모노로플란트

Monopropellant

모노로플란트는[1] 발열 화학 분해를 통해 에너지를 방출하는 화학 물질로 구성된 추진제이다.단연료의 분자 결합 에너지는 보통 촉매를 통해 방출된다.이것은 산화제와 연료 사이의 화학 반응을 통해 에너지를 방출하는 이원체와 대조될 수 있습니다.정의된 저장 조건에서는 안정적이지만, 모노로플란트는 다른 특정 조건에서는 매우 빠르게 분해되어 기계적 작업의 수행을 위해 대량의 자체 에너지(뜨거운) 가스를 생성합니다.화기에 가장 일반적으로 사용되는 추진제인 니트로셀룰로오스와 같은 고체 박연제는 단분자로 생각될 수 있지만, 이 용어는 보통 공학 [2]문헌에서 액체를 위해 남겨져 있다.

사용하다

모노로플란트의[3] 가장 일반적인 사용은 반응 제어 추진기와 같은 저펄스 모노로플란트 로켓 [4]모터에서 일반적으로 이리듐 촉매층에 노출되면[7][8] 분해되는 히드라진이다[5][6](히드라진은 반응 물질 액체를 유지하기 위해 예열됨).이 분해는 원하는 뜨거운 가스 분출과 추력을 생성합니다.과산화수소는[9] 독일의 V-2나 미국의 레드스톤과 [10]같은 로켓에서 추진제 탱크 펌프의 동력원으로 사용되어 왔다.과산화수소는 백금 촉매 [9]메시를 통과하거나 이산화망간 함침 세라믹 비즈와 접촉하거나 Z-Stoff 과망간산염 용액을 공주하여 과산화수소를 뜨거운 증기와 산소로 분해합니다.

모노로플란트는 또한 일부 공기 독립 추진 시스템(AIP)에서 자유 산소를 사용할 수 없는 환경에서 왕복 또는 터빈 엔진에 "연료"를 공급하기 위해 사용됩니다.주로 핵추진 잠수함 간의 전투를 목적으로 하는 무기는 일반적으로 이 범주에 속한다.이 경우에 가장 일반적으로 사용되는 추진제는 안정화 프로필렌 글리콜 디니트레이트(PGDN)로, 종종 "오토 연료"라고 불립니다.추진과 직접 관련이 없는 모노로플랜트의 잠재적 미래 용도는 수중 또는 대기 외 환경을 위한 소형 고강도 동력 플랜트이다.

간략한 조사

1950년대와 1960년대에 미국에서는 더 좋고 더 에너지 넘치는 단일 원자를 찾기 위해 많은 작업이 이루어졌다.대부분의 경우, 연구원들은 이원충과 경쟁하기에 충분한 에너지를 포함하고 있는 어떤 단일 물질도 너무 불안정해서 실제 조건에서는 안전하게 다루지 못할 것이라는 결론에 도달했다.새로운 재료, 제어 시스템 및 고성능 스러스터 요건에 따라 엔지니어는 현재 이 [citation needed]가정을 재검토하고 있습니다[when?].

많은 부분 질화 알코올 에스테르들은 모노프로필란트로 사용하기에 적합하다."트리메틸렌 글리콜 디니트레이트" 또는 1,3-프로판디올 디니트레이트는 PGDN과 이성질체이며, 가장 엄격한 실험실 조건을 제외한 모든 조건에서 부분 부산물로 생성된다. 이 화합물의 약간 낮은 비중(따라서 에너지 밀도)은 사용을 반대하지만, 화학의 작은 차이가 미래에 유용할 수 있다.e.[citation needed]

현대 표기법으로 디에틸렌 글리콜 디니트레이트(diethylene glycol dinitrate)라고 더 적절하게 불리는 관련 "디니트로디글리콜"은 제2차 세계대전 당시 액체 단일 추진제로서 그리고 고체 추진제로서 니트로셀룰로오스(nitrocellulos)와 콜로이드로이드로 널리 사용되었다.이 화합물의 다른 바람직한 특성은 매우 안정적이고 제조가 용이하며 에너지 밀도가 매우 높으며 높은 동결점(-11.5도)으로 인해 손상됩니다.C) 및 열팽창이 뚜렷하게 나타나며 둘 다 우주선 내에서 문제가 된다."디니트로클로로히드린"과 "테트라니트로디글리세린"도 후보로 유력하지만, 현재 사용법은 알려져 있지 않다.긴 사슬과 방향족 탄화수소의 폴리질산염은 항상 상온 고체이지만, 많은 양이 단순 알코올이나 에테르에 높은 비율로 용해되므로 이 [citation needed]상태에서 유용할 수 있습니다.

