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Was Sie über die Treib ZU WISSEN

Also: Angenommen, Sie sind nicht nur in den Bau von Raketen beschäftigt, sondern auch den Bau von Raketenmotoren oder die Entwicklung neuer alternativer festen Raketentreibstoffen. Natürlich können Sie Ihre vorgeschlagene Raketentreibstoff verwenden, die auch verwendet werden, längst entdeckt hat, aber einig, wäre es viel schöner, wenn Sie auf wusste, was Grundlage sind alle Daten von Brennstoff und als ob sie arbeiten. Ich rate Ihnen nicht, diesen Artikel zu sagen, wenn Sie nicht daran interessiert sind, aber dennoch könnte es für Sie nützlich sein. Dieser Artikel ist bestimmt für Chemiker, die bei der Entwicklung von Raketentreibstoffen beschäftigt sind und für diejenigen, die in den Bau von Raketenmotoren beteiligt. So sehen Sie sich.

So wissen wir, dass die Kraftstoffeffizienz durch seine spezifischen Schub bestimmt wird - ein Indikator , mit dem zu beurteilen , was der Gesamtimpuls Verbrennen von 1 kg Kraftstoff mozhnopoluchit:

Der Gesamtimpuls - die Schaffung von Traktionsmotor pünktlich zur Arbeit.

Einfach ausgedrückt, wird der Kraftstoffwirkungsgrad durch die Tatsache bestimmt, dass einige mozhnopoluchit Schub durch eine bestimmte Anzahl des Brennstoffs in Einheit Brennen Poren.

Wir wissen, dass je mehr sich der Druck in der Verbrennungskammer ist, desto größer ist die Intensität der Gase aus der Düse gezogen werden, um die Rakete in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird, ein Plus, so dass der Schub des Triebwerks erhöht. Wir wissen mehr, dass, wenn die Temperatur steigt scheinen den Gasdruck, und daher auch der Triebwerksschub erhöht wird ebenfalls zu erhöhen. Folgende all dies kann gesagt werden, daß die Brennstäbe spezifischer Grenzwerte bei der Maximaltemperatur der Verbrennungs möglich sein muß, während seine molekulare Behörde Verbrennungs gezwungen wird so klein wie möglich sein.

Beispielsweise der Kraftstoff, der Festbrennstoff Booster "shuttle" besteht aus Ammoniumperchlorat (NH ₄ ClO _4), Polyurethan, Aluminiumpulver und Eisenoxid (Fe ₂ O _{3) verwendet:}

69,9% (NH ₄ ClO ₄₎ + 12,04 (Polyurethan) + 1,96 (Härter) + 16% (Al) + 0,07 (Fe ₂ O ₃₎

- Hier ist er beteiligt als Katalysator brennt, fast ohne die spezifische Brennstab zu beeinflussen. Aluminiumpulver wird eingeführt, um die Leistungscharakteristik des Kraftstoffs zu verbessern, aber nicht jeder weiß, wie wenn diese Eigenschaften zu erhöhen.

So zersetzt Ammoniumperchlorat bei einer Temperatur, aber bei unterschiedlichen Temperaturen auf unterschiedliche Weise. Bei hohen Temperaturen ist es zerlegt, was praktisch den gesamten Sauerstoff, die zur Oxidation von Brennstoff geht (in diesem Fall von Polyurethan). In diesem Fall vorzugsweise Produkte gebildet , wie beispielsweise CO, CO _2, N _2, H ₂ O, HCl und von kleinen Mengen anderer Produkte. Die Dichte der CO (Kohlenmonoxid) niedriger ist als die Dichte _des CO ₂ (Kohlendioxid), jedoch dann dauert es ein größeres Volumen unter Normalbedingungen als CO _2, aber wenn sich die Temperatur erhöht das Volumen der Gase steigt. So mozhnoskazat , dass es angebracht ist , eine Kombination von Kraftstoffkomponenten zu verwenden, die das Hauptprodukt der Verbrennung von CO gewesen. Aber nicht für alle Brennstoffe, eine solche Kombination ist geeignet und nach den ganzen Artikel lesen, werden Sie verstehen, warum.

