Acetam - russischer Raketentreibstoff

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McFire

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #75 am: 26. Februar 2015, 18:26:47 »
Warte nur, wenn ich im Lotto gewinne, denn mußt Du ran ;)

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Online Klakow

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #76 am: 26. Februar 2015, 19:15:21 »
@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.

Jura

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #77 am: 26. Februar 2015, 20:41:13 »
@ Klakow

Wie schon gepostet, die Entwicklung dauerte über 3 Jahre.

Zitat
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?
« Letzte Änderung: 26. Februar 2015, 22:12:22 von Jura »

Offline proton01

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #78 am: 26. Februar 2015, 23:52:10 »
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 ?

Offline proton01

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #79 am: 27. Februar 2015, 00:14:38 »
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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Online Klakow

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #80 am: 27. Februar 2015, 11:18:48 »
@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.

Offline proton01

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #81 am: 27. Februar 2015, 12:06:23 »
@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.
« Letzte Änderung: 27. Februar 2015, 14:01:43 von proton01 »

GerdW

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #82 am: 27. Februar 2015, 14:56:54 »
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/

Zitat
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

Offline proton01

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #83 am: 27. Februar 2015, 16:12:38 »
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/

Zitat
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.
« Letzte Änderung: 27. Februar 2015, 17:13:20 von proton01 »

GerdW

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #84 am: 27. Februar 2015, 17:47:48 »

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.

...

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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Online Klakow

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #85 am: 27. Februar 2015, 18:31:46 »
@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?

Jura

  • Gast
Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #86 am: 27. Februar 2015, 18:56:09 »
Zitat
@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:

Zitat
"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.

McFire

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #87 am: 28. Februar 2015, 02:37:02 »
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....

Jura

  • Gast
Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #88 am: 28. Februar 2015, 08:59:27 »
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.

McFire

  • Gast
Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #89 am: 28. Februar 2015, 10:36:59 »
Gibt es inzwischen eigentlich Texte/Publikationen aus USA, wo man sehen könnte, inwieweit die Amis betreffs Acetam "beunruhigt" sind?

tobi

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #90 am: 28. Februar 2015, 10:53:13 »
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.

Jura

  • Gast
Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #91 am: 28. Februar 2015, 11:42:49 »
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.

McFire

  • Gast
Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #92 am: 28. Februar 2015, 15:17:22 »
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".

Jura

  • Gast
Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #93 am: 28. Februar 2015, 15:46:50 »
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?

McFire

  • Gast
Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #94 am: 28. Februar 2015, 16:17:06 »
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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Offline Sensei

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #95 am: 28. Februar 2015, 17:50:29 »
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?

tobi

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #96 am: 28. Februar 2015, 17:55:02 »
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.

Jura

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Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #97 am: 28. Februar 2015, 18:48:38 »
Laut Skolkovo, die sind auch stark dabei bei der Entwicklung, die wollen den Treibstoff auch vermarkten. Abwarten!

Jura

  • Gast
Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #98 am: 28. Februar 2015, 18:52:05 »
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

McFire

  • Gast
Re: Acetam - russischer Raketentreibstoff
« Antwort #99 am: 28. Februar 2015, 19:04:58 »
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 ;)