Жидкое топливо хранится как твердое

Некоторые топлива имеют совершенно разные температуры плавления. Самый крайний случай — это теоретически фантастический (и кошмарный на практике) тритоплив фтор-литий-водород, где жидкий водород является очень криогенным, а литий плавится при 180°C. Итак, вместо криогенных топливных баков, баков с комнатной температурой или даже с подогревом, были ли когда-нибудь конструкции ракет, в которых жидкое топливо хранится в твердой форме?

Это будет включать расплавление топлива с помощью теплообменника перед его закачкой в ​​​​камеру, хранение его в виде порошка и его перемещение вместо этого или даже хранение его в виде суспензии частиц в жидкости. Однако жидкий водород и тому подобное выходят за рамки этого вопроса.

Обратите внимание, что речь идет не о гибридных ракетах. В гибридных ракетах жидкое топливо сталкивается с твердым зерном, а реакция происходит на границе раздела. Сама реакция может расплавить твердое зерно, но это в лучшем случае способ улучшить локальную реакцию, от нее никуда не денешься. Вместо этого речь идет о ракетах на жидком топливе, где часть топлива хранится в твердом состоянии, но в какой-то момент перемещается как жидкость.

Также было бы интересно узнать, как замораживание жидкого топлива влияет на его срок годности. Если это продлит срок хранения, это будет полезно для хранения топлива перед заправкой ракеты. Не совсем то, что предлагает @Eth, но похоже.

Ответы (2)

Жидкостные ракеты — сложные и мощные машины. И обычно они выполняют свою работу менее чем за 30 минут. Трудно изменить фазу топлива с твердого на жидкое за 30 минут, учитывая, что большинство видов топлива имеют более высокую скрытую температуру синтеза. Некоторые материалы могут превращаться в полутвердые вещества , а не в жидкости, обладающие совершенно другим набором свойств. Также добавляется дополнительная сложность теплообменников и риск того, что несколько твердых гранул, которые не полностью расплавятся, могут заблокировать трубы топлива / окислителя или повредить турбины в полете.

С этими рисками, сложностью и свойствами топлива без существенных преимуществ я могу заверить вас, что жидкостный ракетный двигатель такого типа никогда не будет разработан.

Как правило, твердое топливо перед сгоранием не переходит из твердого состояния в газообразное? Это не то же самое, что переход из твердого состояния в жидкое, но игнорирование всех фазовых переходов фразой «фазовые переходы в ракетах никогда не произойдут, потому что ракеты сложны» может быть слишком поспешным. Почему бы, например, не выбрать твердый метан/SOX и не объяснить, почему это явно никогда не сработает, если действительно никогда не сработает?
Хорошие моменты, и, скорее всего, достаточно, чтобы убить идею.
@uhoh, ответ, который я дал, является общим ответом. «Некоторые материалы могут превращаться в полутвердые вещества». Они могут применяться или не применяться для некоторых видов топлива. Например, рассмотрим воск в качестве топлива. Его вязкость значительно изменяется в зависимости от температуры при стандартном давлении. Он просто не преобразуется из твердого состояния в жидкое напрямую. Обычно топливо хранится под давлением из соображений безопасности (здесь это тоже применимо). При таком давлении, температуре и высокой скорости потока топлива конструкторы должны учитывать новые переменные, такие как вязкость топлива и другие, упомянутые выше.
@uhoh Я использовал это слово «ракеты сложны», чтобы выразить свое нежелание еще больше усложнять ракеты. Что касается фазовых превращений, есть аспиранты, работающие над многофазным горением, это очень обширная тема. Твердый метан/SOx может сработать, но я не вижу для этого веских причин.
Хорошо, звучит хорошо, спасибо!

Не специально, а ответ на этот вопрос Плохо ли, если гидразин замерзнет на космическом корабле? Всегда ли он хранится в жидком состоянии или его можно безопасно заморозить, а затем разморозить при необходимости? утверждает, что топливо спутника «Олимп» замерзло и было успешно разморожено и использовано позже.

Я никогда не слышал о том, чтобы такая конструкция использовалась специально, и трудно понять, какую пользу она может принести.

Этот вопрос и ответы на него интересны, спасибо. Было бы интересно использовать жидкое топливо, которое является твердым при комнатной температуре, но замерзание гидразина, даже если оно управляемое, уже было явно проблемой.