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Raumfahrt => Konzepte und Perspektiven: Raumfahrt => Thema gestartet von: Gast-N am 18. November 2012, 19:09:31
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Acetam - neuer Raketentreibstoff
Die erste offizielle Publikation zu Acetam erfolgte von NPO Energomasch im Dezember 2011, wo aber auch über andere Projekte berichtet wurde. Hier einige relevante Punkte:
1. Forschung an wiederverwendbaren Triebwerken.
2. Forschung an einen zwei Modi drei Komponententriebwerk.
3. Entwicklung eines neuen Raketentreibstoffes mit verbesserten Rheologie auf polymerbasierten Zusatz zur Verbesserung der Gesamtenergieeffizienz eines Kerosin- Sauerstoff Triebwerks.
4. Entwicklung und Anwendung von hocheffizienten Treibstoff "Acetam", eine hochkonzentrierte Lösung des Acetylens in verflüssigten Ammoniak.
Die Entwicklung von polymerbasierten Zusatz für Treibstoffe ist aber nicht neu, dazu gibt es auch mehrere Patente und insgesamt eine interessante Richtung für eine Verbesserung der Effizienz als auch zur Senkung der Transportkosten.
http://www.npoenergomash.ru/ (http://www.npoenergomash.ru/)
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Energomasch-Skolkovo
Die Petersburger Abteilung von NPO Energomasch haben zusammen mit FGUP RNC "Angewandte Chemie" eine Pilotanlage für die technologische Verarbeitung des Acetam im Labormassstab entwickelt, als auch Untersuchungen von Eigenschaften und chemische Beständigkeit der erforderlichen Konstruktionsmaterialien vorgenommen.
In Skolkovo, nach Bereitstellung der erforderlichen Finanzmitteln, wird der Übergang zu nächsten Phase der Acetam-Technologie vorgenommen. Dabei handelt sich um:
1. Bau einer Pilotanlage für die industrielle Produktion bei der FGUP RNC.
2. Erste Brennversuche an einen Demonstrations-Triebwerk.
http://www.npoenergomash.ru/about/news/news2_740.html (http://www.npoenergomash.ru/about/news/news2_740.html)
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Acetam Triebwerke, ene kurze Zusammenfassung
Entwicklung eines Demonstrationstriebwerks auf Basis eines RD-161 mit einen Schub von 2-3 Tonnen für Beschleunigungsstufen (2013-2014).
Bei der Entwicklung des Acetam Triebwerks ist das finden des optimalen Verhältnisses von Acetylen und Ammoniak von signifikanter Bedeutung für die weitere Entwicklung. Mit diesen Daten wird es möglich sein die Parameter für das neue Triebwerk festzulegen.
Nach bisherigen Berechnungen, da die physikalischen Eigenschaften des Acetam nicht viel von Kerosin abweichen, sind keine grosse Veränderungen an den bestehenden Triebwerken notwendig und es bedarf keine Neuentwicklungen als auch neue RB.
Das neue RD-161 AC werde um rund 35% effektiver als der gleiche mit Kerosin sein. Danach ist geplant ein Acetam Triebwerk mit einer Leistung von 85 bis 100 Tonnen auf Basis des RD-120 zu entwickeln. In den Jahren 2015-2016 wird die technische Dokumentation erstellt und danach von 2017 bis 2020 erfolgt die Fertigstellung als auch die ersten Brennversuche des Triebwerks.
Zum Schluss, von 2019 bis 2020, wird die Fertigstellung der Raketenstufe mit dem RD-120 Acetam Triebwerk erwartet. Die Flugerprobung des kleinen RD-161 AC sei aber früher zu erwarten.
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RD-161AC, technische Daten
Nach Unterlagen von NPO Energomasch hat das weltweit erste Acetam Triebwerk, RD-161AC, folgende technische Daten:
Km – 2,13
Brennkammerdruck – 120 Bar
Schub im Vakuum – 3 Tonnen
Sp.Impuls Vakuum – 395s
Trockenmasse – 120 kg
Acetamdruck – 2 Bar
Acetamtemperatur – -40C
Das Verhältnis von Acetylen zu Ammoniak wurde vorerst auf 32% zu 68% festgelegt und wird weiter optimiert. Noch zu Dichte des Treibstoffes und ein Vergleich zu Wasserstoff:
Acetam – 590 kg/м3
Acetam/Sauerstoff – 880kg/м3
Wasserstoff/Sauerstoff – 350kg/м3
Ja, die Werte sind wirklich hervorragend und in Verbindung mit der sehr hohen Dichte, freundliche Lagerung, um die 2000% billiger als H2, erhalten wir einen zukunftsträchtigen Treibstoff.
Die Brennversuche des RD-161AC und somit die Optimierung des Treibstoffes beginnen 2013 und werden 3-4 Jahre dauern. Meine Berechnungen haben aber auch gezeigt das ein Impuls von 415s, abhänig vom Triebwerk und dessen Parameter und insbesondere vom Verhältnis der Düse, möglich ist. Fakt ist, die erste Acetam Trägerrakete werde früher als die geplante Methan Trägerrakete starten.
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Angara-A5 RB mit Keriosin, H2 und Acetam, ein technischer Vergleich
Um die Leistungsfähigkeit des Acetam zu zeigen, wobei einge Vertreter der russischen Raumfahrtindustrie von der Möglichkeit sprechen das Acetam eines Tages ev. H2 ablösen könnte, poste ich die folgende Tabelle einer NPO Energomasch Fachpublikation.
Basis der Analyse ist eine Angara-A5 mit Beschleunigungsstufen mit AT-DMG, Kerosin, H2 und Acetam Treibstoff. Eine ausführliche Übersetzung ist wahrscheinlich aber nicht notwendig, die Zahlen sprechen für sich.
(https://docs.google.com/viewer?pid=bl&srcid=ADGEESi3AvtB3mMSqanKSjvu6jJ3W1XljkWIQtVA-D8_PTB12GJffvW6mYM-FNwe03lGPH_yTvo7s8ZcLI37NjUAdfRy688yBKenmpC98N0IPbik6UhB0ePtYh_lbiFuqrfmoE9aLSb6&q=cache%3AQKIjF47_bzwJ%3Axn--12-8kcu4awh6j.xn--p1ai%2Fwp-content%2Fuploads%2F2012%2Fmaterials%2Fsection1%2Fgrebenuk.doc%20%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D1%8B%20%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%B0%20%D0%90%D1%86%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BC&docid=03be9480a385f76dd22f615e7b998cab&a=bi&pagenumber=5&w=800)
Quelle: NPO Energomasch
Beschleunigunsstufe mit H2 vs. Acetam
Treibstoffmasse: 16,25 und 17,77 Tonnen
Trockenmasse der RB: 3,85 und 2,78 Tonnen, Acetamstufe ist um 1 Tonne leichter
Länge der RB: 9,3 und 5,8 Meter
Durchmesser: 4,1 und 4 Meter, Acetamstufe ist in der Länge um 3,5 Meter kleiner
Schub der Triebwerke: 7,5 und 3 Tonnen, bei Acetam ist der RD-161AC
Masse der Triebwerke: 305 und 120 kg, Acetamtriebwerk ist um 200 kg leichter!!!
ISP: 468s und 395s, Obwohl der ISP bei H2 weit grösser als bei Acetam ist, aber aufgrund der hohen Dichte kommt die Nutzlastmasse sehr nahe an H2.
Nutzlast auf eine GEO Bahn: 5,09 und 4,6 Tonnen
Insgesamt ein überwältiger Vortel, dazu kommen noch die Eigenschaften die ich schon erwähnt habe, für den zukünftigen Treibstoff.
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Helft mir mal ...
Acetam - das deutsch Acetyl - Mischung Acetylen und Ammoniak?
... fragt sich ein in Chemie nicht gerade gut gewesener jakda
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Helft mir mal ...
Acetam - das deutsch Acetyl - Mischung Acetylen und Ammoniak?
... fragt sich ein in Chemie nicht gerade gut gewesener jakda
Acetam ist die russische Bezeichnung für den neuen Treibstoff, dabei handelt sich um eine Mischung von Acetylen und Ammoniak.
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Da stellen sich für mich dann einige Fragen.
Soweit ich das (mit meinem etwas angestaubten Chemie Wissen) noch in Erinnerung habe sind Acetylen und Ammoniak nicht so ohne weiteres mischbar (polares und unpolares Molekül).
Auch die Siedepunkte dieser beiden Stoffe sind recht unterschiedlich, Acetylen ist zwischen -84 und -80 Grad flüssig und Ammoniak zwischen -77 und 33 Grad.
Da stellt sich schon ein wenig die Frage wie das technisch umgesetzt werden soll.
Vielleicht haben wir aber auch irgendwas an der Mischung falsch verstanden.
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In dem von dem Gast-N reingestelltem russischem Papier wird unter anderem auf die Toxizität von Acetyl eingeganggen. Die wird hauptsächlich durch das Ammoniak verursacht und durch die neutralisierende wirkung von Acetylens(Ethin) veringert
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Schub der Triebwerke: 7,5 und 3 Tonnen, bei Acetam ist der RD-161AC
Masse der Triebwerke: 305 und 120 kg, Acetamtriebwerk ist um 200 kg leichter!!!
Grundsätzlich ist ein Acetamtriebwerk also nicht leichter... 40% der Schubkraft und 40% der Masse.
Aber an den sonstigen hier aufgeführten Vorteilen ist natürlich was dran - die leicht schwächere Leistung gegenüber Wasserstoff dürfte durch die zumindest theoretisch deutlich billigere Technik soweit ausgeglichen werden, dass das Preis/Leistungsverhältnis mindestens gleich gut ist.
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Schub der Triebwerke: 7,5 und 3 Tonnen, bei Acetam ist der RD-161AC
Masse der Triebwerke: 305 und 120 kg, Acetamtriebwerk ist um 200 kg leichter!!!
Grundsätzlich ist ein Acetamtriebwerk also nicht leichter... 40% der Schubkraft und 40% der Masse.
Aber an den sonstigen hier aufgeführten Vorteilen ist natürlich was dran - die leicht schwächere Leistung gegenüber Wasserstoff dürfte durch die zumindest theoretisch deutlich billigere Technik soweit ausgeglichen werden, dass das Preis/Leistungsverhältnis mindestens gleich gut ist.
Deine Aussage ist nicht ganz korrekt.
Zunächst, es geht nicht um Schubkraft und Masse Verhältnis eines Acetamtriebwerks, sondern explizit um das Gesamtpaket bei einer Angara-A5 und der zu befördenden Last im Vergleich zu anderen Treibstoffen.
Ein noch ganz wichtiger Aspekt möchte noch kurz erwähnen, dazu habe ich auch Diagramme. Es geht um das Verhalten bei Betankung der Trägerrakete am Startplatz. Im Baikunur haben wir ein Temperaturspektrum von -45 und bis 50 Grad im Sommer und das hat einen Einfluss auf das Verhalten und Verflüchtigung der Treibstoffe bei der Betankung. Bei Acetam haben wir keinen signifikanten Unterschied in den Jahreszeiten und somit der technischer Aufwand bei weiten nicht mit einer H2 Betankung vergleichbar ist.
Die Untersuchungen haben gezeigt, das wir kein Triebwerk mit 7,5 Tonnen für die fast gleiche Nutzlast benötigen, sondern ein kleines mit 3 Tonnen Schub wäre ausreichend. Das sind schon Unterschiede da die H2 Triebwerke durch ihre Bauart und die damit verbundenen enormen Leistung der Turbopumpen im Preis sehr teuer sind. Dazu gab es mehrere Aussagen der verantwortlichen von Skolkovo als auch von der NPO Energomasch Seite. Selbst die Verwendung bei der Proton Trägerrakete wird erwogen.
Insgesamt ist Preis/Leistungsverhältnis recht deutlich auf der Acetam Seite, siehe auch Aussagen als auch diverse Publikationen und meine Postings hier im Forum.
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Toll wäre es schon, nur irgendwie fehlt mir der Glauben....
Sieht auf dem Papier sicher alles toll aus, ob / wie / wann es dann umgesetzt und praxistauglich ist steht auf einem anderen Blatt.
Wir reden von 3-4 Jahren Brennversuchen / erster Einsatz ca. 2020.
Bis dahin kann viel passieren, egal ob technisch oder finanzmässig.
Es ist ja nicht das erste mal das die Russen exotische Treibstoffkombinationen testen und in Erwägung ziehen. Mal sehen was daraus wird.
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So
weit ich das (mit meinem etwas angestaubten Chemie Wissen) noch in Erinnerung habe sind Acetylen und Ammoniak nicht so ohne weiteres mischbar (polares und unpolares Molekül).
Ethin hat eine dreifachbindung, hier sind also viele Elektronen (-) an einer Stelle konzentriert. Negative Ladung in der Mitte, positive (H+) aussen. Bei Ammoniak ist N mit lauter H (+) umrundet.
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/28/Ethyne-2D-flat.png/800px-Ethyne-2D-flat.png)
(wikipedia, what else)
Sprich H aus Ammoniak wird von den Dreifachbindungen angezogen und somit wird es sich vielleicht schon mischen können.
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Toll wäre es schon, nur irgendwie fehlt mir der Glauben....
Es ist ja nicht das erste mal das die Russen exotische Treibstoffkombinationen testen und in Erwägung ziehen
Technologische Entwicklung hat mit dem Glauben nichts zu tun, ansonsten können wir ja alles vergessen.
Bedenke, schon Ziolkowski hat in seinen Werk "Treibstoffe für Raketen", veröffentlicht im Jahr 1936, über H2, Methan, Etylen, Benzol, Acetylen, Sprit und andere sehr ausführlich beschrieben. Die gegenwärtige Entwicklung hat auch absolut nichts mit exotischen Treibstoffen zu tun. Dazu der ausführlicher Link über die geschichtliche Entwicklung der Treibstoffe, von W.F.Rachmanin, NPO Energomasch.
http://engine.aviaport.ru/issues/57/page42.html (http://engine.aviaport.ru/issues/57/page42.html)
Möchte noch folgende Aussagen vom Direktor des NPO Energomasch Inovationszentrum CID, A. Lichvajcev, stichpunktartig wiedergeben.
Ballistische Berechnungen des CID die zusammen mit Keldysch Zentrum durchgeführt wurden, haben gezeigt, das ein Kerosin Austausch der Sojus-2.1b Beschleunigungsstufe auf Acetam, ermögliche eine Erhöhung der Nutzlast um 30 bis 40%. Das ist ja gewaltig!
Bezogen auf die Häufigkeit der Starts der letzten Jahre und deren Gesamtnutzlast, können wir mit Acetam für die gleiche Nutzlastmasse die Starts der Träger erheblich senken. Damit haben wir einen effektiven Gewinn von mehreren Milliarden Rubel.
Auch Entwickler von Hyperschall-Flugzeugen bekunden Interesse an Acetam.
Es geht schlichtweg um wirtschaftlichen Profit der Raumfahrtindustrie, senkung der Kosten, Erhöhung der Effizienz als auch der Zuverläsigkeit der Transportsysteme.
http://synertech.ru/ru/news/420-news-ru-370.html (http://synertech.ru/ru/news/420-news-ru-370.html)
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Autor: websquid
die leicht schwächere Leistung gegenüber Wasserstoff dürfte durch die zumindest theoretisch deutlich billigere Technik soweit ausgeglichen werden, dass das Preis/Leistungsverhältnis mindestens gleich gut ist.
Beim gleichen Preis/Leistungsverhältnis wäre die Entwicklung des Acetam eine Fehlinvestition und ohne Profit, es geht, wie Lichvajcev schon sagte, um Einsparungen in Milliarden Höhe.
Autor: Fabi485
Es ist ja nicht das erste mal das die Russen exotische Treibstoffkombinationen testen und in Erwägung ziehen. Mal sehen was daraus wird.
Exotische Treibstoffkombinationen die auch getestet wurden, belasten die Umwelt zu stark und sind nicht mehr zeitgemäss. Wir haben noch die Proton, als einen sehr starken Umweltverschmutzer im Einsatz. Für das neue Kosmodrom kommen nur saubre ökologische Treibstoffe wie Methan, Wasserstoff, Acetam zum Einsatz.
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Entspannungsverhältnis - Brennkammerdruck - spezifischer Impuls
(https://images.raumfahrer.net/up027685.jpg)
Quelle: NPO Energomasch
Möchte noch eine Tabelle aus einer NPO Energomasch Publikation zu energetischn Daten als auch ein Vergleich zu Kerosin, mit unterschiedlichen Triebwerksparametern insbesondere mit unterschiedlichen Entspannungsverhältnis, hier noch posten. Wie ich schon berichtet habe, selbst ein ISP von 415s ist bei Acetam möglich. Die Daten basieren auf ein Triebwerk mit einen Brennkamerdruck von 166kg/cm2 und einen Entspannungsverhältnis r=10,3 und 25. Das Verhältnis von Sauerstoff zu Acetam ist in Km angegeben als auch der prozentualer Anteil von Ammoniak im Brenstoff.
Es ist leicht erkennbar das Werte von 395s (RD-161AC) bis weit über 415 bis 425s möglich sind und die unterere Kerosin Kurve weit abgeschlagen ist.
Die exakten Mischungsverhältnisse von Sauerstoff, Acetylyn und Ammoniak zu jeden Sp. Impuls kann ich mir aber ersparen.
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Technologische Entwicklung hat mit dem Glauben nichts zu tun, ansonsten können wir ja alles vergessen.
Technologisch habe ich auch noch am wenigsten Bedenken, da werden sicher genug fähige Leute daran arbeiten die das hinkriegen.
Nur ohne Geld & politische Unterstützung läuft auch in Russland nicht viel.
Es gab in Russland in den letzten Jahren / Jahrzehnten viele Projekte (neues Kosmodrom / Angara / diverse andere Nachfolger für Sojus / Proton). Und obwohl diese Dinge durchaus Vorteile gehabt hätten sind sie alle im Sande verlaufen. Das einzige was es wirklich gab waren geringfügige Weiterentwicklungen (z.B. bei der Sojus).
Ein völlig neuer Treibstoff und die entsprechenden Triebwerke sind schon eine völlig andere Dimension.
Versteht mich nicht falsch, ich würde es toll finden wenn es funktioniert und so wie angekündigt kommt. Aber meine Erfahrung / Bauchgefühl machen micht skeptisch.
Sonst hätten wir auch schon viele andere tolle Sachen.
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Es gab in Russland in den letzten Jahren / Jahrzehnten viele Projekte (neues Kosmodrom / Angara / diverse andere Nachfolger für Sojus / Proton). Und obwohl diese Dinge durchaus Vorteile gehabt hätten sind sie alle im Sande verlaufen. Das einzige was es wirklich gab waren geringfügige Weiterentwicklungen (z.B. bei der Sojus).
Es gibt bestimmt Projekte, die "im Sand verlauf"...
Aber gerade die, die du aufzählst, sind nicht darunter - oder liest du hier nicht mit?
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Autor: Fabi485
Ein völlig neuer Treibstoff und die entsprechenden Triebwerke sind schon eine völlig andere Dimension
Die Entwicklung von Acetam hat in Skolkovo als auch bei NPO Energomasch eine sehr hohe Priorität. Der Aufwand ist jedoch nicht vergleichbar mit anderen Projekten wie TEM, MRKN oder Wostotschny. Die heutigen Triebwerke bedürfen nur geringfügige Veränderungen und Ammoniak ist doch schon seit mehr als 40 Jahren bei den Triebwerksbauern bekannt.
Selbst Kerosin als Treibstoff bedarf eine Verbesserung und in Fachpublikationen wird schon seit über 10 Jahren darüber berichtet. Wie ich schon schrieb, arbeitet NPO Energomasch mit polymerbasierten Zusätzen um die Rheologie und somit die Gesamtenergieeffizienz eines Kerosin- Sauerstoff Triebwerks zu verbessern.
In den Jahren 1965 bis 70 wurde das RD-301 Triebwerk, für spätere Beschleunigungsstufen als auch für die dritte Stufe der Proton Trägerrakete, bei NPO Energomasch entwickelt. Diese Demonstrationstriebwerk verwendete als Treibstoff die hochenergetische Kombination Fluor und Ammoniak und verlief sämtliche Tests als auch die offiziellen. Es handelte sich somit um den weltweit ersten und einzigen Triebwerk mit dieser Treibstoffkombination.
Diese Kombination ist heute undenkbar, ganz anders als die ökologischen Treibstoffe wie Methan oder Acetam.
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Preise der Raketentreibstoffe
Möchte die neusten Preisdaten von Raketentreibstoffen im europäischen Teil Russlands hier präsentieren:
Sauerstoff - 7 Rubel/kg
Kerosin (RG) - 30 Rubel/kg
H2, gasförmig - 1000 Rubel/kg
H2, flüssig - 2000 Rubel/kg
Ammoniak - 5 Rubel/kg
Acetylen - 90 Rubel/kg
Acetam, (Km=2,0) - 35 Rubel/kg
O2/Kerosin, (Km=2,6) - 13,5 Rubel/kg
Quelle: NPO Energomasch Fachpublikation
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Acetam - bereits 2017/18 erste Flug
Zu Acetam habe noch Aussagen vom Direktor des Zentrums für Innovation der NPO Energomasch in Skolkovo Anatoly Lichvajcev als auch von Dmitry Pajson zusammengetragen.
1) Die Entwickler planen bereits im Jahr 2017-18 mit dem ersten Start einer Trägerrakete und einer Beschleunigungsstufe mit dem Acetam Triebwerk.
2) Nach den Worten von Dmitry Pajson, Direktor der Skolkovo Stiftung für kosmische Entwicklungen, werde sich das ersetzen von Kerosin und Wasserstoff durch Acetam als ein sehr kostengünstiger und effektiver Projekt erweisen.
3) Wasserstoff ist sehr umständlich, erfordert Schutz vor Hitze und ist sehr schwierig zu transportieren. Acetam kann bei Raumtemperatur, wie ein normales Kerosin transportiert werden. Seine Energie ist höher als der von Sauerstoff-Kerosin und durch die sehr hohe Dichte können die Behälter kleinere Abmssungen haben.
4) Dimitri Pajson hat noch hinzugefügt, dass in Bezug auf die Verbesserung der traditionellen flüssigen Triebwerken sind wir an eine Barriere herangekommen. Es bedarf eine Suche nach neuen Lösungen, Materialien und neue Produktionstechnologien für Brennstoffe.
http://svd.kz/index.php/news/16-v-rossii-razrabotali-raketnyj-dvigatel-na-ammiake (http://svd.kz/index.php/news/16-v-rossii-razrabotali-raketnyj-dvigatel-na-ammiake)
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Die erste Testproduktion des Treibstoffs ist erfolgt und lief wie erwartet.
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Die erste Testproduktion des Treibstoffs ist erfolgt und lief wie erwartet.
Die Produktion im Labormaßstab dient ausschließlich der technologischen Vorbereitung für den Bau einer Pilotanlage für die industrielle Produktion bei der FGUP RNC. Dazu mein Zitat:
Die Petersburger Abteilung von NPO Energomasch haben zusammen mit FGUP RNC "Angewandte Chemie" eine Pilotanlage für die technologische Verarbeitung des Acetam im Labormassstab entwickelt, als auch Untersuchungen von Eigenschaften und chemische Beständigkeit der erforderlichen Konstruktionsmaterialien vorgenommen.
In Skolkovo, nach Bereitstellung der erforderlichen Finanzmitteln, wird der Übergang zu nächsten Phase der Acetam-Technologie vorgenommen. Dabei handelt sich um:
1. Bau einer Pilotanlage für die industrielle Produktion bei der FGUP RNC
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Autor: Fabi485
Ein völlig neuer Treibstoff und die entsprechenden Triebwerke sind schon eine völlig andere Dimension
Die Entwicklung von Acetam hat in Skolkovo als auch bei NPO Energomasch eine sehr hohe Priorität. Der Aufwand ist jedoch nicht vergleichbar mit anderen Projekten wie TEM, MRKN oder Wostotschny. Die heutigen Triebwerke bedürfen nur geringfügige Veränderungen und Ammoniak ist doch schon seit mehr als 40 Jahren bei den Triebwerksbauern bekannt.
Selbst Kerosin als Treibstoff bedarf eine Verbesserung und in Fachpublikationen wird schon seit über 10 Jahren darüber berichtet. Wie ich schon schrieb, arbeitet NPO Energomasch mit polymerbasierten Zusätzen um die Rheologie und somit die Gesamtenergieeffizienz eines Kerosin- Sauerstoff Triebwerks zu verbessern.
In den Jahren 1965 bis 70 wurde das RD-301 Triebwerk, für spätere Beschleunigungsstufen als auch für die dritte Stufe der Proton Trägerrakete, bei NPO Energomasch entwickelt. Diese Demonstrationstriebwerk verwendete als Treibstoff die hochenergetische Kombination Fluor und Ammoniak und verlief sämtliche Tests als auch die offiziellen. Es handelte sich somit um den weltweit ersten und einzigen Triebwerk mit dieser Treibstoffkombination.
Diese Kombination ist heute undenkbar, ganz anders als die ökologischen Treibstoffe wie Methan oder Acetam.
Über dieses RD 301 wollte ich ja eh schon länger mal etwas wissen.Ich kenne es nur aus einem Buch,wo doch diese diese Treibstoffkombination sofort ins Auge fiel.
dazu mal diese Daten aus dieser veröffentlichung.
RD 301- Als Jahr wird darin 1975 angegeben.
Brennstoff: Ammoniak
Oxydator : Fluor
Brennkammerdruck: 11,80 MPa
Vakuumschub : 98 kN
Spezifischer Impuls: 3929 Ns/kg
Brenndauer (nom) : 750 sek
Keine Angaben zu Gewicht und Größe
Entwickelt als Oberstufentriebwerk /Status :Prüfstandserprobung.
mfg
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Fluor als Treibstoff
Über dieses RD 301 wollte ich ja eh schon länger mal etwas wissen.Ich kenne es nur aus einem Buch,wo doch diese diese Treibstoffkombination sofort ins Auge fiel
Dazu noch folgendes, umfangreiche Infos mit Links habe ich nur in russischer Sprache.
Die Arbeiten an Fluor begannen schon 1954 in OKB-456 unter der Leitung von W.Gluschko und 1958 entstanden Brennkammer EK-500 mit 0,5 und EK-1500 mit 1,5 Tonnen Schub. Anfang 1960 entstad das technische Projekt des Triebwerks 8D21 mit Ammoniak und einen Schub von 10 Tonnen. Die ersten Brennversuche begannen im August 1963 und bis Ende 65 wurden insgesamt 97 mit einer Gesamtdauer von 1200 Sekunden durchgeführt. Neben S. Koroljow für seine N-1 haben sich auch die Militärs für Fluor interessiert.
Nach Ammoniak plante Gluschko die Entwicklung eines Flur/H2 Triebwerks. Die Entwicklung, unter der Bezeichnung 11D16, begann 1963 und der ISP betrug sagenhafte 475s.
Quelle: NPO Energomasch/Вячеслав Рахманин
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Thermo-physikalische Eigenschaften von Acetam
Durch die Besonderheit der Ammoniakdämpfe werden die Chancen einer toxischen Kontamination der Startrampe praktisch eliminiert. Aus der Tabelle können wir sehen, dass die Dampfbildung von Acetylen und Ammoniak deutlich niedriger als für Methan und vor allem für Sauerstoff ist. Wir können daher ausgehen, das die Betankung von Trägerraketen relativ sicher sein wird als z.B. mit Methan.
(https://images.raumfahrer.net/up027679.jpg)
Es ist bekannt, dass in offenen Raum vom H2 keine explosive oder Feuergefährliche Konzentrationen entstehen, er verflüchtig sich sofort ohne Probleme. Die gleiche Eigenschaft hat auch Ammoniak. Methan und Acetylen setzen sich zuerst und ihre Verdunstung wird durch die Geschwindigkeit der Erwärmung bestimmt die für Acetylen aber hoch ist. Wir haben also eine Schlussfolgerung, die uns vermuten lässt, das Acetylen und Ammoniak als Treibstoff wesentlich sicherer als Methan aus der Sicht vor und während der Betankung sind.
(https://images.raumfahrer.net/up027678.png)
Das obere Bild zeigt uns die Analysen der Brand- und Explosionsgefahr bei einer kryogenen Trägerrakete beim betanken mit flüssigem Treibstoff. Besonders wenn sich die schweren Dämpfe von Methan mit Sauerstoff vermischen, können explosive Situationen entstehen. Bei MRKN Trägerraketen wird an der Problematik gearbeitet. Die Acetylendämpfe vermischen sich aber sehr schnell mit der Umgebungsluft.
Sauerstoffdämpfe sind im ganzem Temperaturspektrum schwerer als die Umgebungsluft und fallen auf die Startplattform. Wasserstoffdämpfe sind vom Anfang leichter als Luft und steigen nach oben was ihre Vermischung mit Sauerstoff und zum Feuer mit explosiven Situationen ausschliesst.
Durch die stabile Lagerung mit einen Temperaturspektrum von -30/50 Grad in allen Flugphasen einer Trägerrakete, kann Acetam in allen Raketenstufen eine Verwendung finden. Analytische Studien haben auch gezeigt, das die Umstellung der Raketentriebwerke mit einen Schub von 2 bis 7,5 Tonen mit gesamten Design und technischen Daten ohne grossen Aufwand möglich sein wird. Für Beschleunigungsstufen ergeben sich mit einen Impuls von rund 400s und der sehr hohen Dichte, hocheffiziente als auch kostengünstige Transportmöglichkeiten von Nutzlasten auf hohe Umlaufbahnen.
Quellennachweis: D. Grebenjuk und A. Woronkow von NPO Energomasch
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A. Lichwajcew Interview zu Acetam
Am 6 Dezember hat Radio Stimme Russlands, mit dem Direktor des Zentrums für Innovation der NPO Energomasch A.Lichwajcew, ein Interview über das neue Treibstoff Acetam gesendet.
Kerosin als auch Methan (?) haben ihre Dienste versehen. Acetam ist eine Mischung aus Acetylen, eines der energieeffizientesten Kohlenwasserstoffe und mit Ammoniak als ein bemerkenswertes kühl- und Lösungsmittel. Eine explosive Mischung die nach den Eigenschaften alle Brennstoffe in der Luft- und Raumfahrt übertrifft.
Dazu die folgende Übersetzung:
Es gibt verschiedene Faktoren die die Nutzlasten beeinflussen. Dies ist der spezifische Impuls, Konstruktionsmasse und die Dichte des Kraftstoffs. Es ist deutlich höher (bei Acetam- Gast-N) als bei den Hochleistungs-Wasserstoff Triebwerken von heute.
Je Dichter der Treibstoff, desto geringer sind die Beschleunigungsstufen, kleinere Abmessungen und das führt zu geringen Gewicht der Rakete. Dazu noch der Vorteil: keine Notwendigkeit für die Wärmedämmung. Nach unseren Berechnungen, durchgeführt gemeinsam mit dem Zentrum Keldysch, werde sich die Nutzlast um 30 Prozent erhöhen.
Die erste Serie von Acetam hat bestätigt das der Brennstoff nachhaltig und stabil ist. Nach den Tests der Flammen beginnen die ersten Arbeiten an dem Triebwerk.
Wir müssen alle thermische Eigenschaften, Gesamtenergieeffizienz, Interaktion mit Materialien genau überprüfen. Diese Arbeiten sind bis etwa Mitte des Jahres 2015 geplant. Wir überprüfen wie die Treibstoffkomponenten in den Pumpen und Turbinen unter Druck arbeiten.
Mitte 2015 beginnen Arbeiten an dem Triebwerk und die weitere Entwicklung hängt dann von der Finanzierung ab. Wir können den Triebwerk in zwei Jahren entwerfen, es ist möglich auch in fünf.
http://www.npoenergomash.ru/about/news/news2_826.html (http://www.npoenergomash.ru/about/news/news2_826.html)
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Für die die sich an Tabellen und Kurven nicht begeistern können hier mal ein anschaulicher Link über Effekte der Treibstoffwahl:
http://www.sei.aero/eng/papers/uploads/archive/SEV-L2-Lander-Presentation_1Oct2012.pdf (http://www.sei.aero/eng/papers/uploads/archive/SEV-L2-Lander-Presentation_1Oct2012.pdf)
Ist etwas off-Topic (gehört eigentlich zu Methan-Triebwerken) und vielleicht auch eine Wiederholung, aber ich war verblüfft welche Auswirkungen derartige Überlegungen haben.
Gruß
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Für die die sich an Tabellen und Kurven nicht begeistern können hier mal ein anschaulicher Link über Effekte der Treibstoffwahl:
http://www.sei.aero/eng/papers/uploads/archive/SEV-L2-Lander-Presentation_1Oct2012.pdf (http://www.sei.aero/eng/papers/uploads/archive/SEV-L2-Lander-Presentation_1Oct2012.pdf)
Ist etwas off-Topic (gehört eigentlich zu Methan-Triebwerken) und vielleicht auch eine Wiederholung, aber ich war verblüfft welche Auswirkungen derartige Überlegungen haben.
Gruß
Hier gibt es eine Tabelle auch ohne Kurven, findest detaillerte und umfangreiche technische Angaben für Beschleunigungsstufen mit unterschiedlichen Treibstoff und deren Abmessungen. Methan ist nicht aufgelistet, ist schwächer als Acetam.
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NPO Energomash hat in Zusammenarbeit mit FGUP RNC "Angewandte Chemie" eine zweite Menge Acetam zu Testzwecken produziert.
http://www.npoenergomash.ru/about/news/news2_906.html (http://www.npoenergomash.ru/about/news/news2_906.html)
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Patent für Acetam
(https://images.raumfahrer.net/up037322.jpg)
Die Tabelle zeigt uns mehrere wichtige Werte zur Beurteilung von Kerosin, H2 und Acetam mit unterschiedlicher Mischung. Ein weiteres Kriterium zum Vergleich ist das ganz wichtige Entspannungsverhältnis bei Triebwerken der Beschleunigungsstufen, hier handelt sich um r=6 und r=25.
Bei Acetam Verhältnis von 70/30 liegen die Werte bei Impuls von 380s und 421s und einer sehr hoher Dichte von 833 und 859kg/m3, dadurch erreichen wir radikale Verkleinerung der Tanks. Die integrale Berechnungen bezogen auf die mögliche Nutzlast zeigen uns, das Acetam praktisch fast dem Wasserstoff gleichwertig ist. Das entscheidende ist aber, die einfacheit der Triebwerke, was zur einer sehr hohen Zuverlässigkeit der Systeme führen wird und die extrem billigen Kosten des Treibstoffes zum Wasserstoff.
Quelle: Russisches Patent, 2442904, eingereicht am 21.05.2010
Autoren: W. Tschwanow, W. Chazow, L. Sterin, A.Gubertov, S.Mosolov, I.Fatujew, S.Skibin, S.Konovalow
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Da lt.den Aussagen hier die umstellung von Kerosin auf Acetam relativ einfach sein soll, stell ich mir gerade die Leistungssteigerung der Erststufe einer Saturn V vor.
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Wieso denn? Das ist rein theoretisch, denn diese Stufe gibt es nun einmal nicht mehr.
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Da lt.den Aussagen hier die umstellung von Kerosin auf Acetam relativ einfach sein soll, stell ich mir gerade die Leistungssteigerung der Erststufe einer Saturn V vor.
Ich glaube nicht, daß es so einfach ist. Acetylen (Ethin) kann technisch weder unter Druck, noch verflüssigt gelagert werden.
