RU2296113C1

RU2296113C1 - Method of production of solid rocket propellants for spacecraft on moon

Info

Publication number: RU2296113C1
Application number: RU2005140644/02A
Authority: RU
Inventors: Борис Александрович Куцемелов (RU); Борис Александрович Куцемелов
Original assignee: Борис Александрович Куцемелов
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-03-27

Abstract

FIELD: production of solid propellants on moon.

SUBSTANCE: proposed method of production of solid propellant on moon includes preparation of finely ground vulcanizate from tires followed by preparation of metal powder from metal cord cleaned from vulcanizate, preparation of potassium nitrate or perchlorate for solid rocket propellant from moon rocks, delivery of finely ground vulcanizate, metal powder and potassium nitrate or perchlorate to mixing section; mixing of these components and delivery of mixture thus obtained to mold for making the charge or hollow cylindrical section of solid rocket propellant. Use of moon cryogenic temperature and solar energy reduces power requirements, thus making it possible to perform large-scale production of rocket propellant on moon.

EFFECT: reduced power requirements; low cost of process; possibility of performing return flights to earth or other planets.

5 dwg

Description

Предлагаемый "Способ производства ракетных топлив" относится к области космических технологий и предназначен для его реализации с использованием благоприятных природно-климатических условий на Луне, а также с использованием лунных пород и ландшафтов, с вписанием в рельеф местности автономных производственных участков по основным технологическим переделам, связанным транспортно-энергетическими коммуникациями с единой энергосиловой установкой, например тепловой электростанцией.The proposed "Method for the production of rocket fuels" relates to the field of space technology and is intended for its implementation using favorable climatic conditions on the Moon, as well as using lunar rocks and landscapes, with the inclusion of autonomous production sites in the terrain according to the main technological conversions related transport and energy communications with a single power plant, such as a thermal power plant.

Следует отметить, что еще во второй половине 20 века учеными и инженерами СССР (1, с.38) был разработан проект комплексной установки жизнеобеспечения, переработки лунных пород с использованием солнечной энергии, получением воды, кислорода и жидкого ракетного топлива для выполнения стартов с лунной поверхности (1, с.4). В США, примерно в это время, был разработан проект крупной лунной установки по производству жидкого азота и кислорода из лунных пород производительностью 1000 т/год с собственной массой установки 400 т, включая 45 т энергетической установки мощностью 5 мегаватт, и сотрудники Вашингтонского университета рассчитали возможность получения 40 т водорода из поверхностных фракций лунного грунта, при его содержании до 5 грамм в тонне грунта (1, с.39), чем обусловлена необходимость переработки 200 тысяч тонн в год, что даже на Земле потребовало бы производительности порядка 1000 тонн в сутки и немалых капитальных затрат, судя по опыту золотодобывающей промышленности, ввиду чего лунный водород по его себестоимости может стать поистине "золотым".It should be noted that back in the second half of the 20th century, scientists and engineers of the USSR (1, p. 38) developed a project for a comprehensive installation of life support, processing of lunar rocks using solar energy, water, oxygen and liquid rocket fuel for launching from the lunar surface (1, p. 4). In the United States, around this time, a large lunar installation was developed for the production of liquid nitrogen and oxygen from lunar rocks with a capacity of 1000 tons per year with a net weight of 400 tons, including 45 tons of a 5 megawatt power plant, and the University of Washington calculated the possibility producing 40 tons of hydrogen from the surface fractions of the lunar soil, with its content up to 5 grams per ton of soil (1, p. 39), which necessitates the processing of 200 thousand tons per year, which even on Earth would require capacity of about 1000 tons per day and considerable capital costs, judging by the experience of the gold mining industry, because of this, lunar hydrogen at its cost can become truly "gold".

Надо также отметить, что в настоящее время "усиленно муссируется" возможность извлечения из лунных грунтов "He₃", запасы которого оцениваются в "космических масштабах", однако надо также учитывать и "космические масштабы" необходимой переработки грунтов и некоторые "лунные аспекты" техпроцесса извлечения газообразных "H₂" и "He₃" с шестикратным снижением силы тяжести грунтов, что обусловит поистине в "космические габариты" сепарирующих аппаратов или пылеосаждающих устройств, а по себестоимости "He₃" может превзойти и рыночные цены "на драгоценные металлы".It should also be noted that the possibility of extracting “He ₃ ” from lunar soils, whose reserves are estimated on a “cosmic scale”, is being “intensely exaggerated”, but the “cosmic scales” of the necessary soil processing and some “lunar aspects” of the process should also be considered extracting gaseous "H _2" and "He _3" with sixfold reduction in force of gravity soils that determine true in "space size" separating dust binding machines or devices, and the cost of "He _3" and may exceed the market price "on precious nnye metals ".

