Помогите охладить живущий H $ _2 $ импульсный реактивный двигатель - Фантаст
Винтажный Клуб для гитаристов
6 голосов
/

Подобный кальмарам организм использует гравитационный полет, но для запуска, прыжка и уклонения использует реактивную тягу.

Аэродинамически основан на способе полета настоящего кальмара, однако он развил атмосферную реактивную тягу взамените сжимающие гидравлические форсунки.

flying squid

Щупальца и плавники стали намного больше для длительного полета, но его руки остаются шарнирными для захвата и передвижения по морю.

Струйная дефлаграционная камера представляет собой очищенный почти идеально раздутый цилиндрический экзоскелет другого моллюска, диаметр которого акустически настроен на цикл дефлаграции ОН. Этот кальмар привязывает его к своему телу, имея впуск на носу и выхлоп из задней части животного. Материал маловероятен кератин или карбонат кальция, он должен иметь хорошие теплоизоляционные свойства и структурную целостность.

Реактивное топливо имеет два аспекта: H газ является побочным продуктом естественного брожения, хранящихся в мочевых пузырях;Симбиотические водоросли живут в слое под прозрачной кожей, поглощая дыхательные пути и производя O $ _2 $ , который накапливается в другом мочевом пузыре. Два газа впрыскиваются в дефлаграционную камеру без клапана для приведения в движение.

Струя должна работать только в течение 2-секундных вспышек, возможно, от 8 до 12 импульсов. Его цель - просто набрать достаточный импульс, чтобы попасть в воздух или уклониться от хищника во время полета.

Предположим, что общий вес животного составляет 5 кг, и он может ускоряться за 8 мс $ ^ {- 2} $ в течение двух секунд.

Учитывая тепло, выделяемое этой реакцией,

Какой легкий метод охлаждения можно использовать для предотвращения теплового повреждения камеры сгорания и O $ _2 $ &H топливные струи?

Конечно, метод охлаждения должен включать материалы, подходящие для теплообмена и, возможно, отвода тепла.

Я не знаю, сколько топлива потребит эта деятельность, однако предположим, что она развивалась40% эффективности при создании тяги, поэтому 60% преобразуется в тепло, но 80% этого тепла уходит.

Если H $ _2 $ не обладает достаточной плотностью энергии для создания требуемой тягиЯ открыт для других вариантов органического топлива.

Ответы [ 2 ]

6 голосов
/

Таким образом, игнорируя сопротивление (слишком похоже на тяжелую работу), масса в 5 кг, ускоренная из неподвижного при 8 м / с 2 в течение 2 с, имеет кинетическую энергию 640 Дж. С вашей 40% эффективностью это означает, что ему нужно сжигать 1,6 кДж, выделяя 960 ДжДж тепла, из которых 192 Дж нужно утилизировать при активном охлаждении.

Удельная теплоемкость воды составляет около 4,2 кДж / л. 10 мл воды будет нагреваться чуть менее чем на 23 КБ, если она полностью поглотит эту тепловую энергию. Поэтому простое решение состоит в том, чтобы использовать небольшую водяную камеру для нагнетания морской воды через охлаждающие каналы вокруг камеры ракеты.


Вопрос о том, какую ракету вы должны использовать, достаточно сложен, поэтому вы должны спроситьОб этом в отдельном вопросе. Кислород является вполне приемлемым окислителем, но хранить водород достаточно неудобно, так что вместо этого вы можете использовать легкие летучие углеводороды. Вы теряете на I sp , но ваша плотность топлива падает через крышу (сравнительно), и температура вашей камеры, вероятно, снизится, что поможет в проектировании материалов (вы также получите изящную оранжевую ракету)пламя, а не невидимое).

Вы не обратились к проблеме того, как ваша ракета действительно зажигается. Предложенная вами комбинация топливо / окислитель, очевидно, не является гиперголической, так что вам нужно что-то еще (возможно, взять лист из книги по химии жука-бомбардира).

4 голосов
/

Кальмар имеет доступ ко всей воде, которую он может использовать. Он использует его двумя способами.

  1. с водяным охлаждением.

Кальмар имеет доступ к большому количеству воды. В дополнение к H2 и O2, смешанным в камере, кальмар добавляет воду. Реакция H2 и O2 производит горячий газообразный H2O, и как только фазовое изменение завершено, каждый градус выше 100 ° C теряется. Кальмар добавляет H2O, чтобы поглотить это дополнительное тепло. Кальмар добавляет лишь то, что большая часть добавленной воды сама превращается в газ с температурой 100C (пар!) И, таким образом, способствует движению.

Само сопло находится во внутреннем резервуаре, используемом для подачи воды - возможно, то же самоеодин кальмар использует для водного движения. Тепло, выходящее наружу оболочки, улавливается для предварительного нагрева воды, которая вскоре будет закачана.

В этой идее о полуобработке излагается схема применительно к двигателю.

https://www.halfbakery.com/idea/internal_20combustion_20steam_20engine#964198800

Тепло, теряемое двигателями внутреннего сгорания, является чистыми отходами. Если бы инжектор типа Дизеля был запрограммирован на впрыск сразу после зажигания точно необходимого количества воды для поддержания температуры, скажем, 150 ° С на выпускном клапане, скрытая теплота испарения будет поддерживать двигатель на нужной температуре, а расширениекапли воды в пар не утроят работу, полученную из топлива. Цилиндры изолированы для сохранения тепла, а не охлаждены, как в настоящее время.

Вода для тяги.
Движущая сила, создаваемая расширяющимся газом, измеряется как F = mv 2 . Здесь m - масса самого газа, выброшенного за кальмаром. Но кальмар имеет дополнительную дешевую реакционную массу - воду. Когда он готовится к запуску, он потребляет некоторое количество воды и использует расширение газа, чтобы выбросить эту воду за собой. Это водяная ракета - реакционная масса воды, движимая сжатым газом, которая представляет собой горячую воду из реакции.

Самодельные оболочки? Мне нравитсяИдея спасенной раковины от другого моллюска, но это означает, что эволюционное давление на кальмара не может воздействовать на раковину, которая у летающего кальмара служит совсем другой цели, чем это было в случае с ее первоначальным создателем. Моллюски очень способны делать раковины. Примером может служить грубый наутилус с превосходной раковиной. Снаряд был бы специализирован как сопло ракеты, потому что кальмары, которые летают лучше, живут, чтобы размножаться. Я не уверен, что головоногие соревнуются за товарищей, но мне нравится идея, что самцы кальмары демонстрируют свое летное мастерство в леке.

Добро пожаловать на сайт Фантаст, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...