Nun wollen wir das Aluminium diskutieren - warum benötigt es?. Ich bin sicher, Sie wissen, die Chemie natürlich, dass Aluminium einen hohen Heizwert hat, und dies ist einer der Gründe, für die sie in das Treibmittel eingeführt wird, aber es ist nicht das erste. Wasserstoff, erheblich die Energieeigenschaften verbessert des Brennstoffs, das ist es nicht denken , auch bitte er spielt hier die Rolle der Brennstoff - Mehr sollten Sie wissen , dass seine Wechselwirkung mit Wasser bei hohen Temperaturen gefüllt, werden die Endprodukte _von Al ₂ O ₃ und H ₂ gezeigt werden , . Die Tatsache, daß unter normalen Bedingungen es eine riesige Menge an bei minimalem Gewicht führt, das heißt, Dichte hat sehr wenig. Natürlich, wenn wir berücksichtigen, dass das Aluminium erhöht die Verbrennungstemperatur ein Ergebnis des Drucks durch eine große Kammer, daher erstellt wird, wird dieser Kraftstoff eine der besten festen Raketentreibstoffen betrachtet, die zu dieser Zeit in industriellem Maßstab mozhnoispolzovat. Natürlich ist dieser Kraftstoff bei weitem nicht ideal, aber es ist eine andere Frage.

Wenden wir uns nun den Kraftstoff berücksichtigen, dass ich nicht so lange her entwickelt haben. Genauer gesagt, schlossen wir es, wie Sorbit als Bindemittel verwendet wird, kam mit nichts tue ich nicht. Ich bin sicher , dass Sie über die lesen Powerful Karamell - als ob wir es nannten, auch , dass Schwefel in seiner Zusammensetzung beobachtet wurde , eintritt. Dort werde ich kurz beschreiben, warum es notwendig ist, aber lassen Sie uns einen genaueren Blick. So vosproizvedёm Verbrennungs Gleichung:

₆ 6C H ₁₄ O ₆ + 26KNO ₃ + 13S = 13K ₂ S + 36CO ₂ + 13N ₂ + 42H ₂ O (theoretisch).

In dieser Gleichung können wir berücksichtigen nicht die Wechselwirkung _von CO ₂ mit H ₂ O oder H ₂ O mit K ₂ S, ziehe ich es zunächst einen rein theoretischen Mechanismus der Reaktion betrachten, da die Reaktion in einem frühen Stadium verläuft in dieser Richtung, und nur dann Produkte mit einem Freund zu interagieren hat die Verbrennungsprodukte zu geben. Ich möchte auch darauf hinweisen, dass bei unterschiedlichen Drücken die Produkte leicht sein wird, unterschiedliche Zusammensetzung. Wie gesagt, ersetzt dort Schwefel Sauerstoff, wodurch die Energieausbeute der Reaktion zu erhöhen auch eine viel größere Menge an gasförmigen Produkten erzeugt. Und anders als KOH, die bei der Verbrennung von herkömmlichem Karamel, K ₂ S praktisch reagiert nicht mit CO ₂ unter Beibehaltung seines Volumens in der Kammer RD gebildet wird. All dies trägt zu einer deutlichen Steigerung der spezifischen Schub Kraftstoff auch arbeitet der Kraftstoff sehr mächtig ist, verglichen mit dem üblichen Karamell. Leistungsstarke Karamell sehr hochenergetischer Treibstoff, das heißt, eine hohe Verbrennungstemperatur hat, die es effektiver arbeitet, aber es gibt auch Nachteile: es ist das Motorgehäuse verbrennen kann, wenn es aus hitzebeständigem Material hergestellt ist, ist nicht genug. Da es sehr schwierig ist, in der Herstellung und ist für kleine Motoren nicht wirklich geeignet, aber es ist ideal für große. Von es eine gute Idee Kraftstoff Kontrolleure von 100gr zu bedienen. Der Grund, warum es nicht erfolgreich bei der Herstellung von kleinen Motoren verwendet werden, ist die geringe Duktilität. Es ist nicht zu überhitzen, aufgrund der Tatsache, dass gerade geschmolzen Schwefel Kraftstoff auch inhomogen wird, und das ist sein Hauptproblem.

Lassen Sie uns nun die übliche Karamell betrachten, in dem die Verbrennungs Gleichung Richard Nakka vorgeschlagen.

