Vraag:
Zijn MMH en UDMH uitwisselbaar?
horsh
2013-08-12 04:24:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kunnen monomethylhydrazine en asymmetrisch dimethylhydrazine in plaats van elkaar worden gebruikt voor de klasse van de bestaande orbitale manoeuvreermotoren (met mogelijk verminderde prestaties)? Zoals Shuttle's OMS (gebruikt MMH), Sojoez DPO (gebruikt UDMH) en ATV's hoofdmotor (gebruikt MMH).

Beiden zullen je heel snel en pijnlijk doden. Dus in die zin wel. Als drijfgassen, niet zeker.
Een geweldig en heel grappig verhaal over onderzoek naar drijfgassen is John D. Clark. Ontsteking! (1972) Zie met name het hoofdstuk "Hunting of the Hypergol". Kortom, het gaat om dichtheid, vriespunt en thermische stabiliteit. Vergeet de eerbiedwaardige Aerozine niet. Dus, tenzij je de brandstof gebruikt om het mondstuk te koelen, zou het goed moeten zijn om de ene door de andere te vervangen, op voorwaarde dat je de brandstof warm genoeg houdt om vloeibaar te zijn.
... Dergelijke vervangingen vereisen echter over het algemeen een herontwerp en hertest van veel meer dan een motor of tanks: productie, lancering van complexe brandstofsensoren ... Niet de moeite waard, ben bang.
Een antwoord:
Deer Hunter
2013-08-21 12:37:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Er zijn verschillende overwegingen die leiden tot het selecteren van een bepaalde hypergolische brandstof:

  • $ I_ {sp} $ specifieke impuls
  • $ \ rho $ dichtheid
  • $ T_f $ vriespunt
  • thermische stabiliteit (snelheid van ontleding versus temperatuur)
  • dampspanning
  • chemische compatibiliteit (snelheid van corrosie)
  • aanwezigheid (of afwezigheid) van goed gekarakteriseerde economische productiecapaciteit

De gebruikelijke paren dubbele drijfgassen hebben de volgende $ I_ {sp} $ (in seconden): 

  Bij 1 in atm vacuüm

Stikstoftetroxide ($ \ vereist {mhchem} \ ce {N2O4} $) 

  MMH 288,5 341,5 Hydrazine 292,0 343,8 Aerozine (50/50) 288,9 341,7

Geremd rood rokend zuur III-A (83,4% $ \ ce {HNO3} $, 14% $ \ ce {NO2} $, 2% $ \ ce {H2O} $, 0,6% $ \ ce {HF} $) 

  Hydyne (UDMH / DETA 60/40) 269,2 318,7 MMH 274,5 324,3 UDMH 272,2 322,1

Geremd rood rokend zuur IV, HDA (54,3% $ \ ce {HNO3} $, 44% $ \ ce {NO2} $, 1% $ \ ce {H2O} $, 0,7% $ \ ce {HF } $) 

  Hydyne (UDMH / DETA 60/40) 274,4 325,2 MMH 279,8 330,8UDMH 277,4 328,6

Bron: https: // en.wikipedia.org/wiki/Liquid_rocket_propellants

DETA = $ \ ce {NH {(C2H4NH2)} _ 2} $

UDMH = $ \ ce {{(CH3)} _ 2 NNH2} $

Hydrazine = $ \ ce {N2H4} $

Dichtheid: 

  Hydrazine 1010 @ 20 graden. CHydyne 855 @ 15 graden. CMMH 878 @ 20 graden. CUDMH 789 @ 15 graden. C

Bron: Modern Engineering for Design of Liquid-Propellant Rocket Engines, Huzel, Huang. 1992. P.21.

Ik beveel van harte een geweldig en heel grappig verhaal van onderzoek naar drijfgassen aan - John D. Clark. Ontsteking! (1972). Zie in het bijzonder het hoofdstuk "Hunting of the Hypergol".

Het vervangen van de ene brandstof door de andere leidt tot complicaties:

  • ballistisch deel van de ontwerpwijzigingen;
  • je moet de thermische limieten die aan de tanks worden opgelegd, heroverwegen;
  • MMH kan worden gebruikt om de nozzles te koelen vanwege de hogere thermische stabiliteit, UDMH kan dat niet;
  • lancering infrastructuur moet mogelijk worden aangepast (verschillende dichtheden en thermische beugels => veranderingen in procedures en sensoren)
  • industriële productiecapaciteit kan niet meteen op de nieuwe brandstof worden overgeschakeld
  • hercertificering is een pijn

Al met al is een motor / drijfgascombinatie een ontwerpeenheid, en je zult het niet leuk vinden om delen van de combinatie zonder veel nadenken en moeite te veranderen.



ⓘ
Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...