Waren irgendwelche Raketentreibstoffsysteme tatsächlich explosiv und hätten richtig explodieren können?

Es macht nichts, dass dies die 18. Frage ist, die das Raketenexplosions- Tag hat .

Auf die Frage "Hätte die Rettungskapsel Dragon dieses Ereignis überlebt?" Auf die Frage nach der AMOS-6-Mission antwortete Elon Musk per Tweet :

Ja. Dies scheint aus menschlicher Sicht augenblicklich, aber es ist wirklich ein schnelles Feuer, keine Explosion. Drache wäre in Ordnung gewesen.

Die Verbrennungsgeschwindigkeit war durch die Geschwindigkeit begrenzt, mit der sich frischer Sauerstoff und Kerosin mischen und erhitzt werden konnten. Vergleichen Sie das mit dem, was passiert, wenn hochexplosive Sprengstoffe explodieren , wo die Reaktion mit Schallgeschwindigkeit durch das Material wandert und kein Mischen erforderlich ist.

Nehmen wir für die Zwecke dieser Frage an, dass LOX / RP-1-Raketen nicht explodieren.

Frage: Gab es Tests von Raketen, die das Potenzial hatten, richtig zu detonieren? Nur zur Veranschaulichung: Oxidator und Brennstoff gründlich gemischt, aber so kalt gehalten, dass nichts passiert, bis etwas in einer Brennkammer aufgewärmt wird?

Ich denke, Sie müssen Ihre Begriffe ein wenig mehr disambiguieren. Eine Rakete zum Explodieren zu bringen ist ganz einfach: einfach ein Loch in einen Panzer stechen. Die Grenze, die Sie meiner Meinung nach ziehen, verläuft zwischen einer Verpuffung und einer Detonation . Und eine Explosion kann eine Verpuffung oder eine Detonation sein, und es kann sogar beides nicht sein.
Kurz gesagt: Explosion = schnelle Volumenzunahme, Deflagration = Unterschallverbrennung, Detonation = Überschallverbrennung (bezogen auf die lokale Schallgeschwindigkeit in der Flammenfront).
Thermobare Explosionen sind Detonationen.
@JörgWMittag Deshalb kommt "detonate" schon im Titel und zweimal im Body der Frage vor. und die Schallgeschwindigkeit habe ich auch schon angesprochen. Können Sie es noch einmal durchlesen und mich wissen lassen, ob es wirklich Unklarheiten gibt? Und wenn nicht, den Kommentar löschen? Danke!
Werden Sie nur erfolgreiches System zählen? John D. Clarks "Penelope"-Treibstoff war erfolglos, weil er ein so guter Sprengstoff war, dass er nicht gezwungen werden konnte, normal zu brennen.
Wird RDX nicht auch als Festtreibstoff verwendet? Im Allgemeinen würde ich unter Monotreibstoffen suchen.
Wird Hydrazin bei ausreichender Ermutigung explodieren?
@SF. Sicher! Ich habe "Hat es Tests gegeben ..." geschrieben, um auch erfolglose Tests zu berücksichtigen. Ich hätte wirklich um Triebwerkstests bitten sollen, nicht um Raketen, aber es könnte zu spät sein, jetzt etwas zu ändern.
@ RogerWood Ich habe Nitrozellulose überprüft und es verpufft, obwohl der Unterschied ziemlich akademisch ist. es ist ein starker Sprengstoff, allerdings Unterschall.
@RogerWood Ich denke, das kann als neue Frage gestellt werden; vielleicht über Monotreibstoffe im Allgemeinen, da auch hochkonzentriertes Wasserstoffperoxid beliebt ist. Verwendet das Sojus-Raumschiff chemisch stabilisiertes Wasserstoffperoxid (H₂O₂), um über 200 Tage an die ISS andockbar zu bleiben?

Antworten (3)

Einige Raketen (insbesondere Hybridraketen) verwenden Stickoxid-Oxidationsmittel, das sich exotherm in Stickstoff und Sauerstoff zersetzt und zur Detonation fähig ist. Dies ist nicht nur eine theoretische Gefahr, Virgin Galactic erlebte 2007 während eines Cold-Flow-Injektor-Tests eine Explosion, bei der 3 Menschen getötet und 3 weitere verletzt wurden.

Acetylen wird typischerweise als Lösung in Aceton gehandhabt, da es in flüssiger Form zu explosionsartiger Zersetzung neigt, oder als Hochdruckgas, das bei einer Detonation mit Überschallgeschwindigkeit auftreten kann. Das DARPA ALASA-Programm versuchte jedoch, einen Monotreibstoff zu verwenden, der aus einer Mischung von Acetylen und Distickstoffmonoxid bestand. Das Programm wurde 2015 eingestellt , weil der Treibstoff beim Testen explodierte . Die Explosion einer solchen Mischung scheint wahrscheinlich bis zur Detonation fortzuschreiten.

Zu "Waren irgendwelche Raketentreibstoffsysteme tatsächlich explosiv und hätten richtig detonieren können?" Diese Antwort scheint "Ja, und hier sind zwei Beispiele" zu sein. Danke!

Als Faustregel gilt, dass kein Raketentreibstoff (oder Oxidationsmittel) jemals alleine explodieren kann. Aus dem einfachen Grund, dass die maximale Flammenfrontausbreitung langsamer sein muss als die Flüssigkeitsgeschwindigkeit durch die Injektoren, sonst würde sich die Flamme zurück in die Tanks ausbreiten. NEIN, niemand hat es jemals geschafft, brennbare Flüssigkeiten schneller als mit Schallgeschwindigkeit zu pumpen.

Was die Mischung angeht? Absolut. Sogar eine einfache Bestie wie die Mischung aus unsymmetrischem Dimethylhydrazin und Stickstofftetroxid der Proton-Rakete wird explodieren, wenn Sie irgendwie eine vollständige Mischung erreichen, bevor Sie sie zünden. Dies kann jedoch schwierig sein, da diese Kombination äußerst hypergolisch ist und selbst gefrorene Feststoffe die Materialien sich gegenseitig entzünden.

Auch hier in der Regel nein. Raketen leben von sehr schneller Verbrennung, nicht von Überschalldetonationen. Die Brennstoffe werden so gewählt, dass dies zutrifft.

PS Sogar flüssiges Kerosin und LOX detonieren. Auch ziemlich heftig! Sie müssen sie nur gründlich mischen und die Mischung so emulgieren, dass die Partikelgröße gegen Null geht. Dies passiert einfach nicht in einem realistischen Unfall- oder Ausfallmodus. Es hilft zur Sicherheit, dass das Kerosin bei einer viel höheren Temperatur hart gefriert als das LOX kocht, und flüssiges oder festes Kerosin und gasförmiger Sauerstoff sehr schwer zu mischen sind.

Danke für deine informative Antwort! In Bezug auf Mischungen suche ich nach einer Rakete, bei der sie in einem vorgemischten Zustand existieren würden, vielleicht bei niedriger Temperatur (als Beispiel), und nicht in einer hypothetischen Situation, in der sie gemischt werden. Heute gibt es keinen wahrscheinlichen Kandidaten, aber in den frühen Tagen der Experimente wurde möglicherweise nach Kombinationen gesucht, die vorgemischt werden könnten; es wäre verlockend, da es eine gewisse Vereinfachung des Designs ermöglichen würde.
@uhoh Eine detonationsfähige Vormischung würde erfordern, dass der Motor irgendwie verhindert, dass die Flammenfront die Einspritzdüsen durch die Kraftstoffpumpen in den Kraftstofftank hochfährt. Dies würde erfordern, dass der Kraftstoff schneller gepumpt wird, als sich der Flammenfont bewegen kann. Da es sich jedoch um eine Detonation handelt, ist die Flammenfront Überschall. Das ist Überschall in einer Flüssigkeit , was ein paar km/s bedeutet! Das schafft keine Pumpe.
Ja, es scheint eine schlechte Idee zu sein, aber das ist nicht die Frage, die ich hier gestellt habe. Es schließt die Möglichkeit nicht aus, dass es in den frühen Tagen des Experimentierens einige Tests oder Experimente gegeben hat. Man kann nach neueren Erkenntnissen nicht sagen, dass vor 80 Jahren niemand jemals etwas versucht hätte.
@uhoh jeder, der es versucht hat, hätte einen Krater geschaffen. Sie haben es mit ziemlicher Sicherheit versucht (obwohl ich mich an nichts von Ignition! erinnere, das darüber diskutiert hat). Aber mit der verfügbaren Technologie, insbesondere in der frühen Raketentechnik, wäre jedes Experiment mit detonationsfähigem Vormischungstreibstoff ... explodiert. Im Kraftstofftank.
Ich nahm an, dass Pelletsbrennstoff eine Option sein könnte
Ja. aber Pellets zu pumpen ist etwas umständlich. Dennoch hat es Vorzüge. Auf ein (riesiges) Extrem gebracht, endet man mit einem Orion-Antrieb.
Dies wird von Clark's Ignition widerlegt. Sie experimentierten mit einigen Monotreibstoffen, die zur Detonation gebracht werden konnten. Alle von ihnen hatten erhebliche Sicherheitsprobleme oder andere Probleme, die dazu führten, dass sie außerhalb der Forschung nie Verwendung fanden.
@ikrase Sie haben damit experimentiert, ja. Ist einer von ihnen tatsächlich sogar auf Laborforschungsniveau geflogen?
@PcMan sie haben es geschafft, Raketentriebwerke zu testen (und Prüfstände in die Luft zu jagen). Es gibt wenig zu gewinnen, wenn man tatsächlich fliegt, wenn man nur Treibmittel testet, besonders wenn die Dinge weiter explodieren. Ignition hat einen Bericht über das Testen einer Monoprop, die sie "Penelope" nannten, wo: "Die Reaktion änderte sich zu einer Detonation hoher Ordnung, die den Motor zerstörte, sich durch die Kraftstoffleitung zum Treibmitteltank ausbreitete und das Treibmittel dort zur Detonation brachte (glücklicherweise gab es nur wenige Pfund im Tank) und hat in der Testzelle so ziemlich alles zerstört".
@ChristopherJamesHuff Genau! Das ist genau der Fehlermodus, den ich in meiner Antwort erwähne, aber mir wird gesagt, dass ich Unwahrheit schreibe. Und ich betrachte KEIN Treibmittel, das getestet wurde und sofort katastrophal versagte und gemäß der OP-Anforderung als "Raketentreibstoffsystem" aufgegeben wurde.
@PcMan, es war sicherlich ein "Test einer Rakete", wie im letzten Absatz angegeben, der die Frage offiziell formuliert. Die Frage beschränkt die Dinge nicht auf Treibmittel, die praktische Verwendung fanden.
@ChristopherJamesHuff hunnybun, als ich jung war, habe ich versucht, eine Rakete aus einer leeren Flasche und Traubenlimonade zu machen. Bedeutet dies, dass Grape Soda jetzt ein "Raketentreibstoffsystem" ist???????
@PcMan behaupten Sie ernsthaft, dass Ihr Herumspielen mit kohlensäurehaltigen Getränken der Raketentreibstoffentwicklung an der Naval Air Rocket Test Station in Dover gleichgestellt ist? Sie ließen das Treibmittel fallen, weil es übermäßig anfällig für Detonationen war, nicht weil das, was sie versuchten, im Grunde nicht durchführbar war. Es wurde in einem echten Raketentriebwerk mit der Absicht getestet, es zu einem Treibmittel zu entwickeln, das in echten Raumfahrzeugen von Experten auf diesem Gebiet verwendet werden kann, die über die Fähigkeiten und das Wissen verfügen, genau das zu tun.
Wie kann ein Monotreibstoff nicht detonationsfähig sein?
@LorenPechtel, wenn die Ausbreitungsrate der Flammenfront durch den Kraftstoff Unterschall ist. Es gibt einen großen Unterschied zwischen Deflagration und Detonation.
@PcMan Aber steigt die Ausbreitungsrate nicht mit steigendem Druck?
@LorenPechtel und ... mit welcher Geschwindigkeit breitet sich eine Druckwelle durch eine Flüssigkeit aus? Schneller als die Schallgeschwindigkeit? Unwahrscheinlich!
@PcMan Betrachten Sie Schießpulver. Ausgesetzt brennt es. Eingeschränkt steigt der Druck und es macht Boom.
@LorenPechtel Ja, betrachten wir Schießpulver. Ausgesetzt brennt es. Eingesperrt, der Druck steigt und ... ES BRENNT NOCH NOCH. Nur viel schneller. Schießpulver DETONIERT NICHT . Danke, dass Sie meinen Standpunkt für mich bewiesen haben, es wird sehr geschätzt.

Ich denke, die Antwort ist möglicherweise ja, aber der Ort, an dem man suchen sollte, sind wahrscheinlich Feststoffraketen und keine Flüssigbrennstoffraketen. Ich bin kein Chemiker, aber ich glaube, es ist so, dass Ammoniumnitrat als Oxidationsmittel in einigen solchen Treibmitteln verwendet wird: Wikipedia scheint dies auch zu sagen und sagt, dass solche Mischungen oft als "ANCP" bekannt sind.

Nun, wenn Sie das Richtige mit Ammoniumnitrat tun, können Sie es selbst explodieren lassen (in diesem Fall ist es also hochexplosiv, nicht niedrigexplosiv). Ich glaube, dass "das Richtige" ziemlich schwer zu arrangieren ist, aber Sie wollen definitiv nicht versuchen, große Mengen davon mit Dynamit zu zerkleinern .

Das Richtige ist sicherlich so schwer zu handhaben, dass ich ziemlich große Scheunen voller Säcke mit Ammoniumnitratdünger gesehen habe: Niemand hat sich Sorgen darüber gemacht, dass es explodiert (Leute, die es von Farmen stehlen und es als Oxidationsmittel für IEDs verwenden, sind eine andere Sache: Ich denke, das geht leider immer noch weiter).

Daher denke ich, dass es zumindest vernünftigerweise möglich ist, dass Raketen mit festen Brennstoffen, die Ammoniumnitrat als Oxidationsmittel verwenden, möglicherweise hochexplosive Brennstoffe verwenden, die jedoch so schwer zu detonieren sind, dass sie in der Praxis kein Risiko darstellen. Ich denke jedoch , ob das Ding hochexplosiv ist, hängt von der Konzentration von Ammoniumnitrat ab, und ich bin mir nicht sicher, was das in Raketentreibstoffen ist, aber es kann unter der kritischen Schwelle liegen (eine falsche Einschätzung der Schwelle scheint gewesen zu sein). einer der Fehler von Oppau).

(Übrigens ist die Geschwindigkeit einer Detonation nicht die Schallgeschwindigkeit im Material: Sie ist viel höher.)

Waren irgendwelche Raketentreibstoffsysteme tatsächlich explosiv und hätten richtig explodieren können?
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