¿Los combustibles para cohetes y LOX son puros o hay aditivos?

Me pregunto si hay pequeñas cantidades de aditivos en los combustibles para cohetes, como hidrógeno y queroseno, o en el oxígeno líquido, o si son absolutamente puros (salvo que se produzca una contaminación no intencionada). Si no para mejorar la combustión, entonces para facilitar el enfriamiento o la manipulación de los líquidos.

¿Hay alguna idea sobre cómo los aditivos podrían mejorar la conductividad térmica para facilitar un proceso de enfriamiento más homogéneo o anticatalizadores para mejorar la resistencia de los tanques de fibra de carbono (que, según tengo entendido, se vuelven quebradizos a esas temperaturas tan bajas en un ambiente de oxígeno puro) o ¿algo como eso? ¿Hay ejemplos de aditivos en el uso de combustibles sólidos?

No tengo una respuesta definitiva, pero sé que se hacen grandes esfuerzos para reducir el conteo de partículas en el sistema de combustible. Especialmente el requisito de LOX es alto ya que a Oxygen le gusta explotar.
@uhoh Llamémoslo CrOX entonces, y veamos si se da cuenta.
¿Estás incluyendo propulsores hipergólicos? El oxidante Shuttle OMS era tetróxido de nitrógeno con un 3% de aditivo de óxido nítrico. Pero solo menciona queroseno, lh2 y lo2 en la pregunta.
Es posible que desee dividir la pregunta: el queroseno es una mezcla de varios hidrocarburos, no sé si se puede llamar a eso "puro". Los sólidos también son una mezcla, utilizando, por ejemplo, un agente aglutinante para mantener juntos los granos de combustible. Ambos son muy diferentes de las especies individuales como el oxígeno y el hidrógeno.
@LocalFluff CrOX ¡Me encanta! Será mejor que comente allí también ;-)
@Hobbes y OrganicMarble. Bueno. Me refiero a cohetes de combustible líquido. Solo me preguntaba si hay algo que aprender de los aditivos de combustible sólido, por ejemplo. Lo mismo con los hipergólicos, no es interesante per se aquí, pero tal vez haya que señalar cómo se pueden aprender lecciones para los combustibles líquidos. ¿Y cuál es el propósito y el efecto de mezclar queroseno de diferentes tamaños moleculares como combustible para cohetes? ¿Serían aplicables a un motor de metano o sería óptimo un tanque de metano puro?
@uhoh Ahí lo ves, ¡ya se incendió!

Respuestas (1)

Los combustibles líquidos no hipergólicos, es decir, LH2, LOX, metano, etc., se mantienen lo más puros posible. Una de las principales ventajas de estos es que se queman limpios.

Cualquier adición es potencialmente problemática: los subproductos de combustión complejos, las diferentes proporciones de densidad que conducen a la separación y los requisitos de almacenamiento diferencial, etc., parecen haber superado cualquier ventaja potencial de los aditivos en los diseños de cohetes modernos.

La pequeña excepción es RP-1/queroseno. Esta es una mezcla tan compleja que es difícil saber qué debe considerarse un aditivo y qué es solo parte de la mezcla. Las especificaciones no dicen cómo lo haces, solo lo que debe contener. No conozco las técnicas de refinación, y obtener las proporciones deseadas puede implicar agregar las fracciones de las que no tiene suficiente. Sin embargo, la lista de productos químicos que puede contener ( https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/IR/nistir6646.pdf si le gusta la lectura larga) son todos derivados del petróleo en línea con lo que se esperaría que cualquier queroseno contener. La línea del partido parece estar minimizando los 'extras' y no añadiéndolos.

Los hipergólicos y los sólidos son una historia diferente. Ya se queman sucios y tienen problemas adicionales que los aditivos pueden ayudar a superar. En consecuencia, tanto los combustibles hipergólicos como los sólidos tienen aditivos.

En los hipergólicos hay una larga lista de cosas que se añaden específicamente para combatir algunas de las desventajas de la mezcla base. Temperatura de congelación más notable.

Los cohetes de combustible sólido son mezclas aún más complejas. Es común agregar aglutinantes, catalizadores y muchas otras cosas para obtener las propiedades físicas, de combustión y de manejo deseadas.

Dudo que los combustibles líquidos "se mantengan todos lo más puros posible". Al separar el oxígeno de los otros gases del aire, no se pudieron evitar algunas impurezas. Unos pocos argón y nitrógeno dentro del oxígeno no dañarían siempre que la eficiencia no se reduzca sustancialmente. También puede haber algo de helio de la presurización. El Mercury-Redstone usó una "solución de 75 por ciento de alcohol etílico y 25 por ciento de agua" similar al cohete alemán V-2. De todos modos, el etanol purificado por destilación no podía tener una pureza superior al 95,6 %.
@Uwe: 'Posible' podría ser una palabra demasiado fuerte, tal vez 'práctico' hubiera sido mejor. Y ciertamente algunos contaminantes son peores que otros. Sin embargo, cuando se trata específicamente de la contaminación deliberada , creo que tal como está es correcto. También tenga en cuenta la advertencia: esto solo se aplica a los diseños modernos. Antes de decidirse por LOX/LH2/RP-1/Metano como los propulsores líquidos no hipergólicos de elección: los aditivos estaban de moda. Puede haber una pregunta interesante en sí misma allí, pero supongo que OP está interesado en la práctica actual, no histórica.
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