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रॉकेट मोनोप्रोपेलेंट के रूप में उच्च-परीक्षण पेरोक्साइड

1934
  • Hellmuth Walter
High-Test Peroxide preparation in a laboratory for rocket propulsion applications.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

High-Test Peroxide (HTP), a highly concentrated solution of H₂O₂ (typically 85-98%), is used as a monopropellant in rocketry. When passed over a उत्प्रेरक, usually silver or platinum, it rapidly decomposes into a high-temperature mixture of steam and oxygen. This hot gas is then directed through a nozzle to generate thrust, powering rockets, torpedoes, and reaction control systems.

The use of HTP as a monopropellant was pioneered by the German engineer Hellmuth Walter in the 1930s. He developed the “Walter-Antrieb” (Walter drive) which was used in submarines and torpedoes during World War II. The principle is based on the highly exothermic catalytic decomposition of H₂O₂. A typical उत्प्रेरक pack consists of silver-plated nickel screens. As the liquid HTP flows through the pack, it decomposes almost instantaneously. The reaction [latex]2 H_2O_2(l) \rightarrow 2 H_2O(g) + O_2(g)[/latex] releases a significant amount of energy, heating the resulting steam and oxygen to over 600 °C (1112 °F). This rapid expansion of hot gas, when channeled through a rocket nozzle, produces significant thrust. The specific impulse of HTP as a monopropellant is around 150-160 seconds, which is modest compared to bipropellants but offers advantages in simplicity, storability, and lower toxicity compared to alternatives like hydrazine. The system requires only one tank and a simple valve and catalyst bed, making it reliable for applications like reaction control systems (RCS) for spacecraft attitude control. HTP can also be used as an oxidizer in bipropellant systems, where it is injected into a combustion chamber with a fuel like kerosene or ethanol, producing a higher specific impulse.

एचटीपी को संभालते समय अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए। यह एक शक्तिशाली ऑक्सीकारक पदार्थ है और कई कार्बनिक पदार्थों के साथ मिलकर स्वतः प्रज्वलन उत्पन्न कर सकता है। संदूषण से अनियंत्रित अपघटन हो सकता है, जिससे दाब विस्फोट हो सकता है, जिसे वाष्प विस्फोट या 'वीई' के नाम से जाना जाता है। इन खतरों के बावजूद, इसकी दक्षता और अपेक्षाकृत सरलता ने इसे विभिन्न विशिष्ट एयरोस्पेस और नौसेना अनुप्रयोगों में अपना स्थान सुरक्षित कर लिया है।

UNESCO Nomenclature: 3301
विमानन। अंतरिक्ष विज्ञान

Type

रासायनिक प्रक्रिया

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

विशिष्ट/विशेषज्ञ

शगुन

  • हाइड्रोजन पेरोक्साइड के ऊष्माक्षेपी अपघटन की खोज
  • का विकास catalysis, particularly with precious metals
  • डी लावल नोजल का आविष्कार, जो ऊष्मीय ऊर्जा को गतिज ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
  • न्यूटन के बुनियादी सिद्धांत तीसरा नियम गति का

आवेदन

  • वी-2 रॉकेट टरबाइन ईंधन पंप
  • ब्लैक नाइट रॉकेट
  • सोयुज़ अंतरिक्ष यान पर प्रतिक्रिया नियंत्रण थ्रस्टर
  • बेल रॉकेट बेल्ट (रॉकेट पैक)
  • ब्रिटिश मार्क 12 जैसे टॉरपीडो के लिए प्रणोदन (फैंसी टॉरपीडो)

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • बेहतर अपघटन दक्षता के लिए अनुकूलित ज्यामिति वाले 3डी-मुद्रित उत्प्रेरक बेड
  • हाइब्रिड रॉकेट इंजन जो ऑक्सीकारक के रूप में एचटीपी का उपयोग करते हैं और एबीएस प्लास्टिक जैसे ठोस ईंधन कण का उपयोग करते हैं।
  • “green” satellite propulsion systems replacing toxic hydrazine
  • बेहतर स्थिरता और सहनशक्ति के साथ व्यक्तिगत उड़ान के लिए जेटपैक
  • ऑफ-ग्रिड या आपातकालीन उपयोग के लिए कॉम्पैक्ट बिजली उत्पादन इकाइयाँ (एपीयू)
  • एचटीपी अपघटन की ऊष्मा से चलने वाले पानी के नीचे वेल्डिंग और कटिंग उपकरण
  • चट्टानों को तोड़ने के लिए एचटीपी का उपयोग करने वाली उच्च गति वाली भूमिगत ड्रिलिंग तकनीकें
  • उन्नत अग्निशमन उपकरण जो उच्च दबाव वाले पानी की फुहार उत्पन्न करने के लिए एचटीपी का उपयोग करता है।
  • मुख्य प्रणोदन या अभिवृत्ति नियंत्रण के लिए एचटीपी का उपयोग करने वाली पुन: प्रयोज्य प्रक्षेपण यान प्रणालियाँ
  • बंद चक्र वाली जलमग्न प्रणोदन प्रणाली जो अपने ही अपशिष्ट उत्पादों का उपभोग करती है
संबंधित विषय: उच्च-परीक्षण पेरोक्साइड, एचटीपी, मोनोप्रोपेलेंट, रॉकेट, हेलमुथ वाल्टर, उत्प्रेरक, थ्रस्ट, भाप, ऑक्सीजन, विशिष्ट आवेग।

ऐतिहासिक संदर्भ

रॉकेट मोनोप्रोपेलेंट के रूप में उच्च-परीक्षण पेरोक्साइड

1930
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1934
1940
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(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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