Очередные опыты с химией и физикой в CoaDE

Общаться с разными людьми полезно. Мне объяснили, что я опять неправ в своей модели, и что магний в случае горения, а не медленного окисления, реагирует по формуле:

Mg + H2O = H2 + MgO

Я пожал плечами и добавил ещё и этот вариант в модель.

Пересчитывать я опять стал образец из 40-мм трубы с 30-миллиграммовой фольгой в роли снаряда. Опять без скриншотов - что-то у меня после перестановки протона эта опция сломалась.

Без сублимации - с сублимацией

Исходный с гидроксидом без избытка воды 

2.30 - 2.49

Без избытка воды

2.87 2.92

5% избытка воды

2.62 2.92

10%

2.62 2.92

15%

2.62 2.91

25%

2.62 2.91

50%

2.61 2.91

Что получилось? Что быстрая реакция даёт скорость заметно выше, а добавка воды с легкой нагрузкой только ухудшает ситуацию - но слабо. Так что в фантастических историях можно не сильно заморачиваться с точностью навешивания и не требовать долива или отлива - а вот какой-нибудь гениальный флотоводец может наоборот проследить, и за счет этой половины процента взять и победить - тупо потому, что снаряды прилетели по одной траектории. Ну, это отсылка на историю РЯВ, если вы понимаете, о чем я.

Файлы загружены(обновлены) в мастерскую стим и ещё на гитхаб на всякий случай:

https://github.com/nidjan/MgWater

_____________________________________________________________________

Последняя часть, которую я ещё не трогал - реакция водорода с воздухом. Здесь она нам как бы и не нужна - мы в космосе же.

А вот когда я моделирую топливо из воды и алюминия - надо. Есть же варианты старта с планеты. 

Чего я там интересное нашёл:

1) внезапно, если перелить воды вдвое и сделать приземное сопло, то импульс ALICE у земли повышается Оо

Не слишком много, но почти пять секунд на ровном месте. А ещё и выхлоп одновременно холоднее и мягче. Имеет смысл!

2)Водород с воздухом реагирует. Хорошо реагирует. Но воздуха надо много!

Да, водороду даже чистого кислорода нужно в 6 раз больше, а уж воздуха, в котором кислорода меньше одной пятой... Вот на соотношении 25:1 и наблюдается некий оптимум.

Да, импульс получается слабенький - но не будем забывать, что воздух берём не из баков, а из воздуха.

На глаз получается - 7% от массы исходного топлива составит выделившийся водород, т.е. 70 грамм на каждый килограмм. Нужно добавить ещё в 25 раз больше воздуха - это 1,75 килограмма. И через сопло пролетит уже не килограмм, а 2,75 кг рабочего тела. Это означает минимум во столько же раз больше тяги :)

И это всё - при давлении в камере сгорания всего 1 мегапаскаль, который удержится почти любым конструкционным материалом.

Хорошо-то как - и дожигание водорода контролируемое, и лишняя тяга на почти ровном месте. 

Хотя родной тяги там тоже не мало - ALICE даёт примерно 1,20 кН = 120 кгс тяги на 1 килограмм в секунду расхода топлива при заданных параметрах.

В общем, если кто-то будет делать ракету на этом топливе для земного старта, то оптимум получается типа ракеты "Гном"

1 ступень на особом топливе с избытком воды - каким-нибудь вкладышем в камеру второй ступени.

2 ступени воздушно-ракетная - ракетный двигатель, который выдаёт водородный выхлоп в камеру воздушно-реактивного двигателя, куда ещё всасывается воздух и дожигает водород.

3 ступень чисто ракетная.

Соотношение конечной и начальной масс для выхода на околоземную орбиту без учета ВРД получалось бы примерно 1/110, т.е. полезный груз и последняя ступень будут весить не более 0.9 процента стартовой. С ВРД - даже не знаю, но наверное больше.

____________________________________________________________________

Ну и ещё один скриншот ещё в тему.

Меркулитовый ракетный двигатель Погорелова:

На этом сегодня всё :)