Следует также признать, что газообразное или жидкое ракетные топлива дают сравнительно малую реактивную тягу ввиду малости их молекулярных масс, чем обусловлены значительные габариты и вес ЖРД, например, в составе служебного отсека "АППОЛО", диаметром и длиной порядка 4 метров, его вес превышает 22 тонны, а основной ракетный двигатель системы аварийного спасения на твердом топливе весит 2,16 т при диаметре 0,66 м и обеспечивает тягу 70 тонн, сообщая командному отсеку космическое ускорение 90 м/сек², превосходящему "земное" почти в 8 раз (1, с.44...50).It should also be recognized that gaseous or liquid rocket fuels give a relatively low reactive thrust due to the small molecular weights, which determine the significant dimensions and weight of the rocket engine, for example, in the APPOLO service compartment, with a diameter and length of about 4 meters, its weight exceeds 22 tons, and the main rocket engine of the solid fuel emergency rescue system weighs 2.16 tons with a diameter of 0.66 m and provides thrust of 70 tons, giving the command compartment a space acceleration of 90 m / s ² , which is almost 8 times greater than the Earth's (1 , p. 44 ... 50).

По опубликованным данным (2, с.381) твердотопливный реактивный двигатель (ТТРД) челнока "СПЭЙС-ШАТТЛ" работает на смеси 70% аммонийной селитры, 16% алюминия, 11% синтетического каучука и порядка 3% других веществ, но производство такого топлива даже в земных условиях оказалось настолько дорогостоящим, что многомиллиардные космические проекты США "сошли на нет", оказавшись "не по карману миллиардерам".According to published data (2, p. 381), the SPACE-Shuttle shuttle solid-fuel engine (TRE) operates on a mixture of 70% ammonium nitrate, 16% aluminum, 11% synthetic rubber, and about 3% of other substances, but even the production of such fuel in terrestrial conditions, it turned out to be so expensive that US multi-billion dollar space projects "came to naught", being "beyond the means of billionaires".

Однако СССР "пошел своим путем" и на "Московском мехзаводе" был изготовлен челнок "БУРАН", прошедший "натурные испытания" и совершивший в автоматическом режиме "мягкую посадку", чем засвидетельствованы немалые научно-технические достижения как "ММЗ", так и СССР, передавший "эстафету" РФ, продолжающей освоение космического пространства наряду с успешным производством ракетных стратегических комплексов, например, "ТОПОЛЬ" и многих других с запланированным освоением Луны с КНР.However, the USSR "went its own way" and the "BURAN" shuttle was manufactured at the Moscow Mechanical Plant, which passed the "field tests" and automatically made a "soft landing", which attests to the considerable scientific and technical achievements of both MMZ and the USSR who transferred the baton to the Russian Federation, which continues to develop outer space along with the successful production of strategic missile systems, for example, TOPOL and many others with the planned exploration of the moon from the PRC.

С учетом "рыночных отношений" в РФ поставлена задача достижения достаточной обороноспособности и освоения лунных ресурсов не ценой громадных капвложений, а высокотехнологичными решениями и "интеллектом"Given the "market relations" in the Russian Federation, the task was set to achieve sufficient defense capability and the development of lunar resources not at the cost of huge capital investments, but in high-tech solutions and "intelligence"

Техническим результатом изобретения является изготовление твердого ракетного топлива для космического аппарата в лунных условиях, отвечающего современным требованиям к топливу, с одновременной утилизацией изношенных авто и тракторных шин.The technical result of the invention is the manufacture of solid rocket fuel for a spacecraft in lunar conditions that meets modern fuel requirements, with the simultaneous disposal of worn cars and tractor tires.

