 меганьютона·с/кг . Ядерные бомбы — единственное взрывчатое вещество, хотя бы отдаленно способное создать такую ​​силу.

Даже в более поздних концепциях импульсного двигателя традиционные взрывчатые вещества никогда не рассматривались. И Project Daedelus, и Project Longshot обсуждали использование термоядерных реакторов с инерционным удержанием.

Почему такие высокие требования к мощности? Может быть, для огромного автомобиля, предложенного в этих проектах, но для меньшего не было бы такой большой проблемы. Просто потребуется более высокая частота пульса. Кроме того, в атмосфере термобарическое оружие способно на гораздо большее, чем обычные химические взрывчатые вещества.
@BobHopeldorf, если вы говорите о небольших транспортных средствах, тогда в уравнение входит экономическая целесообразность. Гораздо безопаснее и дешевле использовать традиционные химические ракеты.
Хорошо, вы определенно правы насчет безопасности. Я не знаю, сколько они стоят оптом, но я думаю, что ANFO дешевле, чем APCP.
Обратите внимание, что 1) Существует целый ряд различных видов топлива от LOX/H2 до RP1/LOX 2) Прямые цены нельзя сравнивать, их использование и количество различаются между импульсным двигателем и двигателем с обычным горением.
Я полагаю, их можно было бы сравнить, используя доллары за кг, с НОО, но единственный полет ракеты с импульсным взрывчатым двигателем - это испытание в рамках проекта "Орион", и испытательная машина прошла всего несколько метров.

Химические взрывчатые вещества далеко не так энергоемки на фунт, как ракетное топливо. Это будет жестоко, когда дело доходит до ISP такой силовой установки. Уравнение ракеты жестоко, если вам нужны энергии, которые включают в себя транспортное средство, которое в основном состоит из топлива (как и все орбитальные запуски). Жестокость * жестокость = полное безумие.

Подходят ли обычные взрывчатые вещества для импульсного движения?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v