Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 15 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 14 июл 2010, 12:43 
Не в сети
Старожил
Старожил

Зарегистрирован: 14 июл 2010, 12:28
Сообщений: 39
Здравствуйте :) Меня интересует вот что: вот представим ракетный двигатель где горючее (Водород) сгорает в окислителе (Кислород). Выделяется тепло и продукты сгорания- молекулы воды нагреваются и выходят из сопло ракетного двигателя определенным скорости, настолько мне известно максимальная теоретическая скорость здесь составляет 4,63 км/с (данные взяты отсюда http://skeptik.net/conspir/moonhoax.htm). Мне бы хотелось знать вот что: если бы при сгорании Водорода в Кислороде выделялся например 3 раза больше тепла то скорость истечение газов из ракетного двигателя была бы 3 раза больше? То есть какая тут взаимосвязь между теплом екзотермальной реакции и скорости движении молекул? Прямопропорциональная или? :roll:


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 18 июл 2010, 22:13 
Не в сети
НовичОк
НовичОк

Зарегистрирован: 18 июл 2010, 22:07
Сообщений: 4
А какая разница, будь то экспоненциальная и пропорциональная, это двигатели 20 века, в будущем им нет места....


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 20 июл 2010, 13:23 
Не в сети
Администратор
Администратор
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 24 сен 2006, 01:36
Сообщений: 4267
Откуда: Земля, поверхность.
Reactor9 писал(а):
Меня интересует вот что: если бы при сгорании Водорода в Кислороде выделялся например 3 раза больше тепла то скорость истечение газов из ракетного двигателя была бы 3 раза больше? То есть какая тут взаимосвязь между теплом екзотермальной реакции и скорости движении молекул? :roll:

Скорость увеличится в том случае, если повысится давление, в камере сгорания, а это сильно изнашивают её, следовательно нужно менять конструкцию камеры, что её удорожает и утяжеляет. Для препятствования прогорания камеры к примеру, в Фау-2, стенки камеры омывались некоторой частью спирта, испарение которого снижало температуру на поверхности камеры и увеличивало её срок службы, то есть до конца выгорания топлива. А скорость истечения у фау-2 всего-то 2,5 км/с.

Но даже если задаться идеальными параметрами материалов, все равно водород-кислородная смесь может дать только определенно небольшое количество энергии. Для увеличения скорости кораблей нужен иной вид топлива. Чтобы бОльшее количество энергии могло быть запасено в меньшей массе.

_________________
Чтобы человек из Земли не сделал Марс, он должен из Марса сделать Землю.
Если человеку не станет нужен космос, то космосу не станет нужен человек.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 02 авг 2010, 12:42 
Не в сети
Старожил
Старожил

Зарегистрирован: 14 июл 2010, 12:28
Сообщений: 39
gasx писал(а):
Reactor9 писал(а):
Меня интересует вот что: если бы при сгорании Водорода в Кислороде выделялся например 3 раза больше тепла то скорость истечение газов из ракетного двигателя была бы 3 раза больше? То есть какая тут взаимосвязь между теплом екзотермальной реакции и скорости движении молекул? :roll:

Скорость увеличится в том случае, если повысится давление, в камере сгорания, а это сильно изнашивают её, следовательно нужно менять конструкцию камеры, что её удорожает и утяжеляет. Для препятствования прогорания камеры к примеру, в Фау-2, стенки камеры омывались некоторой частью спирта, испарение которого снижало температуру на поверхности камеры и увеличивало её срок службы, то есть до конца выгорания топлива. А скорость истечения у фау-2 всего-то 2,5 км/с.

Но даже если задаться идеальными параметрами материалов, все равно водород-кислородная смесь может дать только определенно небольшое количество энергии. Для увеличения скорости кораблей нужен иной вид топлива. Чтобы бОльшее количество энергии могло быть запасено в меньшей массе.

То что вы написали это очень интересно и верно :) но это скорее всего технические подробности. Да, понятно что если повысить давление в камере сгорания то и скорость истечение газов из ракетного двигателя будет больше. Настолько я понимаю значение давление прямо зависит от температуры (чем выше температура тем быстрее движутся молекулы и тем больше давление) а температура от своей стороны завысит от энергии выделяемой в ходе химической реакции. так вот вопрос наверно следует поставить так- как "перевести" саму энергию сгорания (в случае Водорода и Кислорода она равен 120.9 10^3 КДж/кг) в скорость :) после этого можно уже сравнивать разные энергии и соответствующие им скорости истечения.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 02 авг 2010, 16:37 
Не в сети
Полковник
Полковник

Зарегистрирован: 20 окт 2008, 11:49
Сообщений: 435
Почитайте про УИ.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 03 авг 2010, 17:37 
Не в сети
Старожил
Старожил

Зарегистрирован: 14 июл 2010, 12:28
Сообщений: 39
Дмитрий писал(а):
Почитайте про УИ.

И где же прочитать? :)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 03 авг 2010, 20:15 
Не в сети
Полковник
Полковник

Зарегистрирован: 20 окт 2008, 11:49
Сообщений: 435
Reactor9 писал(а):
И где же прочитать? :)

В Википедии, где ж еще. :)

Прилепил три картинки из книги про ЖРД, посмотрите, быть может это будет вам интересно.


