Список форумов Форум космопорта Форум космопорта
Космос и все, что с ним связано...
 
 FAQFAQ   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   ГруппыГруппы   РегистрацияРегистрация 
 ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 

Новый вид ракетного двиагателя

 
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум космопорта -> Обсуждение идей
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 19 Июн 2010 [09:50]    Заголовок сообщения: Новый вид ракетного двиагателя Ответить с цитатой

Берём прочный металлический цилиндр. Наливаем в него раствор нитрата амония в ослиной моче с заполнением примерно 90% (или любое взрывобезопасное жидкое монтополиво). Внизу размещаем сопло и закрываем пробкой. Перед стартом цилиндр сильно раскручиваем вдоль оси. За счёт центробежных сил наше жидкое топливо прижимается к стенкам, а посередине образуется канал, в котором будет происходить горение. Достаём пробку (она уже не нужна -- топливо останется прижатым к стенкам двигателя, пока он вращается). Поджигаем наше топливо. Если топливо взрывобезопасно, то горение его будет происходить на открытой поверхности, то есть в канале, образованном вдоль оси цилиндра. Давление будет действовать на поверхность жидкости и далее на стенки цилиндра, а температурные нагрузки будут компенсироваться кипящим слоем топлива.

Код:

Propellant composition
Code  Name                                mol    Mass (g)  Composition
105   AMMONIUM NITRATE                    0.9995 80.0000   4H  2N  3O 
968   UREA                                0.3330 20.0000   1C  4H  1O  2N 
Density :  1.629 g/cm^3
4 different elements
H  N  O  C 
Total mass:  100.000000 g
Enthalpy  : -4761.23 kJ/kg

148 possible gazeous species
3 possible condensed species

                       CHAMBER      THROAT        EXIT
Pressure (atm)   :     136.000      76.265       1.000
Temperature (K)  :    1990.007    1796.162     752.491
H (kJ/kg)        :   -4761.229   -5155.494   -7060.225
U (kJ/kg)        :   -5478.221   -5802.645   -7331.345
G (kJ/kg)        :  -24627.598  -23086.705  -14572.394
S (kJ/(kg)(K)    :       9.983       9.983       9.983
M (g/mol)        :      23.077      23.077      23.077
(dLnV/dLnP)t     :    -1.00000    -1.00000    -1.00000
(dLnV/dLnT)p     :     1.00000     1.00000     1.00000
Cp (kJ/(kg)(K))  :     2.05724     2.00933     1.59968
Cv (kJ/(kg)(K))  :     1.69695     1.64903     1.23939
Cp/Cv            :     1.21232     1.21849     1.29071
Gamma            :     1.21232     1.21849     1.29071
Vson (m/s)       :   929.59684   888.00109   573.30970

Ae/At            :                 1.00000    13.23154
A/dotm (m/s/atm) :                 9.55579   126.43783
C* (m/s)         :              1299.58785  1299.58785
Cf               :                 0.68329     1.64998
Ivac (m/s)       :              1616.77328  2270.73103
Isp (m/s)        :               888.00109  2144.29321
Isp/g (s)        :                90.55091   218.65705


Преимущества -- простота конструкции (изготовление проще чем РДТТ), простота расчёта двигателя, масштабираемость (топливо жидкое -- следовательно никакие трещины в нём не страшны), отсутствие топливных насосов и трубопроводов.

Недостатки -- ограниченный выбор топлив, необходимость раскрутки ракеты перед стартом.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Kuasar
Администратор


Зарегистрирован: 15.02.2005
Сообщения: 1072
Откуда: Минск

СообщениеДобавлено: 19 Июн 2010 [10:07]    Заголовок сообщения: Re: Новый вид ракетного двиагателя Ответить с цитатой

Непризнанный Гений писал(а):
Недостатки -- ограниченный выбор топлив, необходимость раскрутки ракеты перед стартом.


