Hydro peroxit được sử dụng trong chế tạo tên lửa từ bao giờ?
Peroxide rõ ràng là một chất đẩy rất tốt, nhưng tôi dường như không thể tìm thấy bất kỳ trường hợp nào về nó được sử dụng. Nó đã bao giờ được sử dụng chưa và nếu chưa, tại sao nó chưa? Nhược điểm của nó là gì?
Trả lời
Hydrogen peroxide có (có lẽ không hoàn toàn xứng đáng) danh tiếng là nguy hiểm khi làm việc với; nó phân hủy một cách tự nhiên, giải phóng nhiệt và tốc độ phân hủy tăng lên theo nhiệt độ, vì vậy rất khó để bảo quản một cách an toàn. Một chuỗi thảo luận usenet cũ được tìm thấy trên Yarchive thảo luận chi tiết hơn về các mối nguy hiểm.
Nó đôi khi được sử dụng như một chất đơn nhân (sử dụng lớp xúc tác để đánh lửa) cho các động cơ đẩy kiểm soát phản ứng nhỏ, đặc biệt là trong phi thuyền X-15 và trong các động cơ đẩy điều khiển của mô-đun xuống của tàu vũ trụ Soyuz.
Theo ghi chú của Organic Marble, nó cũng được sử dụng để điều khiển động cơ phản lực cánh quạt trong các tên lửa lưỡng chất được bơm sớm như V-2 của Đức và Redstone của Mỹ , và vẫn được sử dụng cho việc này trên máy tăng cường Soyuz.
Nó cũng được sử dụng làm chất oxy hóa cho các tên lửa lưỡng bào lớn hơn, chẳng hạn như Mũi tên đen peroxide dầu hỏa của Vương quốc Anh .
Kerosene-peroxide cũng đã được đề xuất như một tổ hợp thuốc phóng cho các bệ phóng SSTO có thể tái sử dụng ; trong khi nó không có xung đặc hiệu theo khối lượng tốt như hydro / LOX, peroxide tương đối đậm đặc, tạo ra một thiết bị phóng nhỏ hơn với khối lượng tương ứng dành cho bảo vệ nhiệt ít hơn và xung đặc hiệu theo khối lượng thấp hơn thực sự có lợi thế hơn trong delta- v cần thiết để đạt được quỹ đạo.
Công nghệ xe phóng cỡ nhỏ lai hiện đang được phát triển 100% tại Đài Loan 1 bởi Trung tâm Nghiên cứu Tên lửa Tiên tiến cùng với tất cả các thiết bị điện tử và thuật toán điều khiển. Video dưới đây cho thấy một thử nghiệm với bốn chất ôxy hóa peroxide lai cùng với động cơ rắn bằng nhựa nhiệt dẻo cao su được kiểm tra và điều chỉnh để thực hiện di chuột ổn định. Tôi nghĩ rằng kế hoạch là bao gồm một động cơ hybrid lớn hơn nhiều ở giữa cho các thử nghiệm ở độ cao cao hơn (> 100 km) vào năm 2021 với mục tiêu cuối cùng là đạt đến quỹ đạo (có khả năng là N2O + nhựa nhiệt dẻo) với những điều này cung cấp khả năng kiểm soát thái độ.
1 Tôi là một người hâm mộ trong nhiều năm nhưng không có liên kết.
Từ video đầu tiên bên dưới ( lưu ý: đây là bản dịch phi kỹ thuật của một đoạn nội dung phỏng vấn):
PV: Mục tiêu của nhóm là tạo ra một phương tiện phóng vệ tinh. Họ sẽ hướng nó vào quỹ đạo cách bề mặt Trái đất ít nhất 100 km, để thực hiện các thí nghiệm khoa học.
Wu Tsung-hsin (Trung tâm Nghiên cứu Tên lửa Tiên tiến) Tôi đến Mỹ với thứ này và mắt họ sáng lên. Bạn có thể chế tạo một tên lửa đẩy chất lỏng, không vấn đề gì, nhưng đây thực sự là tên lửa đẩy hỗn hợp đầu tiên trên thế giới.
PV: Giáo sư Đại học Quốc gia Chiao Tung Wu Tsung-hsin được sinh viên gọi là Bác tên lửa. Với đội ngũ 15 nhà nghiên cứu chuyên nghiệp và hơn 30 sinh viên chưa tốt nghiệp và nghiên cứu sinh, ông hy vọng sẽ chế tạo tên lửa 100% đầu tiên của Đài Loan. Điều đó sẽ cho phép quốc gia phóng vệ tinh của mình vào không gian mà không cần sự hỗ trợ từ các tổ chức ở nước ngoài.
