Was ist falsch an Hydrazin als Monotreibstoff?

Bei der Beantwortung einer Frage, ob N 2 O ein praktisches Monotreibmittel sei , stellte ich fest, dass Hydrazin erheblich effizienter war. Warum wollen die Leute es also durch N 2 O ersetzen , wenn Hydrazin effizienter ist? Laut einer Harvard-Unterseite sind sie es. Warum also? Es muss ein aktuelles Problem mit Hydrazin geben, das die Leute wechseln möchten. Was ist das für ein Problem?

Weil es ein giftiges Treibmittel ist? IIRC, siehe Artikel wie diesen newscientist.com/article/mg15621033-800-what-goes-up
@CamilleGoudeseune Gasförmiger Stickstoff, N2, wird als Monotreibstoff verwendet. Es ist das bevorzugte Gas für Kaltgas-Triebwerke.
Das Buch Zündung! (Clark) – auch aus anderen Quellen erhältlich – diskutiert Hydrazin aus den späten 40er und den 50er Jahren. Clark spricht zwei Probleme an: Reines Hydrazin hat einen extrem hohen Gefrierpunkt und muss daher mit einem „Gefrierpunkterniedriger“ gemischt werden, um es brauchbar zu machen – was anscheinend nicht funktionierte – oder in etwas anderes umgewandelt werden muss – „ein Derivat " - und sie kamen auf UMDH. Aber das war kein Monotreibstoff. 1/2
Für die Verwendung als Monotreibstoff bestand das Problem (diskutiert auf den Seiten 122-123) darin, dass das Hydrazin über ein Katalysatorbett geschickt wurde, „aber Neustarts, wenn das Katalysatorbett abgekühlt ist, sind so gut wie unmöglich“. Aber noch einmal, das war in den späten 40ern, frühen 50ern, und vielleicht wurden seitdem Dinge entdeckt ... 2/2
@davidbak Hydrazin wurde als Mono (Treibstoff, nicht wirklich Stütze) in den Shuttle-Hilfstriebwerken verwendet und verursachte eine Menge Ärger, einschließlich der fast Sprengung des Orbiters auf STS-9. Wie Sie sagen, mussten Heizungen geliefert werden, damit es nicht einfriert, und wenn sie ausfielen, war das auch wirklich schlimm.

Antworten (2)

Es gibt einige Gründe, warum ein Hydrazinersatz in Betracht gezogen wird:

  • Hydrazin ist hochgiftig und krebserregend, daher ist die Handhabung gefährlich. Ein Leck kann Astronauten oder Techniker ernsthaft gefährden
  • Hydrazin ist ätzend und kann ungeschützte Oberflächen wie Metall, Haut, Lunge usw. beschädigen.
  • Seine Abbauprodukte sind auch giftig und ätzend, also ist es nach der Verwendung immer noch unangenehm
  • Da Hydrazin giftig, ätzend usw. ist, erfordert es spezielle Ausrüstung und Verfahren zum Transportieren und Handhaben, was die Komplexität des Gesamtsystems erhöht
  • Hohe Kosten: Am Anfang ist die Produktion teuer, dann fallen zusätzliche Kosten für den sicheren Transport und die Handhabung an

Beachten Sie, dass dies nicht die vollständige Liste ist, warum Hydrazin hässliches Zeug ist, es hat die Tendenz, bei Kontakt mit bestimmten Materialien spontan zu explodieren, aber deshalb wird es in der Raketentechnik verwendet.

