2%, ceea ce echivalează cu o creștere a ponderii încărcăturii utile pe
6,5%. În comparație cu utilizarea combustibilului kerosen + oxigen, masa încărcăturii utile care va fi îndepărtată va crește cu
Combustibilul propus este destinat utilizării în motoarele cu combustibil lichid (LRE) folosite în boostere cosmice (RB) și etape vehicule de lansare (LV).
Analogul acestui combustibil este combustibilul kerosen + oxigen [1, 3, 6].
Oxigenul lichid este în prezent unul dintre cei mai cunoscuți oxidanți din combustibilii LPRE. Acest lucru se datorează faptului că oxigenul lichid este o componentă sigură a mediului a combustibilului.
În același timp, este ieftin, netoxic, moderat inflamabil și oferă caracteristici energetice suficient de mari ale combustibililor. De exemplu, combustibilul cu kerosen + oxigen la o presiune în CS 70 ata și un grad geometric de dilatare a duzei 40 asigură un impuls specific gol la
Cu 8% mai mare decât kerosenul + combustibil AT, unde tetrakidatul de azot este utilizat ca oxidant.
Kerosenul este un combustibil de hidrocarburi, care este un amestec de hidrocarburi naturale obținute prin distilarea uleiului. Primirea kerosenului din uleiul natural provoacă relativitatea acestuia. Mai mult decât atât, kerosen este o substanță toxică scăzută legată de al patrulea (cel mai mic) clasa de pericol, pericol de incendiu și are moderat o densitate suficient de mare, ceea ce afectează în mod pozitiv avantajele sale de funcționare.
În general, combustibilul kerosen + oxigen este un combustibil eficient cu o densitate suficient de mare
1000 kg / m3 și un impuls specific suficient de ridicat al fluxului de produse de ardere, care permite rezolvarea destul de eficientă a problemelor existente cu care se confruntă mijloacele moderne de excreție.
Dezavantajele kerosenului și oxigenului sunt: o diferență relativ mare în temperaturile de funcționare pentru oxigenul lichid (
90 K) și kerosen (
290 K), care necesită măsuri speciale pentru a compensa solicitările termice apărute în rezervorul de stocare a oxidantului când umplerea cu oxigen lichid, precum și nevoia de rezervoare de stocare componente funduri separate și izolație între rezervoarele mari. Acest lucru conduce la creșterea substanțială a greutății a componentelor și rezervorul de stocare pentru a mări volumul ocupat de rezervoarele de stocare a componentelor combustibile din sistemul de propulsie, care crește, de asemenea, costul de stocare în masă de combustibil.
Prototipul combustibilului propus este combustibilul cu metan + oxigen [2].
Metanul este un constituent major al gazelor naturale, prin urmare, producția sa este estimată a fi chiar mai mică decât producția de kerosen. Deoarece performanța energetică a combustibilului depășește cu kerosen combustibil + oxigen: presiunile mai sus menționate în COP și raportul de expansiune geometrică a duzelor de combustibil specific impuls metan + oxigen va fi specific mai mare puls combustibil cherosen + oxigen la
Cu toate acestea, metan chiar și la o temperatură de 91 K (temperatura de topire este de 90.66 K) are o densitate mică de 455 kg / m 3 când densitatea de metan combustibil + oxigen 830 kg / m 3 ceea ce duce la creșterea costurilor de stocare în masă din cauza necesității măriți volumul rezervoarelor de stocare.
combustibil densitate metan + subrăcire oxigen scăzut și kislorda incapacitatea folosind componente de rezervoare de stocare a combustibilului funduri sunt combinate cu faptul că pentru RB spațiu semnificativ (cu 20% comparativ cu cherosen + oxigen) reduce posibila timpul de depozitare a combustibilului în spațiul apropiat.