히드라진,[6][11] 산화 [12]에틸렌, 과산화수소(특히 제2차 세계대전 당시 T-Stopf),[13] 그리고 니트로메탄은[14] 일반적인 로켓 단분자 물질이다.전술한 바와 같이 모노로플란트의 특정 임펄스는 2프로플란트보다 낮으며[3][15] 공군 화학 평형 특정 임펄스 코드 도구로 확인할 [16]수 있다.

개발 중인 새로운 단연료는 아산화질소이며, 아산화질소 연료 혼합의 형태이다.아산화질소는 과산화수소와 히드라진 [17]사이의 특정 임펄스 중간을 가지며, 자기압력과 상대적으로 독성이 없다는 장점을 제공한다.아산화질소는 분해 시 산소를 생성하며, 이를 연료와 혼합하여 325초까지의 특정 임펄스를 가진 모노로플란트 혼합물을 형성할 수 있으며, 이는 과당 2로플란트에 [18]필적합니다.

과산화수소, 질산히드록실암모늄(HAN), 히드라진 및 각종 냉가스 모노폴란트의 물리적 특성, 성능, 비용, 저장성, 독성, 저장 요건 및 우발적 방출 조치를 직접 비교한 결과 히드라진이 비임펄스 측면에서 가장 높은 성능을 발휘하는 것으로 나타났다.하지만 히드라진은 가장 비싸고 독성이 있다.또한 HAN과 과산화수소는 가장 높은 밀도 임펄스(특정 단위 [19]부피당 총 임펄스)를 가진다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Sybil P. Parker (2003). McGraw-Hill dictionary of scientific and technical terms (6 ed.). McGraw-Hill. p. 1370. ISBN 978-0-07-042313-8. A rocket propellant consisting of a single substance, especially a liquid, capable of creating rocket thrust without the addition of a second substance.
  2. ^ Vere, Ray (1985). Aviation Fuels Technology. Macmillan Education UK. p. 223. ISBN 9781349069040.
  3. ^ a b RAND Corporation (1959). "Propellants". In Horgan, M. J.; Palmatier, M. A.; Vogel, J. (eds.). Space handbook: astronautics and its applications (Technical report). United States Government Printing Office. pp. 42–46. 86.
  4. ^ "Resources". Rocket Motor Components, Inc. Archived from the original on January 14, 2012.
  5. ^ [1] 2009년 9월 28일 Wayback Machine에서 아카이브 완료
  6. ^ a b 서튼 1992, 230페이지
  7. ^ "Aerojet Bipropellant Engine Sets New Performance Record". Aerojet Rocketdyne. December 8, 2008. Archived from the original on March 7, 2017. Retrieved July 13, 2014.
  8. ^ 서튼 1992, 307페이지-309
  9. ^ a b RAND Corporation (1959). "Propulsion systems". In Horgan, M. J.; Palmatier, M. A.; Vogel, J. (eds.). Space handbook: astronautics and its applications (Technical report). United States Government Printing Office. pp. 31–41. 86.
  10. ^ 1992년 서튼 7장
  11. ^ "Monopropellant Hydrazine Thrusters". EADS Astrium. Archived from the original on March 27, 2010.
  12. ^ "ethylene_oxide.pdf" (PDF). Archived from the original (PDF) on March 21, 2012.
  13. ^ "h2o2.pdf" (PDF). Archived from the original (PDF) on March 21, 2012.
  14. ^ "nitromethane.pdf" (PDF). Archived from the original (PDF) on March 21, 2012.
  15. ^ 서튼 1992, 36페이지
  16. ^ Dunn, Bruce P. (2001). "Rocket Engine Specific Impulse Program". Dunn Engineering. Archived from the original on October 20, 2013.
  17. ^ Zakirov, Vadim; Sweeting, Martin; Lawrence, Timothy; Sellers, Jerry (2001). "Nitrous oxide as a rocket propellant". Acta Astronautica. 48 (5–12): 353–362. Bibcode:2001AcAau..48..353Z. doi:10.1016/S0094-5765(01)00047-9.
  18. ^ Morring, Frank, Jr. (May 21, 2012). "SpaceX To Deliver Green-Propulsion Testbed To ISS". Aviation Week and Space Technology. Retrieved July 13, 2014.
  19. ^ Wernimont, Eric (2006). "System Trade Parameter Comparison of Monopropellants: Hydrogen Peroxide vs Hydrazine and Others" (PDF). 42nd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. doi:10.2514/6.2006-5236. ISBN 978-1-62410-038-3.

외부 링크

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  • Sutton, George P. (1992) [1949]. Rocket Propulsion Elements (6th ed.). New York: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-52938-9.
  • 자서전에는 단일 연료 개발의 역사에 관한 장 전체가 있다.

John D. Clark (1972). Ignition! An Informal History of Liquid Rocket Propellants (PDF). ISBN 0-8135-0725-1.