Применение водорода в качестве компонента жидкого ракетного топлива
Введение
Можно ли научить космические аппараты и спутники выходить на заданную орбиту «на воде»? А вернее, на ее составляющей – водороде, самом распространенном элементе и на Земле? Это дешевое, экологически чистое топливо может произвести переворот в ракетостроении, сделать полеты в космос более доступными и безопасными.
Еще 119 лет назад, в 1903 году учёный в области воздухоплавания, авиации и космонавтики Константин Эдуардович Циолковский предложил и обосновал использование для космических полётов ракеты с жидкостным реактивным двигателем (ЖРД) на водороде и кислороде. Это перспективное предложение долгие годы не было востребовано. Поскольку кислородно-водородное топливо втрое легче керосиновой смеси, оно при той же массе требует втрое большего объема, а доставлять на орбиту большие «газовые объемы» слишком дорого. Кроме того, смесь водорода с воздухом может привести к возгоранию и даже взрыву, и сконструировать безопасную установку – сложная техническая задача.
На сегодня все эти проблемы вполне решаемы, и на смену традиционным кислородно-керосиновым ракетным двигателям уже приходят кислородно-водородные, более мощные и безопасные. Все присущие водороду недостатки с избытком компенсируется выигрышем в мощности, высоким удельным импульсом. При равной стартовой массе космическая ракета на кислородно-водородном топливе способна вывести на орбиту втрое больший полезный груз, чем на кислородно-керосиновом.
Оглавление
1. Водород как топливо. Преимущества и недостатки. 4
2. Что представляет собой ракетное топливо. 6
3. Использование водородного топлива в ракетной технике. 10
3.2. Современные научные разработки. 11
4. Безопасность отработки и эксплуатации двигательных установок на криогенных компонентах топлива. 14
1. Бершадский В.А., Галеев А.Г. Стратегия уменьшения опасности стендовых испытаний ракетных двигательных установок // Авиакосмическая техника и технология, 2017, № 2.
2. Гамбург Д.Ю. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение/ Д.Ю. Гамбург, В.П. Семенов и др. – М.: Химия, 2018.
3. Галеев А.Г. Методы повышения безопасности испытаний ракетных двигателей, связанные с выбросами водорода // Альтернативная энергетика и экология. 2019, №2.
4. Кузин А.И. Обоснование выбора компонентов ракетного топлива для двигательных установок первой ступени многоразовой ракетно-космической системы/ А.И. Кузин, В.С. Рачук, А.С. Коротеев, Б.И. Каторгин, И.А. Смирнов и др.// Авиакосмическая техника и технология. 2020, №1, с. 19-55.
5. Электронный журнал «Труды МАИ» / Выпуск №64, УДК 629.7.454.2 [электронный ресурс] URL: https://www.mai.ru/science/trudy/ (Дата обращения 03.10.2022).
6. Bill White. All you need to know about LNG. The Oil Drum (2016).
7. Weldon Ransbarger. A Fresh look at LNG Process Efficiency. LNG Industry (2017).