C ₆ H ₁₄ O ₆ + 3,345 KNO ₃ -> 1.870 CO ₂ + 2,490 CO + 4,828 H ₂ O + 2,145 H ₂ + N ₂ + 1,672 1,644 K ₂ CO ₃ + 0,057 KOH (fast)

Ich mag es nicht eine Sache, über seine Reaktion. Nach der Gleichung gebildet KOH, aber diese Assoziation gebildet wird, kann nicht sein, weil es Zeit interagiert mit _dem CO ₂ und zu einem K ₂ CO _3, insbesondere bei einer so hohen Temperatur ist. ähnliche Notiz Möchten Sie, dass in Koch geht natürlich CO - Reaktion ₂ + H ₂ O + CO + C noch nicht weiß, Aktivität ist , dass es bei verschiedenen Temperaturen und Drücke in verschiedene Richtungen fließen können Produkte wie CH zu bilden ₃ OH, CH ₂ O, CH _3, die COOH, H ₂ und andere. auf diese Reaktion in Richtung der elementaren Bildung _von H _{2 nimmt,} müssen sehr hohe Temperaturen, die es nicht geben kann Kraftstoff. So geht das nicht wirklich richtig gewesen zu sagen , dass nur H ₂ gebildet wird , und die thermischen Eigenschaften der üblichen Süßigkeiten niedriger als die Mächtigen. Es gibt einen Grund, dass Akt ist die geringe Effizienz Kraftstoff:

Erstens: Die gebildeten Produkte KOH, die eine beeindruckende Menge an CO _{2 absorbiert,} in einer Reihe von entwickelten Gase resultiert , wird reduziert.

Zweitens: Bei der Oxidation von Sorbitol KNO ₃ nur ein Paar Sauerstoffatom gibt, aufgrund der die Kraftstoffeffizienz deutlich verringert wird.

Drittens: wegen der relativ niedrigen Verbrennungstemperatur, die Reaktion im Verlauf des Volumens der gasförmigen Produkte Reduktions nimmt.

Nun, dieser Kraftstoff hat beeindruckende Vorteile: Es ist leicht herzustellen, aber aufgrund der hohen Gehalt an Sorbit, behält es eine hohe Duktilität für eine recht lange Zeit auf einem ausreichend hohen Wärme mozhnozalit es leicht in den Fall leicht. Für diejenigen, die nur in den Bau von Raketen beschäftigt sind, aber nicht die Motoren ist der Brennstoff auch ideal, um die Flugeigenschaften ihrer Raketen zu überprüfen.

Eigentlich möchte ich sagen, dass, obwohl die Karamell auch unter den Favoriten Raketen- Klasse betrachtet wird, Kraftstoff, was aber nicht sehr effektiv, wenn sie in ernsthafte Zweifel an der Entwicklung von Motoren beschäftigt. Ich habe auch eine Menge Arbeit mit gewöhnlichen Karamell, aber schließlich zum mächtigen erreicht werden. Plain Karamell ist perfekt für Anfänger Modellrakete, aber Profis in diesem Bezirk, empfehlen wir noch die mächtige zu versuchen.

Nach all diesen Überlegungen stellen Sie sicher die Aufgabe: "Und warum nicht die gleiche Aluminium mit einem typischen Karamell geben, oder warum nicht das Wesen von Sorbit zu der Hauptverbrennungsprodukt CO war erhöhen?" In der Chemie gibt es so etwas wie, wenn die Aktivierungsenergie - die minimale Energie, die die Reaktion auszuführen aufgewendet werden müssen. Und wenn die Energieausbeute der Reaktion über die Aktivierungsenergie, schreitet diese Reaktion durch einen Kettenmechanismus. Und je mehr die Energieausbeute der Reaktion ist auch weniger als seine Aktivierungsenergie ist, desto schneller und voller läuft diese Reaktion. In diesem Fall , wie ich sagte, ist klar , Karamell ein sehr kalorienarm Brennstoff- und Energieausbeute der Reaktion nicht vollständig , damit eine Menge {Al + H ₂O + CO + CO _2}, und so die Einführung von Aluminiumpulver nur aktivieren , die Kraftstoffeffizienz zu reduzieren. Nun, es kann nicht nur ein gewöhnlicher sein, warum nicht versuchen , eine leistungsfähige - Antwort: wegen der Schwefel, der ein Fremdprodukt mit Aluminium Al ₂ S bilden _3, die auch die Kraftstoffeffizienz zu reduzieren. Aber jetzt bin ich zu experimentieren noch mit diesem Öl mit dem Zusatz von Aluminium, da immer noch nicht recht wissen, was in der Praxis herausstellen, und dann die Testergebnisse veröffentlichen.

