Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 33 - Högenergibränslen för strålmotorer, av Bengt Ahrén
<< 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.
och ett av amerikanarnas senaste
bombplansprojekt, B-70, är enligt uppgift avsett att
förses med sex pentaborandrivna reamotorer.
Första provflygning med B-70 är planerad till
1961. Även flera av de amerikanska robotarna,
exempelvis de ranmiotorförsedda "Talos" och
"Bomarc", har nämnts i samband med
hög-energibränslen.
Som exempel på vilka belopp, som investerats
för framställning av högenergibränslen, kan
nämnas att Olin Mathieson Chemical
Corporation för US Airforce’s räkning uppfört en
anläggning för 36 Ml$, och att Callery Chemical
Company bygger en liknande fabrik för 38 Mi$.
Dessutom bedrivs forskning och framställning
1 mindre skala på olika företag och
institutioner i USA. Framställningskostnaderna hoppas
man så småningom kunna nedbringa till ca
2 $/kg för pentaboran. För närvarande lär
priset vara hundratals gånger större.
Kväveföreningar
Vid de förbränningstemperaturer, med vilka
raketmotorer arbetar, spelar dissociationen av
förbränningsprodukterna mycket stor roll. Ett
bränsle med högt värmevärde resulterar
därför inte alltid i hög förbränningstemperatur.
Omvänt kan föreningar med tämligen lågt
värmevärde ge höga brännkammartemperaturer,
om förbränningsprodukterna är stabila.
Vattenånga och koldioxid dissocierar i hög
grad redan vid för raketmotorer måttliga
temperaturer, medan koloxid och kväve är
betydligt mer temperaturbeständiga.
Väte-kväveföreningarna ammoniak och hydrazin (N2H,) ger
sålunda höga förbränningstemperaturer (tabell
4) på grund av kvävet i förbränningsgasen.
Ännu högre temperaturer kan uppnås med
kol-kväveföreningarna. Bland dessa märks
cyan (C.N.,), som med ozon som
oxidationsmedel har en maximal förbränningstemperatur
av ca 5 5UU°K. På grund av förbränningsgasens
höga molekylvikt blir dock specifika impulsen
inte högre än 270 kps/kg vid 35 atm
brännkammartryck.
Oxidationsmedel
I raketmotorer kan man givetvis påverka
egenskaperna även genom variation av
oxidationsmedlet. Framförallt erhålles högre specifik
impuls, om reaktionen i brännkammaren leder
till så högtemperaturstabila produkter, att
dis-sociationsförlusterna blir små och
förbrän-ningstemperaturen ökar. 1 vissa fall varierar
även molekylvikt och x-värde hos
förbränningsgasen rätt avsevärt med oxidationsmedlet.
Fluor och ozon ger stabilare
förbränningsprodukter och högre specifik impuls än syre
(tabell 4) men är båda olämpliga ur
hanteringssynpunkt. Fluorgas är giftig och korrosiv samt
dessutom dyrbar i framställning, och ozon är
i koncentrerad form mycket explosiv.
Fria radikaler
Som en tänkbar möjlighet att, utöver den
ordinära förbränningsprocessen, på kemisk väg
åstadkomma energiutveckling i raketmotorer
har diskuterats utnyttjandet av den energi,
som frigöres, då fria radikaler återförenas
till molekyler. Fria radikaler är fragment av
ordinära, stabila molekyler, vilka sönderdelats
genom tillförsel av energi i form av t.ex. värme
eller elektrisk laddning. Atomärt väte är den
fria radikal, som utvecklar största energin vid
återförening till molekylärt väte, nämligen
över 50 000 kcal/kg. Efter återföreningen kan
vätemolekylerna delta i en normal
förbränningsprocess.
Det är emellertid mycket svårt att isolera fria
radikaler, och vidare är deras livslängd
synnerligen kort. Vid National Bureau of
Standards i USA har man laboratoriemässigt
lyckats isolera fria radikaler av väte, syre, kväve,
vattenånga och ammoniak1,7 genom tillförsel
av elektrisk laddning och nedkylning av gasen
till några få grader över absoluta nollpunkten.
Det är ovisst, om fria radikaler skall kunna
komma till användning för raketdrift, men
ingående forskning på detta område lär bedrivas
i såväl Europa som Amerika. Bl.a. pågår i
Sovjet försök att kombinera små mängder fria
radikaler med konventionella bränslen.
Slutord
Att så stora belopp investeras på utveckling
och framställning av olika typer av
högenergibränslen tyder på att man med alla medel vill
öka räckvidden för militära flygplan och
robotar, framförallt med hänsyn till
interkon-tinentala uppdrag. Det växande intresset för
satelliter och andra rymdfarkoster bidrar
säkert också till att påskynda utvecklingen. Om
de ökade bränslekostnaderna vid övergång till
högenergibränslen ses i relation till de
ständigt stegrade kostnaderna för vapensystemen i
sin helhet, blir de knappast avskräckande.
Kostnaden för exempelvis tankning av ett
in-terkontinentalt bombplan med pentaboran
torde bli ganska blygsam jämförd med priset på
den atomstridsladdning, som skall medföras.
Inom militärflyget kommer kemiska hög-
Tabell ’t. Oxidationsmedlets inverkan på förbränningstemperatur
(Tf), molekylvikt (M), x-värde och specifik impuls (Isp) för
raketmotorbränslen. Brännkammartryck 35 atm; omgivningens
tryck / atm
Bränsle Oxidationsmedel Tf °K M X hp kps/kg
Ammoniak Salpetersyra 2 600 21 1,24 237
Ammoniak Fluor 4 250 19 1,33 306
Flygfotogen Salpetersyra 3 110 25 1,23 240
Flygfotogen Väteperoxid 2 930 21 1,20 248
Flygfotogen Syre 3 460 22 1,24 264
Flygfotogen Fluor — — — 282
Flygfotogen Ozon — — — 283
Hydrazin Syre 3 240 18 1,25 280
Hydrazin Fluor 4 660 19 1,33 316
Väte Syre 2 750 9 1,26 364
Väte Fluor 3 080 9 1.33 373
TEKNISK TIDSKRIFT 1958 5 79
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