Deoarece temperatură metan topire peste punctul de fierbere al oxigenului la o presiune de 1 atm (adică, peste 90 K), utilizarea de rezervoare de stocare propulsori funduri aliniate chiar de fierbere la 1 atm de oxigen (și mai ales atunci când se utilizează oxigenul subrăcit care fierbe la presiune scăzută) este imposibilă fără utilizarea izolației termice inter-rezervoare.
Mai mult, deoarece rezervorul de combustibil este umplut cu metan criogenice, atunci trebuie să fie izolat din câștiguri externe de căldură, ceea ce crește și mai mult costul de stocare în masă de combustibil.
Toate acestea duc la o reducere semnificativă în comparație cu kerosenul combustibil + oxigen creștere în greutate și dimensiunile rezervoarelor de depozitare a combustibilului metan + oxigen, in mod semnificativ, iar în unele cazuri până la zero, reduce efectul care ar fi obținut dintr-un prototip al unui anumit mai mare impuls.
Obiectul invenției este acela de a crește densitatea combustibilului și, ca o consecință, costul de masă al depozitării sale în rezervoarele de combustibil. Caracteristicile energetice ale combustibilului nu se deteriorează în acest caz în comparație cu prototipul.
Cu conținutul de metan specificat, temperatura de solidificare a unui astfel de combustibil este mai mică de 90 K, adică atunci când este folosit ca oxidant, de exemplu oxigen lichid în fierbere, rezervorul de oxigen și rezervorul de combustibil poate avea un fund comun care nu este acoperit de izolarea termică.
În plus, combustibilul propus pentru un raport molar interval specificat de metan - etilenă va avea o densitate de la 900 până la 970 kg / cm 3 comparabilă cu densitatea combustibilului oxigen + kerosenul, și având în vedere capacitatea calorică mare a combustibilului în timpul de rezidență a combustibilului propus este posibil, în apropierea RB spațiu spațiul va fi același ca în cazul utilizării combustibilului cu kerosen + oxigen.
În acest caz, calculele termodinamice efectuate au arătat că impulsul specific al produselor de evacuare a combustibilului propus va fi același ca și pentru combustibilul metan + oxigen.
Aplicarea combustibilului propus într-o instalație de medie tensiune LV cu o rezervă totală de combustibil de 300 tone va reduce masa proiectării LV comparativ cu utilizarea metanului + oxigenului
2%, ceea ce echivalează cu o creștere a ponderii încărcăturii utile pe
6,5%. În comparație cu utilizarea combustibilului kerosen + oxigen, masa încărcăturii utile care va fi îndepărtată va crește cu
Metan, așa cum sa menționat mai sus, este un constituent major al gazelor naturale, iar etilena este o materie primă utilizată pe scară largă pentru industria chimică (de exemplu, în timpul producției de polietilenă), astfel încât producția de combustibil pentru un astfel de combustibil nu necesită crearea de noi industrii și poate fi utilizată într-un timp suficient de scurt.
Costul combustibilului propus este estimat a fi comparabil cu costul kerosenului + oxigenului.
2. Paushkin Ya. M. Compoziția chimică și proprietățile combustibililor cu jet. - Editura M. de la Academia de Științe a URSS, 1958.- 376 p. il. str.302.
3. Sinyarev G.B. Motoare cu rachete lichide. - Editura M. de Stat a Industriei de Apărare. 1955. -488 p. Ill. pp. 159-161.
4. Manual privind baza fizică și tehnică a criogeniei. / M.Malkov.-3 ed. Revizuit. și suplimentare. - M .: Energoatomizdat, 1985, -432 p. il. str.217.
5. Manual privind separarea amestecurilor de gaz prin răcire profundă. / AND. I. Gelperin. - ed. 2 Revizuit. - M. Editura Științifică și Tehnică de Stat de Literatură Chimică, 1963. - 512 p. il. str.232.
6. Proprietățile termodinamice și termofizice ale produselor de ardere / în 3 volume / Ed. VP Glushko, - M. Institutul All-Union de Informații Științifice și Tehnice. 1968, voi 2, pp.177-308.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: