RP-1

RP-1 (förkortning för Rocket Propellant 1, ursprungligen Refined Petroleum 1 ) är en fotogenliknande flytande kolväteblandning för drift av raketmotorer . RP-1 utvecklades i USA .

berättelse

RP-1 utvecklades från flygbränslet JP-4 genom att destillera det igen för att få de högst kokande, minst aggressiva komponenterna med det högsta värmevärdet som raketbränsle.

egenskaper

Ämnet, som är flytande vid rumstemperatur, består huvudsakligen av grenade och polycykliska kolväten med små andel alkener , aromater och linjära alkaner , som kan polymerisera både vid lång lagring och vid de temperaturer som uppnås i närheten av motorn. De önskade och delvis syntetiska molekylerna innehåller cirka tolv kolatomer. Dessa molekyler innebär att bränslet har en hög flampunkt samt goda smörjegenskaper hos motorkomponenter och kan lagras under lång tid.

Vid tillverkning av bränslet är man noga med att hålla svavelhalten extremt låg, eftersom förbränningsrester som innehåller svavel i raketmotorns förbränningskammare skulle leda till för tidigt slitage och fel på drivningen. Dessutom skulle svavelföreningar stödja polymerisation av bränslekomponenter och onödigt öka risken för motorstörningar som tillverkas med mycket låga mekaniska toleranser. På grund av det mycket låga innehållet av aromater och alkener är ämnet betydligt mindre giftigt än bensin, till exempel, och har också en betydligt lägre cancerframkallande potential än hydrazin .

Detta petroleumbaserade bränsle kan teoretiskt produceras från vilken källa som helst; i praktiken används dock bara några få kvalitetsvarianter. Detta och den låga efterfrågan leder till ett betydligt högre pris jämfört med konventionella flygbränslen eller andra oljeprodukter. RP-1 är standardiserad i den amerikanska militära standarden "MIL-DTL-25576D".

Jämförelse med andra raketbränslen

Jämfört med bränslekombinationen flytande syre och flytande väte (LOX-H ₂ ) kan kombinationen av RP-1 med syre inte generera så mycket dragkraft i förhållande till dess massa, så dess specifika impuls är lägre. Å andra sidan finns det fördelarna med den mycket högre densiteten av RP-1, så att i förhållande till volymen kan kombinationen med RP-1 leverera mer dragkraft. Den jämförelsevis lägre specifik impuls beror på det faktum att förbränningsprodukterna från RP-1 såsom koldioxid (CO ₂ ), kolmonoxid (CO), vatten (H ₂ O) och oomvandlade kolväten är tyngre i genomsnitt än de gaser som produceras under reaktionen en rik blandning av väte och syre bildas (H ₂ O och H ₂ ). Ytterligare energi från förbränningen av RP-1, som går förlorad för kraftgenerering, går in i de strukturella svängningarna av de oförbrända kolvätena.

RP-1 är lättare att hantera än flytande väte, eftersom ingen kylning krävs, även om sovjetiska och senare ryska rymdresor bränslet delvis kyls för att ytterligare öka densiteten med hjälp av den redan befintliga väteinfrastrukturen.

Jämfört med bränslekombinationen hydrazinderivat - kvävetetroxid , är RP -1 betydligt mindre giftig, billigare och erbjuder med oxideraren syre en något högre specifik impuls. Å andra sidan är densiteten för hydrazinderivaten med kvävetetroxid något högre.

Liknande bränslen

Liknande kolvätebaserade bränslen har också utvecklats utanför USA. I Sovjetunionen / Ryssland fanns och finns fortfarande flera petroleumbaserade raketbränslen, och till och med ett syntetiskt raketbränsle, Syntin, för en något högre prestanda på 1980-talet .

använda sig av

Lansering av en Falcon 9 (2017)

Dessa bränslen bränns vanligtvis tillsammans med flytande syre (LOX) i motorerna. RP-1 har varit och kommer att bli, bl.a. används i Atlas , Delta I - III , Saturn , Titan I och Falcon 9 missiltyper . Energija , Soyuz och Zenit missiler använder liknande bränslen enligt ryska standarder. I den svarta pilen användes en ospecificerad fotogen med 85 procent väteperoxid som oxidationsmedel. Denna kombination har en sämre specifik impuls än RP-1 / LOX, men är hypergolisk .

Bränslet matas in i förbränningskammaren från tanken under tryck med hjälp av turbopumpar ; trycket måste genereras av ett separat trycksystem som arbetar med till exempel helium eller kväve .

Vissa gränsvillkor måste iakttas vid motordrift. Flytande raketmotorer är avsedda att tändas flera gånger (t.ex. på testställningar och senare under flygning), vilket kan leda till problem om bränslerester som finns kvar i ledningar polymeriseras eller koksas till följd av värmen . Dessa effekter motverkas av noggrann syntes av bränsle och kylning av leveranssystemet. Å andra sidan är fina sot- eller grafitavlagringar i förbränningskammaren och munstycket inte nödvändigtvis oönskade, eftersom de bildar ett värmeisoleringsskikt och därmed kan minska värmeflödet till motormaterialet med en faktor på cirka 2.

webb-länkar

• Raketdrivmedel
• NASA Fakta: Drivmedel ( Memento från 22 juli 2016 i Internetarkivet )
• Rocket Drivmedel 1 Specifikationer & DOT -fraktinformation ( Memento från 18 november 2016 i Internetarkivet ) (PDF; 0,1 MB)
• Bränsleblandningen LOX / fotogen i Encyclopedia Astronautica (engelska)

Individuella bevis

1. ↑ ^{a b} NASA: Rocket Propellant 1 Specifikationer & DOT Shipping Information ( Memento från 12 juli 2010 i Internetarkivet ), 5 oktober 2006, öppnade den 13 mars 2012 (PDF; 84 kB).
2. ↑ Detta ämne har antingen ännu inte klassificerats med avseende på dess farlighet eller så har man inte hittat en pålitlig och citerad källa ännu.
3. ↑ ^{a b} Bernd Leitenberger: Atlas lanseringsfordon. Åtkomst: 23 januari 2012.
4. ↑ Lox / fotogen i Encyclopedia Astronautica, tillgänglig 13 mars 2012 (engelska).