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 |
förbränningstemperatur | 3,670 K |
kemiskt är ett kolvätedrivmedel mindre effektivt än vätebränsle eftersom väte släpper ut mer energi per massenhet under förbränning, vilket möjliggör en högre avgashastighet. Detta är delvis ett resultat av den höga massan av kolatomer i förhållande till väteatomer. Kolvätemotorer körs också vanligtvis bränslerika, vilket ger lite CO istället för CO2 som en följd av ofullständig förbränning, även om detta inte är unikt för kolvätemotorer, eftersom vätgasmotorer också vanligtvis körs bränslerika för bästa övergripande prestanda. Vissa ryska motorer kör sina turbopumpförbrännare syrerika, men huvudförbränningskammaren är fortfarande bränslerik. Sammantaget genererar fotogenmotorer en Isp i intervallet 270 till 360 sekunder, medan vätgasmotorer uppnår 370 till 465 sekunder.
under motorns avstängning går bränsleflödet snabbt till noll, medan motorn fortfarande är ganska varm. Återstående och fångade bränsle kan polymerisera eller till och med karbonisera vid heta fläckar eller i heta komponenter. Även utan heta fläckar kan tunga bränslen skapa en petroleumrester, vilket kan ses i bensin -, diesel-eller flygbränsletankar som har varit i drift i flera år. Raketmotorer har cykellivstider uppmätta i minuter eller till och med sekunder, vilket förhindrar riktigt tunga avlagringar. Raketer är emellertid mycket känsligare för en insättning, som beskrivits ovan. Således innebär fotogensystem i allmänhet fler nedrivningar och översyner, vilket skapar drift och arbetskraftskostnader. Detta är ett problem för förbrukade motorer, såväl som återanvändbara, eftersom motorer måste slipas några gånger före lanseringen. Även kallflödesprov, där drivmedlen inte antänds, kan lämna rester.
på uppsidan, under ett kammartryck på cirka 1000 psi (7 MPa), kan fotogen producera sotiga avlagringar på insidan av munstycket och kammarfodret. Detta fungerar som ett betydande isoleringsskikt och kan minska värmeflödet in i väggen med ungefär en faktor på två. De flesta moderna kolvätemotorer går dock över detta tryck, därför är detta inte en signifikant effekt för de flesta motorer.
nya tunga kolvätemotorer har modifierat komponenter och nya driftscykler, i försök att bättre hantera kvarvarande bränsle, uppnå en mer gradvis nedkylning, eller båda. Detta lämnar fortfarande problemet med icke-dissocierade petroleumrester. Andra nya motorer har försökt kringgå problemet helt genom att byta till lätta kolväten som metan eller propangas. Båda är flyktiga, så motorrester avdunstar helt enkelt. Vid behov kan lösningsmedel eller andra rengöringsmedel köras genom motorn för att avsluta dispersionen. Den kortkedjiga kol-ryggraden i propan (en C3-molekyl) är mycket svår att bryta; metan, med en enda kolatom (C1), är tekniskt inte en kedja alls. Nedbrytningsprodukterna för båda molekylerna är också gaser, med färre problem på grund av fasseparation och mycket mindre sannolikhet för polymerisation och avsättning. Metan (och i mindre utsträckning propan) återinför emellertid hanteringsbesvär som föranledde kerosener i första hand.
det låga ångtrycket av kerosener ger säkerhet för markpersonal. Under flygning behöver dock fotogentanken ett separat trycksättningssystem för att ersätta bränslevolymen när den dräneras. I allmänhet är detta en separat tank med flytande eller högtrycksinert gas, såsom kväve eller helium. Detta skapar extra kostnad och vikt. Kryogena eller flyktiga drivmedel behöver i allmänhet inte ett separat tryckämne; istället expanderas något drivmedel (ofta med motorvärme) till lågdensitetsgas och dirigeras tillbaka till tanken. Några mycket flyktiga drivmedelskonstruktioner behöver inte ens gasslingan; en del av vätskan förångas automatiskt för att fylla sin egen behållare. Vissa raketer använder gas från en gasgenerator för att trycka på bränsletanken; vanligtvis är detta avgaser från en turbopump. Även om detta sparar vikten av ett separat gassystem, måste slingan Nu hantera en het, reaktiv gas istället för en sval, inert.
oavsett kemiska begränsningar har RP-1 försörjningsbegränsningar på grund av den mycket lilla storleken på lanseringsfordonsindustrin jämfört med andra konsumenter av petroleum. Medan materialpriset på ett sådant högraffinerat kolväte fortfarande är mindre än många andra raketdrivmedel är antalet Rp-1-leverantörer begränsat. Några motorer har försökt använda mer vanliga, brett distribuerade petroleumprodukter som flygbränsle eller till och med diesel. Genom att använda alternativa eller kompletterande motorkylningsmetoder kan vissa motorer tolerera de icke-optimala formuleringarna.varje kolvätebaserat bränsle producerar mer luftföroreningar när det bränns än väte ensamt. Kolväteförbränning producerar koldioxid (CO2), kolmonoxid (CO), kolväte (HC) utsläpp och kväveoxider (NOx), medan väte (H2) reagerar med syre (O2) för att endast producera vatten (H2O), med vissa oreagerade H2 också släppt.