Технический результат достигается в способе производства твердого ракетного топлива космического аппарата на луне, включающем получение тонкоизмельченного вулканизата из шин, получение металлического порошка из очищенного от вулканизата металлокорда, изготовление из лунных пород селитры или перхлората для твердого ракетного топлива, подачу полученного тонкоизмельченного вулканизата, металлического порошка и изготовленной селитры или перхлората в смесительный участок, их перемешивание и подачу полученной смеси в форму с получением шашки или полой цилиндрической секции твердого ракетного топлива, при этом тонкоизмельченный вулканизат из шин получают путем их замораживания на участке замораживания шин, размещенном в корытообразной впадине с пологоарочным навесом, дробления и тонкого измельчения на участке, расположенном в перекрытом куполообразным теплоизолированным покрытием приямке и включающем двустороннюю ударную дробильную установку с дробящими плитами, снаружи которых осесимметрично закреплены толкающие штоки встречно расположенных пневмоцилиндров, и двухроторный измельчитель, при этом замороженные шины подвешивают в ударной дробильной установке на гибкой связке осесимметрично между дробящими плитами, раздельно подают в подпоршневые объемы пневмоцилиндров водород и кислород при их стехиометрическом соотношении 5:1 с получением гремучего газа, взрывают его синхронными электроискровыми импульсами и под двусторонним ударным воздействием дробящих плит получают дробленый вулканизат, который подают в двухроторный измельчитель, где получают тонкоизмельченный вулканизат; металлический порошок получают из очищенного от вулканизата металлокорда путем подачи его на брикетирование и затем в огнеупорный тигль, размещенный в заглубленном приямке, перекрытом куполом с отверстием для свободного попадания солнечных лучей на зеркальный отражатель с регулируемым углом наклона и направления отраженных лучей на встречно расположенный зеркальный отражатель, связанный с первым жесткой тягой, обеспечивающей синхронное изменение углов наклона и фокусирование отраженных лучей на металлокордовом брикете для его разогрева, расплавления металлокордового брикета с использованием электронагневателя, размещенного на поверхности тигля, подачи полученного металлического расплава через щелевое отверстие в дне тигля на вращающийся ротор, отбрасывающий мелкодробимые капли расплава на встречно вращаемый ротор, сбрасывающий полученный мелкодисперсные капли расплава в ванну с охлаждающей водой или раствором щелочи, расположенную между роторами, с получением в ней закристаллизованного металлического порошка; селитру или перхлорат для твердого ракетного топлива изготавливают из лунных пород на участке, оснащенном цилиндрическим аппаратом со съемной светопрозрачной крышкой и коническим днищем, заглубленным в приямок и оснащенным внешним донным электронагревателем, теплоизолированным снаружи тонковолокнистой минеральной ватой и перекрытием приямка, и шарнирно закрепленным одним или двумя зеркальными отражателями с регулируемыми углами их наклона.The technical result is achieved in a method for producing solid rocket fuel of a spacecraft on the moon, including obtaining finely ground vulcanizate from tires, obtaining metal powder from metal cord purified from vulcanizate, making nitrate or perchlorate from solid rock for solid rocket fuel, supplying the finely ground volcanizate, metal powder and manufactured nitrate or perchlorate in the mixing section, mixing and feeding the resulting mixture into a mold to obtain m of checkers or a hollow cylindrical section of solid rocket fuel, while finely ground vulcanizate from tires is obtained by freezing them in a tire freezing section located in a trough with a hollow arch canopy, crushing and fine grinding in a section located in an overlapped, domed, heat-insulated pit and including two-sided impact crusher with crushing plates, the outside of which push rods of opposing pneumatic cylinders are axisymmetrically fixed and a two-rotor grinder, while the frozen tires are suspended in an impact crusher on a flexible bundle axisymmetrically between the crushing plates, separately fed into the piston volumes of the pneumatic cylinders hydrogen and oxygen at their 5: 1 stoichiometric ratio to produce explosive gas, explode it with synchronous electric spark pulses and under two-sided impact of crushing plates receive crushed vulcanizate, which is fed into a two-rotor grinder, where they obtain finely ground vulcanizate; a metal powder is obtained from a metal cord purified from vulcanizate by feeding it to briquetting and then to a refractory crucible placed in a recessed pit, covered by a dome with a hole for free sunlight to enter a specular reflector with an adjustable angle of inclination and direction of reflected beams to a counter-reflector, associated with the first rigid draft, providing a synchronous change in the angle of inclination and focusing of the reflected rays on the steel cord briquette for its once heating, melting a metal cord briquette using an electric blower placed on the surface of the crucible, feeding the obtained metal melt through a slit hole in the bottom of the crucible to a rotating rotor, dropping finely divided drops of melt onto a counter-rotating rotor, dropping the obtained fine droplets of melt into a bath with cooling water or alkali solution located between the rotors, obtaining in it a crystallized metal powder; nitrate or perchlorate for solid rocket fuel is made from lunar rocks in a section equipped with a cylindrical apparatus with a removable translucent cover and a conical bottom, recessed into the pit and equipped with an external bottom heater, insulated from the outside with fine-fiber mineral wool and overlapping the pit, and pivotally mounted with one or two mirror reflectors with adjustable angles of inclination.

