Sind konventionelle Sprengstoffe für Impulsantriebe geeignet?

Lassen Sie uns Ihre Idee untersuchen: Sie möchten Bomblets hinter der Rakete abwerfen und Produktgase für den Antrieb verwenden.

Okay, hier ist Hürde Nr. 1: Die Zeit zwischen den Impulsen ist verschwendet - nichts treibt die Rakete an, wenn es keine Explosion gibt. Die offensichtliche Lösung besteht darin, die Pausen zwischen den Impulsen zu verkürzen. Im Limit würden Sie eine Sprengstofflinie so schnell "füttern", wie sie "verbraucht" wird.

Hier kommen wir zu Hürde Nr. 2: Wenn Sie den Stock einfach zur Detonation bringen, wird der Vorgang unkontrollierbar. Das ist eine außer Kontrolle geratene Reaktion, die nicht gestoppt und nicht gedrosselt werden kann. Die Detonationsgeschwindigkeit beträgt mehr oder weniger etwa 10 km/s, und das gibt Ihnen eine Vorstellung von den beteiligten Zeitkonstanten.

Bei einer Explosion hoher Ordnung variieren der Druckimpuls und die Wärmebelastung stark in Abhängigkeit von der Ausbreitung der Detonationswelle. Um Unsicherheiten in beiden zu tolerieren, müssen Sie die dünne Haut einer Rakete in eine dicke Panzerung verwandeln, die selbstzerstörerisch ist - Sie tragen einfach all das Zeug mit sich herum, das Sie nicht brauchen. Und die Dicke kümmert sich nur um den Druck, nicht um die Wärmelast, die Sie auf andere Weise abführen müssen.

Aus diesem Grund möchten Sie keine Detonation hoher Ordnung, Detonation / Verpuffung niedriger Ordnung. Sie wollen eine kontrollierte Verbrennung . Und hier kommen feste und flüssige Raketentreibstoffe ins Spiel (obwohl sie manchmal Ihre Regeln nicht befolgen und eine "schnelle Demontage" des Motors erzwingen).

Wir sind wieder am Anfang. Lassen Sie chemische Sprengstoffe für Abbrucharbeiten und Treibmittel für den Antrieb zurück.

BEARBEITEN: Bitte beachten Sie, dass General Atomics 1959 ein ein Meter langes Flugmodell getestet hat, das Plastiksprengstoff (den Hot Rod) abarbeitet. Siehe Bilder unten (aus George Dysons Buch "The True Story of Project Orion").

Herkömmliche Sprengstoffe sind für Impulsantriebe nicht geeignet, da sie nicht stark genug sind.

Gepulster Nuklearantrieb wurde während des Kalten Krieges als Teil des Projekts Orion erforscht.

^{Diagramm, wie ein Orion-Antriebssystem aussehen könnte. [Mit freundlicher Genehmigung von Wikimedia]}

Das Orion-Konzept bot gleichzeitig einen hohen Schub und einen hohen spezifischen Impuls oder Treibmittelwirkungsgrad. Die beispiellosen extremen Leistungsanforderungen dafür würden durch nukleare Explosionen erfüllt werden, die im Verhältnis zur Masse des Fahrzeugs so stark sind, dass sie nur durch Verwendung externer Detonationen überlebt werden, ohne zu versuchen, sie in internen Strukturen einzudämmen. Das Projekt wurde jedoch nach dem Limited Test Ban Treaty aufgegeben, der alle oberirdischen Atomexplosionen untersagte. Das Konzept wurde auch wegen des Risikos für die Ökologie und das menschliche Leben scharf kritisiert.

Das Problem bei der Verwendung herkömmlicher Sprengstoffe ist, dass sie einfach nicht stark genug sind. Ein Impulsantriebssystem beruht auf einem massiven spezifischen Impuls in der Größenordnung von 1 Meganewton·s/kg . Atombomben sind der einzige Sprengstoff, der auch nur annähernd in der Lage ist, diese Kraft zu erzeugen.

Selbst in späteren Konzepten des Impulsantriebs wurden traditionelle Sprengstoffe nie berücksichtigt. Sowohl Project Daedelus als auch Project Longshot diskutierten die Verwendung von Fusionsreaktoren mit Trägheitseinschluss.

Chemische Sprengstoffe sind bei weitem nicht so energiereich pro Pfund wie Raketentreibstoff. Das wird brutal, wenn es um den ISP eines solchen Antriebssystems geht. Die Raketengleichung ist brutal, sobald Sie Energien benötigen, die ein Fahrzeug beinhalten, das hauptsächlich aus Treibstoff besteht (wie alle Orbitalstarts). Brutal * brutal = totaler Wahnsinn.