超级军网超级电容器可能为火箭发动机带来革命性的进步
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/05/04 10:18:25
刚才看本版《北大开发出全世界效能最高的超级电容》一帖，注意到两个数据：一是电容器输出功率已经达到26千瓦/千克，二是能量密度达到41瓦时/千克，接近铅酸电池水平。忽然突发奇想：火箭发动机的燃料泵用电泵替代现有的涡轮泵似乎有了可能。
众所周知，火箭发动机无论是膨胀循环还是燃气循环，涡轮泵都必不可少，那是发动机最核心，最复杂的系统，成本高，研制难度极大，如果能用电泵取代，发动机结构会简单得多，可靠性高得多，价格也会低得多。目前，没有一种电源能满足火箭发动机电泵的要求。但现在看来，超级电容已经很接近了，也许做汽车动力续航能力还差了点，但火箭发动机工作时间只有几分钟，超级电容全功率支持几分钟应该是可行的。
没有针对哪型发动机进行严格计算，只是凭直觉，觉得这是可能的趋势，请大家讨论，轻拍。刚才看本版《北大开发出全世界效能最高的超级电容》一帖，注意到两个数据：一是电容器输出功率已经达到26千瓦/千克，二是能量密度达到41瓦时/千克，接近铅酸电池水平。忽然突发奇想：火箭发动机的燃料泵用电泵替代现有的涡轮泵似乎有了可能。
众所周知，火箭发动机无论是膨胀循环还是燃气循环，涡轮泵都必不可少，那是发动机最核心，最复杂的系统，成本高，研制难度极大，如果能用电泵取代，发动机结构会简单得多，可靠性高得多，价格也会低得多。目前，没有一种电源能满足火箭发动机电泵的要求。但现在看来，超级电容已经很接近了，也许做汽车动力续航能力还差了点，但火箭发动机工作时间只有几分钟，超级电容全功率支持几分钟应该是可行的。
没有针对哪型发动机进行严格计算，只是凭直觉，觉得这是可能的趋势，请大家讨论，轻拍。
众所周知，火箭发动机无论是膨胀循环还是燃气循环，涡轮泵都必不可少，那是发动机最核心，最复杂的系统，成本高，研制难度极大，如果能用电泵取代，发动机结构会简单得多，可靠性高得多，价格也会低得多。目前，没有一种电源能满足火箭发动机电泵的要求。但现在看来，超级电容已经很接近了，也许做汽车动力续航能力还差了点，但火箭发动机工作时间只有几分钟，超级电容全功率支持几分钟应该是可行的。
没有针对哪型发动机进行严格计算，只是凭直觉，觉得这是可能的趋势，请大家讨论，轻拍。刚才看本版《北大开发出全世界效能最高的超级电容》一帖，注意到两个数据：一是电容器输出功率已经达到26千瓦/千克，二是能量密度达到41瓦时/千克，接近铅酸电池水平。忽然突发奇想：火箭发动机的燃料泵用电泵替代现有的涡轮泵似乎有了可能。
众所周知，火箭发动机无论是膨胀循环还是燃气循环，涡轮泵都必不可少，那是发动机最核心，最复杂的系统，成本高，研制难度极大，如果能用电泵取代，发动机结构会简单得多，可靠性高得多，价格也会低得多。目前，没有一种电源能满足火箭发动机电泵的要求。但现在看来，超级电容已经很接近了，也许做汽车动力续航能力还差了点，但火箭发动机工作时间只有几分钟，超级电容全功率支持几分钟应该是可行的。
没有针对哪型发动机进行严格计算，只是凭直觉，觉得这是可能的趋势，请大家讨论，轻拍。
粗略算了一下，以YF100的基本数据，每秒以20兆帕的压力向燃烧室注入400千克以上的推进剂，至少需8000千瓦的泵功率，工作3分钟，以上述电容器的能量密度，有10吨了。如果能量密度能再提高一个数量级，就可以用了。
有N台发动机，每台配个10吨电容，还飞不飞？
算过了，还不行，能量密度还要提一个数量级
