LANTR wurde vorgeschlagen; warum nicht bilateral CHEMANTR?

Wenn ich eine Vermutung wagen sollte, würde ich sagen, dass es mehrere Gründe gibt, warum Sie dies nicht tun möchten.

Ich werde unten einige Male auf A Revolutionary Lunar Space Transportation System Architecture Using Extraterrestrial LOX-Augmented NTR Propulsion (Beschreibung des LANTR) verweisen. Hier ist der wichtige Teil von Abbildung 5 aus diesem Papier:

Erstens ist, wie Sie vorschlagen, die Düsentemperatur mit ziemlicher Sicherheit ein Problem. Es wird vermutet, dass die Abgastemperatur mit der kühlen Unterschall-Sauerstoffeinspritzung 3500 K übersteigt, was bereits eine ziemlich bestrafende Umgebung für jedes Material ist. Es wurden einige Anstrengungen unternommen, um die Abgastemperatur im LANTR-Design unter 3600 K zu halten, obwohl sie nicht genau sagen, warum, aber ich wette, dass, wenn die Dinge viel heißer werden, Ihre Düse oder Ihre Oxidationsmittelinjektoren einfach anfangen zu verbrennen , regenerative Kühlung oder nein.

Zweitens arbeitet der Post-throat-Teil des LANTR bereits als Scramjet und sprüht Unterschall-Sauerstoff in einen Überschall-Wasserstoffstrom. Damit sind eine ganze Reihe technologischer Herausforderungen verbunden, die sicherstellen, dass sich Brennstoff und Oxidationsmittel vermischen und verbrennen, während sie sich noch in der Düse befinden. Was Sie vorschlagen, beinhaltet das Einspritzen eines Überschall-Oxidationsmittelstroms in einen Überschall-Kraftstoffstrom und die Hoffnung, dass alles gut brennt, bevor es die Düse verlässt ... etwas, das wesentlich weniger einfach klingt, als einen Scramjet herzustellen, bei dem wir anscheinend immer noch Probleme haben. Möglicherweise haben Sie an eine überhitzte Unterschall-Sauerstoffeinspritzung gedacht, die aus Sicht der Verbrennung weniger unwahrscheinlich erscheint, aber Injektoren, die diese Aufgabe erfüllen könnten, klingen nach einer ernsthaften technischen Herausforderung.

Schließlich stehen Sie vor dem Problem, einen Hochdruck-Sauerstoffstrom von 2-3000 K zu handhaben, und kein Materialingenieur wird daran Gefallen finden. Bei dieser Temperatur wird eine kleine Menge des Gases in monoatomaren Sauerstoff dissoziiert sein, wodurch es noch reaktiver als gewöhnlich wird. Sie benötigen einen anderen Reaktorkern, um mit der rauen oxidierenden Umgebung fertig zu werden ... der Wasserstoffreaktorkern reicht überhaupt nicht aus, da er für eine reduzierende Umgebung optimiert ist. Sie müssen also zwei verschiedene, vollständig funktionierende Atomraketen entwerfen, um sie herzustellen nur ein Motor. Sie können den Sauerstoffreaktor nicht einfach an die Düse des Wasserstoffreaktors anschließen ... Sie benötigen eine Art Rohrleitung, die noch mehr bewältigen musserhitzen, während überhitzter Sauerstoff mit sehr hohem Druck transportiert wird. Sie können nicht beide vorgewärmten Kraftstoffe in eine Brennkammer entlüften und dann das Ergebnis aus einer Düse blasen, da die Kammertemperatur zu hoch ist und Sie Ihren Motor nicht effizient betreiben können im reinen Wasserstoffmodus.

Das gibt Ihnen drei albtraumhaft schwierige technische Probleme, die es zu überwinden gilt, für eine offensichtlich nicht große Verbesserung gegenüber einem LANTR. Wenn Sie vor dem Frühstück drei unmögliche Dinge erreichen können, warum nicht stattdessen mit der Herstellung eines praktischen Flüssig- oder Gaskern-NTR abschließen?

Darüber hinaus gibt es andere Leistungsprobleme, die nicht ganz so komplex sind wie die oben genannten. Sie müssen jetzt zwei Kernreaktoren einbauen, und wenn Sie nicht beide gleichzeitig betreiben, müssen Sie ein großes Eigengewicht herumschleppen, bis Sie sich schließlich entscheiden, es zu verwenden, was Ihren Schub zu reduziert. Gewicht im nicht erweiterten Modus. Sie können nicht beide Reaktoren als Raketen mit Wasserstoff-Reaktionsmasse verwenden, da es nicht praktikabel ist, Brennstoffelemente zu haben, die bei 3000 K je nach Stimmung sowohl als oxidierendes als auch als reduzierendes Treibmittel arbeiten können.

Wenn Sie nicht beide Reaktoren betreiben, müssen Sie Ihre Sauerstoffrakete bei Bedarf ein- und wieder ausschalten, wenn Sie fertig sind. Ihr NTR hat eine begrenzte Anzahl von Zyklen, und Sie müssen es abkühlen (indem Sie Treibmittel durchlassen), wenn Sie fertig sind, was Sie Reaktionsmasse kostet. Dies steht im Gegensatz zu einem LANTR, das reibungslos zwischen normalem und erweitertem Betriebsmodus wechseln kann, ohne dass die Rakete überhaupt gefahren werden muss.