|
je to už niekoľko rokov, čo sa objavila správa,
že ďalšia verzia us nosiča delta, má ako palivo, používať metán. (CH4)
odvtedy je "ticho".
viete o tom, niekto niečo?
podľa mňa, by to bola, prínosná inovácia.
veď metán, sa nemusí "vyrábať" ta ako vodík (nižšie náklady), je omnoho skladovateľnejší. (skvapalniteľný pri nižšej teplote, menej prchaví)
a myslím, že tam bola spomenutá tá výhoda, že má aj menší objem ako skvapalnený vodík. |
| 06.1.2009 - 11:59 - Petr Tomek | |
|
Pokud vím, tak do toho NASA nějak ustoupila. Posledni pokusy s metanem teď dělala Armadillo Aerospace ale asi to bylo dost divoké:
http://armadilloaerospace.com/n.x/Armadillo/Home/News?news_id=364
http://armadilloaerospace.com/n.x/Armadillo/Home/News?news_id=359
http://armadilloaerospace.com/n.x/Armadillo/Home/News?news_id=357
Zřejmě se tohle palivo moc nehodí pro chlazení filmem paliva které používají. To je ta řada vstřikovačů těsně u stěny motoru.
http://media.armadilloaerospace.com/2008_12_01/likeImpinging.jpg |
|
sú nekaké známe výsledky "upgrade"?
myslím tým, prestavbu motora ktorý používa ako palivo napríklad..
kerozín - kyslík, na trebárs "alkohol" kyslík..
je vobec nejaký motor, možné takto "prestavať"?
najreálnejšie by bolo asi, prestavať taký, čo používa H2 - O2,
a miesto vodíka použiť metán..
je to vobec možné?
|
|
citace:
Pokud vím, tak do toho NASA nějak ustoupila. Posledni pokusy s metanem teď dělala Armadillo Aerospace ale asi to bylo dost divoké:
No právě že ze začátku, ale pak prostě přišli na to jak ten motor upravit, a předvedli s tím normální zavěšený let... |
| 06.1.2009 - 19:35 - Petr Tomek | |
|
citace:
sú nekaké známe výsledky "upgrade"?
myslím tým, prestavbu motora ktorý používa ako palivo napríklad..
kerozín - kyslík, na trebárs "alkohol" kyslík..
je vobec nejaký motor, možné takto "prestavať"?
najreálnejšie by bolo asi, prestavať taký, čo používa H2 - O2,
a miesto vodíka použiť metán..
je to vobec možné?
Trochu tuším, co mohli mít za problémy - při přímém vstřikování do komory odebere kapalný metan (stejně jako vodík) velké množství tepla, takže nemůže vzplanout hned u hlavy motoru, ale začne hořet až o pořádný kus dál. Takže komora musí být poměrně dlouhá. Kromě toho se kapalné plyny odpařují poměrně rychle, takže nevznikne onen film paliva, kterým se motor uvnitř chladí. Protože plyn hoří volně poměrně daleko od vstřikovací hlavy, bude to také vytvářet dost chaotické vibrace. Mezi motory na LOX/LH a motory na LOX/Metan by měl být rozdíl hlavně ve směšovacím poměru (pokud nepujde o moc složité konstrukce jakotřeba SSME), ale protože v obou případech bude přebytek paliva dosti vysoký, mělo by to i tak fungovat. |
|
citace:
pokud nepujde o moc složité konstrukce jakotřeba SSME
hmm.. zložitosť konštrukcie?
ja neviem... tak teraz by som vydel dvoch "kandidátov"
európsku ariane, a japonskú H2..
v oboch prípadoch, sa používa nízkotlakový, jednorázovo použiteľný motor..
bola by tu nejaká možnosť, že by taký krok, začali zvažovať,
"tý správny" ľudia? |
| 10.1.2009 - 22:38 - Petr Tomek | |
|
citace:
citace:
pokud nepujde o moc složité konstrukce jakotřeba SSME
hmm.. zložitosť konštrukcie?
ja neviem... tak teraz by som vydel dvoch "kandidátov"
európsku ariane, a japonskú H2..
v oboch prípadoch, sa používa nízkotlakový, jednorázovo použiteľný motor..
bola by tu nejaká možnosť, že by taký krok, začali zvažovať,
"tý správny" ľudia?