Вложения:
J_1-1.jpg
J_1-1.jpg [ 176.46 KiB | Просмотров: 15690 ]
J_2-2.jpg
J_2-2.jpg [ 146.38 KiB | Просмотров: 15690 ]
J_3-3.jpg
J_3-3.jpg [ 198.37 KiB | Просмотров: 15690 ]
Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 12 авг 2010, 11:11 
Не в сети
Старожил
Старожил

Зарегистрирован: 14 июл 2010, 12:28
Сообщений: 39
Дмитрий
Мне очень заинтересовало то что вот здесь прочитал и у меня две вопросы:
1. Где об этом можно прочитать более подробно? Точнее о тех проблемах о которых упомянуты в том тексте (см. внизу)?
Изображение

2. Рекомбинация-это понятно. Соединяются например атомы Водорода, образуется молекулы Водорода и так далее. Но почему в этом книге нечего не написано про Ионизацию? Почему нельзя создать такое топливо (тот же самый Водород например) который состоял бы не из атомов а из смеси протонов и электронов-то есть по сути из Водородной плазмы? Были бы вот трехступенчатая схема: а) положительные ионы Водорода (и Кислорода-в отдельном баке) и электроны соединяются и образуется атомарный Водород\Кислород. б) атомы Водорода\Кислорода соединяются и образуется обычный молекулярный Водород\Кислород. в) молекулы Водорода и Кислорода соединяются и образуется Вода (это реакция и идет например в "Шаттле"). Неужели никто не пробовал такое сделать? :roll:


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 12 авг 2010, 11:42 
Не в сети
Полковник
Полковник
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 04 авг 2007, 10:38
Сообщений: 979
Сорри что не Дмитрий, но всё-таки- зачем тратить энергию на ионизацию, как (в чём) хранить плазму и сколько её туды влезет?)) А ведь надо ещё поддерживать ионизированное состояние. Да что говорить-то, Вы сами представляете бредовость затеи?
Есть древний метод, частично отражающий вторую половину Вашей идеи- это использование в качестве окислителя сжиженного озона (О3), молекула которого нестабильна и стремиться высвободить атомарный кислород с образованием обычной молекулы О2. Но вследствие именно нестабильности этого компонента топлива (если не изменяет память, возможен даже самопроизвольный взрыв- цепная реакция распада) его применимость очень сомнительна.
И ещё: на серьёзное восприятие идей сильно влияет их грамматически правильное изложение, согласны?

_________________
Ты есть!


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 12 авг 2010, 18:27 
Не в сети
Старожил
Старожил

Зарегистрирован: 14 июл 2010, 12:28
Сообщений: 39
Константин!
Цитата:
И еще: на серьезное восприятие идей сильно влияет их грамматически правильное изложение, согласны?

Согласен но Русский язык для меня не родной и я думал что все правильно написал

Цитата:
как (в чем) хранить плазму

Ну это и есть вопрос и проблема :)

Цитата:
но все-таки- зачем тратить энергию на ионизацию

Ну потому что больше энергии высвобождается и УИ будет больше :)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 12 авг 2010, 18:59 
Не в сети
Полковник
Полковник
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 04 авг 2007, 10:38
Сообщений: 979
Понятно. Тема для фант-рассказа). Процесс слияния ядер и электронов в атомы можно использовать для энергообеспечения КА. Пусть электрончики заодно и пользу приносят, работая.

_________________
Ты есть!


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 13 авг 2010, 12:30 
Не в сети
Старожил
Старожил

Зарегистрирован: 14 июл 2010, 12:28
Сообщений: 39
Константин!
Цитата:
Понятно. Тема для фант-рассказа).

Пока что фантастика но в будущем оно может стать реальностью :)

Цитата:
Процесс слияния ядер и электронов в атомы можно использовать для энергообеспечения КА

И для рабочего тело для ракеты и следовательно для его разгона :)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 13 авг 2010, 23:38 
Не в сети
Администратор
Администратор
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 24 сен 2006, 01:36
Сообщений: 4267
Откуда: Земля, поверхность.
Вообщето, Электростатическое взаимодействие гдето в 10^21 сильнее чем гравитационное. Это означает что два чемодана электронов, содержание заряд в 1 кулон каждый, на расстоянии одного метра друг от друга будут отталкиваться друг от друга с силой около 10 миллиардов ньютонов (миллион тонн). Чем мы их сможем удержать?
В этом проблема предлагаемого вида топлива. Кроме того, чтобы разделить протоны от электронов и сконцентрировать их в подобии баков, потребуется огромная энергия.
Из чего создавать баки, удержания электронов?
Считаю, это невозможно.

