Hej

(18.04.2015 10:37)poldas napisał(a):  Co było paliwem w tych rakietowych przyspieszaczach startu?
Proch?

Najczęściej tak. Ale niekoniecznie, Niemcy stosowali do tego silnik HWK 109-509 na paliwo ciekłe (tzw. "zimny" napęd Waltera, nadtlenek wodoru + katalizator).

Stałe paliwa rakietowe można podzielić na homogenne (homogeniczne) czyli jednorodne i heterogenne. Te pierwsze zawierają generalnie jeden składnik "energetyczny" albo mieszaninę takich składników. Tak jak napisałeś, najczęściej przypomina to proch artyleryjski: mieszanina nitrogliceryny i nitrocelulozy. Ale niekoniecznie, np. w którejś z rosyjskich rakiet plot. czy powietrze-powietrze paliwo oparte jest o oktogen, którego zawiera 60 czy 80%. Te drugie są mieszaninami stałego składnika palnego i stałego utleniacza. Wynaleziono je w USA na początku lat 40. XX w., ale popularność zyskały dopiero w latach 50.-60. (trudności technologiczne). Najczęściej stosuje się w tej chwili taki trójskładnikowy koktajl: nadchloran amonowy (utleniacz), polibutadien (syntetyczny kauczuk, zwykle modyfikowany - jako paliwo i lepiszcze; mogą też być inne polimery, poliakrylonitryl, poliuretan...) i glin czyli aluminium (proszek - dodatkowe paliwo zwiększające energetyczność reakcji). Modyfikowanie polibutadienu ma sprawić, żeby się lepiej palił, bez tendencji do zwęglania i zesmolenia; typową metodą jest wprowadzenie do końcowych atomów cząsteczki grup hydroksylowych (OH) - taki kauczuk nazywa się HTPB (hydroxy-terminated polybutadiene).

Co do porównania obu paliw: homogenne jest tańsze i o prostszej technologii (ostatecznie proch produkuje się na skalę masową do wszelkiej amunicji). Heterogenne to wyższa szkoła jazdy: i sam nadchloran amonowy nie tak łatwo robić na skalę przemysłową (nawet i współcześnie zdarzają się eksplozje i pożary instalacji) i zmieszanie go na jednorodną masę z pozostałymi składnikami wymaga sporo finezji, pod próżnią się niekiedy to robi, w ogóle to takie "sekrety kuchni" producenta, w patentach zwykle nie opisywane zbyt dokładnie. Jeszcze jedna zaleta paliwa homogennego to małe dymienie (w końcu nie bez powodu używa się popularnego określenia "proch bezdymny") - główne produkty spalania to dwutlenek węgla i para wodna, trochę też innych rzeczy, tlenków azotu, czasem sadzy, więc jest trochę dymu, ale niewiele. Heterogenne daje w produktach np. kwas solny (HCl) który "ciągnie" wodę z powietrza i tlenek glinu - stały biały proszek, stąd taki silnik wytwarza ogromne ilości białego gęstego dymu (patrz start wahadłowca). Paliwo homogenne jest też mniej wrażliwe na wilgoć (nadchloran amonowy jest silnie higroskopijny).

Paliwo heterogenne jest natomiast bardziej energetyczne. I jeszcze jedną ma zaletę - możliwość wykonania ziarna o dowolnej w zasadzie wielkości. Paliwo homogenne formuje się technologiami typowymi dla prochu: masę prochową (ciasto) wytłacza się przez matryce o odpowiednim kształcie, odcina ziarno odpowiedniej długości i pozostawia do utwardzenia. Pozwala to jednak na formowanie ziarna o ograniczonej wielkości, powiedzmy kilkudziesięciu kg, może maksymalnie kilkuset, ale wątpię. Wytłaczanie takiego wielkiego ziarna wymaga sporej siły i masa prochowa mocno się przy tym nagrzewa. W przypadku zbyt wielkiego ziarna odpływ ciepła z jego wnętrza byłby na tyle powolny, że doprowadziłoby to do jego samozapłonu i wybuchu. Paliwo heterogenne po zmieszaniu w postaci półpłynnej odlewa się w formach i pozostawia do zastygnięcia (usieciowania polimeru). Ziarno może być więc nawet bardzo duże - w silnikach SRB dla wahadłowców było ziarno bodajże o masie 500 ton.

(18.04.2015 10:37)poldas napisał(a):  Natomiast takimi dopracowanymi i zdolnymi do praktycznego stosowania były dwustopniowe rakiety Polaris.
Były zdatne do długotrwałego przechowywania i natychmiastowego użycia.
Natmiast nie wiem co było w nich paliwem. Podejrzewam że nie proch.

Nie, nie proch - właśnie paliwo heterogenne, złożone z nadchloranu amonowego, proszku aluminiowego i poliuretanu. To był jeden z pierwszych przykładów zastosowania takiego paliwa w dużej rakiecie i pierwszy chyba w ogóle - zastosowania technologii wyłączania silnika na paliwo stałe (w 2. stopniu). W rakietach balistycznych ma to kluczowe znaczenie, bo silnik trzeba wyłączyć z wielką dokładnością w momencie gdy rakieta osiągnie wyznaczoną prędkość. Od tego bowiem zależy jej donośność, a więc to, czy trafi w cel, czy też poleci za daleko lub za blisko.

Mniej więcej w tym samym czasie w USA testowana była rakieta taktyczna Sergeant, również na paliwo stałe heterogenne. Nie zastosowano w niej jednak jeszcze technologii wyłączania silnika. Ponieważ była to rakieta bliskiego zasięgu (140 km czy coś w tych okolicach) i dużą część trajektorii przebywała w gęstej atmosferze, do regulowania donośności zastosowano płytowe hamulce aerodynamiczne, które otwierały się w odpowiednim momencie i spowalniały rakietę, tak by spadła w zaprogramowanym miejscu.

(18.04.2015 10:37)poldas napisał(a):  W rakietach Trident (okręty podwodne) zastosowano również paliwo stałe.
Wzór chemiczny - H-O-[-CH2-CH2-O-]n-H ..... Czyli polietylek etylenu.
Jednak co dokładnie do tego dołożono, iż stworzono z tego paliwo stałe, to nie rozumiem.

Poli(tlenek etylenu). Jest on składnikiem takiego właśnie paliwa heterogennego, obok nadchloranu amonowego i innych składników. W Tridentach zapewne z uwagi na rozmiary ograniczone wielkością okrętu "doenergetyzowano" to paliwo dosyć mocno, z tego co wiem poza typowym składem (nadchloran, aluminium, polimer-lepiszcze)jest tam oktogen, nitrogliceryna, nitroceluloza, tego typu wysokoenergetyczne dodatki.

Celem dokończenia zagadnienia;
Rakieta nośna Saturn, ta z programu Apollo, była zasilana chyba ciekłym tlenem i naftą.
Wnioskuję to po tym, że Werner von Braun tam był głównym konstruktorem.
W programie wahadłowców jednak NASA wykombinowała coś innego.
Oprócz rakiety nośnej były jeszcze dwie pomocnicze.
Ale jakim paliwem napędzane?

(18.04.2015 17:02)poldas napisał(a):  Celem dokończenia zagadnienia;
Rakieta nośna Saturn, ta z programu Apollo, była zasilana chyba ciekłym tlenem i naftą.

1. stopień tak jak piszesz, tlen + RP-1 (to jest taka nafta właśnie), pozostałe stopnie tlen + wodór.

(18.04.2015 17:02)poldas napisał(a):  W programie wahadłowców jednak NASA wykombinowała coś innego.
Oprócz rakiety nośnej były jeszcze dwie pomocnicze.
Ale jakim paliwem napędzane?

Silniki główne promu: paliwo ciekłe (tlen + wodór), silniki pomocnicze - stałe paliwo heterogenne (nadchloran amonowy, aluminium, HTPB).

Nadzwyczajny jesteś.
Co myślisz o pomyśle prof. Lippischa?
Mam na myśli LP'13.
Ten myśliwiec miał być zasilany węglem.

(18.04.2015 17:30)poldas napisał(a):  Nadzwyczajny jesteś.

Nie chwalić mnie! Bo się popsuję!
(no dobra, trochę można od czasu do czasu)

(18.04.2015 17:30)poldas napisał(a):  Co myślisz o pomyśle prof. Lippischa?
Mam na myśli LP'13.
Ten myśliwiec miał być zasilany węglem.

Tu mam tzw. mieszane uczucia. Z jednej strony to nie może być całkiem głupi pomysł, bo Lippisch zdecydowanie głupi nie był. Były też próby statyczne w jakimś laboratorium w Wiedniu, tak że to ponoć działało. Ale nigdzie nie spotkałem szczegółów dotyczących np. tego jaki ciąg uzyskano, jak długą pracę itp. Może tego po prostu nie zmierzono, tylko tak wstępnie sprawdzono, że pracuje i tyle.

A na podstawie dzisiejszej wiedzy o silnikach odrzutowych cała koncepcja budzi duże wątpliwości. Wiadomo, że stabilna i efektywna praca silnika przelotowego zależy od stabilnego przepływu w kanale powietrznym. A tutaj mamy do czynienia z geometrią kanału zmieniającą się w nieobliczalny sposób w miarę wypalania się granulatu (koksu) w wirującym koszu. Prawdopodobnie byłaby trudność z utrzymaniem stabilnego przepływu w tych warunkach. I ciekawe, jak i czy da się w ogóle regulować tu ciąg? Chyba tylko przepływem powietrza, a to w owych czasach niemal zupełnie jeszcze nie było opanowane.

to nie był silnik odrzutowy a strumieniowy ,P 13 startować miał za pomocą silników rakietowych które miały go rozpędzić do prędkości 320 km/godz kiedy to miano uruchomić silnik strumieniowy zasilany koksem co wg wyliczeń pozwalało osiągnąć mu prędkość 850 km/godz a czas trwania lotu to około 40 minut.
Co do samego silnika , miał być napędzany granulatem koksu który dodatkowo miał być skrapiany olejem napędowym i nie znajdował się w koszu a w pojemniku wirującym 60 obrotów na minutę..
Silnik miał jedna zaletę był pozbawiony jakichkolwiek części ruchomych poza koszem.
Próby prowadzono nie w Wiedniu a na lotnisku Prien nad Chiemsee gdzie 3 maja 1945 pojawili się amerykanie którzy przetransportowali P=13 na pokładzie SS „King Hathaway” do Bostonu a następnie do ośrodka w Virginii.

---

Wyniki padań w tunelu rozczarowały Amerykanów ze względu na marne właściowości aerodynamiczne.

(19.04.2015 17:33)tapir napisał(a):  to nie był silnik odrzutowy a strumieniowy

Silnik strumieniowy zalicza się do silników odrzutowych - podobnie jak silniki turboodrzutowe, rakietowe i in.

(19.04.2015 17:33)tapir napisał(a):  Co do samego silnika , miał być napędzany granulatem koksu który dodatkowo miał być skrapiany olejem napędowym i nie znajdował się w koszu a w pojemniku wirującym 60 obrotów na minutę.

Niemniej zetknąłem się z określeniem tego pojemnika jak kosz (basket). A to dlatego, że był on upleciony na podobieństwo wiklinowego kosza, tyle że oczywiście nie z włókna roślinnego lecz ze stalowego drutu. Czyli niejako zbudowany był z siatki o oczkach na tyle małych, że utrzymywały wewnątrz granule koksu prawie do samego końca spalania, ale zarazem na tyle dużych, że umożliwiały odpowiedni dostęp powietrza do spalania koksu.

(19.04.2015 17:33)tapir napisał(a):  Silnik miał jedna zaletę był pozbawiony jakichkolwiek części ruchomych poza koszem.

Normalny silnik strumieniowy na naftę miałby ich chyba jednak jeszcze mniej.

(19.04.2015 17:33)tapir napisał(a):  Próby prowadzono nie w Wiedniu a na lotnisku Prien nad Chiemsee gdzie 3 maja 1945 pojawili się amerykanie którzy przetransportowali P=13 na pokładzie SS „King Hathaway” do Bostonu a następnie do ośrodka w Virginii.

---

Wyniki padań w tunelu rozczarowały Amerykanów ze względu na marne właściowości aerodynamiczne.

Mam wrażenie, że mówisz o próbach doświadczalnego szybowca DM 1, który służył do testowania konfiguracji aerodynamicznej przyszłego P.13. Ja zaś mówię o testach silnika strumieniowego, a w zasadzie głównej części tego silnika, owej "koksowej komory spalania". W tym przypadku to dwie różne rzeczy. Sam DM 1 nigdy żadnego napędu nie otrzymał, testowany był tylko na ziemi w tunelu aerodynamicznym i zdaje się że wykonał parę lotów na holu za samolotem Dakota (tego nie jestem pewien, może i nie latał jednak wcale).

Tyle doczytałem iż ten granulat koksu miał się spalać w spienionej ropie/nafcie.
Czyli by wchodził w rachubę jeszcze jakiś wtrysk dodatkowy.

Mało na ten temat wiem.

(20.04.2015 00:23)poldas napisał(a):  Tyle doczytałem iż ten granulat koksu miał się spalać w spienionej ropie/nafcie.
Czyli by wchodził w rachubę jeszcze jakiś wtrysk dodatkowy.

Mało na ten temat wiem.

Niestety chyba nikt wiele na ten temat nie wie, projekt przerwano na bardzo wczesnym etapie.

Na ile ja wiem, palniki na gaz lub olej służyć miały w fazie rozruchu do rozpalenia tego całego ustrojstwa. Potem palił się już sam koks w pojemniku.

W czasach tzw. Wielkiego Kryzysu po krachu na Giełdzie w Nowym Jorku, zastosowano jako paliwo lokomotyw... kawę.
Ziarna kawy sypano do kotłów.
Pomijam aspekt ekonomiczny.