CN1321950C - 二硝酰胺基液体单组份推进剂 - Google Patents

二硝酰胺基液体单组份推进剂 Download PDF

Info

Publication number
CN1321950C
CN1321950C CNB008042454A CN00804245A CN1321950C CN 1321950 C CN1321950 C CN 1321950C CN B008042454 A CNB008042454 A CN B008042454A CN 00804245 A CN00804245 A CN 00804245A CN 1321950 C CN1321950 C CN 1321950C
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel
propelling agent
solvent
propelling
oxygenant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB008042454A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1341086A (zh
Inventor
K·安弗罗
N·温格博革
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Svenska Rymdaktiebolaget
Original Assignee
Svenska Rymdaktiebolaget
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Svenska Rymdaktiebolaget filed Critical Svenska Rymdaktiebolaget
Publication of CN1341086A publication Critical patent/CN1341086A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1321950C publication Critical patent/CN1321950C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B47/00—Compositions in which the components are separately stored until the moment of burning or explosion, e.g. "Sprengel"-type explosives; Suspensions of solid component in a normally non-explosive liquid phase, including a thickened aqueous phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B25/00—Compositions containing a nitrated organic compound
    • C06B25/34—Compositions containing a nitrated organic compound the compound being a nitrated acyclic, alicyclic or heterocyclic amine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B31/00—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
    • C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
    • C06D5/08—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

描述了用于产生热气体的液体推进剂，该类推进剂由二硝酰胺化合物盐和燃料的溶液所组成，且特别适合于航天应用，并具有下列性能：低毒性；低易燃性；高理论比冲量(与肼相比)；高密度(与肼相比)；易点燃；可在高达50℃的温度下储存；低灵敏性。