Těžko říci, ale asi spíše ne. Metan je sice levnější, ale na kapalný vodík v motorech prostě nemá. Takže přestavba už existující rakety z kapalného vodíku na metan je celkem nepravděpodobná. Spíš by to asi byl zajímavý motor pro druhý stupeň nějaké úplně nové rakety. |
| 10.1.2009 - 22:44 - Adolf | |
|
citace:
Těžko říci, ale asi spíše ne. Metan je sice levnější, ale na kapalný vodík v motorech prostě nemá. Takže přestavba už existující rakety z kapalného vodíku na metan je celkem nepravděpodobná. Spíš by to asi byl zajímavý motor pro druhý stupeň nějaké úplně nové rakety.
U chemické rakety, u které chceme maximální jmenovitý impuls, jsme k vodíku odsouzeni. Fyzikální chemie to předurčuje. ____________________
Áda |
|
citace:
Metan je sice levnější, ale na kapalný vodík v motorech prostě nemá. Takže přestavba už existující rakety z kapalného vodíku na metan je celkem nepravděpodobná.
Já tedy z různých článků ty úvahy o použití metanu pochopil hlavně v souvislosti s plánovaným přistáním na Měsíci pro lunární modul. Tam by použití L2 bylo dost problematické z hlediska skladování, pokud by modul stál na měsíci třeba i několik týdnů.
Docela by mě ale zajímalo, jak dlouho by se dal vodík v kosmickém prostoru skladovat na místě, kde by bylo odstíněno přímé sluneční záření. |
| 11.1.2009 - 11:03 - Petr Tomek | |
|
Ono je to s těmi výhodami/nevýhodami metanu trochu složitější. Jde o to, že kapalný vodík má poměrně nízkou hustotu - asi 1/10 (0,07 g/cm³ ) hustoty leteckého petroleje (0,7 - 0,84g/cm³ ). To znamená zároveň tolikrát větší nádrže které navíc musejí mít hodně dobrou tepelnou izolaci. Kapalný vodík má teplotu varu -252,9 °C. Je tedy pro něj na Zemi hodně horko. Výsledkem je, že zatímco u nádrže s leteckým petrolejem tvoří hmotnost nádrží asi jedno procento hmotnosti v poměru ke svému obsahu, u vodíku je to i víc než deset procent. Metan má teplou varu -162°C, což je také dost ale přece jen je to snesitelnější. Ta důležitá věc je, že oproti leteckému petroleji má v kapalném stavu hustotu asi poloviční až dvoutřetinovou (0,42262 g/cm³ ). Gravitační ztráty způsobené hmotností nádrže jsou tedy výrazně menší. Stejně tak i aerodynamické ztráty způsobované velkým čelním průřezem nádrží s kapalným vodíkem. Proto se může vyplatit používat metan i za cenu jeho o něco nižšího Isp.
Naproti tomu ve vesmíru kde je snadná tepelná izolace díky vakuu a neexistují významné gravitační ztráty ani aerodynamický odpor je vodík v chemických raketových motorech naprosto nedostižný. |
|
citace:
...
Naproti tomu ve vesmíru kde je snadná tepelná izolace díky vakuu a neexistují významné gravitační ztráty ani aerodynamický odpor je vodík v chemických raketových motorech naprosto nedostižný.
Až na přímý ohřev povrchu nádrží slunečním zářením (1,4 kW/m2 ve vzdálenosti 1 AU)! Takže dlouho ho tam skladovat taky nemůžete, nebo musíte mít kvůli tomu stejně dobrou izolaci (přinejmenším Dewarova typu). ____________________
Antonín Vítek |
| 11.1.2009 - 11:40 - Petr Tomek | |
|
citace:
Až na přímý ohřev povrchu nádrží slunečním zářením (1,4 kW/m2 ve vzdálenosti 1 AU)! Takže dlouho ho tam skladovat taky nemůžete, nebo musíte mít kvůli tomu stejně dobrou izolaci (přinejmenším Dewarova typu).
To máte naprostou pravdu, jenže podstatou Dewarovy nádoby je vrstva se vzuchoprázdným prostorem. A vzduchoprázdna je ve vesmíru spousta. Dvojité stěny tedy zůstanou, ale odpadne atmosférický tlak, který by byl u obřích vodíkových nádrží strašlivý. Tepelná izolace ve vesmíru je vůbec taková záhadná, protože jde o izolaci před vyzařováním nebo před přijímáním záření. Vlastně jde spíše o stínění než o izolaci typu "svetr". Ale to vlastně ani neříkám vám, spíš aby nevznikaly iluze o lahvi s kapalným vodíkem vystavené na oběžné dráze jen tak. |
|
| Izolace chrání před Sluncem, ale i se slušnou izolací dochází k odpařování a ztrátám, buď se odvádí odpařený vodík a spotřebovává (ideálně Vasimr), nebo ho ztrácí. Jinak musí nádrž chladit něčím chladnějším než LH, tekutým héliem? - drahé, komplikované. Nádrž s metanem můžeme chladit odpařeným (ztraceným) tekutým kyslíkem, a hlavně se kyslík i metan odpařuje mnohem pomaleji - jak objem, tak i nižší teplota. Kyslík pak ještě může dýchat posádka? |
| 12.1.2009 - 12:35 - Petr Tomek | |
|
citace:
Izolace chrání před Sluncem, ale i se slušnou izolací dochází k odpařování a ztrátám, buď se odvádí odpařený vodík a spotřebovává (ideálně Vasimr), nebo ho ztrácí.
Ano na delší dobu je vždycky s vodíkem problém a stačí k tomu i teplo přenášené konstrukcí. Proto se vždycky uvažuje ve srovnání výhod a nevýhod. Je třeba otázka, jestli pro let k Marsu by nebylo vhodnější použít méně problematické palivo právě z důvodu dlouhého skladování. |
|
citace:
Ano na delší dobu je vždycky s vodíkem problém a stačí k tomu i teplo přenášené konstrukcí. Proto se vždycky uvažuje ve srovnání výhod a nevýhod. Je třeba otázka, jestli pro let k Marsu by nebylo vhodnější použít méně problematické palivo právě z důvodu dlouhého skladování.
Já se na to dlouhodobé skladování tekutého vodíku ptal právě v souvislosti s letem k Marsu. Na Spektru se totiž čas od času objeví nějaký dokument vytvořený ve spolupráci s NASA nebo ESA o letu k Marsu a vždy se tam objeví zmínka o tom, že bude nejspíš potřeba použít jaderný pohon. Jenomže, aby se u jaderného pohonu dosáhlo rozumného Isp, není jiné cesty než použití vodíku. Nicméně v těch dokumentech se nějak mlčky přejde otázka jeho dlouhodobého skladování (nebo jsem nedával pozor a uniklo mi to ) Proto jsem se na to ptal. Ale asi by to šlo vyřešit kompromisem a na cestu tam použít jaderný pohon s vodíkem a na zpáteční cestu chemický pohon se snadněji skladovatelnými pracovními látkami. |
| 12.1.2009 - 18:09 - Petr Tomek | |
|
citace:
Já se na to dlouhodobé skladování tekutého vodíku ptal právě v souvislosti s letem k Marsu. Na Spektru se totiž čas od času objeví nějaký dokument vytvořený ve spolupráci s NASA nebo ESA o letu k Marsu a vždy se tam objeví zmínka o tom, že bude nejspíš potřeba použít jaderný pohon. Jenomže, aby se u jaderného pohonu dosáhlo rozumného Isp, není jiné cesty než použití vodíku.
