- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / Årgång 88. 1958 /
836

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 33 - Högenergibränslen för strålmotorer, av Bengt Ahrén

scanned image

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.

två termer: bränsle-luftförhållandet B/L och
specifika dragkraften F/L.

B B F

F ~ L 1 L

Det högre värmevärdet per massenhet hos
hög-energibränslena minskar B/L för given
bränn-kammartemperatur men möjliggör givetvis
också högre brännkammartemperaturer. I
rea-motorernas huvudbrännkammare är
temperaturen begränsad med hänsyn till hållfastheten
i turbinen. För reamotorer utan
efterbränn-kammare erhålles därför minskningen i
specifik bränsleförbrukning i stort sett genom
minskat bränsle-luftförhållande vid konstant
specifik dragkraft.

För reamotorer med efterbrännkamniare och
rammotorer kan det höjda värmevärdet
utnyttjas till en stegring av
utloppsteniperatu-ren. Specifika bränsleförbrukningen kan alltså
minskas genom ökad specifik dragkraft vid
oförändrat bränsle-luftförhållande.

I denna betraktelse har
förbränningsverkningsgraden antagits konstant. Ökad
reaktionshastighet hos bränslet kan ge högre
verkningsgrad och ytterligare förbättring av
bränsleekonomin.

Genom ökad förbränningshastighet vinnes
även fördelar i form av minskad erforderlig
brännkammarlängd, och alltså lägre specifik
motorvikt, samt bättre livhållningsegenskaper
i brännkammaren vid låga tryck. Det
sistnämnda förhållandet är av mycket stor betydelse,
genom att operationshöjderna för flygplan och
robotar, försedda med luftstrålmotorer, kan
ökas.

Raketmotorer

I uttrycket för specifika impulsen (specifika
dragkraften F/G) för en raketmotor måste
även molekylvikten M och x-värdet (cp/cv) hos
förbränningsgasen inkluderas. Oberoende av
flyghastigheten kan specifika impulsen tecknas
med följande funktion:

. _ F _ (P»tot Tutot 1 \
Igp~G-fV^-’ u)

Eftersom hela massflödet G i raketmotorn
utgöres av medfört drivmedel, är specifika
förbrukningen lika med inverterade värdet av
specifika impulsen. Högt förhållande mellan
utloppstemperatur och molekylvikt i
raket-strålen ger alltså hög specifik impuls eller låg
specifik drivmedelsförbrukning. Ett lågt
värde inverkar, fast i mindre grad, likaledes
gynnsamt på egenskaperna.

Sammanfattningsvis gäller att de viktigaste
fordringarna man ställer på
högenergibräns-lena för luftstrålmotorernas del är: högt
värmevärde per massenhet och hög
förbränningstemperatur, samt för raketmotorernas del: hög
förbränningstemperatur, låg molekylvikt och
lågt x-värde hos förbränningsgasen. Dessutom
bör tätheten hos bränslet vara hög, så att
volymen på bränsletankarna i flygplan eller robot
kan nedbringas.

Driftmässiga synpunkter

Högenergibränslena måste givetvis även
uppfylla rimliga krav på hanterbarhet och i övrigt
vara lämpade för praktisk tjänst. De måste
exempelvis vara stabila och inte sönderfalla
eller bilda reaktioner vid lagring och
transport, de bör inte vara korroderande ocli får
inte ge avsättningar i bränsleledningar eller
brännkammare.

För flytande bränslen vill man vidare ha låg
fryspunkt och hög kokpunkt, och dessutom bör
brandrisken inte vara större än för
konventionella bränslen.

Ett annat krav, som visat sig mycket svårt
att uppfylla för de kemiska högenergibränslena,
är att bränslet eller de bildade
förbränningsprodukterna inte får ha för stor
giftighetsgrad. Enbart det sistnämnda problemet har
krävt omfattande forskningsarbete, dels i fråga
om att konstatera skadeverkningar hos
levande organismer, dels för att nedbringa
giftighetsgraden.

Olika typer av högenergibränslen

Grundämnen

En jämförelse av värmevärdena per lnassenliet
för olika grundämnen (tabell 1) visar, att väte
ligger i särklass högst med värmevärdet 28 700
kcal/kg, alltså nästan tre gånger mer än
flygfotogen, som har 10 300 kcal/kg. På grund av
vätets låga täthet, 0,07 kg/dm3 som vätska, blir
dock värmevärdet per volymsenhet mycket
lågt, vilket medför orimliga tankvolymer och
i kombination med den låga kokpunkten gör
vätet otänkbart som bränsle, åtminstone för
konventionella flygplan och robotar.

Bland metallerna har beryllium högst
värme-värde, 16 200 kcal/kg, närmast följt av litium,
aluminium och magnesium. En hel del försök
har utförts med metaller som bränslen eller
bränsletillsatser även i luftstrålmotorer. Bl.a.
har rammotorer körts med aluminium såväl i
pulverform som i form av stavar eller trådar.

För längre drifttider krävs givetvis bränslen
i flytande form, som kan förvaras i tankar och
frammatas på ordinärt sätt med pumpar eller
tryckgas. Det har visat sig möjligt att tillsätta
fasta bränslen i finfördelad form till flytande
bränslen, exempelvis flygfotogen, och på så vis

Tabell 1. Effektivt värmevärde för olika (/rundämnen

Grundämne

Täthet Värmevärde
per massenhet
kcal/kg

Värnievärde
per volymsenhet
kcal/dni3

Väte .................. 0.071 28 700 2 000

Beryllium .............. 1,85 16 200 30 000

Bor ................... 2,34 13 900 32 500

Litium ................ 0,53 10 300 5 500

Kol (amorft) ........... 1,3 8 100 10 600

Aluminium ............. 2,70 7 400 20 000

Magnesium ............. 1,74 5 900 10 300

1 som vätska.

TEKNISK TIDSKRIFT 1958 5 79

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Tue Dec 12 02:42:38 2023 (aronsson) (download) << Previous Next >>
https://runeberg.org/tektid/1958/0862.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free