Под давлением нетоксичное горючее на основе соли хорошо работает

В небольших космических аппаратах, таких как спутники CubeSat, многообещающим является соляной монопланетарный двигатель. Он может использоваться как в высоконапорных химических двигателях для быстрых маневров, чувствительных к времени, так и в электрическом режиме для медленных маневров, например, для поддержания орбиты.

Теперь исследователи кафедры аэрокосмической техники Университета Иллинойса в Урбана-Шампань имеют больше знаний о том, как он работает под давлением.

Нетоксичное космическое топливо

Пропеллент, называемый FAM-110A, представляет собой смесь двух коммерчески доступных солей.

"В отличие от гидразина, наиболее часто используемого сегодня монотоплива, наша смесь нетоксична". Он также плотнее, поэтому для хранения можно использовать резервуар меньшего размера. А поскольку его можно использовать в комбинированном химико-электрическом подруливающем устройстве, то для него требуется меньше трубопроводов, чем для двух отдельных систем с собственным подруливающим устройством", - говорит Николас Расмонт, аспирант, работающий с преподавателем кафедры аэрокосмической техники, Джошуа Роуви.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Расмонт рассказал, что в его исследовательском проекте рассматривались скорость его сгорания в высоконапорном химическом режиме и то, как он работает при различных давлениях. Полученные результаты будут использованы при проектировании ракетного двигателя, использующего данный вид топлива.

"Мы узнали, что условия подготовки и хранения оказывают более глубокое влияние на скорость сгорания, чем мы ожидали", - сказал Расмонт. "У нас пока нет полного объяснения этому". Мы думаем, что это потому, что FAM-110A может очень быстро поглощать влагу из атмосферы. Оба компонента являются гигроскопичными, и другие исследователи обнаружили, что даже небольшое увеличение содержания воды может изменить свойства сгорания аналогичных ракетных двигателей".

В ходе эксперимента был изучен FAM-110A вместе с двумя контрольными элементами, поведение которых при сгорании хорошо известно: нитрометаном и смесью 80 процентов ГАН с 20 процентами воды. Растворы подвергались давлению в диапазоне от 0,5 до 11,0 мегапаскалей, в то время как высокоскоростная камера фиксировала изображения пламени для расчета скорости горения.

"Скорость сгорания влияет на то, как вы проектируете двигатель", - сказал Расмонт. "Если скорость горения слишком высока, то у вас будет обратная вспышка горения, в которой пламя разложения попытается вернуться через трубопровод в резервуар. Оно движется так быстро, что может взорвать все. Но с другой стороны, если скорость горения слишком низкая, то поддерживать горение будет сложно. В конце концов, мы хотим работать в зоне Goldilocks, где скорость горения не слишком высока, поэтому это безопасно, и не слишком низко, чтобы горение было стабильным и эффективным. Мы обнаружили, что FAM-110A имеет достаточно широкую зону Goldilocks, без резкого изменения скорости горения при увеличении давления".

Кроме того, получается плато скорости горения при высоком давлении, что также является желательным результатом.

"Это означает, что мы могли бы построить ракетный двигатель, используя наше топливо, чтобы быть эффективными практически при любом уровне давления". Однако мы также узнали, что FAM-110A оставляет после сгорания значительное количество жидких остатков. Это нежелательно, так как это означает, что сгорание происходит не полностью. Возможно, нам придется изменитьсостав, чтобы повысить эффективность его сгорания".Расмонт сказал, что следующий шаг - попытаться использовать его на реальном ракетном двигателе, чтобы посмотреть, насколько он практичен. "Проведенные нами здесь испытания показывают, но они также имеют ограничения и места, которые мы можем улучшить". опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet