Химические ракетные двигатели. Ракетные топлива. Перспективы.

[pkl]

А зачем это всё?

Для повышения давления в камере сгорания, и тем самым характеристик двигателя, и по идее такая мера позволит достичь более полного сгорания компонентов топлива.

А не разорвёт камеру? Оно у нынешних двигателей и так на пределе конструкционной прочности материалов!

[pkl]

Что касается Луны и околоземных астероидов - то про водородсодержащие топлива придётся забыть. А также похоже про фтор и углеродсодержащие.
Только хардкор, типа жидкий алюминий+жидкий кислород.
Низкий УИ, зато дохрена и дёшево.

А может, алюминиевый порошок? Нельзя ли подобрать углеводород с плотностью твёрдого алюминия и сделать аналог Люминала-А?

[Андрей 2]

Это зависит от диаметра выходного отверстия  "суммирующей" камеры.

[Изобретатель]

А может, алюминиевый порошок? Нельзя ли подобрать углеводород с плотностью твёрдого алюминия и сделать аналог Люминала-А?

Нет таких углеводородов,Но есть прототип -магнитные жидкости,правда вязкость высокая(для топлива)  не расслаиваются.Можно твердые смеси :Нано алюминий парафин ,полиэтилен  и другие + ЖК

[ziggyStardust]

С такими то двигателями некошерно будет летать без лампового радио с позолоченными контактами...

[crazy_terraformer]

https://chrdk.ru/news/rossiiskie-uchenye-predlozhili-sdelat-nanoalyuminii-iz-metallicheskogo-stekla

Ученые из НИТУ «МИСиС» и Университета Тохоку (Япония) изучили металлическое стекло и обнаружили совершенно неожиданный эффект. С его помощью можно быстро и недорого получать сферические однотипные наночастицы алюминия. Соответствующая статья опубликована в Intermetallics

Металлическим стеклом называют вещества, которые при обычных условиях, остывая, образуют кристаллические решетки, похожие на те, из которых состоят металлы. Однако, если их охладить максимально резко, молекулы в таких материалах застывают неупорядоченно и нормальные кристаллические решетки не возникают. Благодаря этому такие материалы перспективны для ряда отраслей, но в то же время имеют ненормально высокую хрупкость (в ряде случаев близкую к обычному стеклу). Вдобавок действительно быстрое охлаждение металлов и их сплавов требует экзотических производственных методов, например осаждения из газовой фазы (для чего нужно вначале эти металлы испарить, а потом осаждать в вакуумной камере) или даже распыления в охлаждающей среде с помощью взрыва. Поэтому пока такие материалы дороги.

Российские исследователи изучили, как меняются свойства металлического стекла с составом Al85Y8Ni5Co2. Неожиданно они обнаружили, что если этот сплав нагревать с разной скоростью, то свойства получающихся металлических стекол с формально одним и тем же химическим составом будут разными. Связано это, вероятно, с тем, что хаотичность структуры таких металлических сплавов слегка отличается в зависимости от температуры. У неожиданного наблюдения оказались значимые практические следствия.

Если материал нагревать быстро, то из-за скоростной кристаллизации в нем возникают наночастицы сферической формы из практически чистого алюминия, размер их около 10 нанометров в диаметре. Получающийся сплав хотя и тверд, но хрупок, и поэтому его легко разбить. В норме с хрупкостью металлических стекол борются, но в данном случае это скорее преимущество. Кроме того, нужный по скорости нагрев достигается в рамках стандартных методов металлургии: после отливки материал нужно лишь подвергнуть обычной термической обработке, и он тут же насыщается наночастицами алюминия.

Авторы работы предлагают помещать такой материал в обычные шаровые мельницы, измельчать его и брать оттуда наночастицы алюминия. Такая методика на данный момент — самый дешевый способ получения наночастиц данного металла.

Наноалюминий по свойствам заметно отличается от обычного алюминиевого порошка. Например, обычный порошок воспламеняется при тысяче градусов по Цельсию, а нанопорошок — при 660. Детонирует нанопорошок из алюминия на 30 процентов быстрее, а удельная тяга ракетного топлива на его основе на 70 процентов выше (впрочем, такое топливо подходит далеко не для всех ракет). Наночастицы одинакового размера можно добавлять в другие материалы, увеличивая их твердость (до сих пор это было непрактично из-за дороговизны получения наноалюминия). Наконец, частицы наноразмеров — эффективный катализатор, ведь из-за малых габаритов соотношение массы к поверхности у них очень большое.