Da es zum explosiven Selbstzerfall neigt. Deshalb wird es in Aceton gelöst in Flaschen gelagert.
Bei Acetam wird statt Aceton flüssiges Ammoniak verwendet und das Acetylen darin gelöst.
Diese Lösung wird dann verbrannt.
Nun gilt es rauszufinden, unter welchen Bedingungen diese Lösung stabil bleibt,
und nach dem Verdampfen das Gasgemisch aus Acetylen und Ammoniak niemals zum Selbstzerfall neigt.
Ich bin aber kein Chemiker.
http://de.wikipedia.org/wiki/Ethin#Sicherheitstechnische_Kenngr.C3.B6.C3.9Fen (http://de.wikipedia.org/wiki/Ethin#Sicherheitstechnische_Kenngr.C3.B6.C3.9Fen)
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Ist recht ruhig geworden um Acetam hier ;) Gibts nix Neues von unseren Insidern? Ist ja schließlich ein interessantes Zeugs...
Was mich immer wieder wundert - seit der Zeit, seit dem man Acetylen kennt und anwendet, ist viel mit der Speicherung experimentiert worden. Insbesondere daß Anwendungssicherheit nicht die guten Eigenschaften beeinträchtigt. Das ist nun inzwischen ja schon Historie. Ich kann mir nicht vorstellen, daß man damals außer mit Aceton und Formid nicht auch mit vielen anderen Dingen experimentiert hat. Und erst jetzt (nach 2005) ist jemanden aufgefallen, daß Ace/Amm ein toller Treibstoff wäre? Ok, da gibts sicher im Hintergrund noch geheime Zusätze, die die Stabilität verbessern. Aber auch damals hat man sicher vieles probiert.
Dieses "erst jetzt" verwundert mich sehr....
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Falls die Lösung aus den beiden Stoffen nicht sicher bei ALLEN Betriebsbedingungen gelagert werden kann, ist das Zeug leider gestorben.
Der Artikel bei Wikipedia ist schon heftig, mich wundert nicht das mit dem Zeug noch keine Raketen gebaut wurde.
Ich denke man kann eher mit einem Stoff wie Wasserstoff leben, der sehr tiefe Temperaturen braucht, aber NUR zum verdampfen neigt, als mit einem Zeug das beim kleinsten Fehler durch die Decke geht.
Ob sich das zuverlässig in einer Mischung verhindern lässt ist sicher die Gretschenfrage.
Da kommen dann gleich weitere Fragen auf, was passiert wenn das Zeugs z.B. bei einer MCT verwendet wird und die ganze MCT mit vielleicht 13000t zerlegt es am Startplatz?
Ich fürchte den Knall bekommt man auch dann mit, wenn man 20km vom Startplatz weg ist.
Falls wirklich mal sowas wie ein Massenverkehr in den Orbit kommt, ist es vielleicht sicherer einen Startplatz hoch oben in den Anden auf 5500m Seehöhe zu bauen.
Da hat man schon mal 50% der Luft unter sich und nun ja, man muss die 5500m auch nicht mit dem Treibstoff hochschaffen.
Aber egal, das ist wohl ein anderer Treat
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Azetam ist interessant, aber ich würde eher auf Methan tippen. Nukleare Startstufen werden wir wohl auf absehbare Zeit nicht sehen.
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Zitat Klakow
Der Artikel bei Wikipedia ist schon heftig, mich wundert nicht das mit dem Zeug noch keine Raketen gebaut wurde.
Hab grad mal geschaut - weder in english noch in deutsch gibts "Azetam". Auch mit C geschrieben nicht. Hat man den Artikel evtl. entfernt?
Jedenfalls scheint nach allem, was ich (auch anderswo) gelesen habe , das Zeug doch recht problembehaftet zu sein.
Man kann ja auch eine Verbindung herstellen, die quasi flüssiger Sauerstoff bei Zimmertemperatur ist. Sieht sehr schön aus, ist einfach zu erzeugen, reagiert sofort explosiv mit Kohlenwasserstoffen, aber zersetzt sich halt langsam von selbst oder bei starker Erschütterung. Da brauchte man auch NUR einen Stabilisator...
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Die Beiträge zur Diskussions- und Moderationskultur habe ich zu unserem Thread für Kritik verschoben:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=428.485 (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=428.485)
Lasst uns hier bei Acetam bleiben.
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Yep !
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Atsetam als Suchbegriff bringt einige Ergebnisse. Allerdings ist Google unwillig und sucht erst, wenn man den genauen Begriff nochmal bestätigt. Zuerst wird irgendwas anderes von Google geratenes gesucht.
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Ja, das freilich. Da hab ich auch schon hier und da gelesen. Aber ich wollte den oben erwähnten Artikel bei Wikipedia lesen. Und eben dort im Suchfeld - nix...
Naja nicht so wichtig :)
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Acetam Aspekte,
eine kompakte Zusammenfassung:
Acetam wurde zwischen 2008/10 bei NPO Energomasch entwickelt und analysiert für unterschiedliche RB (Beschleunigungsstufen), Triebwerke und Trägerraketen. Ballistische Berechnungen und Simulationen wurden im Keldysch-Institut für angewandte Mathematik durchgeführt, die später auch von der RKK Energia bestätigt wurden. Im Institut für angewandte Chemie wurden auch thermophysikalische und thermodynamischen Eigenschaften des Acetam berechnet.
Das technische Resultat ist, das bei der Verbrennug Oxide (ohne feste Fragmente) mit sehr hoher aerodynamischer Qualität bilden. Der daraus resultierende Gewinn in spezifischen Impuls liegt zwischen 15 bis 25s. Der Vorteil liegt aber in der Dichte, beträgt hohe 0,7g/cm3 ( bei H2 nur 0,07g/cm3) und das ist der Schlüssel für die hohe Effizienz des Acetam. Dadurch werden die Abmessungen der Stufen um 150 bis 200% kleiner und die Trockenmasse um mehrere Tonnen leichter. Bei der Angara-5 RB um 1000kg und bei MOB-2 um mehrere Tonnen leichter. Berechnungen bezogen auf die Sojus-2.1b Trägerrakete zeigen auch, das die Nutzlast auf eine GEO Bahn um rund 30% sich erhöht. Wir müssen also die nächsten Arbeiten abwarten und mit den ersten Brennversuchen als auch den ersten Start.
Das Acetylen bis heute keine Beachtung fand, liegt daran das er in flüssiger Form nicht vorkommt, wurde aber schon 1932/33 (veröffentlicht 1936) von Ziolkowski erwähnt. Die Mischung mit Ammoniak wurde bewusst ausgewählt um die Explosivität zu reduzieren. In Acetam hemmen sich Acetylen und Ammoniak gegenseitig ihre negativen Eigenschaften. Acetylen reduziert radikal die Toxizität von Ammoniak, und Ammoniak unterdrückt drastisch die Neigung des Acetylens für explosive Zersetzung. In Acetam haben wir eine Symbiose von Acetylen, hat die größte Energieeffizienz unter Kohlenwasserstoffen, und mit Ammoniak der sehr hohe Dichte als auch wärmereduzierende Eigenschaften hat. Somit haben wir eine harmonische Einheit und ein Komplex mit einer hohen Produktqualität.
Ammoniak hat auch starke wäremreduzierende Eigenschaften. Bei der Kühlung der Brennkammer übertrifft somit Acetam 50/50 den Treibstoff RG-1 um 300 bis 400% und liegt im Bereich von Methan. Durch die Eigenschaften der Ammoniak Dämpfe, wird auch eine toxischen Kontamination des Startplatzes praktisch eliminiert. Die Daten zeigen auch, dass die Verdampfung von Acetylen und Ammoniak deutlich niedriger als für Methan sind und insbesondere für Sauerstoff. Wir können also davon ausgehen, das die Betankung der Trägerrakete relativ sicher sein sollte, viel sicherer als bei Methan.
Zu Thermodynamischen ISP. Auch hier liegen Berge von Daten, Zeichnungen und Tabellen vor. Im Institut für angewandte Chemie, in Petersburg, wurden schon mehrere Partien von Acetam erzeugt als auch an die Unternehmen geliefert. Dazu kann ich folgendes sagen, die Ergebnisse haben die früheren theoretischen Studien bestätig und zeigte auch die Wirksamkeit der Technologie für den neuen Kraftstoff als auch deren Stabilätät. Gegenwärtige Arbeiten, nur eine Auswahl:
– Analyse von Materialien und deren Interaktion mit Acetam.
– Festlegung von Parameter für Brand- und Explosionsschutz-Sicherheit.
– Erarbeitung von Technologien für die für industrielle Produktion.
– Vorbereitung eines Brennstandes und anschliessende Versuche mit einen experimentellen Triebwerk.
– Danach die Fertigstellung des RD-161AC für Trägerrakete, hat einen Isp von 395s.
– Später erfolgt die Umstellung des RD-120 auf Acetam.
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Warum machen eigentlich die Amis nix mit Acetam? Ich mein, eine russische Erfindung ist es ja nicht.
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@ Jura - Danke für die Zusammenfassung
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Acetam Aspekte,
eine kompakte Zusammenfassung:
Das technische Resultat ist, das bei der Verbrennug Oxide (ohne feste Fragmente) mit sehr hoher aerodynamischer Qualität bilden. Der daraus resultierende Gewinn in spezifischen Impuls liegt zwischen 15 bis 25s. Der Vorteil liegt aber in der Dichte, beträgt hohe 0,7g/cm3 ( bei H2 nur 0,07g/cm3) und das ist der Schlüssel für die hohe Effizienz des Acetam.
Die 15-25 s Isp-Gewinn sind gegenüber Kerosin. Dann gibt es aber keinen Vorteil der Dichte, sondern einen Nachteil, da Azetam eine geringere Dichte hat als Kerosin (0,7g/cm3 für Azetam ggü. 0,83g/cm3 für RG-1). Außerdem hat eine LOX-Azetam Treibstoff ein geringeres Mischungsverhältnis ggü. LOX-Kerosin (siehe Beitrag vom 30. Januar 2013, 10:45:56), sodaß die geringere Dichte von Azetam ggü. LOX stärker ins Gewicht fällt. Bezogen auf den gesamten Treibstoff ist die Dichte von LOX-Azetam ca. 6-7% geringer als die von LOX-Kerosin.
Ammoniak hat auch starke wärmereduzierende Eigenschaften. Bei der Kühlung der Brennkammer übertrifft somit Acetam 50/50 den Treibstoff RG-1 um 300 bis 400% und liegt im Bereich von Methan. Durch die Eigenschaften der Ammoniak Dämpfe, wird auch eine toxischen Kontamination des Startplatzes praktisch eliminiert. Die Daten zeigen auch, dass die Verdampfung von Acetylen und Ammoniak deutlich niedriger als für Methan sind und insbesondere für Sauerstoff. Wir können also davon ausgehen, das die Betankung der Trägerrakete relativ sicher sein sollte, viel sicherer als bei Methan.
Eine gute Kühlung ist immer willkommen. Aber hier muss man klären ob eine deutliche Aufheizung in der Kühlung die Stabilität der Acetylen-Ammoniak-Mischung negativ beeinflusst. Für die Sicherheit ist eine gute Verdampfung am besten, da dann durch Lecks austretende Treibstoffe schnell wegdampfen und nicht am Boden rumkriechen und eingeatmet werden können.
Zu Thermodynamischen ISP. Auch hier liegen Berge von Daten, Zeichnungen und Tabellen vor. Im Institut für angewandte Chemie, in Petersburg, wurden schon mehrere Partien von Acetam erzeugt als auch an die Unternehmen geliefert. Dazu kann ich folgendes sagen, die Ergebnisse haben die früheren theoretischen Studien bestätig und zeigte auch die Wirksamkeit der Technologie für den neuen Kraftstoff als auch deren Stabilätät. Gegenwärtige Arbeiten, nur eine Auswahl:
– Analyse von Materialien und deren Interaktion mit Acetam.
– Festlegung von Parameter für Brand- und Explosionsschutz-Sicherheit.
– Erarbeitung von Technologien für die für industrielle Produktion.
– Vorbereitung eines Brennstandes und anschliessende Versuche mit einen experimentellen Triebwerk.
– Danach die Fertigstellung des RD-161AC für Trägerrakete, hat einen Isp von 395s.
– Später erfolgt die Umstellung des RD-120 auf Acetam.
Solange es keine Experimente gibt die die Verbrennung von Azetam mit LOX demonstrieren und dabei einen hohen Verbrennungswirkungsgrad zeigen (>98%), ist der angegebene hohe spezifische Impuls leider nur eine Hoffnung. Erst in Tests sieht man ob diese Treibstoffkombination nahezu vollständig und auch ruhig verbrennt. Das kann man nicht berechnen. Und wenn es mit kleine Brennkammern auf experimentellen Prüfständen gut funktioniert kann es im Großmaßstab immer noch neue Probleme geben.
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@ proton01
Deine Schlussfolgerungen zu Acetam als auch der Vergleich zu Kerosin sind nicht korrekt als auch unsachlich, angebracht ist der Vergleich zu Wasserstoff, so die russischen Wissenschaftler. Dadurch werden die Abmessungen der Stufen um 150 bis 200% kleiner und die Trockenmassen der Beschleunigungsstufen um mehrere Tonnen leichter, so habe ich gepostet. Nutzlastgewinn um die 30% gegenüber Kerosin, reicht fast an Wasserstoff. Siehe auch die umfangreichen Fachpublikationen von NPO Energomasch.
Siehe auch die Beschleunigungsstufen für die Angara-5:
1) KVTK mit Wasserstoff
2) Acetam Stufe
3) Briz-M
4) DM-03
Schon seit Jahren stehen die Parameter der Methantriebwerke fest, für Acetam gilt das gleiche. In einer industrielle Pilotstudie wurden die ersten Chargen von Acetam gewonnen, die ersten Versuche haben auch die bisherigen Daten vollständig bestätigt.
http://www.arms-expo.ru/news/science/poluchena_promyshlennaya_partiya_novogo_raketnogo_topliva_atsetam/ (http://www.arms-expo.ru/news/science/poluchena_promyshlennaya_partiya_novogo_raketnogo_topliva_atsetam/)
Баллистические расчеты, проведенные Центром инновационной деятельности (ЦИД) совместно с Центром Келдыша, показали, что для РН "Союз-2.1б" замена кислородно-керосинового двигателя РБ на кислородно-ацетамовый позволит увеличить массу полезной нагрузки на 30-40 %.
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@ proton01
Deine Schlussfolgerungen zu Acetam als auch der Vergleich zu Kerosin sind nicht korrekt als auch unsachlich, angebracht ist der Vergleich zu Wasserstoff, so die russischen Wissenschaftler. Dadurch werden die Abmessungen der Stufen um 150 bis 200% kleiner und die Trockenmassen der Beschleunigungsstufen um mehrere Tonnen leichter, so habe ich gepostet. Nutzlastgewinn um die 30% gegenüber Kerosin, reicht fast an Wasserstoff. Siehe auch die umfangreichen Fachpublikationen von NPO Energomasch.
Ich bin ja immer sehr zurückhaltend darin, die Beiträge anderer zu beurteilen. Das erwarte ich dann auch von anderen. Dafür bin ich begründeten Gegenargumenten sehr aufgeschlossen, da man diese sachlich klären kann.
@ Jura
Du widersprichst Dir selbst: "angebracht ist der Vergleich zu Wasserstoff, so die russischen Wissenschaftler." und "Nutzlastgewinn um die 30% gegenüber Kerosin". Soll nun mit Wasserstoff oder doch mit Kerosin verglichen werden ? Die russischen Wissenschaftler (wohl eher Ingenieure) vergleichen Azetam mit N2O4-DMH (AT-DMG), mit Wasserstoff und mit Kerosin.
Ich habe nur Deine Zahlen/Argumente genommen, siehe:
Der daraus resultierende Gewinn in spezifischen Impuls liegt zwischen 15 bis 25s.
Dieser Gewinn an spezifischen Impuls gilt nur gegenüber Kerosin.
"..., so habe ich gepostet", da beziehe ich mich mal auf den Post vom 21. November 2012, 09:19:14 und gehe davon aus daß Gast-N und Jura dieselbe Person ist. Aus den Daten können wir ersehen:
- Nach den Publikationen von Energomash ist in den dargelegten Konzepten die Nutzlast mit Azetam 4,6 t, mit Kerosin 3,79 t und mit Wasserstoff 5,09 t, jeweils in GEO. Also bringt Azetam eine 21% höhere Nutzlast als Kerosin (nicht 30%), aber weniger als Wasserstoff.
- Der Durchmesser der Azetam-Stufe ist 4,0 m, die Länge ist 5,8 m. Der Durchmesser der Wasserstoff-Stufe ist 4,1 m, die Länge ist 9,3 m. Also ist bei der Azetam-Stufe der Durchmesser 2,4% kleiner und die Länge ist 38% kleiner.
- Die Trockenmasse der Azetam-Stufe ist 2,78 t, die der Wasserstoff-Stufe ist 3,85 t. Also ist der Unterschied 1,07 t, nicht mehrere Tonnen.
Schon seit Jahren stehen die Parameter der Methantriebwerke fest, für Acetam gilt das gleiche. In einer industrielle Pilotstudie wurden die ersten Chargen von Acetam gewonnen, die ersten Versuche haben auch die bisherigen Daten vollständig bestätigt.
http://www.arms-expo.ru/news/science/poluchena_promyshlennaya_partiya_novogo_raketnogo_topliva_atsetam/ (http://www.arms-expo.ru/news/science/poluchena_promyshlennaya_partiya_novogo_raketnogo_topliva_atsetam/)
Баллистические расчеты, проведенные Центром инновационной деятельности (ЦИД) совместно с Центром Келдыша, показали, что для РН "Союз-2.1б" замена кислородно-керосинового двигателя РБ на кислородно-ацетамовый позволит увеличить массу полезной нагрузки на 30-40 %.
Das Zitat sagt ja nur daß Berechnungen der Nutzlast durchgeführt wurden, gibt aber keine Testergebnisse. Vielmehr wird in dem verlinktem Artikel der Energomash-Chef Solntsev dahingehend zitiert, daß das Projekt noch in der Forschungs-Phase ist und die wissenschaftliche Durchführbarkeit erst noch gezeigt werden muss. Und es gibt noch viele Fragen zum Kühlung.
http://www.arms-expo.ru/news/science/poluchena_promyshlennaya_partiya_novogo_raketnogo_topliva_atsetam/ (http://www.arms-expo.ru/news/science/poluchena_promyshlennaya_partiya_novogo_raketnogo_topliva_atsetam/)
"Несмотря на то, что этот проект еще находится на стадии научно-исследовательской работы и нам еще предстоит доказать его научную способность, мы возлагаем на него большие надежды. Тут ведется очень большая расчетная работа, поскольку режимы у двигателя гораздо выше, есть пока много вопросов по системе охлаждения, по получению реакции самой тяги и прочие нюансы. Но работа ведется беспрерывно", - цитирует Солнцева ИТАР-ТАСС.
Darauf hatte ich ja auch schon hinweisen wollen. Ich gehe also davon aus daß Energomash sehr wohl die offenen Punkte weiß und daher sagt, daß daran kontinuierlich gearbeitet wird. Daß ist für mich auch der einzige Weg, die Fragen zu klären und zum Schluss zu wissen, ob Azetam hält was man sich davon verespricht.
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Jura, Du mußt ein bissel gelassener werden ;)
Nebenbei ist mir beim Nachlesen aufgefallen, daß in den Threads immer wieder mal von entweder Azetylen oder Ammoniak die Rede ist.
Da keine der beiden Komponenten jemals einzeln eingesetzt werden, bitte ich, wirklich immer
nur von Acetam zu reden bzw. Werte zu bringen. Es geht doch um die speziellen nur in der Kombination erreichten Eigenschaften .
Ich halte das Zeugs auch für potentiel brauchbar. Aber ich denke mal, das jetzt bekannter Werden von Acetam liegt nicht an der "Erfindung", denn die liegt lange zurück. Es wird doch eher so sein, daß erst heutzutage die Möglichkeiten bestehen,
- Testeinrichtungen größeren Ausmaßes zu bauen
- Industrielle Herstellung so langsam zu beherrschen
- das Handling großer Mengen in den Griff zu kriegen.
Hier gibts also die Arbeit.
Und zu testen ist noch 'ne Menge, glaub ich. Die von Proton angeführten praktischen (!) Kühleigenschaften z.B.
Mich tät auch interessieren, ob die gegenseitigen positiven Wirkungen bei der Sicherheit auch noch gegeben sind, wenn da mal einige 10 Tonnen am brennen sind. Und wie stabil ist die Dreifachbindung des Acetylenanteiles bei Stoßwellen?
Ok, ein bissel Jubel und Erfolge in der Presse müssen sein. Aber vorläufig ist noch Skepsis und Nüchternheit angesagt.
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@ proton01
Ich habe nur eine kurze Objektive und sachliche Darstellung zu Acetam dargelegt. Ich brauche auch keine Zahlen von dir, kenne genau die Entwicklung mit samt den Berechnungen als auch das Patent mit seinen Analysen zu Acetam. Statt zu poltern, stelle Bitte lieber sachliche Fragen. Auch zu Zukunft habe ich deutlich geschrieben, wir müssen also die nächsten Arbeiten abwarten als auch die ersten Brennversuche als auch den ersten Start. Somit ist die Aussage eindeutig, bedarf keine Nachbesserung.
Noch ein Wort zu den russischen Links, da russisch meine Muttersprache ist, verstehe ich den Inhalt sehr genau auch ohne deine Belehrung.
Ich bin ja immer sehr zurückhaltend darin, die Beiträge anderer zu beurteilen. Das erwarte ich dann auch von anderen. Dafür bin ich begründeten Gegenargumenten sehr aufgeschlossen, da man diese sachlich klären kann
Dazu folgendes, ich habe schon letztes Jahr gesehen, das du mitunter sehr arrogant und überheblich kommunizierst wie kein anderer Teilnehmer hier im Forum, Ssory.
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@ McFire
Nebenbei ist mir beim Nachlesen aufgefallen, daß in den Threads immer wieder mal von entweder Azetylen oder Ammoniak die Rede ist. Da keine der beiden Komponenten jemals einzeln eingesetzt werden, bitte ich, wirklich immer
nur von Acetam zu reden.
Für einen umfagreichen Sachstand sind auch die Bestandteile von Acetam wichtig, habe auch dargelgt:
In Acetam hemmen sich Acetylen und Ammoniak gegenseitig ihre negativen Eigenschaften. Acetylen reduziert radikal die Toxizität von Ammoniak, und Ammoniak unterdrückt drastisch die Neigung des Acetylens für explosive Zersetzung. In Acetam haben wir eine Symbiose von Acetylen, hat die größte Energieeffizienz unter Kohlenwasserstoffen, und mit Ammoniak der sehr hohe Dichte als auch wärmereduzierende Eigenschaften hat. Somit haben wir eine harmonische Einheit und ein Komplex mit einer hohen Produktqualität.
Das Produkt als Acetam mit seinen ersten RD-161AC Triebwerk hat einen Isp von 395s, so die Fachpublikationen von Energomasch.
Ok, ein bissel Jubel und Erfolge in der Presse müssen sein.
In den Fachpublikationen habe ich sowas nicht gelesen, sondern nüchterne Berechnungen und Zahlen, alles andere wird die Zukunft zeigen.
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Zitat
In Acetam hemmen sich Acetylen und Ammoniak gegenseitig ihre negativen Eigenschaften. Acetylen reduziert radikal die Toxizität von Ammoniak, und Ammoniak unterdrückt drastisch die Neigung des Acetylens für explosive Zersetzung. In Acetam haben wir eine Symbiose von Acetylen, hat die größte Energieeffizienz unter Kohlenwasserstoffen, und mit Ammoniak der sehr hohe Dichte als auch wärmereduzierende Eigenschaften hat. Somit haben wir eine harmonische Einheit und ein Komplex mit einer hohen Produktqualität.
