Wo ist der Lithium-Fluor-Wasserstoff-Tritreibstoff derzeit?

Aus dem gleichen "Ignition"-Buch

„Es geschah in ihrer Anlage in Shreveport, Louisiana, als sie sich darauf vorbereiteten, zum ersten Mal eine Ein-Tonnen-Stahlflasche mit CTF (Chlortrifluorid) zu versenden. Der Zylinder war mit Trockeneis gekühlt worden, um das Einfüllen des Materials zu erleichtern, und die Kälte hatte den Stahl offenbar verspröden lassen. Denn als sie die Flasche auf einen Rollwagen manövrierten, splitterte sie und schüttete eine Tonne Chlortrifluorid auf den Boden. Es kaute sich durch zwölf Zoll Beton und grub ein drei Fuß großes Loch in den Kies darunter, füllte die Stelle mit Dämpfen, die alles in Sichtweite korrodierten, und machte im Allgemeinen eine höllische Sauerei. Der Zivilschutz stellte sich heraus und begann, die Nachbarschaft zu evakuieren, und um es milde auszudrücken, es gab ein ziemliches Aufsehen, bevor sich die Dinge beruhigten. Wie durch ein Wunder wurde niemand getötet, aber es gab ein Opfer – den Mann, der den Zylinder stabilisiert hatte, als er zerbrach. Er wurde etwa 150 Meter entfernt gefunden, wo er Mach 2 erreicht hatte und immer noch schneller wurde, als er von einem Herzinfarkt gestoppt wurde.»

Sie müssen sich vorstellen, wie die Startrampe nach dem Start aussehen wird, denn F2 + H2 → HF = Fluorwasserstoff, also Flusssäure. Es ist stark ätzend und löst fast alles auf, sogar Glas (siehe „Breaking Bad“)

Stellen Sie sich nun eine Rakete mit 1000 Tonnen Fluor vor, die in Florida abstürzt. Nach diesem Ereignis wird sogar angereichertes Uran wie umweltfreundlicher Brennstoff aussehen.

Fluor ist ab 0,1 Teil Fluor pro Million Luftteile (ppm) giftig.

Der Xenon-Ionen-Triebwerksmotor hat einen noch höheren spezifischen Impuls - etwa 3000 Sekunden.

Spezifischer Impuls ist wichtig, aber es gibt auch andere Aspekte zu berücksichtigen, wie zum Beispiel:

• Schub (wenn der Motor am Boden verwendet wird)
• Treibstoffkosten
• Kosten für Motorforschung und -entwicklung
• Kosten für den Umgang mit dem Brennstoff auf der Erde
• Umweltbelastung

Fluor war in den 60er Jahren ein starker Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt. RD-301-, RD-350- und RRC - Studien Es wurde aus offensichtlichen Gründen abgesagt.

Die höchste spezifische Impulschemie, die jemals in einem Raketentriebwerk getestet wurde, war Lithium und Fluor, wobei Wasserstoff hinzugefügt wurde, um die Abgasthermodynamik zu verbessern (was dies zu einem Tritreibstoff macht) [ARBIT, HA, CLAPP, SD, DICKERSON, RA, NAGAI, CK, Combustion Eigenschaften der Tritreibmittelkombination Fluor-Lithium/Wasserstoff. AMERICAN INST OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS, PROPULSION JOINT SPECIALIST CONFERENCE, 4., CLEVELAND, OHIO, 10.-14. Juni 1968. ] . Die Kombination lieferte 542 Sekunden (5,32 kN·s/kg, 5320 m/s) spezifischen Impuls in einem Vakuum. Die Unpraktikabilität dieser Chemie zeigt, warum exotische Treibmittel eigentlich nicht verwendet werden: Um alle drei Komponenten flüssig zu machen, muss der Wasserstoff unter -252 °C (nur 21 K) und das Lithium über 180 °C (453 K) gehalten werden. . Lithium und Fluor sind beide extrem ätzend, Lithium entzündet sich bei Kontakt mit Luft, Fluor entzündet sich bei Kontakt mit den meisten Kraftstoffen und Wasserstoff ist, obwohl er nicht hypergolisch ist, eine Explosionsgefahr. Fluor und der Fluorwasserstoff (HF) im Abgas sind sehr giftig, was die Umwelt belastet, die Arbeit rund um die Startrampe erschwert und den Erhalt einer Startlizenz erheblich erschwert.

Abgesehen von den großen ökologischen Schäden, die eine große Menge Fluor/Flusssäure selbst im Falle eines erfolgreichen Starts (geschweige denn einer Explosion auf der Startrampe) darstellen würde, ist die andere Schwierigkeit eine technische.

Wie in Zündung erwähnt! und in ilyakharlamovs antwort muss man drei völlig unterschiedliche substanzen in flüssiger form aufbewahren. Eine bei -252 °C, eine bei 180 °C und eine bei -219 °C.

Dies ist keine unmögliche technische Herausforderung. Es ist jedoch eine größere Menge an Isolierung erforderlich, zusätzlich zu einer Art elektrischer Heizung, um das Lithium in situ flüssig zu halten (zumindest auf dem Pad und höchstens in der Luft). Das Raketendesign leidet (oder profitiert, je nachdem, mit wem Sie sprechen) unter einem Quadratwürfelgesetz. Die Masse des Treibstofftanks einschließlich der Isolierung nimmt mit dem Quadrat der Raketenskala zu, während das Volumen des Treibstoffs mit der Kubik zunimmt. Bei komplizierten Raketenkonstruktionen mit drei Tanks mit viel Isolierung werden also nur die größten Konstruktionen von Li/H/F-Raketen im Vergleich zu Hydrolox/Kerolox-Raketen effizienter.

Wenn man die ökozide Natur einer solchen Rakete nicht ignoriert, schafft es nur, dass eine wirklich große machbar ist ... Probleme.

Außerdem ignoriert dies den technischen Albtraum, einen Flüssigkeitsraketenmotor zu konstruieren, der alle drei Treibmittel handhaben und sie in dieselbe Kammer injizieren kann und nicht vollständig versagt, wenn sich das Lithium in den Rohren verfestigt. Es dauerte einen guten Teil des 20. Jahrhunderts, bis Bipropellant-Motoren gut funktionierten (ich würde sagen, sie waren der begrenzende Aspekt des Fortschritts in der Raketentechnik), daher kann ich mir die Schwierigkeiten nicht vorstellen, die mit Tripropellant-Raketen verbunden sind, selbst wenn die Treibmittel selbst relativ gutartig waren .