[noxx77]

С "витаминками" состав. Иттрий-никель-кобальт.

[pkl]

Это зависит от диаметра выходного отверстия  "суммирующей" камеры.

С чего Вы взяли?

[-Юрий-]

А не разорвёт камеру?

Так топлива впрыскивать чуток поменьше, его и хватит на бОльшее время, а значит, и подальше полетит.

[Андрей 2]

Сделайте выход больше - снизится эффективность, сделайте его маленьким - рванёт, вы ведь знакомы с принципом работы реактивного двигателя не так ли?

[pkl]

Так топлива впрыскивать чуток поменьше

Так и тяга уменьшится. Если слишком мало, Ваша ракета не взлетит!

[pkl]

Сделайте выход больше - снизится эффективность, сделайте его маленьким - рванёт, вы ведь знакомы с принципом работы реактивного двигателя не так ли?

Ещё как! И как хорошо знакомый любитель скажу Вам по секрету - Ваше чудо-юдо работать не будет.

[Андрей 2]

Ну не будет так не будет.

[Valerij56]

Как-то я обдумывал способ повышения эффективности ЖРД, и прикинул вот такой вариант: Если установить несколько ЖРДшных камер сгорания вместе, направив выхлоп их продуктов горения в другую, большего размера, и сфокусировать эти потоки, мы получаем сложение их тяги, и удельного импулса,

   
Сложение тяги получить возможно, сложение импульса - нет, так как невозможно ускорить тело обменом импульса с телом меньшей скорости. И для последующего тоже будут проблемы, так как скорость истечения измеряется относительно ускоряемой камеры сгорания. Камера сгорания у вас улетит, иначе.

[crazy_terraformer]

С "витаминками" состав. Иттрий-никель-кобальт.

Иттрий-никель-кобальт остаются вне фазы шариков наноалюминия их можно использовать повторно. Хотя мне кажется, что лучше использование сильного электрического тока для получения наноалюминия из тонкой алюминиевой проволоки(при большом токе проволока взрывается,часть алюминия будет в виде паров, а часть в виде мелких капель, из которых получатся твёрдые наночастицы), так как всё же небольшая утечка иттрия для индустрии небесных тел, где нет гранитоидов будет проблемой.

[noxx77]

так как всё же небольшая утечка иттрия для индустрии небесных тел, где нет гранитоидов будет проблемой.

И я о том. А прямо из плазмы при разделении в нано-капли не получится?

[crazy_terraformer]

так как всё же небольшая утечка иттрия для индустрии небесных тел, где нет гранитоидов будет проблемой.

И я о том. А прямо из плазмы при разделении в нано-капли не получится?

Вы про иттрий?

[EvilShurik]

Все иные топливные пары кроме кислород-керосин и кислород-водород проиграли "вымерли" по той причине, что при незначительном увеличении удельного импульса резко повышали сложность обращения с ними!
Поэтому кислород-керосин, кислород-водород и, в будущем, возможно, кислород-метан это единственные в будущем топлива для массовых ЖРД!

Так что нужно смотреть в другую сторону - а именно, в сторону снижения безполезной массы носителя.
Например, можно реализовать и даже уже реализуется идея Ф.Цандера об использовании в качестве рабочего тела конструкций отбрасываемых ступеней РН!
Можно сделать все несущие конструкции носителя из топлива, и таким образом в два-три раза увеличить ПН. Вполне возможно довести ПН до 10% от массы носителя. И, благодаря тому, что несущие конструкции РН одновременно являются топливом, нет проблем с отбрасываемыми ступенями.

[noxx77]

так как всё же небольшая утечка иттрия для индустрии небесных тел, где нет гранитоидов будет проблемой.

И я о том. А прямо из плазмы при разделении в нано-капли не получится?

Вы про иттрий?

Нет, про получение
 алюминия из реголита.

[Ultima Thulean]

Ням-ням