Ich möchte auch eine Notiz über die Verbrennungskatalysatoren zu machen. Im Falle eines starken Karamel, indem sie unangemessen. Im Fall von herkömmlichen Karamel, Kupfersalze angewendet werden können, nicht kristalline Hydrate bildet, sondern auch, daß im Fall von sehr beeindruckend Motoren entwerfen. Für Chlorate und Perchlorate verschiedene Übergangsmetallverbindungen, wie Fe ₂ O _3, verwendet , die stark die Geschwindigkeit der Brennstoffverbrennung erhöht, sein Gehalt in der Ausgangsmischung nur 0,5%. Aber für die Herstellung von Kraftstoff für Motoren in Modellraketen, hat er nicht verwendet werden, da Perchlorat Brennstoff selbst hat eine feste Brenngeschwindigkeit Leistung auch sehr hohe Energie.

Im Allgemeinen ich eine Sache zu sagen wollen: Rocket Fuel - Besatzung ist sehr empfindlich, als es in die Hauptansicht scheint jedoch, Modifikationen und Variationen von ihnen sehr viel. Und die Wahl von Treibmittel ist nicht beschränkt nur durch ihre Zusammensetzung und Eigenschaften, aber immer noch eine Reihe von anderen Eigenschaften.

Die wichtigsten spezifischen Anforderungen von einer Firma R. T erfüllt werden.:

Komponentenverteilung Einheitlichkeit und damit die Konstanz der physikalisch-chemischen und energetischen Eigenschaften in der Blockfestigkeit und Verbrennungsmuster in der RD - Zelle, aber es scheint eine komplexe physikalische und mechanische Eigenschaften, Motorbetrieb bietet in Überlastbedingungen, variable Temperatur, Vibration, und es ist sehr stolz darauf , zu prüfen , Bau auf Amateurraketenmotoren.

Außerdem muss der Brennstoff grundlegenden Umweltstandards gerecht zu werden, aber es ist in der Industrie und, wo möglich, Low-toxische Produkte zu besitzen, die für die Umwelt und die Lebewesen sicher sind, die nicht das Perchlorat Kraftstoff.

Persönlich denke wir, dass kein Zweifel an der Zukunft wird es neue Arten von Kraftstoffen sein, die die Eigenschaften bedeutend übersteigen werden, diejenigen, die zu diesem Zeitpunkt zur Verfügung stehen.

Aber es ist nicht wirklich zu uns egal, denn wir arbeiten mit einer sehr geringen Menge mit der Industrie verglichen. In der Zukunft ist alles möglich. Bereits entwickelte Motoren alternative Energiequellen, wie zum Beispiel Plasma-Engine hat fast entwickelt seine Tests im Gange sind, ist es Grundkomponenten eines Ionentriebwerk getestet scheint. Spezifische Schub solcher Motoren, um Tausende von Zehntausende Male größer ist als die spezifischen Druckmaschinen, die chemische Energie nutzen. Aber auch diese Motoren, die wir jetzt phantastisch erscheinen, in der fernen Zukunft wird auch ihre Bedeutung verlieren und den Weg für andere, die jetzt nur sind existieren nur in der Theorie.

Von der Schöpfer: Ich habe in diesem Artikel sind auch die einfachste skizziert, müssen Sie über Raketentreibstoffen zu wissen, in erster Linie von festen, gut denken, dass diese Informationen für Sie nützlich sein wird, für Ihr Unternehmen. Insgesamt Raketentreibstoffe sind ganze Bücher geschrieben, aber die meisten dieser Bücher sind nur nur für Profis , die vorzugsweise LRE entwickeln soll (Flüssigraketentriebwerke), und ohne gute Kenntnisse in Mathematik und den Gesetzen der äußeren und inneren Ballistik studieren sie sehr problematisch wäre. Ich möchte sagen, dass ich diesen Artikel schrieb mir persönlich, bezogen auf ihr theoretisches Wissen, ich denke auch, dass Sie hier alles zu verstehen.

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Autor: Oleg
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Erscheinungsdatum 22.02.2005gg