Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 11 - Kryodrivmedel för raketer, av Åke Håborg
<< 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.
Maximal sluthastighet
km/s
3p
lathet
kg/dm3
0.75
Specifik
impuls
kps/kg
350
’O 5 fO 15 20
Blandninqsförhållande oxidator/bränsle
Fig. 7.
Prestanda som funktion
av
blandnings-förhållandet för
kombinationen
flytande syre
-flytande väte.
specifik impuls. Vid tätheten 0,07 för flytande
väte och 1,14 kg/dm3 för flytande syre fordras
en tankvolym av 28 m3.
Om man byter ut flytande väte mot
flygfotogen (JP-4) och behåller flytande syre så
fordras mer drivmedel på grund av
fotogen-drivmedlets lägre specifika impuls, i detta fall 166
kg/s i stället för de 122 kg/s, vilket ger 2 640 kg
större startvikt. På grund av fotogenens
betydligt högre täthet, 0,8 kg/dms, krävs dock en
total tankvolym av endast 10 m3, varav 3,9 ms för
JP-4 och 6,1 m3 för flytande syre vid
blandningsförhållandet för maximal specifik impuls.
Syre-väte-motorn kräver således nära tre
gånger så stor tankvolym som flytande
syre-fotogen-motorn. Eftersom tankarna utgör den
ojämförligt största delen av en raketdriven
farkost, blir en sådan med syre-väte-drift
omkring tre gånger så stor som en med
syrefotogen-drift. Vid flygning i tät atmosfär och
när lagrings- eller startmöjligheterna är
begränsade, kommer vätemotorns höga specifika
impuls inte alltid att kunna uppväga
nackdelarna med den skrymmande och
luftmotstånds-givande tankvolymen.
Av det sagda framgår att den specifika
impulsen räknad på volymen är en bättre
jäm-förelsegrund för olika drivmedel än den som
räknas på vikten. Raketprestationerna blir
optimala då blandningsförhållandet mellan bränsle
och oxidator, fig. 7, väljes för maximal
sluthastighet i stället för maximal specifik impuls.
De två mest aktuella väte-kombinationernas
egenskaper, tabell 3, visar, att när hänsyn tas
till impuls per volymenhet flytande fluor är
klart överlägsen syret som oxidator. Vid ett
blandningsförhållande som ger högsta impuls
per volymenhet fordrar fluor-väte endast halva
den volym som behövs för syre-väte. Däremot
är kombinationen fluor-fotogen mindre
lämplig, såvida man inte tillsätter syre för att
omvandla kolet till koloxid vid förbränningen.
Drivmedelskostnaden, tabell 3, är inte heller
utan betydelse när det gäller att sända i väg
stora laster ut i rymden. Saturn-startstegets
åtta motorer slukar ca 450 t drivmedel för
varje uppdrag och Novas startsteg ungefär fyra
gånger så mycket. Detta är en väsentlig
anledning till att dessa motorer kommer att
drivas med flytande syre och ett kolvätebränsle.
För närvarande projekteras i USA
rymdföretag, som kräver startstegsmotorer med inemot
5 000—10 000 Mp drivkraft.
Slutord
För vätskedrivna ballistiska robotar kan
utvecklingen förutses gå efter två linjer, dels med
syre blandat med fluor tillsammans med de
billiga kolvätena av fotogentyp, dels med
icke-kryodrivmedel av typen klortrifluorid med
bränslen av hydrazintyp. Motorns
funktionssäkerhet kommer härvid att vara utslagsgivande
vid en jämförelse där drivmedels- och
base-ringskostnaderna ingår. Detta gäller även
motorsystem för rymdfarkosternas passage genom
atmosfären.
Rocketdyne har redovisat en jämförelse
mellan de tre huvudtyperna av kemiska drivmedel
för ren rymdfart. Man utgår från att man
startar från en satellitstation på 480 km höjd med
en farkost som väger 11,5 t och avsikten är att
företa en resa till planeten Mars. En sådan
satellitstation ämnar man sända upp i sin bana
i slutet av 1961.
Man har beräknat att en krutdriven farkost
kan ta med 725 kg nyttolast. En sådan
motorutrustning kan förverkligas redan 1960. Det
icke-kryodrivna systemet beräknades för två
utföranden, dels konventionellt (hydrazin och
kvävetetroxid), dels hybridsystemet flytande
klortrifluorid och litiumhydrid.
Nyttolastförmågan blev här 1 270 kg. För kryosystemet
flytande väte - flytande fluor gav samma
förutsättningar resultatet 1 800 kg nyttolast.
För rymdfart anses kryodrivmedlen
effektivast sett ur förbränningsteknisk synpunkt
under det närmaste decenniet, men tills man
erhållit tillräcklig erfarenhet kan det ur
funktionssäkerhetssynpunkt visa sig fördelaktigare
med en lagringsbar kombination såsom
klor-trifluorid-hydrazin eller krut.
Även om atom- och jonraketer kan
förverkligas redan i slutet av 1960-talet, kommer det
att finnas behov av effektiva, stora kemiska
raketer som kan transportera dessa farligt
radioaktiva raketer med låg drivkraft från vår
jord. Ett avancerat atomdriftsystem kan
beräknas få en praktisk specifik impuls av 1 080
kps/kg och med en sådan motorutrustning
skulle nyttolasten i föregående exempel kunna
höjas till inemot 3 000 kg.
Litteratur
1. Clark, E: The Centaur rocket enginer ready for use.
Aviation Week 27 juli 1959 s. 28—30.
2. Means, P: Centaur engine tests begin. Missiles & Rockets
3 aug. 1959 s. 20—21.
3. Holmes, J: U S liquid hydrogen stream swells. Missiles
6 Rockets 17 aug. 1959 s. 21—22.
TEKNISK TIDSKRIFT 1 960 H. 10 261
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
