Domanda:
Perché i razzi non usano il propano?
Dat Ha
2017-03-02 02:33:33 UTC
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La maggior parte dei barbecue utilizza propano. Il propano brucia abbastanza bene ed è abbastanza pulito.

Allora perché nessuno lo usa come carburante per missili ??

Domande correlate (non duplicate): [Come si confronta il gas naturale liquefatto con il metano liquido?] (Http://space.stackexchange.com/questions/5372/how-does-liquified-natural-gas-compare-to-liquid- metano) e [Qual è stato il risultato delle previsioni sui propellenti nell'ultimo capitolo di "Ignition!"?] (http://space.stackexchange.com/questions/19608/what-was-the-result-of-the- propellente-predizioni-nell'-ultimo-capitolo-di-igniti)
Ho anche trovato un [white paper della NASA che discute di un motore a protossido di azoto / propano (NOP)] (https://tfaws.nasa.gov/TFAWS06/Proceedings/Aerothermal-Propulsion/Papers/TFAWS06-1026_Paper_Herdy.pdf)
Probabilmente è perché i razzi non sono barbecue.
Ricordo di aver letto (ma non riesco più a trovarlo, quindi forse mi sbaglio completamente) che tenendo conto sia dell'impulso specifico che della densità, il propano era il miglior idrocarburo. Migliore impulso specifico rispetto all'RP-1 e minore peso del serbatoio rispetto al metano, fornendo gli stessi vantaggi di riutilizzabilità del metano (purché il propano sia sufficientemente puro). Tuttavia, le differenze di impulso specifico sono piuttosto piccole.
La ragione principale del recente sviluppo del razzo a metano è costituita da motori riutilizzabili migliori (rispetto all'RP-1). SpaceX utilizza metano puro, in quanto può essere prodotto anche su Marte. Blue Origin non punta su Marte, quindi utilizza gas naturale, che contiene anche etano, propano e alcuni altri composti. Inoltre, il propano deve essere molto più a basso tenore di zolfo del propano comunemente disponibile, altrimenti può danneggiare i motori (vedere la discussione e il documento collegato su http://yarchive.net/space/rocket/fuels/propane.html).
Quanto al motivo per cui nessuno sta sviluppando motori a propano, non ne ho idea. L'unico motivo di cui sono a conoscenza sarebbe la disponibilità e quindi il prezzo rispetto al metano, ma dubito che sia molto significativo. Potrebbe anche essere solo una semplice prudenza / avversione al rischio.
Alcune info sul propano. Propano Densità del carburante a una temp. di 100K è 782 kg / m ^ 3, RP-1 a RT è 820 kg / m ^ 3 UDMH La densità del carburante a RT (temperatura ambiente) è 786 kg / m ^ 3. Punto di confronto, l'idrogeno all'NBP (punto di ebollizione normale) è di 70 kg / m ^ 3 Il propano non si congela a contatto con i serbatoi riempiti con LOX, il che gli consente di essere super-raffreddato a temperature prossime a LOX.
Tre risposte:
#1
+22
SF.
2017-03-02 05:19:22 UTC
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Se stai andando con i criocarburanti (e non vuoi dilettarti con l'idrogeno liquido, che apre un'altra lattina di vermi), stai meglio con il metano liquido per le sue prestazioni - impulso specifico più elevato grazie all'idrogeno più alto: rapporto di carbonio.

Se non vuoi i criocarburanti, scegli qualcosa che rimanga liquido a temperatura ambiente: cherosene RP-1.

Propano, con ~ 5-7 bar di vapore la pressione a temperatura ambiente richiederebbe un serbatoio a pressione (non accettabile su un razzo a causa della massa) o deve essere raffreddata almeno a -42 o C. Questo combina gli svantaggi dei criocarburanti e degli idrocarburi complessi, dando un impulso specifico molto piccolo in aumento rispetto a RP-1, e mentre il punto di ebollizione piuttosto grande, ancora insufficiente, supera il metano.

Sembra che il propano potrebbe avere il vantaggio di non congelare così facilmente. Mi chiedo anche se sia più stabile per lunghi periodi: questa proprietà ha portato ad essere preferito alla benzina per applicazioni con motori terrestri, cosa che potrebbe essere utile per piccoli sistemi RCS o simili che non dipendono così fortemente da un dV alto.
@ikrase: Questi sono vantaggi rispetto al cherosene, ma non al metano. E la proprietà che lo ha portato a essere preferito alla benzina per applicazioni con motori terrestri è che è più economico.
Non penso che sia effettivamente più economico. L'argomento che vedo usato per giustificarlo per gli ICE terrestri è che il propano di qualità commerciale in un sistema di propano commerciale per un ICE dura quasi indefinitamente, ma la tipica benzina commerciale subisce tipicamente diversi meccanismi di degradazione contemporaneamente (igroscopicità, evaporazione di frazioni volatili, ossidazione, reazioni chimiche che causano gommosità, ecc.) che rendono un GHIACCIO "combustibile e dimentica" un (letterale) non-starter dopo più di pochi mesi. Per quanto riguarda il metano VS, il propano può essere compresso in liquido in un serbatoio leggero * sorta *.
@ikrase Dati attuali per la Polonia, dove la conversione delle auto a GPL è molto comune - e la motivazione sono universalmente i costi. 4,75PLN / l per benzina E95, 1,74PLN / l per GPL. La benzina fornisce circa il 125-130% del miglio per litro, per il 270% del prezzo. Non credo che la situazione globale sia così enormemente diversa che queste proporzioni si invertirebbero.
Mi chiedo se questo riguarda la tassazione. Negli Stati Uniti questo non è comune, sebbene il propano sia comune per l'alimentazione di generatori, carrelli elevatori e altre apparecchiature elettriche (in particolare apparecchiature elettriche che funzionano all'interno). Sembra che negli Stati Uniti il ​​prezzo di mercato in volume di propano e benzina sia simile. Quando vedo persone che discutono della conversione dei generatori a propano, la solita supposizione è che il costo sarà moderatamente maggiore, ma la durata e la pulizia valgono il costo.
#2
+3
Schlusstein
2017-03-02 02:43:14 UTC
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Le persone lo hanno usato come carburante per missili, ma la sua densità non è eccezionale rispetto ad altri idrocarburi usati come carburante per missili, che bruciano altrettanto e in modo altrettanto pulito.

http: / /www.astronautix.com/a/airlaunchpropaneengine.html

#3
+2
TheCoolBrit
2017-10-28 19:42:47 UTC
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Il propano liquido è attualmente in fase di valutazione per un possibile stadio Future Ariane Riusable VTOL Booster.

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