Flüssiges Treibmittel, das als Feststoff gelagert wird

Einige Treibmittel haben sehr unterschiedliche Schmelzpunkte. Der extremste Fall ist das theoretisch fantastische (und in der Praxis albtraumhafte) Fluor-Lithium-Wasserstoff-Tritreibmittel, wobei flüssiger Wasserstoff sehr kryogen ist, während Lithium bei 180 °C schmilzt. Gab es also jemals Raketenkonstruktionen, bei denen ein flüssiger Treibstoff in fester Form gelagert wurde , anstatt kryogene, Raumtemperatur- oder sogar beheizte Treibstofftanks zu haben ?

Dazu gehört das Schmelzen des Treibmittels mit einem Wärmetauscher, bevor es in die Kammer gepumpt wird, das Lagern als Pulver und dessen Bewegen oder sogar das Lagern in einer Suspension von Partikeln in einer Flüssigkeit. Slush-Wasserstoff und ähnliches fallen jedoch nicht in den Rahmen dieser Frage.

Beachten Sie, dass es hier nicht um Hybridraketen geht. Bei Hybridraketen läuft ein flüssiger Treibstoff gegen ein festes Korn, wobei die Reaktion an der Grenzfläche stattfindet. Die Reaktion selbst kann das feste Korn schmelzen, aber das ist bestenfalls eine Möglichkeit, die lokale Reaktion zu verbessern, es wird nicht erwartet, dass es irgendwohin fließt. Stattdessen handelt es sich um flüssigkeitsbetriebene Raketen, bei denen ein Teil des Treibstoffs als Feststoff gespeichert wird, aber irgendwann wie eine Flüssigkeit herumbewegt wird.

Es wäre auch interessant zu wissen, wie sich das Einfrieren eines flüssigen Kraftstoffs auf seine Haltbarkeit auswirkt. Wenn es die Haltbarkeit verlängert, wäre das nützlich, um den Treibstoff vor dem Befüllen der Rakete zu lagern. Nicht ganz das, was @Eth vorschlägt, aber verwandt.

Antworten (2)

Flüssigkeitsraketen sind komplexe und leistungsstarke Maschinen. Und normalerweise erledigen sie ihre Arbeit in weniger als 30 Minuten. Es ist schwierig, die Phase der Treibmittel in 30 Minuten von fest auf flüssig zu ändern, wenn man bedenkt, dass die meisten Brennstoffe eine höhere Fusionslatenz haben. Einige Materialien können sich in halbfeste Stoffe verwandeln , anstatt sich in Flüssigkeiten zu verwandeln, die völlig andere Eigenschaften haben. Hinzu kommt die zusätzliche Komplexität von Wärmetauschern und das Risiko, dass wenige feste Pellets, die nicht vollständig geschmolzen sind, die Kraftstoff-/Oxidationsmittelleitungen blockieren oder die Turbos während des Fluges beschädigen können.

Angesichts dieser Risiken, der Komplexität und der Treibmitteleigenschaften ohne nennenswerte Vorteile kann ich Ihnen versichern, dass kein Flüssigkeitsraketentriebwerk dieser Art jemals entwickelt wurde.

Wechseln Festtreibstoffe in der Regel vor der Verbrennung nicht die Phase von fest zu gasförmig? Es ist nicht dasselbe wie von fest zu flüssig, aber alle Phasenänderungen mit einem "Phasenänderungen in Raketen werden niemals passieren, weil Raketen komplex sind" zu verwerfen, könnte zu schnell sein. Warum nicht zum Beispiel festes Methan/SOX wählen und erklären, warum es eindeutig niemals funktionieren könnte, wenn es tatsächlich niemals funktionieren könnte?
Gute Punkte und höchstwahrscheinlich genug, um die Idee zu töten.
@uhoh, die Antwort, die ich gegeben habe, ist eine allgemeine Antwort. "Einige Materialien können sich in Halbfeststoffe verwandeln". Sie können einige Treibmittel beantragen oder nicht. Betrachten Sie zum Beispiel Wachs als Brennstoff. Seine Viskosität ändert sich signifikant mit der Temperatur unter Standarddruck. Es wandelt sich nur nicht direkt von fest in flüssig um. Typischerweise werden Treibmittel aus Sicherheitsgründen unter Druck gelagert (gilt auch hier). Bei diesem Druck, dieser Temperatur und der hohen Treibmittelströmungsgeschwindigkeit müssen Konstrukteure neue Variablen wie die Viskosität von Treibmitteln und andere, die oben erwähnt wurden, berücksichtigen.
@uhoh Ich habe diese Worte für "Raketen sind komplex" verwendet, um meine Zurückhaltung auszudrücken, Raketen weiter zu komplizieren. Was Phasenumwandlungen betrifft, gibt es Doktoranden, die nur an der Mehrphasenverbrennung arbeiten, das ist ein sehr umfangreiches Thema. Festes Methan/SOx kann funktionieren, aber ich sehe keinen zwingenden Grund dafür.
Okay, hört sich gut an, danke!

Nicht absichtlich, aber eine Antwort auf diese Frage. Ist es schlimm, wenn Hydrazin auf einem Raumschiff gefriert? Wird es immer flüssig gehalten oder kann es sicher eingefroren und bei Bedarf aufgetaut werden? gibt an, dass der Treibstoff des Olympus-Satelliten festgefroren und erfolgreich aufgetaut und später verwendet wurde.

Ich habe noch nie davon gehört, dass ein solches Design absichtlich verwendet wurde, und es ist schwer zu erkennen, welchen Vorteil es haben könnte.

Diese Frage und ihre Antworten sind interessant, danke. Das Interesse bestünde darin, flüssigen Brennstoff zu verwenden, der bei Raumtemperatur fest ist, aber das Einfrieren von Hydrazin, selbst wenn es beherrschbar wäre, war eindeutig schon ein Schmerz.
Flüssiges Treibmittel, das als Feststoff gelagert wird
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