Description

二硝酰胺基液体单组份推进剂
本发明涉及液体推进剂，该液体推进剂分解时能产生热气体，或能产生高能气体，且在次级反应中，所述气体能够燃烧。这些气体适合用于驱动涡轮、叶轮或活塞液压马达，使气袋充气或适用于火箭推进，或其它船舶或车辆推进。更具体地，本发明涉及适用于航天应用的推进剂。
发明背景
操作性高、危险性低和成本低的单组份推进剂对于火箭推进来说是最吸引人的概念。单组份推进剂需要最少的金属构件来建造推进系统，从而使复杂性和成本将降至最小。
今天，用于宇宙飞船推进的主要单组份推进剂是肼。肼系统的主要优点是长期的飞行继承性(long flight heritage)和已建立的完备技术。肼系统的主要缺点是它具有危险性。肼具有高毒性和致癌性，因此肼系统的制造、处理和操作需要有严格的路线。
由于具有危险性，因此总的成本很高，可替代的推进剂有很高的吸引力。这样，由于成本降低、安全处理和关于个人安全和环境方面新的要求，肼迟早将被替换。然而，这要求可替换的推进剂成熟可用，并且证明可用于飞行。
因此，渴望得到新的、毒性更低的、危险性更小的、能量更高的和密度更大的单组份推进剂。
二硝酰胺铵盐(Ammonium diniframide)(ADN)是一种新型的固体氧化剂，主要希望将其用于高性能复合火箭推进剂。ADN和其它类似的化合物是几个专利的主题，这些专利申请将这些物质作为固体组合火箭推进剂和作为爆炸物质，而两者通常用于烟火应用和其它用途，例如用于气袋的吹胀器。这种类型的复合爆炸物质典型地含有作为氧化剂的ADN(或一些其它化合物)，高能量粘合剂(energetic binder)(例如，能量取代聚合物(energetically substifuted polymer))，反应性金属和其它典型推进剂成分，例如固化剂和稳定剂。作为固体氧化剂，ADN的缺点之一是它的高吸湿性。
发明概述
因此，现有的液体单组份推进剂有许多缺点，例如对处理推进剂的人员的健康危害，通常由于它本身的毒性而造成的环境危害。这些液体单组份推进剂的更深层的缺点是：为处理和使用这些单组份推进剂而需要进行的附加的安全设备，从而导致成本升高。因此，本发明的目的是提供一种新型液体推进剂，该推进剂从处理的角度和环境的角度来说都是低危险性的，并且优选地不会产生烟。总起来说，推进剂具有下列性能：
-低毒性
-低易燃性
-更高的理论比冲量(与肼相比)
-更高的密度(与肼相比)
-容易点燃，利用受控点燃机理(controlled ignitionmechanism)
-可存储于-10到+70℃间，优选地为+10到+50℃间
-低灵敏性
上述物质可根据本发明权利要求1定义的液体推进剂来获得，该物质含有通式(I)所示的氧化剂溶液
X-D    (I)
其中，X是阳离子；D是二硝酰胺(-N(NO2)2)阴离子和燃料，阳离子可以选自金属离子、有机离子和无机离子。
合适的阳离子的例子是：OHNH3 +，NH4 +，CH3NH3 +，(CH3)2NH2 +，(CH3)3NH+，(CH3)4N+，C2H5NH4 +，(C2H5)2NH2 +，(C2H5)3NH+，(C2H5)4N+，(C2H5)(CH3)NH2 +，(C2H5)(CH3)NH2 +，(C2H5)(CH3)2N+，(C3H7)4N+，(C4H9)4N+，N2H5 +，(H2NOH)2 +，CH3N2H4 +，(CH3)2N2H3 +，(CH3)3N2H2 +，(CH3)4N2H+，(CH3)5N2 +。
优选的阳离子是N2H5 +，(H2NOH)2 +，OHNH3 +，和NH4 +。
可使用金属离子，但通常会产生烟，而这经常是不希望出现的。能够使用的金属的例子是：碱金属和碱土金属，特别是前者，具体的例子是锂、钠和钾离子。
推进剂含有能从下列选择的燃料：一元、二元、三元或多元醇，醛，甲酰胺，饱和液态烃，酮，氨基酸，羧酸，伯、仲和叔胺和它们的混合物，或者能用二硝酰胺氧化剂点燃的任何其它物质，且上述氧化剂可溶于其中，和/或这些燃料在合适的如水、过氧化氢或它们的混合物等溶剂中可溶，其中，二硝酰胺盐是可溶的，因此形成了具有上述所需特性的液体单组份推进剂。
这样，当ADN在本发明的推进剂中用作氧化剂时，ADN的高吸湿性是主要的有利因素，特别是当上述推进剂中含有水时。
可用作燃料的化合物的例子是多元醇，例如乙二醇、甘油、赤藓醇、二甘醇、三甘醇、1，4-丁二醇、乙二醇一乙基醚、丙二醇、双丙甘醇、二甲氧基四甘醇、二甘醇一甲基醚、乙二醇一甲基醚乙酸酯和二甘醇一乙基醚乙酸酯；酮，例如丙酮、甲基·丁基酮和N-甲基吡咯烷酮(NMP)；一元醇，例如甲醇、丙醇、丁醇、苯酚和苄醇；醚，例如二甲基和二乙基醚和二烷；和，腈、例如乙腈；亚砜，例如二甲亚砜；甲酰胺，例如N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺；砜，例如四氢噻吩-1，1-二氧化物；胺，例如乙胺、二乙胺、乙醇胺、羟胺；取代羟胺，例如甲基和乙基羟胺；和它们的任何混合物。极性燃料是优选的，这是因为它们具有溶解二硝酰胺盐的能力。因此，通过使用极性燃料，能够减少或甚至避免使用旨在增加二硝酰胺盐溶解性而加入的任何水，这是由于水将降低冲量，这将在下面给于解释。
为了进一步增加冲量，在液体推进剂中，可以悬浮有金属燃料，例如Al，Mg，B，Zr，Ti，石墨，碳化硼或炭粉，或它们的任何混合物。优选的金属燃料是Al。然而，正如上面已经提及的那样，含有金属将导致燃烧时产生烟。
上述组分优选在0℃形成氧化剂的饱和溶液。
下面将通过非限制的实施例和对它们的优选实施方式的详细描述，并参考附图来叙述本发明，其中：
溶剂混合物指燃料+水(即，溶解氧化剂的溶剂，这里氧化剂是ADN)；
图1是与肼相比，甘油的理论比冲量与溶剂混合物中燃料重量百分比之间的关系曲线图(前者作为后者的函数)，其中，给定0℃时的ADN饱和溶液。
图2是差示扫描量热法(DSC)图，该图表明了随着温度逐渐增加，本发明的不同推进剂的放热反应过程。
图3是与肼相比，含有不同燃料的不同的ADN基推进剂(在20℃时饱和)的理论比冲量与溶液混合物中燃料重量百分比之间的关系曲线图(前者作为后者的函数)。
图4描述了ADN在不同水/燃料-溶剂混合物中的溶解度。
优选实施方式的详细描述
本发明涉及具有高的比冲量的液体推进剂。优选的推进剂包含二硝酰胺盐，水和作为燃料的一元、二元、三元或多元醇。根据本发明的推进剂有几个与例如肼相比的优点，如上所述，主要的优点是它自身的低毒性和实质上无毒的燃烧产物。
优选的燃料的例子是醇、氨基酸和酮，适用的氨基酸的例子是甘氨酸。同样地，也能使用氨水(即氨溶于水中)。优选的酮的例子是丙酮。更优选地，可用于本发明的醇是直链或支链的含有1到6个碳原子的低级醇。后者的具体的例子是下面化合物的任何异构体，这些化合物是：甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、丁醇、丁二醇(例如1，4-丁二醇)、丁三醇、戊醇、戊二醇、戊三醇、季戊四醇、己醇、己二醇、己三醇、三羟甲基丙烷。最优选地，燃料是非挥发的，例如甘油和甘氨酸，前者由于具有如图2所示的良好点燃性，是优选的。
根据本发明，适用的氧化剂的例子是二硝酰胺羟胺羟铵(hydroxylammonium hydroxyl aunine dinitramide)，二硝酰胺肼(hydrazinedinitramide)，二硝酰胺羟铵(HADN)和ADN，其中，二硝酰胺肼和二硝酰胺铵是优选的。最优选的氧化剂是ADN。典型的燃料的代表物是甲醇、乙醇、丙酮、甘氨酸和甘油，甘油是最优选的燃料。
给定推进剂的比冲量是通过对一个单位质量的具体推进剂在标准发动机条件下产生的冲量进行定性测定得到的。其中比冲量尤其与发动机内的压力和温度，燃烧产品的组成和热力学性能，环境压力和膨胀率有关。
为了确定不同推进剂的比冲量，使用了CET93热化学程序(Gordon，S.，McBride，B.J.，“用于复杂化学平衡组成，火箭性能，...的计算的计算机程序”。NASA SP-273，1976年3月)来进行计算。这一程序使用生成热、化学组成、内腔压力和膨胀率作为输入数据，能够获得的输出数据是：燃烧温度、比冲量(Isp)、特性粘度(C*)和反应产物。
用上述程序来对不同燃料的ADN/水/燃料溶液进行计算，在实施例中将对计算进行更详细的说明。同样地，为了获得肼在常规操作间隔内一定温度下的上述溶液的结果，以便得到可以和使用肼时得到的结果相比较的结果，计算基于0℃时的饱和溶液。
甘油和肼各自使用下列数据来计算：
反应物 总的分子式 生成热(Kj/mol)
ADN N4H4O4 -146
甘油 C3H8O3 -668.6
水 H2O1 -285.83
肼 N2H4 50.63
计算基于假设流动冻结，内腔压力为1.5Mpa，喷嘴面积比设为50，假设向真空膨胀。在热化学计算中，不考虑溶液的热量。
饱和混合组成是根据测定的数据。
