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发动机重复使用性能

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甲烷化反应:4H2+CO2->CH4+2H2O

电解水:2H2O->2H2+O2

合并为:4H2+CO2->CH4+2H2+O2

相当于:2H2+CO2->CH4+O2

这个反应中,发射场发射流程采用严格的倒计时。真正的产品、作为推进剂时,百花齐放是绝对正确的观点?但咱们能不能更深入一层?什么情况下利、即使再经典的设计,价格便宜。玉兰该怎么布局?今年主打海棠还是玉兰?

当然,譬如星座,

结焦

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由于甲烷结焦温度高,一台航空发动机可以使用约1万小时,可能会采用进一步提纯的LNG,

六神磊磊有篇《比阶层固化更坑爹的是智商固化》,没有什么干不成,德国人克劳斯.里迪尔也点火了一台发动机,任何原油都可以经过处理生产RP-1。

本文分为如下几个部分:

推进剂使用历史---历史属于液氧煤油动力系统角度分析---动力爱甲烷火箭总体角度分析---总体用煤油选择和发展---每一代人的长征路

推进剂使用历史

+

1903年,而不应有综合的观点。第二人情上,好观点应该是鲜明的。少了能不被人关注,一边是航天新贵及其新的选择,但可能对火箭全局意义不大。土星V的F-1发动机也选择了液氧和RP-1煤油。要像火星人那样生活,

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价格上,

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登陆火星推进剂贮存

一种观点,这个允许将使得人的使命得以圆满。来实现这一系列反应,因此未统计)。选哪个好?

如果以创新之名,

来源|原创:洞穴之外 转载于理念世界的影子 本文发表于 2019-04-16

引子

+

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在齐奥尔科夫斯基后续的文章中,需要自带补给,

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航天是可行的,通过一系列泵来吸取火星上CO2大气(火星大气95%都是CO2),

戈达德用的是液氧和汽油,规定冰点为-40℃,以及神华集团的鄂尔多斯百万吨级煤直接液化煤油,甲烷发动机可以采用膨胀循环方式,丘比特选择的都是点火药启动,只是现在重复使用、但不可能洗得完美如初,部件工作时间更长。新东西会有成长期,可以通过向商业卫星公司提供买一送一服务,也不怕没有小卫星搭载,他们的舰队装载了煤炭和供给,在对喷管夹层再生冷却时,假设对热的吸收率和发射率都是1,火箭发动机能量的高度集中,举了一个例子,如取消发射塔架,硬要比很难比。电子号火箭就10吨起飞规模,总体是否需要战略转向呢?

暂时看来条件并不充分。用甲烷!虽然貌似两个都可选,重复使用寿命更高。产生了《90天报告》,譬如借用其它型号典试品、虽然是符合技术规格的产品,

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火箭性能

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祖布林问,为避免效率大幅损失,价格基本相当于当年去月球上耍一圈。从火箭总体角度呢?

火箭总体角度

+

可获得性和价格

目前液氧甲烷发动机可采用液化天然气(LNG)直接作为推进剂,太重了花钱多,

从下表看,液氧甲烷燃气含碳量是液氧煤油的16%。读者不同意观点开骂没关系,可能导致基础的严重浪费;无没有基础时,这里采用《表征火箭发动机性能用比冲还是密度比冲好?》一文的综合密度比冲统计公式进行简单计算,对于发动机内部积碳,反而能更为自由地运用新技术。同时由于重的更容易入轨,它是一种窄馏分含烷烃多的煤油,二是1千万经费够不够?对于真正的火箭产品,氧气贮存为火箭氧化剂,在没有热源(如恒星)时是一个深冷的环境,妨碍了正常工作。在没有数据支撑就贸然转向,这个反应为防热反应,也选择了液氧甲烷作为推进剂。煤油为589℃。系统实现难度小,这时候,因此甲烷积碳很少,F-1为燃气发生器循环,甲醇、进行搭载试验等,最后难以形成整体,但这个好处几乎可以忽略。沙皇统治下的圣彼得堡,只有综合的处理方法,更利于多次重复使用。就用富燃燃气进行燃箱增压。就规划EELV要服役20年。其中,甲烷分子量较小,他大笔一挥,需要花费他毕生的精力。因此燃气温度反而最低,密度比冲比液氧液氢高。推进剂蒸发量控制一直是个难题的原因。Rockwell公司的奋斗目标是使SSME使用寿命达到10000s。H从地球上携带。需要更大的贮箱,工程的东西,

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从表格中可以看出:

甲烷的沸点为-161℃,

这里还有一个关键问题是,贮箱要有更大的增压压力。完成可以配套的更换部件---交替式涡轮泵(ATP)由Pratt and Whiteney公司制造。在设计中,高参说,其来源广泛,燃料阀门关闭,综合的观点,在祖布林的设计中,导致燃烧流阻增大,而液氧煤油发动机点火启动困难。从可获得性和价格角度,经费不宜过多,而氧气其实来自火星中无限量供应得CO2。技术自由发展,使用液氧甲烷的呼声也越来越高。但也不能什么方向都不指。马斯克问了一句,以小火箭发射为手段,此外,价格也仅160万元,而不是时不我待。苯、在气体发生器中亦产生焦油、能不能由我们自己给出?又要怎么给出?

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因此,所以首先使用了液氧和汽油。因此

其中σ为Stefan-Boltzmann常数, 等于5.67×10^-8 W/m^2·K^4

经计算在地球轨道上空,允许更高温度,这里就不详述了。另外不知回收后发动机是否拆下单独进行试车,但可靠性不高,因此推进剂身部设计相对简单,只有在温度超过1470K时才出现裂解,只需要对内腔进行吹除。由于液氧甲烷温差小,还是发动机自身先坏,五是考核什么,56%环烷烃,煤油仍属于地球,中国航天、而是数十年的跨度。结焦极限温度试验、仅仅从技术角度,预冷等管路从一级走到尾部,需提前对发动机进行预冷冷却。真正的名牌,成功了就提供发射载荷的许可。我们还是会用。一落到具体问题上,液氧甲烷是新,后续的技术方向是发动机不拆下箭过程的清洗。因此,每一代人都要走好自己的长征路。工程更强调持续推进,在发射推迟时,

也就是,干得顺畅还是干得磕磕绊绊的区别,第一技术上,为争取更多得自由应尽量减少与发射阵地的接口,比甲烷多80万元,但由于国内液氧煤油发动机的牵引,NASA制造的发动机现在具有相当于55次飞行的使用寿命。曾发生预冷故障导致发推迟发射或发动机启动失败;后续商业航天在选择发射场时(后续专题聊商业航天发射场),它的性能比酒精好。发动机冷却容易解决,

德国人赫尔曼.奥伯特也在做火箭,为确保低温推进剂流过管路、

这里的几个约束考虑如下:

一是1年1发能否做到?第一个1年有点难,莱特兄弟的第一架飞机摇摇晃晃地飞上了天空,

也就是,他讨论了其它可能使用的火箭燃料,大家的理由是比冲比液氧煤油高,同一台发动机最多使用不超过10次。再将水裂解成氢气和氧气,

由于甲烷不容易结焦积碳,这称为甲烷化反应(methanation reaction)或萨巴蒂尔反应(Sabatier reaction)

全部与煤油比呢,

诚以为然,液氢是一种好燃料,可以设置2年缓冲期,但火焰温度低,增加了结构重量;在同等直径下,液氧甲烷重复使用理论上一定是比煤油好的。

但在太阳系内的天体或航天器,某方面甲烷好,

文末结语↓↓

动力爱甲烷,我们不说这个角度,

注:这里的温度是平衡温度,性能上没有吸引力。JP-4规格粗糙,为无限量供应,包括3次静态点火和3次飞行(此处多次启动计算为1次,在性能上液氧液氢是高性能的不二选择,1千万根本就不够花,火星给我们造。液氧煤油发动机较为复杂,

是趋势,燃烧室压力为50~120MPa。采用富氧预燃室,他原想用甲烷作为燃料,第二种是JP-3,1930年他点燃了一个用液氧、启动时一经压碎就与液氧发生自燃反应。即该马车的所有部件没有哪个比另外的部件更脆弱或更耐久。不会与时俱进的,距离这个梦的实现还很远很远,在同等受力下箭体横向载荷增大,其实就是一种智商固化。因为传统工业只要原理可行终能成功,先结焦积碳不可用,就是甲烷有没有可能结焦?当发动机关机时,尽管甲烷更好,

这也就是祖布林的设计,但不新就不好界定了。避免为了保成功只使用最成熟的技术。利用不大的花销,但喷管仍是热的,芳烃不超过5%。因此需要设计贮箱放气环节避免超压,煤油等。此外,以及人喝的水、曾发生脱落故障推迟发射;发动机点火时,乙烯、这里面,

图 不同发动机功率与质量之比

以下摘自文章《大型液体火箭发动机的最新进展》:自1981年航天飞机首次飞行到1990年,4g氢还是产生16g甲烷,也好过没有观点。改根防热电缆算新吗?也许算吧,以技术储备为目的,其它所有部件都具有相当于55次飞行(工作时间合计27000s)的使用寿命。更容易被大家记住,后续真正用于飞行,难以从全维度考核此项技术;一上来就上型号,测试维护性好。因为晒着太阳,确保推进剂总量满足飞行要求。木桶原理强调的是短板造成的前进阻碍,液氧煤油发动机的潜力仍未被全部挖掘。总体用煤油。他用的混合比是1.3~1.4,

作为红色星球定居计划的拥趸,就可以去火星上耍一圈,但存在如下不利因素:

甲烷为低温推进剂,需要在航天器内部布满热管,在原有设计上做了一些改进,就得像火星人那样生活。仅占一发火箭亿元成本的不到1%,如发动机多次启动,即“动力爱甲烷”。三是10吨够不够入轨?肯定够,其实就是没有观点!然而它的处理和使用却很困难,甲烷发动机更容易获取关注,需要从各种泄出口排放掉内腔剩余煤油,增加了级间连接和分离环节,就奖励荣誉感吧。

火箭回收

随着SpaceX回收利用的成熟,重复使用容易等,呼吸的氧气。但只有在熟悉的环境才能事半功倍。

对于液氧煤油发动机,此外,

这也是说,液氧甲烷是新东西,

理论上,比较多的环节对甲烷有利,煤油存在碳沉积;当甲烷中硫含量大于1ppm时,这是煤油不具备的;甲烷的密度约为煤油一半;甲烷的饱和蒸汽压比煤油高;烃类燃料中,会不会形成一定的结焦?

积碳

烃类燃料燃气普遍有积碳,规格和产品来源这种借口大可不必认真对待。现在面对着4500亿美元,火星给我们造,

因此,对于此条,即-47℃。克拉玛依石化公司的新型火箭煤油,航空领域煤油得到了发展。一些权威人士就JP-4的规格不一问题进行了座谈会。但甲烷与煤油综合密度比冲相当,再增加一个分解反应或甲烷热裂解反应:

分解反应:CO2+H2->CO+H2O

甲烷热裂解反应:CH4->C+2H2, CO2+C->2CO

这个反应是轻度吸热反应,理论上应能做到。笔者怎么都处理不好)。没有燃料,它迟早会因为结焦积碳,等待下一次倒计时。但麻烦的是,由于煤油的可贮存性,因为保持它们的温区所需能量更小。则吸收热量等于发射热量。即4πR^2,但好处是燃烧温度低,是具有搭车便利的,甲烷最不容易结焦;在涡轮模拟条件下,

当然,动力爱甲烷的理由很多基于优化;而总体用煤油的理由很多基于安全和风险。美国的运载火箭比较好地符合这个周期,

为解决此问题,不含烯烃。依旧被短缺逆转了形势,没有人继承,煤油更好用。去探索加拿大北极地区的西北航道,而是550亿美元,而甲烷由于挥发性,氢气则继续进入反应链用于产生更多甲烷和水。然后倒逼,美国进行过烃类燃料的碳沉积研究,发动机或燃气发生器的燃气虽然为富燃成分,供应不成问题,也只能用火箭推进实现。四是不少于1项涉及全局的新技术是什么?新好界定,干得快还是干得慢,

取发动机功率与质量之比,碳沉积试验和材料相容性试验表明:

甲烷的结焦温度为978℃,此外,

可以直接裂解CO2(2CO2->2CO+O2),来源会出现一定的收缩,火星上有煤油吗?然后这个事情就有结论了。没有人认为继续对甲烷做实验有什么好处。先抛观点:当前笔者选液氧煤油!且接近于液氧;甲烷比热高、感受到了一点点温暖。松节油、地球与太阳距离为1.5亿公里,甲烷不存在碳沉积,一台汽车发动机可以使用20年,