НО! предположим, что у нас есть емкость с протонами и емкость с электронами, Вопрос: зачем нам делать их слияние, ради того чтобы получить якобы некоторую энергию, большую чем при хим. реакции? Какой выход этой энергии?
Наиболее эффективно будет использовать эти баки так: один помещаем на луне, а второй в ракете. Учитывая мощность электрического поля, ракета сама притянется к Луне, при чем будет набирать скорость и УСКОРЕНИЕ! При подлете к луне, бак с зарядом сбрасывается, а ракета летит дальше с большой скоростью. 8)

Например для того чтобы ракета массой в 1000 тонн сама стартовала с мыса канаверал, вообще без двигателей, нужны емкости зарядом приблизительно в 14 000 000 кулон. При этом ракета устремиться к луне с ускорением в 2 м/с2, а при подлете к Луне в момент сброса баков (1000 км), ускорение разгоняющее ракету будет уже 1760 км/с2 Скорость в момент сброса будет где-то 550 км/с!!!! (если я правильно посчитал :lol: )
Масса полезного "топлива" в "отрицательном" баке составит всего 80 миллиграмм, а в "положительном" - 160 грамм. Как видите очень эффективно :F28

Ну конечно опустим как при этом изменится орбита Луны... :mrgreen:

_________________
Чтобы человек из Земли не сделал Марс, он должен из Марса сделать Землю.
Если человеку не станет нужен космос, то космосу не станет нужен человек.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 14 авг 2010, 13:58 
Не в сети
Полковник
Полковник
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 04 авг 2007, 10:38
Сообщений: 979
Впечатляющий пример, но вот как потом тормозить?) В конце маршрута нужно размещать одноимённый заряд, который на подлёте также выработают на корабле с выбросом частиц противоположного знака в космос? И какую энергию им нужно придать, что-бы они не вернулись на корабль или в точку прибытия?

_________________
Ты есть!


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос из ракетной техники
СообщениеДобавлено: 14 авг 2010, 21:32 
Не в сети
Полковник
Полковник

Зарегистрирован: 20 окт 2008, 11:49
Сообщений: 435
Reactor9 писал(а):
Дмитрий
Мне очень заинтересовало то что вот здесь прочитал и у меня две вопросы:
1. Где об этом можно прочитать более подробно? Точнее о тех проблемах о которых упомянуты в том тексте (см. внизу)?

Ну объемистых трудов по данной проблеме, думаю, нам не найти. Все-таки это передовое направление и технологии еще только разрабатываются.
Трудности описываемые в выделенном вами тексте - это хранение топлива. Константин очень удачно привел пример с озоном, он наглядно показывает все проблемы. Но озон это одно, а представьте например атомарный водород. Чтобы надежно его хранить в таком состоянии требуется заморозка практически до абсолютного нуля. Наиболее проработанный на сегодняшний день способ хранения - матрично-изолированный.
В общем вот цитата из книги "Космические двигатели будущего":
Цитата:
В настоящее время химические ракетные двигатели почти достигли предела своих оптимальных характеристик. Наиболее оптимальные реакции с использованием кислорода в качестве окислителя освоены давно: кислород-керосиновые и водород-кислородные двигатели уже много лет используются в космической технике. Некоторое улучшение характеристик может быть получено при использовании фторсодержащих окислителей. Но так как фтор является химически весьма агрессивным веществом, то сравнительно небольшой выигрыш в удельной тяге, который может оправдать применение этого химического элемента, едва ли оправдает эксплуатационные неудобства.

Наиболее радикальный путь улучшения характеристик химических двигателей — это использование реакций рекомбинации свободных радикалов. Свободным радикалом называют электрически нейтральный атом или группу атомов с неустойчивым состоянием электронной оболочки, которые получаются в результате диссоциации молекулярных соединений. Например, в реакции Н2О → ОН + Н гидроксильный остаток и атомарный водород являются радикалами. Наибольшей энергией обладает реакция образования молекулы водорода Н + Н → Н2 (удельная энергия этой реакции соответствует скорости истечения около 30 км/с).

Однако из-за высокой склонности свободных радикалов к слиянию в устойчивую молекулу их накопление и хранение возможно лишь при температурах, близких 0 К, когда резко снижаются скорости химических реакций. Но и при 0 К остается возможность для так называемых туннельных реакций. Поэтому в чистом виде свободные радикалы хранить невозможно. Предполагается вмораживать радикалы в нейтральную матрицу (например, атомарный водород помещать в кристаллическую решетку твердого водорода), при этом концентрация свободных радикалов принципиально не может превосходить 50 %.

Даже смесь из 10 %-ного атомарного водорода и 90 %-ного молекулярного водорода позволит получить скорость истечения около 5 км/с при температуре всего 1200 К. За более чем 20 лет работы над этой проблемой удалось добиться концентрации свободных радикалов, не превышающей десятые доли процента. Тем не менее те преимущества, которые может дать применение свободных радикалов, стимулируют дальнейшие исследования.

Могу добавить, что матрично-изолированный способ кроме применения криогенных температур требует еще и стабилизации вмороженных атомов сильным магнитным полем. Короче говоря, как вы сами видите, эти технологии еще далеки от совершенства.

P.S. Прошу прощения, про ионизацию напишу чуть позже.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 15 ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]


Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


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 добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Русская поддержка phpBB

2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru