РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА

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 ракетные топлива. Энергетич. показатели и эффективность ракетных топлив характеризуется уд. единичным импульсом Руд (отношение тяги двигателя к расходу топлива в единицу времени), к-рый определяется т. наз. теплопроизводительностью Я топлива и термич. кпд двигателя ht:4036-6.jpg

Жидкие ракетные топлива (ЖРТ) подразделяют на одно- и двухком-понентные. Однокомпонентные топлива, не нуждающиеся при сгорании в подаче окислителя извне,-соединения типа гидразина N2H4, этиленоксид, Н2О2 (при нагр. в камере РД распадаются с выделением большого кол-ва теплоты и газообразных продуктов), орг. нитраты (типа метилнитрата, нитроглицерина), низшие нитропарафины - обладают относительно низкими энергетич. св-вами (напр., 100%-ный Н2О2 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°С), жидкий Н2, СН4, С3Н8, спирты (напр., этиловый, фурфуриловый); N2H4 и его производные (1,1-диме-тил- 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 МеН2, борогидриды Ме(ВН4)n, где Ме-А1, Li, Be; гетерог. суспензии металлов в N2H4 и углеводородах. В качестве окислителя, напр., применяют: жидкий О2, Н2О2; конц. HNO3, NO, N2O4, тетранитрометан; жидкие F2 и С12, OF2, C1F3, 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 О22). При использовании суспензий металлов в горючем, напр. Be в жидком Н2, удается повысить Руд; макс. импульс имеют ЖРТ: H2-F2, H2-OF2 (412 с), Н22 (391 с).

Гелеобразные ракетные топлива (ГРТ) - обычно загущенное солями высокомол. орг. к-т 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 ракетные топлива (ТРТ), подразделяемые на баллиститные (прессованные - нитроглицериновые пороха)и смесевые (литые), применяют в виде канальных шашек, горящих по внешней либо внутр. пов-сти зарядов. Смесевые топлива гетерог. смеси окислителя (как правило, NH4C1O4, 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 ракетные топлива - системы, содержащие горючее в твердом состоянии (в камере сгорания), а окислитель-в жидкой фазе (в отдельной емкости) или наоборот. Напр., горючими могут служить: отвержденные нефтепродукты, N2H4, полимеры и их смеси с порошками - Al, Be, BeH2, LiH2 или окислителями-HNO3, N2O4, H2O2, FC1O3, C1F3, О2, F2, OF2. Макс. Руд имеют топлива: BeH2-F2 (395 с), ВеН22О2(375 с), ВеН22 (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. В. Г. Спиркин.

Плохо отображается? Напишите ниже или на почту