Was ist mit Tripropellant-Raketen passiert?

IIRC-Tripropellant-Raketen können im Vergleich zu Bipropellant-Raketen eine überlegene Leistung erbringen (auf Kosten zusätzlicher Komplexität). Nun, ich weiß, dass es die Li/H/F-Kombination gibt, aber sie wird nicht verwendet, weil sie so gefährlich ist . Die Sache ist, es wurden noch ein paar andere getestet:

  • Be/H2/O2 (offensichtlich wegen Beryllium nicht verwendet)
  • Al/RP-1/O2 (klingt für mich nicht allzu gefährlich)
  • Al/H2/O2 (klingt für mich nicht allzu gefährlich)

und noch ein paar mehr. Was ist mit diesen passiert?

Bearbeiten: Nach einigen Gedanken in den Kommentaren, warum wird nicht mehr an weniger giftigen Kombinationen geforscht, wenn die Belohnung großartig sein könnte?

Beim Überfliegen dieses Dokuments sieht es so aus, als ob die Aluminium-Triprops nur eine sehr bescheidene Erhöhung des theoretischen spezifischen Impulses für H2 / O2 und keine für RP-1 / O2 bieten. Die Entwicklung von Raketentriebwerken ist teuer und Raketenkonstrukteure sind daher konservativ; Ich nehme an, niemand hat entschieden, dass es sich lohnt, das Geld auszugeben, um eine solche Engine für eine Isp-Steigerung von 1 % zu entwickeln.
Injektoren sind sehr schwierig, Tankvolumen ist zu massiv, die Effizienzsteigerung, Sie benötigen 50% mehr Turbopumpen usw.
@RussellBorogove - Scheint gültig zu sein, aber wenn ich mir andere Gemische anschaue, sehe ich wünschenswerte Erhöhungen von Isp, Schub und Kraftstoffdichte. Warum wird nicht mehr geforscht, um nach weniger toxischen Tritreibstoffen zu suchen?
@xilpex Es ist jedoch nicht offensichtlich, dass es viel zu gewinnen gibt. Moderne Bohrraketen sind recht sparsam und zuverlässig für den Start, und Ionentriebwerke haben die Sache mit dem hohen Isp im Vakuum genäht ... ist es wahrscheinlich, dass sich die Investition viel rentiert?

Antworten (2)

Al = Aluminium ist ein festes Metall, RP1, O2 und H2 werden als Flüssigkeiten in den Tanks einer Rakete gespeichert.

Wenn Sie eine Methode zur Lagerung einer flüssigen Aluminiumzubereitung kennen, die in einen Raketentank gepumpt und nach der Zündung in eine Brennkammer gepumpt werden kann, würden wir alle hier gerne darüber lesen.

Geschmolzenes heißes Aluminium ist in einem Raketentank nicht nützlich, es muss erhitzt werden, um flüssig zu bleiben. Eine Kombination aus drei verschiedenen Temperaturniveaus, dem sehr kalten Sauerstoff, dem Benzin bei Raumtemperatur und dem sehr heißen flüssigen Aluminium innerhalb derselben Rakete würde eine Menge schwerer Isolierung und eine Wärmequelle erfordern, um das Aluminium flüssig zu halten.

Eine Suspension von pulverisiertem Aluminium in Raketenbenzin würde sich am Boden des Tanks in Pulver und darüber in Benzin trennen.

Pulverisiertes Aluminium wird für Raketen verwendet, aber nur als Teil von Festbrennstoffen, wie die Booster des Space Shuttle.

Ganz einfach, weil die Belohnungen nicht so toll sind und die zusätzliche Komplexität nicht verdient haben. Die potenziellen Verbesserungen von Tri-Treibstoffmischungen werden durch eine ziemlich einfache Chemie begrenzt (insbesondere wenn Sie die Optionen mit Toxizitäts- oder Kostenproblemen eliminieren), und um sie zu erhalten, fügen Sie einen weiteren Tank, eine weitere Pumpe, mehr Rohrleitungen hinzu, was alles trockener macht Masse, die jeden potenziellen Vorteil auffrisst.

Die Kosten beziehen sich eher auf die betriebliche Komplexität als auf die Treibmittelleistung. Vergleichen Sie zum Beispiel einfach den RP1-brennenden Falcon 9 von SpaceX mit dem „leistungsstärkeren“, aber viel teureren Delta IV. Das in der Entwicklung befindliche Starship-Startsystem von SpaceX setzt diesen Ansatz fort: Es verbrennt Methan aufgrund seiner Verfügbarkeit und einfachen Handhabung und verwendet eine Edelstahlstruktur anstelle eines ultraleichten Verbundwerkstoffs.

Besonders relevant für diese Frage beabsichtigt SpaceX, dass Starship ein autogenes Druckbeaufschlagungssystem verwendet, das verdampftes Treibmittel verwendet, um die Tanks anstelle von Helium unter Druck zu setzen, insbesondere um die Anzahl der Flüssigkeiten zu reduzieren, mit denen das Fahrzeug und die Bodenunterstützungsausrüstung umgehen müssen. Sie sind bereit, die Konstruktionskomplexität (die Verdampfer und dergleichen, die für die autogene Druckbeaufschlagung erforderlich sind) hinzuzufügen, um die Betriebskomplexität zu verringern, indem sie eine Flüssigkeit eliminieren, die nicht einmal ein Treibmittel ist.

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