Ví dụ về thử nghiệm động cơ vòng kín và đánh lửa lại bằng nhựa nhiệt dẻo 1200 N H2O2 +
Ví dụ về thử nghiệm động cơ nhiệt dẻo N2O + 10 kN Isp 224 s (mực nước biển)
Ngoài việc Russel Borogove đề cập đến Mũi tên đen, tôi có thể nói thêm rằng động cơ của Mũi tên đen là Bristol Siddeley Gamma , nơi 85% hydrogen peroxide không chỉ được sử dụng làm chất ôxy hóa (với tỷ lệ chất ôxy hóa / nhiên liệu khoảng 8: 1) , mà còn như một chất làm mát vòi phun.
Như đã đề cập trong bài viết trên Wikipedia, peroxide đã được phân hủy bằng xúc tác (và rất nóng) được sử dụng trong buồng đốt (vì vậy oxy thực sự là một chất oxy hóa, mặc dù peroxide lạnh về mặt hóa học là một chất oxy hóa).
Armadillo Aerospace đã cố gắng sử dụng cả 90% hydrogen peroxide và sau đó chuyển sang hydrogen peroxide (nồng độ 50% trong nước) và methanol như một chất đơn bào hỗn hợp cho phương tiện của họ.
Ký ức của người hâm mộ internet của tôi là, ít nhất là với giải pháp 90%, họ đang gặp vấn đề nghiêm trọng trong việc đốt cháy ổn định và đã thử nhiều cấu hình chất xúc tác và kim phun cho đến khi họ không thể đạt được 90%. Blog và trang web của họ dường như đã biến mất.
Một bổ sung khác cho câu trả lời của Russell Borogove: hydrogen peroxide được sử dụng để kiểm soát thái độ của viên nang sao Thủy , và thí nghiệm AMU đã thử trên Gemini 9.
Theo "Sự phát triển của tên lửa Hydrogen Peroxide Monopropellant" (.pdf, 2006) của Angelo Cervone, Lucio Torre, Luca d'Agostino, Antony J. Musker, Graham T. Roberts, Cristina Bramanti và Giorgio Saccoccia:
Alta SpA (Ý) và DELTACAT Ltd. (Vương quốc Anh) đang thực hiện một nghiên cứu, do Cơ quan Vũ trụ Châu Âu tài trợ, về việc phát triển các động cơ đẩy đơn chất hydrogen peroxidesử dụng lớp xúc tác tiên tiến. Bài báo này tập trung vào thiết kế của hai thiết bị đẩy trình diễn khác nhau với xếp hạng danh nghĩa là 5 N và 25 N. Các yêu cầu thiết kế và thông số kỹ thuật được trình bày, tiếp theo là các kết quả chính của một nghiên cứu khái niệm, được thực hiện để xác định các kích thước gần đúng cần thiết. Một số chi tiết về thiết kế cụ thể của hai nguyên mẫu và sự lựa chọn của các thành phần chính được cung cấp, đặc biệt liên quan đến các cảm biến và đầu dò sẽ được sử dụng trong quá trình thử nghiệm. Các cấu hình lớp xúc tác khác nhau, bao gồm gạc bạc nguyên chất và viên nén phủ oxit mangan hoặc bạch kim, sẽ được thử nghiệm trong các máy đẩy nguyên mẫu, để tìm ra cấu hình tối ưu cho sự phát triển công nghiệp hơn nữa. Một băng ghế thử nghiệm chuyên dụng, được thiết kế và hiện thực hóa bởi Alta SpAcho các thử nghiệm trên nguyên mẫu bộ đẩy, cũng được minh họa.
Và:
Các chất đẩy xanh năng lượng cao hứa hẹn nhất, như ADN, HAN và HNF (Wucherer và cộng sự.1, Schoyer và cộng sự.2), dựa trên các phân tử hữu cơ phức tạp và bù lại khối lượng phân tử lớn của các sản phẩm phân hủy của chúng với nhiệt độ hoạt động cao của khí thải. Do đó, cần phải sử dụng các vật liệu và quy trình sản xuất cực kỳ đắt tiền cho buồng đẩy, đồng thời, tuổi thọ hoạt động của các tầng xúc tác bị giảm mạnh.
Mặt khác, hydro peroxit không bị những nhược điểm này và do đó đã được xem xét lại như một chất đẩy xanh đầy hứa hẹn cho các ứng dụng lực đẩy thấp và trung bình.