Огромный выбор - это плюс, а раскручивать можно только сам двигатель.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
vasanov
Ветеран


Зарегистрирован: 05.05.2009
Сообщения: 1986

СообщениеДобавлено: 19 Июн 2010 [21:43]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Корпус такого двигателя будет очень тяжелым. Помимо давления при сгорании топлива, еще нужно учитывать действие центробежных сил,
которые тоже будут разрывать корпус. Да и канал для горения под действием гравитации Земли получится конусным, но с узким основанием внизу, возле сопла, а широким вверху, а желательно наоборот.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 19 Июн 2010 [22:00]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Ну вот смотрите : давление на глубине 20 метров 2 атмосферы. Если у нас высота ракеты 20 метров, то 2 атмосферы это как раз и есть та максимальная сила, с которой вода давит во все стороны, чтобы занять весь доступный объём. Это значит, что чтобы создать сплошной канал для горения высотой 20 метров нам достаточно увеличить прочность стенок таким образом, чтоы они удерживали дополнительно примерно где-то 10 атмосфер. Что копейки, если у нас в двигателе и так высокое давление.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
vasanov
Ветеран


Зарегистрирован: 05.05.2009
Сообщения: 1986

СообщениеДобавлено: 19 Июн 2010 [22:47]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Непризнанный Гений писал(а):
Ну вот смотрите : давление на глубине 20 метров 2 атмосферы. Если у нас высота ракеты 20 метров, то 2 атмосферы это как раз и есть та максимальная сила, с которой вода давит во все стороны, чтобы занять весь доступный объём. Это значит, что чтобы создать сплошной канал для горения высотой 20 метров нам достаточно увеличить прочность стенок таким образом, чтоы они удерживали дополнительно примерно где-то 10 атмосфер. Что копейки, если у нас в двигателе и так высокое давление.

Если бы только давление и центробежные силы.А при перегрузке в 3-4 G понадобятся центробежные силы в 3-4 раза больше, чтоб канал горения не захлопнулся и вся жидкость просто не вытекла под давлением из сопла, а потом еще и загорится огромным факелом.
Не, лучше уж замороженное до твердого состояния топливо. При Абсолютном нуле и кислород с водородом можно как твердотопливник использовать, а лучше фтор с водородом, но это только не на Земле.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
kartashov
Старожил


Зарегистрирован: 09.02.2007
Сообщения: 121

СообщениеДобавлено: 20 Июн 2010 [21:26]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

ДА ПРЕДЛОЖЕНИЕ ИНТЕРЕСНО- ВООБЩЕ В ПРИНЦИПЕ. Но добиться заявленного проблематично. Но вообще камеру сгорания можно и сделать вращающейся- топливо можно подавать с баков. Но нужно особое топливо.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Кулибин
Старожил


Зарегистрирован: 09.12.2006
Сообщения: 217
Откуда: Сургут.

СообщениеДобавлено: 26 Июн 2010 [18:41]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Идея интересная, предложненный двигатель сочетает в себе положительные качества двигателей на твердом и жидком топиливе, и может стать одним из вариантов альтернативного двигателя для ракет.
Двигатель заправляется жидким топливом, что делает процесс заправки простым как для жидкостной ракеты.
В отличие от традиционного двигателя на твердом топливе очень проста, и не требует времени, что делает его леким в эксплуатации.
Устройство двигателя предельно просто, как у традиционного двигателя на твердом топливе, а значит должна быть низкая стоимость разработки, низкая себестоимость и высокая надежность.
К недостаткам двигателя можно отнести сравнительно низкое массовое совершенство.
Из за дополнительного давления слоя топлива на стенки баков, вызванного центробежным ускорением, стенки баков должны быть прочнее и тяжелее.
Внутренний канал имеет не рациональную форму, сужаясь с низу и расширяясь к верхнему торцу, из за веса топлива и ускорения ракеты, что так же увеличивает относительный вес топливных баков.
Использовать предложенный двигатель для боковых ускорителей жидкостных ракет, где обычно используют твердотопливные ракеты сложно из за вращения.
Потенциальная сфера использования этого двигателя первые ступени легких и сверхлеких носителей стабилизируемых вращением.
Для первых ступеней не высокое массовое совершенство терпимый недостаток, так как вес баков первой ступени не велик по сравнению с верхними ступенями.
Из за вращения ракеты носителя не нужно никаких дополнительный приспособлений, чтобы состыковать вращающуюся первую ступень с носителем.
Чем легче вес ракеты с центробежным прижиманием топлива к стенкам баков, тем меньше сужение внутреннего канала в топливе на нажнем торце, вызванного весом топлива и ускорением ракеты. И тем соответсвенно меньше должно быть центробежное ускорение, предназначенное для компенсации этого сужения. По этой причине такие двигатели оптимальны именно для легких носителей.
Особенно хорошо преимущества этого двигателя - выкокая надежность и простота в эксплуатации могут проявляться на многоразовых первых ступенях при частых стартах.
Для подготовки многоразвой ступени к повторному старту достаточно поменять одноразовую теплоизоляцию которая защищает сопло и торцы баков, заправить ступень жидким топливом и раскрутить ракту на старте. Процесс заправки топливом традиционных твердотопливных ракет длительный и сложный.

Предложенный двигатель в перспективе может стать серийным, для него надо бы придумать название чтобы не возникало сложностей с терминологией, я бы посоветовал "Центробежно прижимной двигатель", из за его основной особенности, прижимания слоя топлива к стенкам баков центробежным ускорением.
И еще автору изобретения не мешало бы подписаться своим настоящим именем под своими материалами, а то потом могут быть сложности с авторским приоритетом.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ruata matsu
Ветеран


Зарегистрирован: 17.02.2005
Сообщения: 830
Откуда: Uk

СообщениеДобавлено: 29 Июн 2010 [12:03]    Заголовок сообщения: Re: Новый вид ракетного двиагателя Ответить с цитатой

Непризнанный Гений писал(а):
Берём прочный металлический цилиндр. ...

Смесь Аммиачной селитры с ослиной мочей - горит только при повышенном давлении. Преимущество смесей дайверса - как раз в том и есть, что их можно хранить в тонкостенном баке, а сжигать в небольшом двигателе под большим давлением, где легче контролировать процесс горения.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Кулибин
Старожил


Зарегистрирован: 09.12.2006
Сообщения: 217
Откуда: Сургут.

СообщениеДобавлено: 05 Июл 2010 [18:05]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Аммиачно селитрянные смеси с катализатором горят вполне нормально, не на много медленнее сахарной или сорбитной карамели, это твердые, а жидкие должны гореть быстрее.
В нитрат аммония можно добавлять более быстрогорящие примеси повышающие скорость горения плотность и энергетику.
Вместо нитрата аммония можно использовать нитрат гидроксиламмония, у него ниже температура плавления, выше плотность и энергия разложения, он выделяет больше кислорода и горит быстрее.
Странно, чего то от автора не слуха не духа.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ruata matsu
Ветеран


Зарегистрирован: 17.02.2005
Сообщения: 830
Откуда: Uk

СообщениеДобавлено: 12 Июл 2010 [10:12]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Кулибин писал(а):
Аммиачно селитрянные смеси с катализатором горят вполне нормально, не на много медленнее сахарной или сорбитной карамели, это твердые, а жидкие должны гореть быстрее.

Да плохо они горят. Медленно. А у жидких своя специфика. Связанная с физико-химической неустойчивостью топлива в камере сгорания.

Цитата:
Вместо нитрата аммония можно использовать нитрат гидроксиламмония, у него ниже температура плавления, выше плотность и энергия разложения, он выделяет больше кислорода и горит быстрее.
АМС дешевое топливо. Нетоксичное. Широко распространенное. Эти плюсы то - и надо использовать.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Кулибин
Старожил


Зарегистрирован: 09.12.2006
Сообщения: 217
Откуда: Сургут.

СообщениеДобавлено: 12 Июл 2010 [22:56]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Твердая смесь нитрата аммония с сахаром, с примесью дихромата калия устойчиво горит со скоростью несколько миллиметров в секунду. Скорость горения можно увеличить другими примесями.
Нитрат гидроксиламмония не намного дороже аммиачной селитры.
Перспективные монотоплива на нитрате гидроксиламмония с органикой имеют импульс - 240 секунд, и это с метанолом и примесью воды.

http://elibrary.ru/item.asp?id=12892876
http://www.sibran.ru/psb/show_text.phtml?rus+10989+9

С органичискими примесями ускоряющими горение и калорийной алюминиевой пудрой это топливо может сравняться по эффективности с традиционным смесевым твердым топливом, а может и немного превзойти.
И для центорбежно прижимного двигателя не обязательно использовать расплавленные легкие нитраты, топливная смесь может быть и аналогично традиционному топливу. Твердый окислитель, алюминиевая пудра, органическое связующее, только связующее не полимеризующееся, более дешевое, и окислитель многокомпонентный, оптимальный из соотношения стоимость - эффективность.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ruata matsu
Ветеран


Зарегистрирован: 17.02.2005
Сообщения: 830
Откуда: Uk

СообщениеДобавлено: 13 Июл 2010 [07:32]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Кулибин писал(а):
Твердая смесь нитрата аммония с сахаром, с примесью дихромата калия устойчиво горит со скоростью несколько миллиметров в секунду. Скорость горения можно увеличить другими примесями..

немцы пытались поставить производство ракет на аммиачно-селитряном топливе на поток. Ибо они были в теории эффективнее и на порядок дешевле ракет на динитрогликоле.
Но так и не сумели - целые институты работали над этим и провалили тему. Вопрос гораздо сложнее, чем кажется.

Цитата:

Нитрат гидроксиламмония не намного дороже аммиачной селитры.

Посмотрел на цены - реактивы, соли гидроксиламмония по цене близки к солям гидразина. Т.е. они немного дешевле гидразина.

И много-много дороже аммиачной селитры.

С чего решил, что такое редко применяемое вещество как гидроксил аммоний нитрат - и много миллионо тоннажное вещество - нитрат амония - будут близки по цене???? Shocked

Цитата:
Перспективные монотоплива на нитрате гидроксиламмония с органикой имеют импульс - 240 секунд, и это с метанолом и примесью воды.
При этом уступают гидразину в технологичности и эффективности. И чуток выигрывают по цене у гидразина.

Я бы поставил на гидразин. Как более технологичную и отработанную технологию.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Кулибин
Старожил


Зарегистрирован: 09.12.2006
Сообщения: 217
Откуда: Сургут.

СообщениеДобавлено: 15 Июл 2010 [01:43]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Со времент нацистской германии прошло немало времени, тогда технологии были намного проще и небыло большогшо научно технического задела и по движкам и по химии топлив, а сейчас есть и то и другое, поэтому с движками можно поимпровизировать.
И в теме речь вообще не о нитратном топливе, а о новом двигателе, просто автор заявил его как двигатель на аммиачно селитрянном топливе, и он технически вполне может летать на расплавленной селитре, только на этом топливе не получится большой мощности.
Горячельющиеся растворы с нитратом аммония это во первых не единственное возможное топливо для двигателя такого типа, а во вторх, расплавленная селитра может служить не топливом а топливом связующим, большая разница. У селитры есть свои недостатки низкая скорость горения мало избытка кислорода, но если добавить минерального окислителя и алюминеевой пудры в стехиометрических соотношениях, то селитра будет уже играть роль не столько топлива, сколько связки А в качестве связки она очень выгодна, теплопроводность и плотновть в любом случае выше чем у любой органики, продукры разложения нитрата аммония вода и азот, средняя молекулярная масса не высокая, окислитель для сжигания селитры расходовать не нужно, она сама окислитель, топливо на расплавленном нитрате аммония в качестве связки (или на эвтектике) будет в любом случае дешевле традиционного смесевого. Характеристики топлива тоже будут чуть выше, не намного но из соотношения стоимость - эффективность в любом случае оно выигрывает.
Нитрат гидроксиламмония в химреактивах может стоит и дорого, но он производится промышленно, гидроксиламин получается из моно оксида азота и водорода с катализатором, или из азотной кислоты с водородом, синтез аналогичен аммиаку, а потому цены должны быть не яхонтовые. Цены в химреактивах и оптом на развес могут разительно различатся.
Целесообразность применения монотоплива на основе растворов нитрата гидроксиламмония на жидкостных монотопливных движках это отдельная тема, но именно для этого двигателя - центробежно прижимного, такие растворы явно целесообразны. У нитрата гидроксиламмония низкая температура плавления, он нормально мешается с органикой, и по всем остальным показателям наголову выше селитры, как говориться что доктор прописал.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум космопорта -> Обсуждение идей Часовой пояс: GMT + 2
Страница 1 из 1

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах