РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА используют как источник энергии и рабочее тело для создания движущей силы в ракетных двигателях (РД), применяемых в космич., авиац., военной и др. областях техники.
В зависимости от назначения и типа РД обычно различают жидкие, гелеобразные, твердые и гибридные Р. т. Жидкие Р. т. (ЖРТ) подразделяют на одно- и двухком-понентные. Однокомпонентные топлива, не нуждающиеся при сгорании в подаче окислителя извне,-соединения типа гидразина N2H4, этиленоксид, H2O2 (при нагр. в камере РД распадаются с выделением большого количества теплоты и газообразных продуктов), орг. нитраты (типа метилнитрата, нитроглицерина), низшие нитропарафины — обладают относительно низкими энергетич. свойствами (напр., 100%-ный H2O2 имеет H = 2,9 МДж/кг и Руд = 145 с); применяют как вспомогат. топлива для систем управления и ориентации летательных аппаратов, приводов турбонасосов РД.
Двухкомпонентные топлива состоят из горючего и окислителя. Горючим служат: лигроино-керосиновые и ке-росино-газойлевые нефтяные фракции (пределы выкипания 150–315 °C), жидкий H2, CH4, C3H8, спирты (напр., этиловый, фурфуриловый); N2H4 и его производные (1,1-диметил- и фенилгидразины и др.); жидкий NH3, анилин, метил-, диметил- и триметиламины; бороводороды типа ВnHn+4-дека- и дибораны, дигидробораны ВnHn+6 типа пентабора-на; металлсодержащие соед. (гомог. системы) — триэтил-алюминий, гидриды МеH2, борогидриды Ме(BH4)n, где Ме-А1, Li, Be; гетерог. суспензии металлов в N2H4 и углеводородах. В качестве окислителя, напр., применяют: жидкий O2, H2O2; конц. HNO3, NO, N2O4, тетранитрометан; жидкие F2 и Cl2, OF2, ClF3, NO3F. При подаче в камеру сгорания РД эти топлива могут самовоспламеняться (конц. HNO3 с анилином, N2O4 с N2H4 и др.); иногда самовоспламенение не происходит (напр., смесь O2-H2). При использовании суспензий металлов в горючем, напр. Be в жидком H2, удается повысить Руд; макс. импульс имеют ЖРТ: H2-F2, H2-OF2 (412 с), H2-O2 (391 с).
Гелеобразные Р. т. (ГРТ) — обычно загущенное солями высокомол. орг. кислот или спец. добавками горючее, напр. N2H4 либо углеводороды, реже — входящие в состав ЖРТ окислители. Повышение Руд достигается добавлением порошков металлов (N2H4-Be-O2 и др.).
Твердые Р.т. (ТРТ), подразделяемые на баллиститные (прессованные — нитроглицериновые пороха) и смесевые (литые), применяют в виде канальных шашек, горящих по внешней либо внутр. поверхности зарядов.
Смесевые топлива гетерог. смеси окислителя (как правило, NH4ClO4, 60 70%), горючего-связующего (разл. каучуки, напр. бутилкау-чук, нитрильные, полибутадиены, 10–15%), пластификатора (5–10%), металла (порошки Al, Be, Mg и их гидридов, 10–20%), отвердителя (0,5–2,0%) и катализатора горения (0,1–1,0%); Руд = 200 с.
Осн. преимущества применения перед ЖРТ: отсутствие необходимости предварит. заправки им РД перед стартом и постоянная готовность к нему; относит. простота конструкции и эксплуатации двигателя. Гибридные Р. т. — системы, содержащие горючее в твердом состоянии (в камере сгорания), а окислитель — в жидкой фазе (в отдельной емкости) или наоборот. Например, горючими могут служить: отвержденные нефтепродукты, N2H4, полимеры и их смеси с порошками — Al, Be, BeH2, LiH2 или окислителями-HNO3, N2O4, H2O2, FClO3, ClF3, O2, F2, OF2. Макс. Руд имеют топлива: BeH2-F2 (395 с), BeH2-H2O2(375 с), BeH2-O2 (371 с).
Лит.: Зрелов В.Н., Серегин Е.П., Жидкие ракетные топлива, М., 1975; Паушкин Я.М., Жидкие и твердые химические ракетные топлива, М., 1978; Большаков Г.Ф., Химия и технология компонентов жидкого ракетного топлива, Л., 1983; Химмотология ракетных и реактивных топлив, под ред. А. А. Браткова, М., 1987. |
Категории раздела
Вход
Поиск
Друзья сайта
Наш опрос
Статистика
