Ich arbeite mich durch Suttons „Rocket Propulsion Elements“ (8. Aufl.) und es ist größtenteils Kauderwelsch. Allerdings verstehe ich ein bisschen. Wie auch immer, die Frage ist: Wenn Sie RP-1 als Brennstoff verwenden, enthält Ihre Oxidationsmittellieferung versehentlich 15 % Stickstoff. Welche Auswirkungen hätte dies auf Leistung, Verbrennungsgase usw.? Was wäre das optimale Mischungsverhältnis?
Für die Leistung kann ich also nur davon ausgehen, dass sich der spezifische Impuls verringern würde, da unverbrannter Stickstoff Wärme an den Überschallgasstrom in der Düse abgibt. Verbrennungsgase hätten letztendlich eine Konzentration von Stickstoff, einatomigem Stickstoff, Lachgas und Salpetersäure und möglicherweise etwas Stickstofftetroxid sowie die typischen Verbrennungsgase (ich bin schlecht in Chemie ...). Bei den Verhältnissen schätze ich, dass das Optimum von 2,3 oder 2,5 angepasst werden müsste, um oxidatorreicher zu sein, da Stickstoff inert ist.
Gedanken? Anregungen? Irgendetwas?
BEARBEITEN: Für das Mischungsverhältnis habe ich eine einfache Berechnung durchgeführt, die die Abnahme der Oxidationseffizienz berücksichtigt, und ein neues Verhältnis von 2: 1 (für gefrorenes Gleichgewicht) ermittelt.
Ich hätte auch darauf hinweisen sollen, dass diese Verhältnisse 2,3:1 für die gefrorene Gleichgewichtsausdehnung und 2,5:1 für die Verschiebung der Gleichgewichtsausdehnung mit Gasausdehnung auf Meeresspiegeldruck sind.
Ich vermute, Sie sind mit CEA vertraut , oder? Es ist ein raffiniertes Werkzeug, mit dem Sie die Gleichgewichtschemie und ihre Auswirkungen auf die Raketenverbrennung berechnen können. Indem Sie mit den Eingaben herumspielen, sollten Sie in der Lage sein, alle Ihre Fragen zu beantworten.
Haben Sie LOX als Oxidationsmittel angegeben? Ich gehe davon aus, dass Sie LOX verwenden.
Ich kenne sicherlich nicht alle diese Antworten, aber wenn Sie bereits reich an Kraftstoff sind, dann verbrennt Ihr Motor 15 % weniger Treibmittel als erwartet. Es scheint, dass der Leistungseinbruch proportional zur inerten Stickstoffkonzentration wäre, obwohl ich nicht weiß, ob es genau 15% wären.
Auch Ihre Leistungsfähigkeit lässt nach. Entweder man verbrennt 15 % weniger Treibmittel, oder wenn man wirklich sein ganzes Treibmittel verbrennen will, muss man 15 % mehr Oxidationsmittel in den Tank geben, um die benötigte Sauerstoffmenge zu haben, also beginnt man mit mehr Masse.
Russell Borogove
SF.