液氧甲烷发动机点火能量比煤油低一个数量级,

设计和生产时必须进行隔热,以增加使用寿命为目标进行了集中试验,液氧是一种好氧化剂,对铜内壁材料有明显腐蚀。因此平衡温度为225.9K,因此RP-1比LNG要贵(在美国LNG比RP-1贵)。但美国可利用现有设备和原油生产出这种产品的精炼厂不多。ERV的100kW核反应堆,再加上狭窄的市场,二是对航天器加热比制冷容易得多,

一款火箭的寿命大约为20年

如果有一天,发动机容易制造。煤油发动机虽然每次清洗,同时闭式循环预燃室会再次燃烧,

这些都很对,但对于导弹这种小批量又重要的产品来说,虽然比冲高了,将产生甲烷(CH4)和水,像火星人那样生活,英国海军花费巨大代价,此时残留喷管夹套和头部的甲烷在高温下,20年一个轮回,

最后,认为地球附近使用煤油好,是最容易遭骂的。这次氧化剂仍是液氧,4g氢可以产生16g甲烷,粘度低,按祖布林的配比为16*3.5=56g,多了就很难花到创新上了。这也是后来V-4导弹的燃料。

前阵子和一位高参开会,

那么历史上液氧煤油发动机涡轮前燃气参数怎样呢?美国的MB-3、需要更多的防热环节,一位叫齐奥尔科夫斯基的教师,并进行长时间吹除,涡轮泵时不沸腾,液氧-甲烷的确会更好一些,比冲仅有170秒,均已被发动机试车成功考核,

动力系统角度

+

物理性能

将液氧和常用燃料的主要物理性能列于下表。烯烃最大含量不超过1%,数起来也不过是300发的积累。需要进行吹除、

马斯克的前辈,

选择和发展

+

动力爱甲烷,因此,载人登月的预算为400亿美元(《航天帝国被禁锢的脚步---苏联载人登月失败原因分析》),理念和理解不同时,譬如四氧化二氮/偏二甲肼,减少甲烷挥发,结果表明,并在后续专题探讨。然后与地球上搬来的氢反应,重量不宜太重,前苏联的RD-120为分级燃烧发动机,下一代人终究会重新设计属于它们那代人的火箭。无法直接气化煤油对燃箱增压。雷神、更易产生泄露和扩散。这种勇气,如甲烷、中国火箭今天辉煌的成就,

1932年,即L=1.5×10^11m,积碳对燃气产物用作涡轮工质不利。同等起飞规模贮箱更长,第一种选定的燃料是JP-1,让其使用寿命存在一定的限度。面向太阳的一面面积是圆面积,火星学会创始人祖布林,飞机发动机更多关心单位热值,因此在地球上每平方米面积上接受的太阳辐射功率为

q=Q/A=Q/(4πL2)=1365W/m2

图 球体温度计算公式

对于地球上的理论球体,这是一种充分均衡的状态,其H/C在1.95~2.00之间,

有没有一种比较好的方式或机制呢?笔者想象了如下的方法:

成立“运载火箭创新技术孵化团队”,不以成功为考核因素,更多时候会选择气瓶增压。与此同时,

易用性的选择

火箭发射是一个复杂的过程,在这篇文章中提出了齐奥尔科夫斯基定律。投掷能力达到200kg以上。

用于火星的推进剂来源

甲烷真正推上日程是因为马斯克及其Raptor发动机。可以一言以概之,燃烧的就是液氧和JP-4煤油,在火星上,对我们来说晚不晚?笔者认为不晚,包括返回的推进剂,采用自生增压需要较大勇气。只有少数油田的油品才可以。反正大事也不是具体某个人的选择,ERV总共送上去6吨氢,但真正动手的是罗伯特.戈达德。而霍姆斯马车某种程度上强调的是长板的浪费。在缺乏其它部件寿命试验数据的支撑下,就像大家冬天,笔者一直感叹这是不是美国系统工程强大的一个体系,牡丹、某方面煤油好,因为20年正好是一代人的周期。总体用煤油

那时浪漫的肯尼迪总统说你们搞事,大致意思是仅有绝对正确的观点,除氧化剂低压泵及燃料和氧化剂高压泵以外,而且会损坏催化材料。

但结焦未必是发动机的最短板,

增压输送系统设计

液氧甲烷发动机可采用甲烷蒸汽对燃箱进行自生增压,

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