To není naštěstí tak docela pravda. Isp jaderných motorů pracujících na vodík by bylo nejvyšší, ale při ohřevu který nabízejí jaderné motory by dobře fungoval i jiný plyn, jen by to nebylo tak výhodné, ale proti chemickým motorům by to ještě stále mohlo být dobré. Vzpomeňme si, že se podobný systém navrhoval i pro jaderné proudové motory. |
|
citace:
To není naštěstí tak docela pravda. Isp jaderných motorů pracujících na vodík by bylo nejvyšší, ale při ohřevu který nabízejí jaderné motory by dobře fungoval i jiný plyn, jen by to nebylo tak výhodné, ale proti chemickým motorům by to ještě stále mohlo být dobré. Vzpomeňme si, že se podobný systém navrhoval i pro jaderné proudové motory.
To samozřejmě ano. Můžete použít jakýkoliv plyn. Háček je v tom, že Isp je nepřímo úměrný odmocnině molekulové hmotnosti. Takže pokud použijete plyn se 16x větší molekulovou hmotností oproti vodíku, klesne Isp na čtvrtinu, čili z nějakých 12000 m/s dostanete 3000 m/s. U jaderného pohonu se molekulární hmotnost pracovní látky projeví mnohem výrazneji než u chemických pohonů. Pokud si vezmeme např. chemický pohon LOX+LH2 nebo LOX+metan nebude se Isp tak dramaticky lišit jako když použijete místo vodíku metan v jaderném pohonu. U chemického se musí ohřát i ten kyslík, který je poměrně těžký a výsledný Isp nám díky velké atomové hmotnosti zkazí, ať už jako palivo použijete vodík nebo metan. Takže si zatím stále myslím, že použití cokoliv jiného než vodíku v jaderném pohonu nemá moc smysl. |
|
"hnojárina" na marse?
práve ma "napadla", jedna vec.
pri výprave na mars, "pilotovanej", sa musí posádka dostať, z povrchu marsu na orbitu marsu, aby sa mohla zase dostať na cestu domov..
to by znamenalo, takmer rok tam skladovať palivo, a predtým, ho tam zase, na povrch marsu "priviesť".. trochu drahé, no nie?
východisko?
vyrobiť palio, až na marse..
ale ako?
astronauti musia niečo jesť, a potom "vylučovať"..
za ten rok, na povrchu marsu, to už je poriadna kopa "niečoho"..
čo tak to "niečo", zavrieť do kvasnej nádoby, "a prirodzeným biologickím procesom", tak získať metán, ktorí sa použije na návrat?
 [Upraveno 12.1.2009 poslal alamo] |
| 13.1.2009 - 00:15 - Petr Tomek | |
|
citace:
Takže si zatím stále myslím, že použití cokoliv jiného než vodíku v jaderném pohonu nemá moc smysl.
Má pokud tím ušetříte několik tun hmotnosti druhého motoru a několik desítek tun hmotnosti paliva, které si vezmete z cílové planety. Dokonce jsem viděl úvahu, která navrhovala používat k pohonu meziplanetárních jaderných lodí vodu získanou z komet. Byl to návrh meziplanetární lodi s asi nejnižším Isp, které jsem kdy viděl, ale v zásadě se tomu nedalo nic podstatného vytknout. |
|
citace:
Dokonce jsem viděl úvahu, která navrhovala používat k pohonu meziplanetárních jaderných lodí vodu získanou z komet.
Docela by mě zajímalo, jak tam byla řešena těžba a zpracování ledu. Jádra komet čistý vodní led neobsahují. Je to směs H2O, CO2, CO, uhlovodíků a dalších zmrzlých plynů plus ještě pevných částic, povětšinou nejspíš kysličníků křemíku. A z toho všeho musíme získat jenom tu H2O. Takže k té kometě musí loď dopravit i zařízení, kterým led bude těžit a zpracovávat na čistou vodu a to zařízení musí být i dostatečně výkonné, aby získali palivo v nějakém rozumném čase, cca několika měsíců a navíc nesmí být ani moc těžké. |
| 13.1.2009 - 13:50 - Petr Tomek | |
|
| Kupodivu to bylo vymyšlené celkem dobře. Voda se měla destilovat pomocí přehřáté páry, tedy samotného paliva. Prostě se měla ohřát pomocí reaktoru, rozpustit, odpařit a opět zkapalnit. Zanesení reaktoru pískem a usazeninami tedy nehrozilo. Jestli to najdu tak to někam dám. Bylo to ale navrženéjen v principech, ne nijak do detailů. |
| 13.1.2009 - 14:01 - Petr Tomek | |
|
citace:
Voda se měla destilovat pomocí přehřáté páry, tedy samotného paliva.
Pardon pracovní látky, palivo mělo být samozřejmě jaderné. |
|
Presne tak - metán je riešenie.
citace:
citace:
Takže si zatím stále myslím, že použití cokoliv jiného než vodíku v jaderném pohonu nemá moc smysl.
Má pokud tím ušetříte několik tun hmotnosti druhého motoru a několik desítek tun hmotnosti paliva, které si vezmete z cílové planety. Dokonce jsem viděl úvahu, která navrhovala používat k pohonu meziplanetárních jaderných lodí vodu získanou z komet. Byl to návrh meziplanetární lodi s asi nejnižším Isp, které jsem kdy viděl, ale v zásadě se tomu nedalo nic podstatného vytknout.
|
|
citace:
U chemické rakety, u které chceme maximální jmenovitý impuls, jsme k vodíku odsouzeni. Fyzikální chemie to předurčuje.
neviděl bych to tak fatalisticky. třeba v jiném vláknu jsem pro pohon něčeho jako "dvoustupňového VTOHL" navrhoval LOX a kerosen. A to právě proto, že velikost nádrží na kerosen bude daleko menší, a budou celkově konstrukčně jednodušší (i např. co se tepelné izolace týče, apod.).
Tudíž se může docela snadno stát, že budoucí hypersonický SSTO vehikl bude používat směs kerosenu a LOX - a to prostě proto, že pro počáteční část letu použije obyčejný proudový motor (bez nutnosti použít okysličovadlo), pak použije scramjet, taky na kerosen, a nakonec zbytek kerosenu přesměruje na raketový motor (s minimem okysličovadla - v podstatě pro druhý stupeň). no a při tom všem vyjdou nádrže na ten kerosen pořád ještě líp, než na vodík.
jakmile už jsme jednou ve vzduchoprázdnu a ve stavu beztíže, tak je samozřejmě tam matematika už úplně jiná... nevadí velikost nádrží a tak... a v podstatě na většině míst, kde jsme schopni vyrábět metan, jsme schopni vyrábět i vodík.
mě ale přijdou nejperspektivnější triky, jak se dále za LEO už obejít bez pracovní látky úplně:
- aerobraking (výborný např. pro bezpilotní zásobování budoucí základny na Marsu !)
- aerocapture (neodzkoušeno - ale zřejmě velice perspektivní)
- urychlení pomocí "gravitačního praku" (odzkoušeno více než dost)
- solární plachty (právě se testuje)
atd.
