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.
snittligt ligger drivmedel med ganska hög
kokpunkt bäst till. Kryodrivmedlen är mindre
lämpade för långtidslagring i dessa områden,
men under endast något eller några dygn,
såsom vid en färd till månen, medför inte
kryodrivmedlen några särskilda problem. Olika
drivmedels användbarhet beror således mest
av den tid som åtgår före återfärden till jorden.
Månens temperatur under natten, —150"C,
ökar lagringstiden, medan temperaturen på
■dagen, + 134°C, minskar den. Utanför jordens
atmosfär jämnar betingelserna i stort sett ut
förutsättningarna för alla tre
drivmedelstyperna (kryodrivmedel, icke-kryovätskor och krut),
och de är i lika grad beroende av
värmeisoleringens effektivitet.
Isoleringsmaterial
Det är givetvis utomordentligt viktigt att man
kan lagra och transportera kryovätskorna utan
att förlusterna på grund av förångning blir
alltför stora och man har därför bedrivit ett
omfattande forskningsarbete på utvecklingen
av nya effektiva isoleringsmaterial.
När ett isoleringsutrymme fylls med ett pulver
med låg volymvikt, dvs. ett stort förhållande
mellan gasvolym och volym fast material, är
isoleringens värmeledningsförmåga i stort sett
densamma som för gasen, och den värmeeffekt
som leds genom de fasta partiklarna i pulvret
är obetydlig. När gasens tryck sänks under ett
visst värde minskar värmeledningsförmågan
påtagligt. För de flesta pulvermaterial som
används tillsammans med kvävgas ligger
denna tryckgräns vid 1,0—0,1 mb, och för en yta
som är nedkyld till kvävets kokpunkt minskar
värmeledningsförmågan endast obetydligt när
trycket understiger 0,01 mb, fig. 3.
Man har funnit att pulvermaterialet är utan
betydelse vid skydd av vätskor med en
kokpunkt ner till -—197°C, när yttermantelns
temperatur är 0—56° C. Vid skydd av flytande väte
(kokpunkt —253°C) med en isolerande mantel
fylld med flytande kväve (kokpunkt —197° C)
är pulvrets värmeisolerande egenskaper av stor
vikt, vilket anses bero på att strålningseffekten
från en yta vid —197° C endast är 0,0004 av
effekten vid rumstemperatur.
Isoleringsskiktets tjocklek är 3—30 cm.
Vid användning av ett isoleringsmaterial i
laminatform, benämnt SI-4, kan man lagra
kryovätskor, inklusive helium vid —269° C,
praktiskt taget utan förluster. För detta
material, som tillverkas av Linde Co., uppges
värmeledningsförmågan vara 0,00005 W/m°C.
Materialets volymvikt är 75 kg/m3. Som
jämförelse kan nämnas att isoleringsmedlet
Per-lite med volymvikten 130 kg/m3 har
värmeledningsförmågan 0,0016 W/m2°C vid samma
tryck och temperatur (jfr fig. 3).
Den tidigare förångningsförlusten på 17 %
per månad för flytande väte har nu kunnat
reduceras till 0,8 % per månad med en tank
utan vare sig ventilation eller flytande kväve.
Tack vare de nya isoleringsmaterialen har man
1Ö5 1Ö* 1Ö3 1Ö! 1Ö’ 1 10 I02mb
Tryck
Fig. 3. Värmeledningsförmåga för pulverisolering i
kväve och helium";–kväve,
gränstemperaturer + 27° C och —197°C,.....helium,
gränstemperaturer —197°C och —253°C.
redan börjat ompröva behovet av att förlägga
fabrikationen av kryodrivmedlen till
raketbaserna.
Motorutveckling
Redan 1955 började man undersöka
förutsättningarna för användning av flytande väte som
bränsle i flygplansmotorer, varvid
förbrännings- och driftegenskaper i kombination med
ett antal olika oxidationsmedel kartlades.
Försöken visade att möjligheterna att använda
flytande väte som bränsle i flygplan i mindre
skala är goda.
Efter experiment med fluor som
oxidationsmedel fann man att dess korrosivitet och
giftighet medför så stora nackdelar att de inte
uppvägs av vinsten i specifik impuls. En medelväg
har man prövat genom att ersätta rent fluor
med kväve-trifluorid som är mindre korrosiv
och lättare att handskas med.
I början av 1959 började man i USA statiska
brännprov med den raketmotor, betecknad
XLR 115, som utvecklas av Pratt & Whitney
och är avsedd som motor i andra steget till
rymdraketen Centaur. Denna skall i första
hand föra upp en kommunikationssatellit i sin
bana och är även avsedd för olika
rymdforskningsuppdrag inklusive månrekognoscering
(Tekn. T. 1959 s. 1269).
Raketmotorn XLR 115, fig. 4, som nu körs i
provrigg ger ca 7—10 Mp drivkraft och
Centaurs dubbelmotor kan därför beräknas ge
inemot 20 Mp. Parallellt pågår projektering och
utveckling av övrestegs-motorer i tre storlekar
för 5—15 Mp, 15—50 Mp och 50—150 Mp
drivkraft. Fyra av Pratt & Whitneys provriggar
har också byggts med tanke på att klara den
större drivkraften.
Motorn XLR 115 skall kunna stoppas och
startas på nytt under den tid farkosten seglar i
rymden. Under dessa perioder utan motor-
258 TEKNISK TIDSKRIFT 1 960 H. 11
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