Не претендуя "на истину в последней инстанции" полагаю, что предложенный "Способ производства ракетных топлив" (далее по тексту "СПРТ") отвечает современным требованиям и позволяет решить поставленные задачи с минимальными капзатратами и при минимизированной себестоимости производства ракетных топлив с использованием уникальных и благоприятных лунных условий, включающих "глубокий вакуум", ночные температуры до 100°К и дневные до 400°К с широким применением "даровой" солнечной энергии на основных технологических пределах "СПРТ", например, при получении металлопорошков, а также при плавлении и производстве селитры из лунных пород или перхлоратов, с переработкой изношенных авто и тракторных шин, раздельным получением тонкоизмельченного вулканизата и металлокорда и их использованием в качестве компонентов ТТРД при предварительном замораживании шин на лунном складе с использованием лунных криогенных температур и переводом вулканизата из упруговязкого в хрупкое состояние, за счет его "остеклования" до 50% и более (по технологическому регламенту) с последующим его хрупким дроблением и тонким измельчением при минимальных энергозатратах, а на заморозку шин на Земле расход жидкого азота до 1 кг на 1 кг вулканизата с остеклованием на 200°К до 15% (3, с.102) со стоимостью криогенных машин 1...5 миллионов долларов США и рыночной ценой вулканизата 3...5 тысяч долларов за 1 кг в измельченом виде, при высоком уровне удельных энергозатрат (1, с.30...45).Without claiming to be "the ultimate truth", I believe that the proposed "Method for the production of rocket fuels" (hereinafter referred to as "SPRT") meets modern requirements and allows us to solve the problems with minimal capex and at a minimum cost of production of rocket fuels using unique and favorable lunar conditions, including "deep vacuum", night temperatures up to 100 ° K and daytime temperatures up to 400 ° K with widespread use of "free" solar energy at the main technological limits of "SPRT", for example, and the production of metal powders, as well as during the melting and production of saltpeter from lunar rocks or perchlorates, with the processing of worn-out automobile and tractor tires, the separate production of finely ground vulcanizate and metal cord and their use as components of the turbojet engine during preliminary freezing of tires in the lunar warehouse using lunar cryogenic temperatures and transferring the vulcanizate from an elastic-viscous to a brittle state, due to its "vitrification" of up to 50% or more (according to technological regulations) with its subsequent brittle fraction pouring and fine grinding with minimal energy consumption, and for freezing tires on Earth, the consumption of liquid nitrogen is up to 1 kg per 1 kg of vulcanizate with vitrification at 200 ° K up to 15% (3, p. 102) with the cost of cryogenic machines 1 ... 5 million US dollars and the market price of the vulcanizate 3 ... 5 thousand dollars per 1 kg in powdered form, with a high level of specific energy consumption (1, p.30 ... 45).

Поскольку в РФ уже "в полный рост" проблема "избавления от вредных веществ" для предотвращения экологических катастроф, а громадные запасы и свалки неутилизированных шин "растут быстрее грибов и даже гробов", следует учитывать, что шины являются "минами замедленного действия" (1, с.25...30) и могут уже "в обозримом будущем" превзойти "Чернобыль" и отравить всякую жизнь как на суше, так и в водоемах, включая и океаны, а поэтому утилизация шин на Луне решает "двуединую задачу" при минимизированных капитальных и эксплуатационных затратах на ТТДР, которые несопоставимы с капвложениями и затратами в земных условиях.Since in Russia the problem of "getting rid of harmful substances" to prevent environmental disasters is already "at full height", and the huge reserves and dumps of unused tires "grow faster than mushrooms and even coffins," it should be borne in mind that tires are "time bomb mines" (1 , p.25 ... 30) and they can already “in the foreseeable future” surpass Chernobyl and poison all life both on land and in water bodies, including the oceans, and therefore tire recycling on the moon solves the “dual task” with the minimized capital and operating costs of the TDR, which ie comparable with capex and costs on the Earth.

