Анализ энергоэкономических показателей ракетного топлива

Full Text

Обоснование. Рассмотренные в источниках информации статьи, посвященные ракетной технике, содержат множество результатов сравнения ракетных аппаратов и ракетного топлива по различным параметрам, таким как стоимость самих аппаратов, удельная стоимость доставки груза на орбиту, рассчитанная на единицу массы, стоимость топлива, рассчитанная на единицу массы груза и т. д. Однако мы в своей работе предлагаем расчет экономической выгоды топлива по стоимости, приходящейся на единицу пройденного пути при разгоне ракеты, учитывая и сравнивая и другие преимущества и недостатки, в том числе и показатели экологичности топлива. В данной работе мы рассмотрели четыре вида топлива: жидкий водород + жидкий кислород, азотный тетраоксид, керасин + жидкий кислород, композиционное топливо на основе перхлората аммония. В работе мы нашли информацию про каждый вид топлива и сравнили их между собой.

Цель — выбор наиболее экономически выгодного топлива для запуска реактивной ракеты. В данной работе также будет рассмотрен вопрос экологичности видов топлива.

Методы. В данной работе мы изучили открытые источники информации. Мы провели метаматематические расчеты экономической выгоды, взяв информацию и численные значения из подобных таблиц в интернете и открытых источников. Сравнительный анализ результатов, приведя все данные в единую единицу измерений, использовав одинаково взятое время для каждой позиции, посчитали скорость, использовав формулу Циолковского. Найдя скорость, был рассчитан путь для каждого вида топлива. Далее мы разделили стоимость на путь и сделали вывод, какое топливо самое экономически выгодное. После этого, собрав информацию из разных интернет-ресурсов, был сделан вывод, какое топливо является экологичным. Расчеты производились в программе Microsofr Exel.

Результаты. В работе представлены некоторые параметры основных видов химического топлива, используемых в ракетных двигателях, характеризующие их преимущества или недостатки, такие как плотность вещества, теплота сгорания, импульс истечения продуктов сгорания, условия хранения и эксплуатации, взрывоопасность, токсичность, экологические качества продуктов сгорания и др. Кроме того, для каждого вида рассмотренного топлива приведены результаты расчета его стоимости, приходящейся на единицу пройденного пути при разгоне ракеты за одно и то же время движения, при относительно одинаковом импульсе истечения продуктов сгорания. Результаты проведенных в работе расчетов сведены в таблицу. В соответствии с результатами сравнения характеристик и результатами расчета экономичности топлива сделаны выводы.

Вывод. Наиболее экономически выгодным можно считать ракетное топливо «керосин + жидкий кислород», что следует из результатов расчетов (см. таблицу).

 

Таблица. Сравнение и расчет разных видов топлива

 

Однако, самым экологичным оказалось топливо «жидкий кислород + водород», что мы считаем более важным аспектом в современном мире.

About the authors

Филиал Самарского государственного технического университета

Email: shigaeva.a@icloud.com

студентка, группа 15-нф20, кафедра «Электроэнергетика, электротехника и автоматизация технологических процессов»

Russian Federation, Новокуйбышевск

Филиал Самарского государственного технического университета

Email: serg123377@gmail.com

студент, группа 13-нф20, факультет «Электроэнергетика и электротехника»; кафедра «Электроэнергетика, электротехника и автоматизация технологических процессов»

Russian Federation, Новокуйбышевск

Филиал Самарского государственного технического университета

Author for correspondence.
Email: TatjanaAKS@mail.ru

научный руководитель, старший преподаватель кафедры «Электроэнергетика, электротехника и автоматизация технологических процессов»

Russian Federation, Новокуйбышевск

References

Supplementary files