Bei kleinen Satelliten, die während des Starts mit einem größeren Raumfahrzeug huckepack getragen werden, können sowohl der Besitzer dieses größeren Raumfahrzeugs als auch der Startanbieter Hydrazin auf den huckepack getragenen Satelliten schlecht sehen.
Ein weiterer Aufzählungspunkt: Es und seine Zersetzungsprodukte sind auch ziemlich ätzend nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/1006.pdf
Danke @OrganicMarble, ich habe einige dieser Details bearbeitet.
und ein anderes Geschosselement, Rost, dh oxidierter Stahl, ist nur ein weiteres Oxidationsmittel, soweit es Hydrazin betrifft, danach kann es, sobald die Zersetzung begonnen hat, durch die erzeugte Wärme selbsterhaltend werden. Man kann nicht davon ausgehen, dass rostfreier Stahl (dh CRES) rostfrei ist, und daher muss die Ausrüstung zur Handhabung des Treibstoffs in tadellosem Zustand sein.
@Puffin: Ich rieche einen Liquisolid-Motor.
N2O ist auch nicht absolut sicher zu atmen en.wikipedia.org/wiki/Recreational_use_of_nitrous_oxide
Sicher, @fraxinus, aber es schmilzt Ihre Lungen nicht in kleinen Konzentrationen.

Hydrazin wird seit Jahrzehnten auf Hunderten von Satelliten als kleiner Monopropellant-Triebwerk verwendet. Ein Modell, der "1N Monopropellant Hydrazine Thruster", soll in 165 Einheiten im Einsatz sein. Andere Modelle haben ähnliche Bereitstellungsaufzeichnungen.

Referenz: space-propulsion.com .

In den 60er und 70er Jahren wurden viele Studien zu Monotreibstoffen durchgeführt. Ein Buch von: Belal, Hatem -- 2009/05/26SP Modeling of Hydrazine Decomposition for Monopropellant Thrusters präsentiert eine zusammenfassende Leistungstabelle einiger Monotreibstoffe, einschließlich Hydrazin und N 2 Ö . Ich versuche, eine zusammenfassende Tabelle einzufügen. Hier kommt's:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hydrazin hat aber einen höheren Isp N 2 Ö hat eine höhere Verbrennungstemperatur und benötigt wahrscheinlich exotischere Materialien.

Insgesamt hat Hydrazin eine so eingebaute Infrastruktur, eine langfristig installierte Leistungsbasis, dass es unwahrscheinlich ist, dass es verdrängt wird.

Die Toxizität, die krebserzeugenden Eigenschaften, die Korrosivität usw. von Hydrazin werden meiner Erfahrung nach stark übertrieben. Ich habe in den 60er Jahren in einem kleinen Unternehmen für Verbrennungsforschung gearbeitet. In einem Arbeitsbereich werden Untersuchungen hypergolischer Zündparameter von N 2 Ö 4 und Hydrazin, UDMH, Aerozine 50 usw. wurden durchgeführt. Zur Unterstützung der Tests wurden Hochgeschwindigkeitsfilme sowie Temperatur- und Gaszusammensetzungsmessungen durchgeführt. Ich lebte in Wolken aus Hydrazin und N 2 Ö 4 Dämpfe. N 2 Ö 4 wurde respektvoll behandelt. Hydrazin wurde nicht mit großer Sorge behandelt. Hydrazin hat einen Ammoniakgeruch und es wurde versucht, diesen so gering wie möglich zu halten, aber es gab keine wirklichen Sicherheitsgrenzen. Außerdem gab es keine einfachen Messinstrumente für Umgebungskonzentrationen. Niemand in unserer Gruppe ist an irgendetwas erkrankt, das mit Hydrazin zusammenhängen könnte und N 2 Ö 4 . Wahrscheinlich könnte diese Arbeit heute nicht mehr durchgeführt werden, insbesondere in einem vorstädtischen Industriegebiet.

In ihrem Dokument schätzt die EPA, dass, wenn eine Person kontinuierlich Luft einatmet, die Hydrazin enthält, durchschnittlich 0,0002 µ G / M 3 ( 2.0 ∗ 10 − 7 M G / M 3 ) über sein gesamtes Leben hinweg hätte diese Person theoretisch nur ein um eins zu einer Million erhöhtes Risiko, an Krebs als direkte Folge des Einatmens von Luft zu erkranken, die diese Chemikalie enthält.

Ich denke, Hydrazin wird noch lange verwendet werden.

Faszinierend! Hoffentlich erleiden Sie keine Konsequenzen.
Was ist falsch an Hydrazin als Monotreibstoff?
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