RP-1
LOX/kerosene | |
---|---|
Isp at sea level | 220–265 s |
Isp in vacuum | 292–309 s |
Oxidizer-to-fuel ratio | 2.56 |
Density (g/mL) | 0.81–1.02 |
Heat capacity ratio | 1.24 |
Forbrenningstemperatur | 3,670 K |
Kjemisk sett er et hydrokarbondrivmiddel mindre effektivt enn hydrogenbrensel fordi hydrogen frigjør mer energi per masseenhet under forbrenning, noe som muliggjør høyere eksoshastighet. Dette er delvis et resultat av den høye massen av karbonatomer i forhold til hydrogenatomer. Hydrokarbon motorer er også vanligvis kjøre drivstoff-rik, som produserer NOEN CO i stedet FOR CO2 som følge av ufullstendig forbrenning, selv om dette ikke er unikt for hydrokarbon motorer, som hydrogen motorer er også vanligvis kjøre drivstoff-rik for best ytelse. Noen russiske motorer kjører sine turbopumpprebrennere oksygenrike, men hovedforbrenningskammeret er fortsatt drevet drivstoffrike. Alt i alt genererer parafinmotorer En Isp i området 270 til 360 sekunder, mens hydrogenmotorer oppnår 370 til 465 sekunder.
under motorstans går drivstoffstrømmen raskt til null, mens motoren fortsatt er ganske varm. Resterende og fanget drivstoff kan polymerisere eller til og med karbonisere på varme steder eller i varme komponenter. Selv uten hot spots, kan tunge brensel skape en petroleumsrest, som det kan ses i bensin, diesel eller jetbrennstofftanker som har vært i bruk i årevis. Rakettmotorer har sykluslevetid målt i minutter eller sekunder, og forhindrer virkelig tunge innskudd. Imidlertid er raketter mye mer følsomme for et innskudd, som beskrevet ovenfor. Dermed innebærer parafinsystemer generelt flere teardowns og overhalinger, noe som skaper drifts-og arbeidskostnader. Dette er et problem for forbruksmotorer, så vel som gjenbrukbare, fordi motorer må være bakkefyrt noen ganger før lansering. Selv kaldstrømstester, der drivmidlene ikke antennes, kan etterlate rester.På oppsiden, under et kammertrykk på ca 1000 psi (7 mpa), kan parafin produsere sotete innskudd på innsiden av dysen og kammerforingen. Dette fungerer som et betydelig isolasjonslag og kan redusere varmestrømmen inn i veggen med omtrent en faktor på to. De fleste moderne hydrokarbonmotorer går imidlertid over dette trykket, derfor er dette ikke en signifikant effekt for de fleste motorer.Nyere tung-hydrokarbon motorer har modifiserte komponenter og nye driftssykluser, i forsøk på å bedre håndtere leftover drivstoff, oppnå en mer gradvis nedkjøling, eller begge deler. Dette etterlater fortsatt problemet med ikke-dissosiert petroleumsrest. Andre nye motorer har forsøkt å omgå problemet helt, ved å bytte til lette hydrokarboner som metan eller propangass. Begge er flyktige, slik at motorrester bare fordamper. Om nødvendig kan løsemidler eller andre rensemidler kjøres gjennom motoren for å fullføre spredning. Den kortkjedede karbonryggraden til propan (Et c3-molekyl) er svært vanskelig å bryte; metan, med et enkelt karbonatom (C1), er teknisk sett ikke en kjede i det hele tatt. Nedbrytningsproduktene til begge molekylene er også gasser, med færre problemer på grunn av faseseparasjon, og mye mindre sannsynlighet for polymerisering og avsetning. Imidlertid gjeninnfører metan (og i mindre grad propan) håndtering av ulemper som førte til kerosener i utgangspunktet.
kerosenes lave damptrykk gir sikkerhet for bakkemannskaper. Men i flyturen parafin tank trenger et eget trykksystem for å erstatte drivstoff volum som det renner. Vanligvis er dette en separat tank med væske eller høytrykks inert gass, som nitrogen eller helium. Dette skaper ekstra kostnader og vekt. Kryogene eller flyktige drivmidler trenger vanligvis ikke et separat trykkmiddel; i stedet blir noe drivstoff utvidet (ofte med motorvarme) til lavdensitetsgass og rutes tilbake til tanken. Noen svært flyktige drivgassdesign trenger ikke engang gassløyfen; noe av væsken fordamper automatisk for å fylle sin egen beholder. Noen raketter bruker gass fra en gassgenerator for å presse drivstofftanken; vanligvis er dette eksos fra en turbopump. Selv om dette sparer vekten av et separat gassystem, må sløyfen nå håndtere en varm, reaktiv gass i stedet for en kul, inert.
Uavhengig av kjemiske begrensninger har RP-1 forsyningsbegrensninger på grunn av den svært små størrelsen på lanseringsbilindustrien sammenlignet med andre forbrukere av petroleum. Mens materialprisen på et slikt høyt raffinert hydrokarbon fortsatt er mindre enn mange andre rakettdrivstoffer, er antall rp-1-leverandører begrenset. Noen motorer har forsøkt å bruke mer standard, utbredt petroleumsprodukter som jetbrensel eller diesel. Ved å bruke alternative eller supplerende motorkjølingsmetoder, kan noen motorer tolerere de ikke-optimale formuleringene.Ethvert hydrokarbonbasert drivstoff produserer mer luftforurensning når det brennes enn hydrogen alene. Hydrokarbonforbrenning produserer karbondioksid (CO2), karbonmonoksid (CO), hydrokarbon (HC) utslipp og nitrogenoksider (NOx), mens hydrogen (H2) reagerer med oksygen (O2) for å produsere bare vann (H2O), med noe uomsatt H2 også frigjort.