Ja der Text ist auch völlig in Ordnung , den meinte ich nicht. :)
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Hallo zusammen,
nachdem hier im Thread wieder mal die Wogen etwas höher geschlagen sind, reagiert bitte angemessen. Nur weil ihr eine Information hier einstellt, habt ihr nicht die absolute Hoheit darüber. Ihr müsste Kommentare, Fragen und auch Widerlegungen akzeptieren. Das ist eine Diskussion ...
Wenn eine andere Meinung oder eine Korrektur kommen, akzeptiert das und antwortet ordentlich/sachlich, anstatt den Charakter des Anderen zu belehren. Denn so verlasst ihr die Sachebene und das Thema, sondern redet nur über den anderen Menschen. Das motiviert keinen inhaltlichen Austausch.
(ach ja, damit meine ich alle, nicht einzelne, Beteiligte)
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@ proton01
Ich habe nur eine kurze Objektive und sachliche Darstellung zu Acetam dargelegt. Ich brauche auch keine Zahlen von dir, kenne genau die Entwicklung mit samt den Berechnungen als auch das Patent mit seinen Analysen zu Acetam. Statt zu poltern, stelle Bitte lieber sachliche Fragen. Auch zu Zukunft habe ich deutlich geschrieben, wir müssen also die nächsten Arbeiten abwarten als auch die ersten Brennversuche als auch den ersten Start. Somit ist die Aussage eindeutig, bedarf keine Nachbesserung.
Noch ein Wort zu den russischen Links, da russisch meine Muttersprache ist, verstehe ich den Inhalt sehr genau auch ohne deine Belehrung.
Ich bin ja immer sehr zurückhaltend darin, die Beiträge anderer zu beurteilen. Das erwarte ich dann auch von anderen. Dafür bin ich begründeten Gegenargumenten sehr aufgeschlossen, da man diese sachlich klären kann
Dazu folgendes, ich habe schon letztes Jahr gesehen, das du mitunter sehr arrogant und überheblich kommunizierst wie kein anderer Teilnehmer hier im Forum, Ssory.
Da ich hier direkt angesprochen werde möchte ich in gleicher Runde dazu Stellung beziehen.
1. Belehrungen habe ich nicht vor, aber nicht alle im Forum verstehen russisch. Und meine Beiträge richten sich nicht nur an Jura, sondern an alle interessierte. Im Beitrag von Jura war geschrieben "die ersten Versuche haben auch die bisherigen Daten vollständig bestätigt.", während die verlinkte Originalquelle lediglich sagt daß das Projekt noch in der Forschungs-Phase ist und die wissenschaftliche Durchführbarkeit erst noch gezeigt werden muss. Wenn ich das falsch verstanden haben sollte, dann kann Jura das gerne klarstellen in sachlicher Art und Weise. Den Vorwurf der Arroganz und Überheblichkeit halte ich für völlig deplaziert. Sicher beneide ich Jura um seine Russischkenntnisse, ich würde gerne so gut Russisch könne wie er Deutsch, aber grade dann sollte der Inhalt russischer Quellen richtig und vollständig, auf jeden Fall nicht irreführend wiedergegeben werden.
2. "Statt zu poltern, stelle Bitte lieber sachliche Fragen." Mache ich ja. Jura behauptet, es gäbe mit Azetam ein Verkleinerung der Stufenabmessungen um 150-200%, während ich aus den Zahlen der russischen Quelle lediglich 38% ableiten kann. Auch hier, wenn ich das falsch verstanden haben sollte, dann kann Jura das gerne klarstellen in sachlicher Art und Weise. Aber bisher gab es nur einen pauschalen Vorwurf, siehe Zitat oben.
Ohne das weiter zu vertiefen kann ich aus meiner über 20-jährigen Erfahrung mit der deutschen, europäischen und russischen Raumfahrt (Industrie und Agenturen) nur sagen, wenn sich jemand dort so aufführen würde wie in obigem Zitat, dann würde er spätestens nach der zweiten Besprechung nicht mehr ernst genommen.
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Ich find halt, wenn man irgendwo eine interessante Nachricht liest, kann das in der Presse sein oder in einem (möglichst nachweisbar) renommierten Fachblatt.
a) Bei Pressenachricht - mißtrauisch sein, nachhaken, filtern und erst dann hier rein.
b) Bei Fachblatt - also da sind dann aber auch sicher begreifbare, evtl. tabellarische Werte vorhanden. Da kann man sich auch mit wenig russisch was raus lesen.
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Danach die Fertigstellung des RD-161AC für Trägerrakete, hat einen Isp von 395s
Noch eine kurze Bemerkung dazu. Laut NPO Energomasch kommt zunächst ein moderates Verhältnis von Acetylen/ Ammoniak zu Anwendung, etwa bei 50/50, danach 60/40 und 70/30. Dabei wäre auch ein Isp von 400-405s möglich. Im Patent für Acetam wurden auch Berechnungen für 20/80 vorgelegt, wahrscheinlich aber nur 25/75 in der Raumfahrt möglich. Hier müssen wir aber die praktischen Ergebnisse und Tests abwarten.
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sind die letzten beiden Zahlen umgedreht oder testen man wirklich auch Acetam mit weniger Acetylen ? Könnte ja sein, vlt für Hilfstriebwerke ?
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sind die letzten beiden Zahlen umgedreht oder testen man wirklich auch Acetam mit weniger Acetylen ? Könnte ja sein, vlt für Hilfstriebwerke ?
Ja, habe nur umgedreht >:( Also 75/25 oder 80/20, im Patent steht sogar bis 90%:
Ракетное топливо для жидкостных ракетных двигателей, состоящее из жидкого окислителя, предпочтительнее жидкого кислорода, и горючего в виде раствора горючего компонента в жидком аммиаке, отличающееся тем, что в качестве горючего компонента применен ацетилен с содержанием в аммиаке от 40 до 90 мас.%.
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Aus Erfahrung kann ich nur bestätigen, das nicht alle sofort die Vorteile von Acetam als auch den Vergleich zu Wasserstoff verstehen. Dazu noch abschließend:
Die Nutzlast einer Trägerrakete ist abhänig von drei Faktoren:
1) Energieeffizienz des Treibstoffes, also Isp
2) Dichte eines Treibstoffes
3) Trockenmasse der Stufe oder des Trägers
Zu 1:
Bei Acetam haben wir Acetylen mit der höchsten Energieeffizienz unter den Kohlenwasserstoffen.
Zu 2:
Wir haben 0,7 gegenüber 0,07 g/cm3 zu Wasserstoff.
Zu 3:
Durch die Dichte senken wir radkal die Trockemasse mit gleichzeitiger Vereinfachung der Stufen. Bei KVTK um mehr als 1000 kg.
Это определяется существенно большей - 0,7 против 0,07 г/см3 - плотностью предлагаемого горючего, по сравнению с жидким водородом, что радикально снижает объем и массу ракетного бака.
Ergebniss dieser Mischung aus dem Patent:
В целом видно, что предлагаемое горючее позволяет поднять импульс тяги на 15-25 кгс·с/кг, уступая лишь водороду. По результатам табл.1 более представительный интегральный расчет по массе выводимого полезного груза показывает, что предлагаемое горючее практически водороду не уступает.
Wir haben also ein Gewinn bis 25 s, durch die Integralberechnungen haben wir aber ein Nutzlastgewinn der praktisch mit dem Wasserstoff vergleichbar ist. Senkt die Kosten drastisch, wir brauchen auch keine neue Triebwerke da die Alten nur umgerüstet werden, zumindest bis etwa 200 Tonnen Schub. Aus dem Patent dazu:
Использование раствора ацетилена в аммиаке в качестве ракетного горючего для жидкостных ракетных двигателей не требует существенных конструктивных переделок существующих жидкостных ракетных двигательных установок, работающих на топливах на основе керосина и окислителя - жидкого кислорода.
Die Arbeit an Acetam geht gemeinsam mit Skolkovo, es geht praktisch um hohe Gewinne mit der Vermarktung des Treibstoffes, so die Skolkovo Publikationen. Heute als Geschäftsmann mache ich aber grundsätzlich keine Investitionen in der Raumfahrt, es gibt weltweit bessere erdgebundene Möglichkeiten und Technologien (z.B. Tesla ).
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Das mit den Gewinnaussichten ist so eine Sache, als der erste Hopser der Brüder Wright in Kitty Hawk, North Carolina 1901 den ersten Flug durchführten, hätte sicher auch keiner damit gerechnet das heute jedes Jahr über 1500 Jets verkauft werden und Milliarden Personenflüge damit jedes Jahr damit gemacht werden.
Egal wie, jede Reduzierung der Transportkosten vergrößert den Markt, falls Acetam hierzu mal einen Beitrag von 20-30% leistet wäre das sicher gut. Frage mich nur wieviel dies gegenüber einem Raptortriebwerk noch sein kann?
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Wenn Acetam hält, was es verspricht, ist es eine gute Alternative für Erst- und Oberstufen. Nur nicht für einen Start vom Mars, wo der Treibstoff lokal hergestellt werden muß.
Da ich nicht weiß, wie es mit der Langzeitstabilität aussieht, weiß ich auch nicht, ob es für Manöver im Bereich Mars (z.B.) aussieht. Egal ob für Bremsung in den Orbit oder Landung.
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Egal wie, jede Reduzierung der Transportkosten vergrößert den Markt, falls Acetam hierzu mal einen Beitrag von 20-30% leistet wäre das sicher gut. Frage mich nur wieviel dies gegenüber einem Raptortriebwerk noch sein kann?
Methan als auch Acetam haben ihre Berechtigung. Bezogen auf Effizienz für Oberstufen, da beim Start für 30-45 Sekunden der Schub zählt, haben wir ein Gewinn von 10s. Das ist aber nicht entscheident, sondern der ganze Komplex auch der Wiederverwendung. Eins ist sicher, Kerosin als Raketentreibstoff können wir abschreiben. Auch Falcon-9 mit Kerosin hat keine Zukunft, ganz anders Sojus-5 mit Methan.
Methan Oberstufe = 385s
Acetam Oberstufe = 395s, kann aber bis 400-405 gehen. Bei 25 Starts pro Jahr haben wir Einsparungen die in Milliarden Rubel gehen, so die Acetam Entwickler.
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Ammoniak ist NH3. Da ist ein N im Treibstoff, hier werden also Stickoxide in die Atmosphäre gepustet.
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Ammoniak ist NH3. Da ist ein N im Treibstoff, hier werden also Stickoxide in die Atmosphäre gepustet.
Der enorme Vorteil liegt natürlich in den Beschleunigungsstufen wie Briz-M, KVTK, MOB-2, und KVSTK. Wir haben somit radikale:
- Senkung der Startmasse
- der Abmessungen
- und erhebliche Vereinfachung der Stufe,
- als auch enormen Kostenvorteil
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Wegen dem Stickstoff hatte ich auch schon mal gefragt, kam aber keine Info. Vielleicht jetzt ......
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Wegen dem Stickstoff hatte ich auch schon mal gefragt, kam aber keine Info. Vielleicht jetzt ......
Schlimmer als bei hypergolen Treibstoffen kann es auch nicht sein. Es ist auch sicher weniger giftig.
Aber ich frage mich jedesmal bei solchen Dingen, warum dauert es Jahrzehnte, bis aus einem schon gut getesteten Konzept ein reales System wird?
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Beim Start von der Erde ist NOx nicht so nett, beim Mars selber sehe ich das auch nicht unbedingt wenn man das Zeug auf dem Mars herstellen will. Co2 und Wasser wird man vermutlich viel leichter finden als Stickstoff.
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Beim Start von der Erde ist NOx nicht so nett, beim Mars selber sehe ich das auch nicht unbedingt wenn man das Zeug auf dem Mars herstellen will. Co2 und Wasser wird man vermutlich viel leichter finden als Stickstoff.
