Физика и авиацияСтраница 35
Таблица 2
Параметр |
Газ | ||||||
Водо- род |
Гелий |
Ам- миак |
Азот |
Воз- дух |
Аргон |
Ксе- нон | |
Хим. формула |
Н2 |
Не2 |
NН3 |
N2 |
Ar |
Xe | |
Молекулярная масса, кг/моль |
2 |
4 |
17 |
28 |
29 |
40 |
131 |
Газовая постоянная, Дж/(кг К) |
4157 |
2078,5 |
489,06 |
296,93 |
286,69 |
207,85 |
63,466 |
Показатель адиабаты |
1,4 |
1,66 |
1,29 |
1,4 |
1,4 |
1,66 |
1,66 |
Удельный импульс, с |
5197,4 |
3191,5 |
1949 |
1388,8 |
1365,9 |
1010,6 |
567,06 |
Масса РТ, кг |
9,6203 |
15,66 |
25,65 |
36 |
36,607 |
48,05 |
80,76 |
Масса СХП, кг |
212,64 |
181,02 |
89,512 |
90,623 |
90,339 |
101,75 |
115,86 |
Масса всей системы, кг |
222,26 |
196,68 |
115,16 |
126,62 |
126,94 |
149,8 |
196,62 |
Из анализа этого графика следует, что по критерию минимальной массы системы хранения и рабочего тела наилучшим рабочим телом является аммиак. Однако следует принять во внимание тот факт, что в случае применения в качестве СХП водорода такой системы хранения как, например, хранение водорода в металлогидридах или в связанном состоянии, суммарная масса такой СХП рабочего тела водорода может быть снижена и станет ниже массы газобаллонной СХП других рабочих тел. Необходимо учитывать тот факт, что в отличие от аммиака, который является химически активным и, соответственно, требует для своих СХП использования дорогих конструкционных материалов и систем предотвращения утечки, и имеет достаточно низкий удельный импульс, не токсичный и не химически активный водород позволяет упростить структуру СХП.
При использовании водорода в качестве рабочего тела мы можем достичь больших значений скоростей истечения (т.е. большего удельного импульса) и получить более безопасную систему с точки зрения хранения рабочего тела и эксплуатации двигательной установки. Кроме того при рассмотрении в качестве варианта нагрева рабочего тела в камере РД способа ВЧ нагрева следует учитывать тот факт, что для достижения наибольшего КПД процесса передачи энергии от ВЧ разряда к рабочему телу необходима полная или частичная ионизация, или активация последнего, что в случае аммиака представляет собой достаточно серьезную проблему.