RP-1

RP-1 (Rocket Propellant-1 of Refined Petroleum-1) is 'n hoogs verfynde vorm van keroseen wat soortgelyk is aan vliegtuigbrandstof, en word as vuurpylbrandstof gebruik. RP-1 verskaf 'n laer spesifieke impuls^{[Nota 1]} as vloeibare waterstof (LH₂),^{[Nota 2]} maar is goedkoper, is stabiel teen kamertemperatuur en bied 'n laer ontploffingsgevaar. RP-1 is baie digter as LH₂, wat dit 'n hoër energiedigtheid^{[Nota 3]} gee (hoewel sy spesifieke energie^{[Nota 4]} laer is). RP-1 het ook 'n fraksie van die toksisiteit en karsinogeniese gevare van hidrasien, nog 'n kamertemperatuur vloeibare brandstof.

Gebruik

RP-1 is 'n brandstof in die eerste-fase hupstootstadium van die Electron, Soyuz, Zenit, Delta I-III, Atlas, Falcon, Antares en Tronador II vuurpyle. Dit het ook die eerste fases van die Energia, Titan I, Saturn I en IB, en Saturn V aangedryf. Die Indiese ruimtenavorsingsorganisasie is ook besig om 'n RP-1-aangedrewe enjin vir sy toekomstige vuurpyle te ontwikkel.^[1]

Ontwikkeling

Tydens en onmiddellik na die Tweede Wêreldoorlog is alkohole (hoofsaaklik etanol, soms metanol) algemeen gebruik as brandstof vir groot vloeibare stumiddelvuurpyle. Hul hoë afkoeling weens verdamping het gehelp dat regeneratief-verkoelde enjins nie smelt nie. Daar is egter erken dat koolwaterstofbrandstowwe enjindoeltreffendheid verhoog, as gevolg van 'n effens hoër digtheid, die gebrek aan 'n suurstofatoom in die brandstofmolekule, en baie lae waterinhoud. Ongeag watter koolwaterstof gekies is, sou dit ook alkohol as koelmiddel moes vervang.

Baie vroeë vuurpyle het keroseen verbrand, maar namate verbrandingstyd, verbrandingsdoeltreffendheid en verbrandingskamerdruk toegeneem het, het enjinmassas afgeneem, wat tot onhanteerbare enjintemperature gelei het. Rou keroseen wat as koelmiddel gebruik word, is geneig om te dissosieer en te polimeriseer. Liggewigprodukte in die vorm van gasborrels veroorsaak kavitasie, en swaar produkte in die vorm van wasafsettings blokkeer nou verkoelingspype in die enjin. Die gevolglike gebrek aan koelmiddel verhoog temperature verder, en veroorsaak meer polimerisasie wat afbreek versnel. Die siklus eskaleer vinnig totdat 'n enjinwandbreuk of ander meganiese mislukking plaasvind, en dit duur voort selfs wanneer die hele verkoelingsvloeistof uit keroseen bestaan.

In die middel-1950s het vuurpylontwerpers hulle tot die chemici gewend om 'n hittebestande koolwaterstof te formuleer, en RP-1 was die resultaat.

Gedurende die 1950s het LOX (vloeibare suurstof) die voorkeur-oksideermiddel geword om saam met RP-1 te gebruik, alhoewel ander oksideermiddels ook gebruik is.^[2]

Aantekeninge

↑ Spesifieke impuls is 'n maatstaf van hoe doeltreffend 'n reaksiemassa-enjin ('n vuurpyl wat dryfmiddel gebruik of 'n straalenjin wat brandstof gebruik) stukrag skep. Vir enjins wie se reaksiemassa slegs die brandstof is wat hulle dra, is spesifieke impuls presies eweredig aan die effektiewe uitlaatgassnelheid.
↑ Vloeibare waterstof is die vloeibare toestand van die element waterstof. Waterstof word natuurlik in die molekulêre H₂-vorm as 'n gas aangetref, maar om as 'n vloeistof te bestaan, moet H₂ tot onder sy kritieke punt van 33 K afgekoel word.
↑ In fisika is energiedigtheid die hoeveelheid energie wat in 'n gegewe stelsel of gebied van ruimte per eenheid volume gestoor word.
↑ Wanneer energiedigtheid vir energie per eenheid massa gebruik word, word dit na verwys as spesifieke energie.

Verwysings

↑ "ISRO Annual Report 2013-14". isro.org (in Engels). 18 Oktober 2015. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 18 Oktober 2015. Besoek op 2 Junie 2022.
↑ Sutton, George Paul (2006). History of Liquid Propellant Rocket Engines (in Engels). American Institute of Aeronautics and Astronautics. p. 42. ISBN 9781563476495.

[A-1] Spesifieke impuls is 'n maatstaf van hoe doeltreffend 'n reaksiemassa-enjin ('n vuurpyl wat dryfmiddel gebruik of 'n straalenjin wat brandstof gebruik) stukrag skep. Vir enjins wie se reaksiemassa slegs die brandstof is wat hulle dra, is spesifieke impuls presies eweredig aan die effektiewe uitlaatgassnelheid.

[B-2] Vloeibare waterstof is die vloeibare toestand van die element waterstof. Waterstof word natuurlik in die molekulêre H₂-vorm as 'n gas aangetref, maar om as 'n vloeistof te bestaan, moet H₂ tot onder sy kritieke punt van 33 K afgekoel word.

[C-3] In fisika is energiedigtheid die hoeveelheid energie wat in 'n gegewe stelsel of gebied van ruimte per eenheid volume gestoor word.

[D-4] Wanneer energiedigtheid vir energie per eenheid massa gebruik word, word dit na verwys as spesifieke energie.

[isro-5] "ISRO Annual Report 2013-14". isro.org (in Engels). 18 Oktober 2015. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 18 Oktober 2015. Besoek op 2 Junie 2022.

[Sutton-6] Sutton, George Paul (2006). History of Liquid Propellant Rocket Engines (in Engels). American Institute of Aeronautics and Astronautics. p. 42. ISBN 9781563476495.

[Nota 1]