Stickstoff gibt es reichlich in der Atmosphäre. Herstellung von Acetylen ist schwieriger. Aber das wird OT, also hier nicht weiter von mir.
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Wegen dem Stickstoff hatte ich auch schon mal gefragt, kam aber keine Info. Vielleicht jetzt ......
Schlimmer als bei hypergolen Treibstoffen kann es auch nicht sein. Es ist auch sicher weniger giftig.
Bei der ganzen Betrachtung hat abe keiner die giftigen Feststoffbooster erwähnt, die arbeiten doch mit NH4ClO4 Ammoniumperchlorat, Kunstharz (Polybutadien) und Aluminium. Bei Verbrennung haben wir Schwefelverbindungen, Salzsäure und andere toxische Stoffe. Mich wundert nur, das wir noch kein Verbot der Feststoffbooster in der Raumfahrt haben.
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Wenn Acetam hält, was es verspricht, ist es eine gute Alternative für Erst- und Oberstufen. Nur nicht für einen Start vom Mars, wo der Treibstoff lokal hergestellt werden muß.
Da ich nicht weiß, wie es mit der Langzeitstabilität aussieht, weiß ich auch nicht, ob es für Manöver im Bereich Mars (z.B.) aussieht. Egal ob für Bremsung in den Orbit oder Landung.
Ja, Acetam mit 400s wäre ein heisser Kandidat für schwere Mond- und Marsraumschiffe, insgesamt besser als Wasserstoff. Zur Langzeitstabilität habe ich noch keine Info.
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Bei der ganzen Betrachtung hat abe keiner die giftigen Feststoffbooster erwähnt, die arbeiten doch mit NH4ClO4 Ammoniumperchlorat, Kunstharz (Polybutadien) und Aluminium. Bei Verbrennung haben wir Schwefelverbindungen, Salzsäure und andere toxische Stoffe. Mich wundert nur, das wir noch kein Verbot der Feststoffbooster in der Raumfahrt haben.
Da muß ich dir recht geben.
Aber meine persönliche Meinung dazu ist, dazu sollte es kein Verbot brauchen. Die Kombination Wasserstoff-Triebwerk und Feststoff-Booster in Erststufen ist so ziemlich das unsinnigste, was jemals in der Raumfahrt gebaut wurde. Und jetzt will man den Mist wieder in Ariane 6 machen. :'(
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Jura - über Feststoffbooster und ihre Nachteile ist hier jeder informiert. Da braucht man keine Worte drüber verlieren oder Vergleiche anstellen. Jeder möchte die loswerden - geht aber noch nicht zur Zeit.
Hier ging es darum, daß Acetam unbestreitbar viele Vorteile hat (haben kann), aber zu den Nachteilen wenig bzw. kaum was zu lesen ist.
Und eine konkrete Frage kann man mit Fakten oder Zahlen beantworten oder man sagt "weiß ich nichts Genaues". In letzterem Fall wird man auch nicht gleich alle Reputation verlieren....
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Hier ging es darum, daß Acetam unbestreitbar viele Vorteile hat (haben kann), aber zu den Nachteilen wenig bzw. kaum was zu lesen ist.
Und eine konkrete Frage kann man mit Fakten oder Zahlen beantworten oder man sagt "weiß ich nichts Genaues". In letzterem Fall wird man auch nicht gleich alle Reputation verlieren....
Bleibe Bitte sachlich, Formulierung weiß ich nichts Genaues ist nicht meine Art.
Zu Acetam habe ich sehr ausführlich mit Zahlen aus russischen Fachpublikationen informiert, die theoretische Arbeit ist abgeschlossen, jetzt geht es mit der praktischen Vorbereitung. Acetam wurde schon mehrmals gewonnen (hergestellt), bis heute haben sich die theoretischen Arbeiten bestätigt. Was übermorgen pasiert, entzieht sich meiner Kenntnis.
Ja, und du suchst mit Gewalt die Nachteile... Ja, das ist aber auch typisch Deutsch, da sind die Amerikaner aber ganz anders, haben auch meine volle Bewunderung.
Bleibe seriös und warte auf die ersten Ergebnisse der Brennversuche. Darüber werde ich aber hier nicht mehr informieren.
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Formulierung weiß ich nichts Genaues ist nicht meine Art.
Aber das darfst auch Du einmal sagen, daran ist nichts Schlimmes :)
Ich suche keine Nachteile. Was hätte ich davon ? Ich brauch kein Acetam. Aber ich suche lückenlose Information. Oder eben die Aussage, welche Information noch nicht verfügbar ist.
Ich bin Techniker, und in meinem Job hängt die Sicherheit von Leuten davon ab, daß ich Dinge hinterfrage.
Ja, das ist unbequem hier im Forum, sollte ich vlt abschalten.... ;)
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Warum denn, wenn ich Infos habe kann ich schreiben :) es kommt aber wie ich schreibe und nicht polternd.
Andere spezifische Infos oder sehr komplexe Berechnungen eines Marsfluges auf 35-45 A4 Seiten mache ich nur gegen sehr hohes Honorar.
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Warte nur, wenn ich im Lotto gewinne, denn mußt Du ran ;)
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@Jura:
Hast du eine Ahnung ob mit den Treibstoffbestandteilen mal eine Molekülsimmulation gemacht wurde?
Ich meine damit das man bei sowas oft zusammenhänge sieht, weil z.B. bestimmte Molekühlen qusie mit ihre Form im Raum gut zusammen passen und sich dabei bestimmte eigenschaften ergeben.
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@ Klakow
Wie schon gepostet, die Entwicklung dauerte über 3 Jahre.
Acetam wurde zwischen 2008/10 bei NPO Energomasch entwickelt und analysiert für unterschiedliche RB (Beschleunigungsstufen), Triebwerke und Trägerraketen. Ballistische Berechnungen und Simulationen wurden im Keldysch-Institut für angewandte Mathematik durchgeführt, die später auch von der RKK Energia bestätigt wurden. Im Institut für angewandte Chemie wurden auch thermophysikalische und thermodynamischen Eigenschaften des Acetam berechnet.
Selbstverständlich wurden im Institut für angewandte Chemie alle mögliche Berechnungen durchgeführt, dabei hat sich gezeigt, das bei der Verbrennug Oxide (ohne feste Fragmente) mit sehr hoher aerodynamischer Qualität bilden, wichtig für den Isp. Spezifische Details der Untersuchung sind mir nicht bekannt, (habe auch nicht nachgefragt, war für mich nicht relevant) wurden nur die Zusammenfassungen mit Tabellen und Diagrammen publiziert.
Anmerkunng:
Ich kenne noch andere über 10 Patente mit unterschiedlichen Mischungen wie:
1) Kerosin mit Ammoniak, 5-6s mehr.
2) Anwendung einer Lösung von Lithium in Ammoniak, etwa 10-15% mehr Leistung.
3) C10H16 mit Sauerstoff
Alle sind aber nicht einfach, problematisch oder zu teuer, gegenwärtig scheint mir Acetam die beste Lösung zu sein. Ja, und was kommt noch?
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Zu Acetam habe ich sehr ausführlich mit Zahlen aus russischen Fachpublikationen informiert, die theoretische Arbeit ist abgeschlossen, jetzt geht es mit der praktischen Vorbereitung. Acetam wurde schon mehrmals gewonnen (hergestellt), bis heute haben sich die theoretischen Arbeiten bestätigt. Was übermorgen pasiert, entzieht sich meiner Kenntnis.
Ja, und du suchst mit Gewalt die Nachteile... Ja, das ist aber auch typisch Deutsch, da sind die Amerikaner aber ganz anders, haben auch meine volle Bewunderung.
Bleibe seriös und warte auf die ersten Ergebnisse der Brennversuche. Darüber werde ich aber hier nicht mehr informieren.
Die theoretische Arbeiten zur Leistung (Isp, Verbrennungswirkungsgrad) können eigentlich erst dann abgeschlossen sein, wenn Brennversuche die Vorhersagen bestätigen. Bei größeren Abweichungen werden normalerweise die Vorhersagemodelle an die Testergebnisse angepasst. Die Herstellung von Acetam an sich ist da natürlich schon erfolgsversprechend.
Aber warum willst Du über erfolgreiche Brennversuche nicht mehr berichten, wenn sie stattfinden ? Das wäre doch der entscheidende nächste Schritt für die Entwicklung von Acetam.
Und McFire hat natürlich völlig recht auch über die möglichen Nachteile nachzudenken. Wenn man das nicht macht, und die mögichen Probleme erst spät herausfindet, dann läuft man Gefahr daß man bereits viel Geld ausgegeben hat wenn man feststellen muss daß es ein unlösbares Problem gibt, oder die Leistung niedriger ist als vorhergesagt, o.ä. Gründe, aus denen sich ein Weitermachen nicht lohnt. Sowas muss natürlich nicht passieren, aber man muss darauf vorbereitet sein, bzw. solche Möglichkeiten frühzeitig bedenken und abklären. Das ist auch beileibe nicht typisch Deutsch, sondern wird in den USA genauso gemacht. Daraus folgt eine Abwägung der vorhergesagten Vorteile mit den (noch) nicht ausgeschlossenen Risiken, und diese Abwägung muss im Verlaufe des Projekts immer wieder an die vorliegenden Ergebnisse angepasst werden.
Ohne sowas bleibt man nicht seriös.
@ Klakow
Wie schon gepostet, die Entwicklung dauerte über 3 Jahre.
Selbstverständlich wurden im Institut für angewandte Chemie alle mögliche Berechnungen durchgeführt, dabei hat sich gezeigt, das bei der Verbrennug Oxide (ohne feste Fragmente) mit sehr hoher aerodynamischer Qualität bilden, wichtig für den Isp. Spezifische Details der Untersuchung sind mir nicht bekannt, (habe auch nicht nachgefragt, war für mich nicht relevant) wurden nur die Zusammenfassungen mit Tabellen und Diagrammen publiziert.
Wie oben angesprochen ist die Entwicklung noch lange nicht abgeschlossen, sondern dauert mindestens bis zum ersten erfolgreichen Flug an.
Was ist mit "aerodynamischer Qualität" gemeint ?
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Hast du eine Ahnung ob mit den Treibstoffbestandteilen mal eine Molekülsimmulation gemacht wurde?
Ich meine damit das man bei sowas oft zusammenhänge sieht, weil z.B. bestimmte Molekühlen quasie mit ihre Form im Raum gut zusammen passen und sich dabei bestimmte eigenschaften ergeben.
@Klakow: was meinst Du mit einer Molekülsimulation ? Etwa die Berechnung der bei der Verbrennung entstehenden Gaszusammensetzung ? Sowas kann man ziemlich einfach machen, aber das ergibt keine Form der Moleküle.
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@proton01: Schaut man sich 3D Modele von Molekülen an, so sieht man das diese ohne eine chemische Bindung einzugehen, zueinander passen, oder auch nicht. Bringt man z.B. passende Flüssigkeiten zusammen, kann dies dazu führen das die Mischung eine höhere Dichte hat als beide Einzellfüssigkeiten. Genau dies würde dann auch die von Jura verbesserten Eigenschaften erklären.
Nicht das ich darüber groß bescheid weis, aber ich weis das sowas oft gemacht wir.
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@proton01: Schaut man sich 3D Modele von Molekülen an, so sieht man das diese ohne eine chemische Bindung einzugehen, zueinander passen, oder auch nicht. Bringt man z.B. passende Flüssigkeiten zusammen, kann dies dazu führen das die Mischung eine höhere Dichte hat als beide Einzellfüssigkeiten. Genau dies würde dann auch die von Jura verbesserten Eigenschaften erklären.
Nicht das ich darüber groß bescheid weis, aber ich weis das sowas oft gemacht wir.
Aha, verstehe.
Reden wir von der Dichte der flüssigen Treibstoffe ? Die mag günstig hoch sein, dann werden die Stufentanks kleiner und damit die Leermasse geringer. Die Flüssig-Dichte hat aber keinen Einfluss auf die Triebwerksleistung, sprich Isp.
