¿Se podría usar hidracina como propulsor de scramjet?

La hidracina se utiliza como monopropulsor en los cohetes Satellite OMS. Pero curiosamente, su descomposición altamente exotérmica en amoníaco, nitrógeno e hidrógeno proporciona calor para una reacción endotérmica con hidrazina adicional para formar gas hidrógeno. Entonces, un scramjet que usa hidracina tendría que reaccionar dentro de su cámara de combustión: la descomposición de la hidracina y la combustión del gas de hidrógeno resultante con aire. Y a diferencia del gas hidrógeno, la hidracina tiene una densidad propulsora mucho mayor. ¿Alguna vez esto ha sido considerado por los ingenieros aeroespaciales e incluso probado?

¿Ofrece más densidad energética que el combustible convencional? Si no, ¿por qué?

Respuestas (2)

Técnicamente sí, podrías usar hidracina en un scramjet.

Pero no hay razón para hacerlo. El propósito singular de construir un scramjet es introducir aire en la cámara de combustión, para que no tenga que usar un monopropulsor, que tienen un alto costo y una baja densidad de energía.

El queroseno o el H2 no se queman sin aire, por lo que necesita un scramjet o un tanque de oxígeno para quemarlos. La hidracina no lo hace, por lo que puede quemarla en un cohete, a mayor presión con más eficiencia y mejor aerodinámica.

Ventaja: los motores de cohetes tienen una relación empuje: peso de hasta 133:1, los scramjets de aproximadamente 2:1. Entonces, un cohete equivalente es hasta 66 veces más liviano que un scramjet.

La patente de GE se refiere al uso de una pequeña cantidad de hidracina en un papel similar al de un catalizador, o más exactamente, para actuar como un mezclador de aire/combustible.

Lo que en realidad estaba describiendo es una especie de motor híbrido: parte motor cohete, parte scramjet. Inicialmente, la hidracina actuaría como un monopropulsor desde el arranque para que el vehículo alcanzara una velocidad suficientemente alta. Una vez que alcance ~mach 5, funcionará como un motor híbrido. La idea es que produciría mucho más empuje que un scramjet típico y tendría una mayor relación empuje-peso. Haciéndolo mucho más eficiente y dándole mayor alcance.
Una vez que alcance velocidades tan altas, usar un monopropulsor probablemente sea térmicamente ineficiente debido al flujo de masa de aire a través de la cámara de combustión, además de una presión de cámara mucho más baja.

Además de su uso como monopropulsor, la hidracina se ha utilizado como combustible en combinaciones de bipropulsores, por ejemplo, en una mezcla al 30 % en peso con 57 % de metanol y 13 % de agua, con peróxido de hidrógeno concentrado como oxidante en el cohete Messerschmitt Me163. interceptor propulsado. Esto sugiere que su uso como combustible en un motor scramjet podría ser técnicamente posible, aunque es químicamente inestable y tóxico en forma pura.