Vesiraketti

Seuraa 
Viestejä383
Liittynyt6.11.2010

Terve,

Myytinmurtajissa oli juttu siitä, kuinka vesivarainta lämmitettiin yli sadan asteen (paine kasvoi) ja lopulta se räjähdi ja kohosi mielettömän korkealle. Tämä asia jäi mieleeni ja asia on pohdituttanut jo kauan takaraivossa.

Nyt kiinnostaisikin vähän tuo ylikuumennetun veden käyttäminen työntövoimana raketissa - ihan vaan ideatasolla

Raketti voidaanmuotoilla aerodynaamiseksi ja laskea optimaalinen halkaisija ja tilavuus. Myös seinämien ja muiden teräsosien jäykkyyslaskenta voidaan tehdä massan optimoimiseksi. Termodynaamiset (?) laskennat tuottaa pohdintaa. Kuinka paljon työntövoimaa siis voidaan saada irti tietystä määrästä vettä, joka kuumennetaan tiettyyn lämpötilaan yli kiehumispisteen? Toinen mietintö koskee perän muotoilua. Mikä on paras suutinmuoto ja miten se valitaan? Optimointitavoite on saada mahdollisimman pienellä kokonaismassalla mahdollisimman suuri korkeus. Tätä teräsrakenteellista rakettia sitten lämmitetään millä tahansa toimivalla tavalla ja paineen noustessa ensimmäisenä pettää suuttimen tukko, joka olisi mitoitettu rikkoutumaan hallitusti tietyssä paineessa.

Ajatuksia? :p

Kommentit (6)

Vierailija

Toki on teoriassa mahdollista rakentaa rakettipannu, jossa vesi kiehutetaan ensin 500 barin paineeseen noin 1000-asteiseksi, jonka jälkeen se lasketaan hallitusti pihalle propellantiksi suuttimien kautta. Vesihöyry taitaa noudattaa samoja periaatteita kuin raketin suihku, eli konventionaalinen raketin suutin toimii. Hyötysuhteeltaan tämä ei tietenkään ole yhtä korkea kuin kemiallinen raketti, jonka lisäksi rakenteiden tulisi olla kestääkseen tällainen paine, kohtuuttoman raskaita.

Vierailija

Muistan kuulleeni höyrypannuista sen, että jos paine laskee yllättäen niin pannu räjähtää koska siellä oleva vielä nestemäinen vesi höyrystyy heti ja syntyy niin kova dynaaminen paineisku että kattila halkeaa.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
Bushmaster
Vesihöyry taitaa noudattaa samoja periaatteita kuin raketin suihku, eli konventionaalinen raketin suutin toimii.



Monet rakettimoottorit polttavat happea ja vetyä, joten poistokaasu on vesihöyryn ja vedyn seos (on optimaalista polttaa pienellä vety-ylimäärällä). Palaminen tuottaa yli 3000 asteen lämpötilan, jota ei voi saavuttaa kuumentamalla vesihöyryä säiliössä, koska mikään materiaali ei kestä sellaista lämpötilaa. Rakettimoottorissa polttokammion seinä ja osa suuttimesta pidetään viileinä johtamalla polttoaine sen sisällä olevien jäähdytyskanavien läpi ennen polttokammioon ruiskutusta.

Hyötysuhteeltaan tämä ei tietenkään ole yhtä korkea kuin kemiallinen raketti, jonka lisäksi rakenteiden tulisi olla kestääkseen tällainen paine, kohtuuttoman raskaita.



Ei tuossa tosiaan järkeä ole korvaamaan kemiallisia rakettimoottoreja. Nuo kysytyt rakenneoptimoinnit ovat hyvin monimutkaisia laskuja, joista jokaisen hoitavat käytännön rakettisuunnittelussa oman alansa asiantuntijat. Niihin ei voi vastata järkevästi tällaisella palstalla.

Denzil Dexter
Seuraa 
Viestejä6665
Liittynyt7.8.2007

Ainakin virvoitusjuomapulloilla suoritettujen lukuisten tieteellisten kokeiden perusteella kannattaa ehdottomasti ruutata vettä, eikä höyryä. Massavirta rulaa.

Vierailija

Periaattellinen ero tuossa paineastian mossauksessa ja raketissa on se, että raketissa kulkee se polttoaine mukana.

Tässä kuumennetun säiliön ratketessa vain kevyt kuori lentää. Eli polttoaine jää laukaisualustalle. Vastaavalla tavalla voitaisiin laukaista "raketti" laittamalla riittävästi räjähdysainetta laukaisualustalle, ja laukaistava "raketti" sen päälle.

Varsinaisessa raketissa tuo polttoaine kulkee mukana. Vesisäiliön tilanteessa paino olisi ihan toista luokkaa - eikä höyry jaksaisi paljoakaan liikutella täyden säiliön massaa. Jos vaikkapa 300 liran säiliön kuoret painavat 30kg, niin vastaavasti se täynnä vettä painaisi 330kg. On hieman eri asia lennättää yli 10x massaa.

Vierailija

Myytinmurtajat toivat esille sen miten veteen varstoitu energia purkautuessan tuottaa impulssin joka lennättää säiliön kevyen kuoren niinkin ylös läpi talon. Syy on veden suuressa lämpökapasiteetissa. Sen saisi aikan jos säiliössä olisi hehkuva saunan kiukaan vastusnippu ja siihen suihkutettisiin pari litraa vettä. Vesi voi olla muovipussissa niiden päällä ja kun lämpö rikkoo sen, vesi koskettaa vastuksia ja ...

Uusimmat

Suosituimmat