Sind Raketentreibstoffe und LOX rein oder gibt es Zusätze?

Ich frage mich, ob es in Raketentreibstoffen wie Wasserstoff und Kerosin oder im flüssigen Sauerstoff kleine Mengen an Zusätzen gibt oder ob sie absolut rein sind (vorbehaltlich einer unbeabsichtigten Kontamination). Wenn nicht um die Verbrennung zu verbessern, dann um die Kühlung oder Handhabung der Flüssigkeiten zu erleichtern.

Gibt es Ideen, wie Additive die Wärmeleitfähigkeit verbessern könnten, um einen homogeneren Kühlprozess zu ermöglichen, oder Antikatalysatoren, um die Beständigkeit von Kohlefasertanks zu verbessern (die meines Wissens nach bei diesen sehr niedrigen Temperaturen in einer reinen Sauerstoffumgebung spröde werden) oder so ähnlich? Gibt es Beispiele für Additive bei der Verwendung von Festbrennstoffen?

Ich habe keine endgültige Antwort, aber ich weiß, dass große Anstrengungen unternommen werden, um die Partikelanzahl im Kraftstoffsystem zu reduzieren. Besonders der Bedarf an LOX ist hoch, da Sauerstoff gerne boomt.
@uhoh Nennen wir es dann CrOX und sehen, ob sich das durchsetzt.
Schließen Sie hypergolische Treibmittel ein? Das Shuttle-OMS-Oxidationsmittel war Stickstofftetroxid mit 3 % Stickoxidzusatz. Aber Sie erwähnen in der Frage nur Kerosin, lh2 und lo2.
Vielleicht möchten Sie die Frage aufteilen: Kerosin ist eine Mischung aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen, ich weiß nicht, ob Sie das "rein" nennen können. Auch Feststoffe sind ein Gemisch, indem zB ein Bindemittel verwendet wird, um die Brennstoffkörner zusammenzuhalten. Beide unterscheiden sich stark von Einzelspezies wie Sauerstoff und Wasserstoff.
@LocalFluff CrOX Ich liebe es! Da solltest du besser auch kommentieren ;-)
@Hobbes und OrganicMarble. Okay. Ich meine Flüssigtreibstoffraketen. Ich frage mich nur, ob man etwas von zB Festbrennstoffadditiven lernen kann. Dasselbe gilt für Hypergolen, die hier per se nicht interessant sind, aber vielleicht gibt es einen Punkt, der darauf hindeutet, wie Lehren für flüssige Kraftstoffe gezogen werden können. Und was ist der Zweck und die Wirkung des Mischens verschiedener Kerosin-Molekülgrößen als Raketentreibstoff? Wären sie auf einen Methanmotor anwendbar oder wäre ein reiner Methantank optimal?
@uhoh Da siehst du, es fängt schon Feuer!

Antworten (1)

Nicht-hypergolische flüssige Brennstoffe, dh LH2, LOX, Methan usw., werden alle so rein wie möglich gehalten. Einer der großen Vorteile davon ist, dass sie sauber brennen.

Alle Zusätze sind potenziell problematisch: Komplexe Verbrennungsnebenprodukte, unterschiedliche Dichteverhältnisse, die zu einer Trennung führen, und unterschiedliche Lageranforderungen usw. scheinen alle potenziellen Vorteile von Zusätzen in modernen Raketenkonstruktionen aufgewogen zu haben.

Die kleine Ausnahme ist RP-1/Kerosin. Dies ist eine so komplexe Mischung, dass es schwer zu sagen ist, was als Zusatzstoff betrachtet werden sollte und was nur ein Teil der Mischung ist. Die Spezifikationen dafür sagen nicht, wie Sie es machen, nur was es enthalten sollte. Ich kenne die Raffinationstechniken nicht, und um die gewünschten Verhältnisse zu erhalten, kann es durchaus erforderlich sein, die Fraktionen hinzuzufügen, von denen Sie nicht genug haben. Die Liste der Chemikalien, die es enthalten darf ( https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/IR/nistir6646.pdf , wenn Sie Lust auf lange Lektüre haben), sind jedoch alle Erdölderivate, die mit dem übereinstimmen, was Kerosin zu erwarten wäre enthalten. Die Parteilinie scheint die „Extras“ zu minimieren und sie nicht hinzuzufügen.

Hypergole und Feststoffe sind eine andere Geschichte. Sie verbrennen bereits schmutzig und haben zusätzliche Probleme, die durch Zusatzstoffe überwunden werden können. Folglich enthalten sowohl Hypergolika als auch Festbrennstoffe sehr wohl Additive.

In Hypergolics gibt es eine lange Liste von Dingen, die speziell hinzugefügt werden, um einige der Nachteile der Basismischung zu bekämpfen. Am deutlichsten Gefriertemperatur.

Feststoffraketen sind noch komplexere Mischungen. Es ist üblich, Bindemittel, Katalysatoren und eine Vielzahl anderer Dinge hinzuzufügen, um die gewünschten physikalischen Eigenschaften, Verbrennungs- und Handhabungseigenschaften zu erhalten.

Ich bezweifle, dass flüssige Brennstoffe „alle so rein wie möglich gehalten werden“. Bei der Abtrennung des Sauerstoffs von den anderen Luftgasen ließen sich geringe Verunreinigungen nicht vermeiden. Ein paar Argon und Stickstoff im Sauerstoff würden nicht schaden, solange die Effizienz nicht wesentlich reduziert wird. Es kann auch etwas Helium aus der Druckbeaufschlagung vorhanden sein. Die Mercury-Redstone verwendete eine "75-prozentige Ethylalkohol-25-prozentige Wasserlösung", ähnlich der deutschen V-2-Rakete. Durch Destillation gereinigtes Ethanol könnte ohnehin nicht reiner als 95,6 % sein.
@Uwe: 'Möglich' ist vielleicht ein zu starkes Wort, vielleicht wäre 'praktisch' besser gewesen. Und sicherlich sind einige Verunreinigungen schlimmer als andere. Wenn es jedoch speziell um vorsätzliche Kontamination geht, denke ich, dass der Ist-Zustand korrekt ist. Beachten Sie auch den Vorbehalt: Dies gilt nur für moderne Designs. Vor der Festlegung auf LOX/LH2/RP-1/Methan als nicht-hypergolische flüssige Treibmittel der Wahl: Additive waren der letzte Schrei. Es mag dort eine interessante Frage für sich geben, aber ich gehe davon aus, dass OP an aktueller, nicht historischer Praxis interessiert ist.
Sind Raketentreibstoffe und LOX rein oder gibt es Zusätze?
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