Следует также признать, что на межпланетных полетах необходимо транспортировать и ТТРД на возвратные рейсы, а для производства ТТРД на Луне в качестве "попутного груза" можно транспортировать только изношенные шины в сплющенном виде, например, посредством гидроупаковщиков типа "ЭНКОРЭ" (1, с.68) для существенного уменьшения их габаритов и при использовании промежуточных стартов, с межпланетных станций на околоземных орбитах и оптимальных траекторий космических аппаратов, транспортные расходы будут минимальными, что позволит минимизировать себестоимость производства ТТРД на Луне с применением СПРТ.It should also be recognized that on interplanetary flights it is also necessary to transport turbojet engines for return flights, and to produce a turbojet engine on the moon as a “passing cargo” only worn tires can be transported in a flattened form, for example, by means of hydraulic packers of the ENKORE type (1, p. 68) to significantly reduce their dimensions and when using intermediate launches, from interplanetary stations in near-Earth orbits and optimal trajectories of spacecraft, transportation costs will be minimal, which will minimize the cost of production of turbojet engines on the moon using SPRT.

С учетом того факта, что на лунных поверхностях накопились слои пыли толщиной до 10 метров (3, с.35), производственные автономные участки СПРТ надо рассосредотачивать с использованием естественных "складок местности", например, "лунных кратеров" и центральным расположением ТЭЦ мощностью до 1 мегаватт, при максимальном использовании на участках солнечной энергии посредством ее концентрации с помощью зеркальных систем или солнечных батарей, а производственные и жилые помещения должны быть надежно теплоизолированы тонковолокнистой минватой или минераловатными матами плотностью до 100 кг/м³ с высокой теплостойкостью.Taking into account the fact that dust layers up to 10 meters thick have accumulated on lunar surfaces (3, p. 35), production autonomous sections of SPRT should be distributed using natural “terrain folds”, for example, “lunar craters” and the central location of thermal power plants up to 1 megawatt, with maximum use of solar energy in the areas through its concentration with the help of mirror systems or solar panels, and industrial and residential premises must be reliably insulated with fine fiber mineral wool Whether mineral wool mat to a density of 100 kg / m ³ with a high heat resistance.

В соответствии с изложенными предпосылками и общей концепцией СПРТ, на фиг.1 показан участок замораживания сплющенных шин 1 с их одно- или многоярусным штабелированием, например, в корытообразной впадине 3 с защитой от пыли пологоарочным навесом с "зеркальным внешним покрытием", например светоотражающей пленкой 2, и подачей шин 1 вильчатым аккумуляторным погрузчиком на участок дробления и тонкого измельчения (фиг.2), размещений в приямке 12 с арочным покрытием 9 и оснащенный ударной дробильной установкой 1, между жесткими дробящими и осесимметричными плитами которой осесимметрично и на гибкой подвеске размещается дробимая шина или связка сплющенных шин, а снаружи к плитам осесимметрично закреплены концы толкающих штоков ударных пневмоцилиндров, которые неподвижно и осесимметрично закреплены на опорной станине приемного бункера дробленого вулканизата, под щелевым отверстием которого размещен двухроторный измельчитель 7 с бункер-питатетелем 8, которым тонкоизмельченный вулканизат подается в норию 10, затем в транспортер шнековый 11 и последним на промежуточный склад или в смесительный участок (фиг.4), а дробильная установка заключена в герметично закрываемой камере с вытяжным зонтом 2 с отсасывающим вентилятором 3 и трубопроводом 4, подающим, например, пары воды в конденсатный бак 5, установленный над электролизером 6. Работает участок дробления и измельчения так: раздельной подачей из электролизера 6 водорода и кислорода в стехиометрическом их соотношении в подпоршневые объемы пневмоцилиндров дробильной установки 1; полученные порции гремучего газа одномоментно взрываются синхронными электроискровыми импульсами или порции других углеводородных топлив, с преобразованием энергии взрывных волн в мощную кинетическую энергию, передаваемую толкающими поршнями и штоками пневмоцилиндров дробящим плитам, которыми и наносятся мощные встречные и ударные воздействия вулканизату дробимых шин, падающему в приемный бункер, а очищенный от вулканизата металлокорд на гибкой связке подается на брикетирование или на склад. Мелкодробленый вулканизат через донное щелевое отверстие приемного бункера подается соосно в двухроторный измельчитель 7 и тонкоизмельченный вулканизат поступает в бункер-питатель 8, а затем норией 10 и шнековым транспортером 11 на склад.In accordance with the stated prerequisites and the general concept of SPRT, figure 1 shows the freezing section of flattened tires 1 with their single or multi-tier stacking, for example, in a trough-like cavity 3 with dust protection with a hollow-arch canopy with a “mirror external coating”, for example, reflective film 2, and by feeding tires 1 with a forked forklift truck to the crushing and fine grinding section (Fig. 2), placed in a pit 12 with an arched coating 9 and equipped with impact crushing plant 1, between hard crushing and axially symmetric whose plates are axially symmetric and on a flexible suspension, a crushable tire or a bunch of flattened tires is placed, and the ends of the pushing rods of shock pneumatic cylinders are fixed to the plates axially symmetrically, which are fixedly and axisymmetrically fixed to the support bed of the crushed vulcanizate receiving hopper, under which there is a slot with two holes feeder hopper 8, by which finely ground vulcanizate is fed to noria 10, then to screw conveyor 11 and last to intermediate storage or in cm 4, and the crushing plant is enclosed in a hermetically sealed chamber with an exhaust hood 2 with a suction fan 3 and a pipe 4, which feeds, for example, water vapor into a condensate tank 5 mounted above the electrolyzer 6. The crushing and grinding section works like this : separate supply of hydrogen and oxygen from the electrolyzer 6 in their stoichiometric ratio to the piston volumes of the pneumatic cylinders of the crushing plant 1; the resulting portions of detonating gas simultaneously explode with synchronous electric spark pulses or portions of other hydrocarbon fuels, with the conversion of blast wave energy into powerful kinetic energy transmitted by pushing pistons and pneumatic cylinder rods to the crushing plates, which are used to counter and shock the vulcanizate of crushed tires falling into the receiving hopper and the metal cord purified from vulcanizate on a flexible bundle is fed to briquetting or to a warehouse. Finely crushed vulcanizate through the bottom slit hole of the receiving hopper is fed coaxially to the two-rotor grinder 7 and finely ground vulcanizate enters the hopper-feeder 8, and then with a noria 10 and a screw conveyor 11 to the warehouse.

Брикетированный металлокорд подается в участок металлургии (фиг.5), размещенный в приямке со ступенями 12, накрытом куполом 1 с центральным отверстием 2 для свободного удаления углекислого газа и попадания солнечных лучей, показанных стрелками, на зеркальный отражатель 5 с регулируемым углом наклона шарнирной телескопической опорой 6, а за счет жесткой тяги 4 встречно расположенный зеркальный отражатель 3 получает синхронное с отражателем 5 регулирование угла наклона с фокусированием солнечных лучей на брикете или алюминиевой заготовке 7 в огнеупорном тигле 8 с падением расплавленной струи металла через донное отверстие в тигле 8 на быстровращаемый ротор 10 малого диаметра, отбрасывающий брызги металла на встречно расположенный и вращаемый ротор 11 большого диаметра, которым мелко диспергируемые капли металла сбрасываются в ванну 13, например, с охлаждающей водой, расположенную между роторами 10 и 11, а мелкодисперсный металлопорошок подается на склад или в смесительный участок для существенного повышения реактивной тяги ТТРД. Технологические параметры техпроцесса получения металлопорошков (2, с.64), а для его реализации в ночные часы огнеупорный тигель 8 имеет внешний электронагреватель 9 с тонковолокнистой минераловатной теплоизоляцией и объемной крышкой.Briquetted metal cord is fed to the metallurgy section (Fig. 5), placed in a pit with steps 12, covered with a dome 1 with a central hole 2 for free removal of carbon dioxide and direct sunlight, shown by arrows, on a specular reflector 5 with an adjustable angle of inclination of the telescopic articulated support 6, and due to the rigid traction 4, the counter-reflecting mirror 3 located opposite receives synchronous inclination of the reflector 5 with the reflector 5, focusing the sun's rays on the briquette or aluminum billet 7 in refractory crucible 8 with a molten stream of metal falling through the bottom hole in the crucible 8 onto a small diameter rotatable rotor 10, which sprays metal onto a large diameter opposed and rotatable rotor 11, by which finely dispersed metal droplets are discharged into the bath 13, for example, with cooling water, located between the rotors 10 and 11, and finely dispersed metal powder is fed to the warehouse or to the mixing section to significantly increase the jet thrust of the turbojet engine. The technological parameters of the process for producing metal powders (2, p. 64), and for its implementation at night, the refractory crucible 8 has an external electric heater 9 with fine-fiber mineral wool thermal insulation and a volumetric lid.

Поскольку минералогический состав лунных пород обеспечивает получение различных селитр и перхлоратов на Луне (2, с.60...65), на фиг.5 показан участок их расплавления с последующей подачей в смесительный участок ТТДР и представлен цилиндрическим аппаратом 1 с полусферической прозрачной крышкой, например, из теплостойкого стеклопластика, с цилиндрическим корпусом 3 и коническим днищем 4, размещенным в приямке с его теплоизоляцией посредством перекрытия 12 с минераловатным утеплением, и шарнирным закреплением на нем зеркальных отражателей 8 с помощью телескопических опор 9, обеспечивающих регулирование их углов наклона с направлением солнечных лучей, показанных стрелками, на корпус 3 для разогревания указанных компонентов ТТРД и их плавлением в коническом днище, оснащенном электроиндукционным нагревателем 6 с его теплоизоляцией тонковолокнистой минватой 5 с подачей электротока от центральной ТЭЦ мощностью до 50 кВт и выдачей расплава через донный патрубок центробежным насосом 10 в смесительный участок на фиг.4, оснащенный транспортирующим шнеком 1 с электроприводом 2, смонтированных на бункер-питателе 4 тонкоизмельченого вулканизата, имеющим, например, плоский шибер для регулируемой подачи его в трехшнековый смеситель 7 (Патент РФ №2115551 от 19.11.97) при синхронной подаче в его корпус 14 патрубком 6 расплавленных (жидких) компонентов с заданным их соотношением по техрегламенту и оснащением смесителя 7 электроприводом 8 с трансмиссионной передачей 9 вращения на ведомый шкив 10 и на пару встречно вращаемых шестерен 17 двух параллельных верхних шнеков 12 и на ведомую шестерню 11 донного шнека 13, а корпус 14 имеет электрообогреватель 16 с внешней теплоизоляцией 15 из тонковолокнистой минваты с подачей гомогенной смеси компонентов ТТРД донным шнеком 13 через патрубок 18 в форму 20 с дном 21 для получения шашек, а при оснащении формы осесимметричным пуансоном 19 полых цилиндрических секций ТТРД с их подачей из помещения смесительного участка 24 в смежный или отдельно стоящий многоярусный склад готовой продукции 23 с арочным тепло- и светоизолированным покрытием.Since the mineralogical composition of lunar rocks provides for the production of various nitrate and perchlorates on the Moon (2, p. 60 ... 65), Fig. 5 shows the site of their melting with subsequent supply to the mixing section of the TDR and is represented by a cylindrical apparatus 1 with a hemispherical transparent cover, for example, from heat-resistant fiberglass, with a cylindrical body 3 and a conical bottom 4, placed in the pit with its thermal insulation by overlapping 12 with mineral wool insulation, and hinging mirror reflectors 8 on it with with the power of telescopic supports 9, which provide adjustment of their tilt angles with the direction of the sun rays, indicated by arrows, on the housing 3 for heating the indicated components of the turbojet engine and their melting in a conical bottom equipped with an electric induction heater 6 with its thermal insulation with fine fiber mineral wool 5 with electric current from a central thermal power plant with power up to 50 kW and the issuance of the melt through the bottom nozzle by a centrifugal pump 10 to the mixing section in figure 4, equipped with a conveying screw 1 with electric drive 2, mounted data on the hopper feeder 4 finely ground vulcanizate, having, for example, a flat gate for controlled feeding into a three-screw mixer 7 (RF Patent No. 21115551 from 11/19/97) while simultaneously feeding 6 molten (liquid) components to its body with a pipe 6 with their given the ratio according to the technical regulations and equipping the mixer 7 with an electric drive 8 with a transmission 9 of rotation to the driven pulley 10 and to a pair of counter-rotating gears 17 of two parallel upper screws 12 and to the driven gear 11 of the bottom screw 13, and the housing 14 has electric heating spruce 16 with external thermal insulation 15 made of fine-fiber mineral wool with a homogeneous mixture of TTRD components supplied with a bottom screw 13 through a nozzle 18 into a mold 20 with a bottom 21 to produce checkers, and when equipping the mold with an axisymmetric punch 19 of hollow cylindrical sections of the TTRD with their feeding from the mixing section 24 into an adjacent or separate multi-tiered finished goods warehouse 23 with arched heat and light-insulated coating.