电储存密度太低了。燃料越烧越少。电储能设备，用多用少重量不变。从这一点就不合算。
算过了，还不行，能量密度还要提一个数量级
锂电勉强可以，放电倍率偏低
Rutherford 性能一般不过也能用。
锂电勉强可以，放电倍率偏低
Rutherford 性能一般不过也能用。
燃气涡轮泵有啥不好的？为啥要用电泵？即便电泵的功重比能达到或接近燃气涡轮的水平也没看出有啥更好的优势。
http://www.doc88.com/p-3814240441780.html
电容就low了，早就有人设想了在低温火箭中用磁流体发电带动超导电磁泵来替代燃气涡轮泵。按他的说法，以目前的技术就可以做出来
电容就low了，早就有人设想了在低温火箭中用磁流体发电带动超导电磁泵来替代燃气涡轮泵。按他的说法，以目前的技术就可以做出来
算了，你还是考虑开发纳米管当电缆，用有线方式飞50～～～100公里，这肯定行。
话说，电泵火箭还真有，还是用的锂电池
就是美国空军资助的那个F15空射火箭项目，但是很遗憾，因为笑气乙炔混合单组元发动机稳定性还没解决，这项目冻结了……
话说笑气乙烯也就算了，笑气乙炔这是嘬大死啊
就是美国空军资助的那个F15空射火箭项目，但是很遗憾，因为笑气乙炔混合单组元发动机稳定性还没解决，这项目冻结了……
话说笑气乙烯也就算了，笑气乙炔这是嘬大死啊
新西兰就搞了小型火箭，每个发动机推力2吨，就是用电泵来输送燃料。
养猫专家 发表于 2015-12-30 23:40
新西兰就搞了小型火箭，每个发动机推力2吨，就是用电泵来输送燃料。
正要举这个例子，你倒是动作快。
新西兰就搞了小型火箭，每个发动机推力2吨，就是用电泵来输送燃料。
正要举这个例子，你倒是动作快。
电动机的重量呢？
超导应用到电机之前，电机的重量是降不下来了。想想那些铜线圈。
超导应用到电机之前，电机的重量是降不下来了。想想那些铜线圈。
butongla 发表于 2015-12-31 14:11
电动机的重量呢？
超导应用到电机之前，电机的重量是降不下来了。想想那些铜线圈。
正好用液氢来冷却。
电动机的重量呢？
超导应用到电机之前，电机的重量是降不下来了。想想那些铜线圈。
正好用液氢来冷却。
话说，电泵火箭还真有，还是用的锂电池
就是美国空军资助的那个F15空射火箭项目，但是很遗憾，因为 ...
那玩意也用了电？一直以为是挤压式的
笑气的饱和蒸气压6.几兆帕完全不需要泵。
就是美国空军资助的那个F15空射火箭项目，但是很遗憾，因为 ...
那玩意也用了电？一直以为是挤压式的
笑气的饱和蒸气压6.几兆帕完全不需要泵。
宇宙神 发表于 2015-12-30 00:03
燃气涡轮泵有啥不好的？为啥要用电泵？即便电泵的功重比能达到或接近燃气涡轮的水平也没看出有啥更好的优势 ...
燃气显然不安全不可靠，燃料泵故障容易导致发动机爆炸。
燃气涡轮泵有啥不好的？为啥要用电泵？即便电泵的功重比能达到或接近燃气涡轮的水平也没看出有啥更好的优势 ...
燃气显然不安全不可靠，燃料泵故障容易导致发动机爆炸。
超级电容能量密度主要是电压上不去，基本上是2伏到3伏，如果能把电压提高到10到1000伏，并且电容容量不变，那么他的能量密度比汽油都高了！
燃气显然不安全不可靠，燃料泵故障容易导致发动机爆炸。
安全可靠性对于成熟发动机没问题，但需要调的地方太多，研发成本高于电泵。
不过反过来说，大型发动机的燃料泵地面试车也用燃气驱动，因为电网带不动。
安全可靠性对于成熟发动机没问题，但需要调的地方太多，研发成本高于电泵。
不过反过来说，大型发动机的燃料泵地面试车也用燃气驱动，因为电网带不动。