Oder gibt es auch einen solchen Effekt bei den Gasmolekülen der Verbrennungsprodukte ? Sowas habe ich noch nie gehört, aber man lernt ja nicht aus.
Nach den russischen Stufenkonzepten ist die Leermasse bei LOX-Kero 16,2% der Treibstoffmasse, und bei LOX-Acetam 15,6%, aber die Triebwerksmasse ist auch kleiner mit geringerem Schub. Ohne Triebwerk sind es 14,9% zu 15,0% (LOX-H2 hat 23,7% mit und 21,8% ohne Triebwerk)
Der Unterschied in der Leermasse Kero zu Acetam scheint verschwindend gering zu sein. Dafür wird der Isp deutlich höher erwartet, 395 s statt 357 s, das bringt natürlich Nutzlast.
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Der Impuls des RD-161 (das auf Acetam umgerüstet werden soll) mit Kerosin und Sauerstoff beträgt nach NPO Energomash
365 s im Vakuum. Bliebe trotzdem eine deutliche Steigerung beim Impuls um 30 s.
http://www.npoenergomash.ru/encikloped/dvizki/ (http://www.npoenergomash.ru/encikloped/dvizki/)
РД-161 | кислород/керосин | -/2,00 | -/365 | 120 | 141/146 | 2205/970 | 1995 | Проект для 3 ст. РН
RD-161 | Sauerstoff/Kerosin | Schub(Vakuum): t |Impuls: s | Brennkammerdruck: Bar | Masse: kg | Höhe/Durchm.: mm | Entwicklungsjahr | Verwendung
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Der Impuls des RD-161 (das auf Acetam umgerüstet werden soll) mit Kerosin und Sauerstoff beträgt nach NPO Energomash
365 s im Vakuum. Bliebe trotzdem eine deutliche Steigerung beim Impuls um 30 s.
http://www.npoenergomash.ru/encikloped/dvizki/ (http://www.npoenergomash.ru/encikloped/dvizki/)
РД-161 | кислород/керосин | -/2,00 | -/365 | 120 | 141/146 | 2205/970 | 1995 | Проект для 3 ст. РН
RD-161 | Sauerstoff/Kerosin | Schub(Vakuum): t |Impuls: s | Brennkammerdruck: Bar | Masse: kg | Höhe/Durchm.: mm | Entwicklungsjahr | Verwendung
Stimmt natürlich, wenn man nur das Triebwerk vergleicht.
Was ich meinte war der Vergleich der sich ergebenden Oberstufen. Die Zahlen stehen in Antwort #4 in diesem thread, und darin hat das LOX-Kero Triebwerk eine Isp von 357 s.
In Antwort #3 stehen die prognostizierten Daten für RD-161AC mit Acetam. Da hat es 3 t Vakuumschub ggü. 2 t für Kero. Wie das gehen soll, den Schub um 50% zu steigern bei 8% mehr Isp, gleichem Kammerdruck und gleicher Geometrie (ktitischer Querschnitt der Kammer) ist mir nicht klar, da habe ich leichte Zweifel, muss man mal nachrechnen. Oder ist es ein Tippfehler ? Leider ist keine Referenz angegeben.
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Stimmt natürlich, wenn man nur das Triebwerk vergleicht.
Was ich meinte war der Vergleich der sich ergebenden Oberstufen. Die Zahlen stehen in Antwort #4 in diesem thread, und darin hat das LOX-Kero Triebwerk eine Isp von 357 s.
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Das hatte ich schon verstanden. Ich wollte nur, daß man ähnliche Bedingungen und ähnliche moderne Triebwerke vergleicht.
Wobei die Entwicklung des RD-161 nun auch schon 20 Jahre her ist.
Die Düse des RD-161 hat ein Flächenverhälnis von 351,6 (laut Norbert Brügge).
Aktuell soll der Impuls des RD-58M im Blok-DM03 weiter gesteigert werden, so das der Abstand zwischen Kerosin und Acetam vielleicht gar nicht so groß sein wird.
Ich finde die Diagramme in Antwort #15 aufschlussreich. Der spezifische Impuls fällt mit steigendem Ammoniak-Anteil im Acetam. Die Kurven mit 0%,5%,10% bis ?% Ammoniak sind wohl nur theoretisch.
Sooo weit weg ist Kerosin da nicht.
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@proton01:
Du hast es zum Teil verstanden, aber es geht mir dabei vor allem um andere Eigenschaften.
Wie wirkt sich so eine Mischung auf die Stabillität, die Beweglichkeit (Gefrierpunkt), Chemische Reaktivität usw. aus, das hat Jura in dankenswerter Weise zwar angesprochen, aber Modele wären da sicher eine Hilfe.
Stellt sich dann noch die Frage an Chemiker, sind da auch schwache Bindungskräfte unterhalb von festen chemischen Bindungen im Spiel?
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@GerdW
Sooo weit weg ist Kerosin da nicht
Deine Aussage ist nicht ganz korrekt, da Acetam fast ebenbürtig mit Wasserstoff ist.
1) Isp ist nicht alleine für die Nutzlast zuständig.
2) Acetam hat ein Gewinn von 15-25s, das ist Fakt
3) Insgesmat aber durch die Eigenschaften haben eine Nutzlast die nur etwas unter dem Wasserstoff liegt.
4) Wir haben radikale Senkung der Trockenmasse und Vereinfachung der Stufe, wichtig für die Zuverlässigkeit.
Dazu A. Lichwajcew von NPO Energomasch:
"В первую очередь, это топливо предназначено для разгонных блоков РБ, и здесь эффект самый высокий: для новой ракеты-носителя РН "Союз-2.1б" можно поднять массу полезной нагрузки, выводимой на геостационарную орбиту, примерно на 30 процентов по сравнению со штатным РБ", - сообщил директор Центра инновационной деятельности ЦИД НПО "Энергомаш" Анатолий Лихванцев.
Речь идет о том, что с новым топливом "Союзы" смогут поднимать в космос на треть больше грузов.
Ein Gewinn von 30% an Nutzlast bedarf keine Kommentare, selbst 25% wäre hervorragend da wir auch Radikal die Stufen vereinfachen, senkt erheblich die Kosten, die Einsparungen gehen in Milliarden Rubel.
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Vlt reden wir uns umsonst die Köpfe heiß. Es gibt noch keine Aussagen über die Langzeitstabilität des Gemisches, die Kaviationsfestigkeit, die Schockfestigkeit sowohl bei Lagerung als auch bei Druck usw. im Bereich von 100 und mehr Tonnen "im Stück". Ob sich aus Computerberechnungen in dem Fall die Sicherheit der Leute ableiten läßt ??
Mir ist das Zeug eigentlich symphatisch - aber vlt kann man es letztlich doch nicht verwenden.
Mal schaun, wie es in ein, zwei Jahren aussieht....
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Vlt reden wir uns umsonst die Köpfe heiß. Es gibt noch keine Aussagen über die
Du musst doch ganz einfach nur russische Fachpublikationen lesen...
Selbstverständlich wissen doch die Ingenieure von RNC angewandte Chemie darüber bescheid. Seit 2012 wurde Acetam schon mehrmals hergestellt, die theoretische Arbeit von 2008-2010 ist abgeschlossen, jetzt gehen Arbeiten zur Zertifizierung als Raketentreibstoff, geht auch die Interaktion mit Materialien und es wird an der Technologie für industrielle Herstellung gearbeitet.
Ja, und die Grundlagenforschung an hocheffektiven Treibstoffen auch mit Ammoniak begann schon 1954, nach dem Beschluss des Ministerrates der UdSSR im Dezember 1953. Die ersten Veruche nach 1956, die ersten Brennversuche wurden ab der 60-er Jahre durchgeführt.
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Gibt es inzwischen eigentlich Texte/Publikationen aus USA, wo man sehen könnte, inwieweit die Amis betreffs Acetam "beunruhigt" sind?
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Gibt es inzwischen eigentlich Texte/Publikationen aus USA, wo man sehen könnte, inwieweit die Amis betreffs Acetam "beunruhigt" sind?
Wer sollte denn in den USA beunruhigt sein? ULA, Orbital? Die sind wegen SpaceX beunruhigt. Und SpaceX ist außer Konkurrenz, die treiben die Konkurrenz vor sich her.
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Gibt es inzwischen eigentlich Texte/Publikationen aus USA, wo man sehen könnte, inwieweit die Amis betreffs Acetam "beunruhigt" sind?
Die Sache ist doch ganz klar, ohne Investitionen und Gelder wird es kein Acetam und keine Schwerlastträgerrakete geben. Der Roskosmos Bank droht die Pleitte, wurde unter der Aufsicht der Zentralbank gestellt.
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Solche Lobby-bezahler wie ULA, Orbital und wer weiß noch alles meinte ich nicht. Die würden auch mit Kerzenwachs arbeiten, wenn das Geld stimmt. Ich meinte auch nicht, daß sie vor Rußlands Raumfahrtchemie Angst haben.
Mich interessieren nur ernsthafte Fachleute in USA und ob die vlt sagen "Leute, aufpassen und untersuchen, ob das Zeug auch für uns wichtig werden könnte".
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Wir bleiben lieber bei Fakten. Trägerraketen als auch Treibstoffe werden nicht jedes Jahr ausgewechselt. In 50 Jahren wird Kerosin keine Verwendung in der Raumfahrt mehr haben. Der nächste Schritt ist die Einführung von Methan (Sojus-5), der wird mit Wasserstoff auch dominieren.
NASA steht noch auf Feststoffbooster, nur wie lange noch?
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Jura, die technische Seite von Acetam haben wir doch durch und alles ist ok.
Ich habe hier allgemein in die Runde gefragt, ob irgend jemand eine Info zum Thema USA und Acetam hat. Neutral und wertungsfrei !
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Diese einfache Mischung von Acetylen und Ammoniak wird wohl kaum patentierbar sein.
Heißt das US firmen könnten diesen 'Russischen Treibstoff'auch einfach verwenden - wenn sie denn wollten?
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Diese einfache Mischung von Acetylen und Ammoniak wird wohl kaum patentierbar sein.
Heißt das US firmen könnten diesen 'Russischen Treibstoff'auch einfach verwenden - wenn sie denn wollten?
Naja also erstmal müsste Russland ein Patent haben, dass in den USA gültig ist. Abgesehen davon ist das Geheimnis weniger die Mischung als vielmehr die Versuchsdaten, wo das Know-How drin steckt. Und niemand entwickelt mal ebenso ein Acetam-Triebwerk. Die Amerikaner sehen die Zukunft in Methan, sowohl ULA/Blue Origin als auch SpaceX arbeiten daran.
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Laut Skolkovo, die sind auch stark dabei bei der Entwicklung, die wollen den Treibstoff auch vermarkten. Abwarten!
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Jura, die technische Seite von Acetam haben wir doch durch und alles ist ok.
Ja, da bin ich wirklich beruhigt das die Mühe hat sich gelohnt ;D ;D
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Laut Skolkovo, die sind auch stark dabei bei der Entwicklung, die wollen den Treibstoff auch vermarkten. Abwarten!
Wie ist das gemeint ? Das hieße doch , exportieren ?? Die Frage nach wohin und grenzüberschreitender Gefahrguttransport stell ich lieber nicht ;)
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Laut Skolkovo, die sind auch stark dabei bei der Entwicklung, die wollen den Treibstoff auch vermarkten. Abwarten!
Wie ist das gemeint ? Das hieße doch , exportieren ?? Die Frage nach wohin und grenzüberschreitender Gefahrguttransport stell ich lieber nicht ;)
Das war nur eine kurze Info, in 10 Jahren werden wir mehr wissen.
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Ja, schaun wir mal. Interessantes Zeug ist es schon durchaus !
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Inzwischen sind fast 2 Jahre seit dem letzten Post zum Thema Acetam als Raketentreibstoff vergangen. Haben sich denn seitdem neue Erkenntnisse ergeben. Wie verliefen die russischen Tests, die ja 2015/2016 hätten stattfinden sollen?