Поскольку расчет экономической эффективности представляет пока еще слишком "многофакторную задачу" и скорее всего "преждевременный", полагаемся на компетентность государственных экспертов ФИПС, которая сможет объективно оценить все преимущества производства ТТРД с использованием уникально благоприятных лунных природных и климатических условий, включая наличие естественных криогенных температур, позволяющих успешно решать "двуединую задачу" утилизации шин с получением топливного компонента ТТРД и других с использованием лунных минералов при возможности использования "бесплатной" солнечной энергии с минимумом энергозатрат.Since the calculation of economic efficiency is still too "a multifactorial task" and most likely "premature", we rely on the competence of FIPS state experts, who will be able to objectively evaluate all the advantages of producing turbojet engines using uniquely favorable lunar natural and climatic conditions, including the presence of natural cryogenic temperatures, allowing to successfully solve the "two-sided task" of tire recycling with obtaining the fuel component of the turbojet engine and others using lunar mi Yeraly at the possibility of using "free" solar energy with a minimum energy consumption.

Список литературыBibliography

1. Шевченко В.В. Лунная база - проект XXI века, Итоги науки и техники, сер. Исследование космического пространства, том 30, М, ВИНИТИ, 1989, с.1-107.1. Shevchenko V.V. Lunar base - a project of the XXI century, Results of science and technology, ser. Space Exploration, Volume 30, M, VINITI, 1989, pp. 1-107.

2. Ракетостроение, т.3, М., 1997 г.2. Rocket building, t.3, M., 1997

3. Кулинич Д.Д. Слово о ракетном топливе, М, 1989.3. Kulinich D. D. A Word About Rocket Fuel, M, 1989.

Claims

A method for producing solid rocket propellant of a spacecraft on the moon, including producing finely ground vulcanizate from tires, producing metal powder from metal cord purified from vulcanizate, making nitrate or perchlorate from solid rock for solid rocket fuel, supplying the finely ground vulcanizate, metal powder and manufactured nitrate or perchlorate into the mixing section, mixing them and feeding the resulting mixture into a mold to form a checker or hollow cylindrical section solid rocket fuel, while finely ground vulcanizate from tires is obtained by freezing them in a tire freezing section located in a trough with a hollow arch canopy, crushing and fine grinding in a section located in a pit covered by a domed heat-insulated coating and including a double-sided impact crushing plant with plates, on the outside of which pushing rods of opposing pneumatic cylinders are axially symmetrically fixed, and a two-rotor grinder, while frozen tires are suspended in an impact crusher on a flexible bundle axisymmetrically between the crushing plates, separately fed into the piston volumes of the pneumatic cylinders hydrogen and oxygen at a stoichiometric ratio of 5: 1 to produce detonating gas, explode it with synchronous electric spark pulses and get crushed under the double-sided impact of crushing plates vulcanizate, which is fed into a two-rotor grinder, where finely ground vulcanizate is obtained; a metal powder is obtained from a metal cord purified from vulcanizate by feeding it to briquetting and then to a refractory crucible placed in a recessed pit, covered by a dome with a hole for free sunlight to enter a specular reflector with an adjustable angle of inclination and direction of reflected beams to a counter-reflector, associated with the first rigid draft, providing a synchronous change in the angle of inclination and focusing of the reflected rays on the steel cord briquette for its once heating, melting a metal cord briquette using an electric blower placed on the surface of the crucible, feeding the obtained metal melt through a slit hole in the bottom of the crucible to a rotating rotor, casting finely divided drops of melt onto a counter-rotating rotor, dropping the obtained finely divided drops of melt into a bath with cooling water or alkali solution located between the rotors, obtaining in it a crystallized metal powder; nitrate or perchlorate for solid rocket fuel is made from lunar rocks in a section equipped with a cylindrical apparatus with a removable translucent cover and a conical bottom, recessed into the pit and equipped with an external bottom heater, insulated from the outside with fine-fiber mineral wool and overlapping the pit, and pivotally mounted with one or two mirror reflectors with adjustable angles of inclination.