|
|
Vzhledem k tomu ze NASA uz nic nevyvine, tak je mozne predpokladat relativni stagnaci v raketovych technologiich. Jak ukazuje treba armadillo tak kerolox je mozno delat temer na kolene a za pusinku. Rusove ci Space X maji s keroloxem bohate zkusenosti a je evidentni ze pro lety na orbitu neni LHX zapotrebi. Vzhledem k tomu ze dal se hned tak letat nebude, tak myslim ze kerolox bude i v pristich dekadach dominovat
|
|
narazil som na zmienku o systéme VaPak O2-propán
vyvíjaný firmou Milestone pre "air launch"
http://spacefellowship.com/news/art1529/aurlaunch-llc-completes-milestone.html
http://www.sgdnetworks.com/web-articles/articles/6681/1/Air-Launch-LLC-Passes-Hardware-Milestone-Horizontal-Test-Stand-Hardware-Complete-Ready-For-Testing/Air-Launch-LLC-Passes-Hardware-Milestone-Horizontal-Test-Stand-Hardware-Complete-Ready-For-Testing.html
je to bezčerpadlový, systém na "kriogénne" kvapalné palivá
fungovať má na princípe odparovania paliva a okysličovadla v nádrži
zdá sa to spojovať jednoduchosť motorov na TPH alebo hybridných, s výkonmi a flexibilitou pohonu na kvapalné látky
http://www.airlaunchllc.com/AirLaunch_Small_Sat_Paper_SSC08-IX-5_Final_WE.pdf
nešlo by to použiť aj s metánom? |
|
http://en.wikipedia.org/wiki/Raptor_(rocket_engine)
a jejda.. zdá sa že som niečo prehliadol 
keď to Musk oznamoval, tak aj uviedol nejaké širšie súvislosti, prečo sa rozhodli opustiť vodík, a prejsť na metán? [Upraveno 08.12.2012 alamo] |
| 08.12.2012 - 13:27 - Ľuboš | |
|
citace:
http://en.wikipedia.org/wiki/Raptor_(rocket_engine)
a jejda.. zdá sa že som niečo prehliadol
keď to Musk oznamoval, tak aj uviedol nejaké širšie súvislosti, prečo sa rozhodli opustiť vodík, a prejsť na metán? [Upraveno 08.12.2012 alamo]
Keď chce ísť na Mars, chce mať in situ motory |
|
"nešlo by to použiť aj s metánom? "
Propan lze udržovat v kapalném stavu za mnohem přiznivějších - tedy vyšších teplot a nižších tlaků než Methan.
Proto existují zásobníky pro topení bez plynové přípojky na kapalný Propan na né Methan. A taky proto existují propan-butanové bomby.
http://cs.wikipedia.org/wiki/Propan
http://cs.wikipedia.org/wiki/Methan |
|
Nad teplotou kritického bodu nie je možné udržať látku v kvapalnom stave pri žiadnom tlaku, respektíe, zvýšením tlaku sa už nevytvorí kvapalná fáza.
kritický bod metanu je -82,71°C 4,596MPa
kritický bod propanu je +96,6°C 4,25MPa
kritický bod kyslíku je -118,6°C, 5,043MPa
Je vidieť, že propán môže existovať v kvapalnom stave aj pri "izbovej" teplote, stačí dostatočné zvýšenie tlaku.
Metán je relatívne výhodný ako raketové palivo aj preto, že pre udržanie v kvapalnom stave vyžaduje teplotné podmienky podobné ako kyslík, takže sa dajú použiť rovnaké izolácie palivových nádrží, v porovnaní s vodíkom relatívne ľahké.
Teplota topenia metánu je -182,5°C, teplota varu -161,6°C
teplota topenia kyslíku je -218,79°C, teplota varu -182,95°C
Metán ako palivo pre raketový motor má len o málo lepšie vlastnosti v porovnaní s RP-1 (http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_rocket_propellants), a samozrejme horšie ako vodík, ale dá sa skladovať v rovnakých podmienkach ako kvapalný kyslík - a samozrejme oveľa jednoduchšie ako kvapalný vodík.
Navyše, existuje aj dobrá šanca, že sa podarí zvládnuť ISRU výrobu metánu v prostredí, kde sa vyskytuje voda a CO2, pri ISRU je pritom dobrá dlhodobú skladovateľnosť celkom kritická - výroba metanu je v podmienkach ISRU je kvôli malej kapacite zariadenia (má výrazne limitovanú hmotnosť) pomalá, potrebná zásoba metánu (odhadom 30-100 ton) sa bude vyrábať mnoho mesiacov až niekoľko rokov.
[Upraveno 09.12.2012 Alchymista] |
|