相隔10％的点作一次热化学计算。
从图1中可以清楚地看到，对于确定的浓度范围，即20-50重量％，含有作为燃料的甘油的本发明的推进剂的理论比冲量明显高于肼的冲量比。
纯的ADN在高于95℃时分解，但在更低的温度下能用酸来使其分解。因此，假设固体酸性催化剂能分解ADN或它的任何离子。固体酸性催化剂的例子是硅-铝催化剂。硅与铝的比例能调节这种催化剂的pH值。
在本发明的范围内，典型的液体推进剂配方(在0℃的饱和溶液)有下列成分：
成分 重量％
ADN 61
水 26
甘油 13
应该了解，尽管这是一个提供的优选配方，但上面所给的百分比在一定区间内可以变动，只要能得到液体推进剂，本领域的熟练人员仅仅通过常规的试验就能够容易地达到上述目的。这样，对于本发明的含有水和作为燃料的甘油的推进剂而言，合适的组成是在溶剂混合物(溶剂混合物＝水+燃料)中含有15-55重量％的燃料，并且，参考图1，优选的组成是在溶剂混合物中含有10-50重量％的燃料，更优选地，在溶剂混合物中含有25-45重量％的燃料，最优选地含有大约61重量％的ADN，大约26重量％的水和大约13重量％的甘油。
对于本领域的熟练人员来说，明显地，本发明的特定的推进剂的优选组成特别依赖于溶液饱和的温度。应选择上述温度，以便在所选择的最低温度下，可以储存和使用推进剂，而其中的任何组分不会沉淀出来。
为了增加氧化剂，例如ADN，在液体燃料燃料中的溶解度，可加入水。固体燃料如果溶于ADN/水溶液，也可使用。例如，含有过量氧的二硝酰胺盐能用作氧化剂，它与含有缺氧二硝酰胺盐的燃料一起溶解于水中。
为了降低燃烧温度和/或特定推进剂的灵敏度，可以增加水的量。然而，增加水的量将降低推进剂的比冲量。为了减少由于水的加入而造成的冲量降低，可用过氧化氢(与水具有类似的极性)部分或全部代替水。过氧化氢被认为可作为附加的氧化剂，这样将可以在推进剂中加入相应额外数量的燃料。正如本领域的熟练人员将认识到的那样，使用的过氧化氢的量，如果使用的话，取决于所得到的推进剂的稳定性。
鉴于认为本发明的液体推进剂中的水的主要功能是起溶解氧化剂和燃料的溶剂的功能，可以想到，如果使用能溶解氧化剂的燃料或燃料混合物，即燃料是氧化剂的溶剂，则在推进剂中可以减少或甚至不加水。这也可以使特定的推进剂的比冲量增加。
对于沸点较高的燃料，为了研究ADN，水和燃料的不同混合和组成的行为，进行了溶解度和密度的测定。用紫外光谱测定了0℃时的溶解度，在室温下测定了饱和溶液的密度。对于挥发性燃料，用TGA(热重分析)测定了0℃时，ADN在水和不同燃料中的溶解度，可能的话，以不同的水/燃料比。
实施例
下面是实施例中使用的“在溶剂混合物中的燃料”这一定义的解释。
溶液指的是含有多于一种物质的液相或固相，其中，为了方便起见，物质中的一种称作溶剂，它自己可以是混合物，其它物质叫溶质。
在这里，溶剂混合物含有水(SW＞50％)和有机燃料。燃料在溶剂混合物中的重量分数表示如下：
SF＝mF/(mW+mF)
其中，m是各自物质的量，指数F和W各自代表燃料和水。溶质是氧化剂盐，二硝酰胺铵，ADN。
ADN在溶剂中的溶解度是SF和温度的函数，我们已经研究了0℃时，ADN在溶剂中的溶解度，这是由于0℃已经接近于肼的冰点。
在0℃时制备ADN在溶剂中的过饱和溶液，用紫外光谱在284nm处测定溶解度。结果如图4所示。
图4中的曲线定义了燃料各自的上限，在此上限处，溶液能存在。高于该线，ADN将沉淀出来。为了使此种推进剂的比冲量(Ns/kg)达到最大值，水的量应尽可能的低。这意味着在该线上某处的组成是具有最大冲量的组成。
将图中的数据代入二阶多项式，能够计算出ADN的重量分数(wA)：
wA＝α0+α1SF+α2SF 2
溶液中含有的燃料和水的重量分数计算如下：
wF＝(1-wA)SF
wW＝1-wA-wF
现在，例如，使用CET93可以计算出比冲量。产生最大冲量的组成(wA，wF，wW)如表1和表2所示。
在实施例中，用CET-93程序(见上文)计算了许多ADN/水/燃料溶液的理论比冲量(Isp)，每一实施例的结果列于表1和表2中。
结果将与肼比较，对于肼，在同样的条件下，Isp＝2,200Ns/kg，Ivsp大约为2,200Ns/dm3。
在下面的表中，所给的温度是当特定推进剂燃烧时产生的理论温度。
表1.最大理论真空比冲量时的组成。推进剂在0℃时饱和。Pc＝1.5MPa，ε＝50。
 实施例号    1     2     3     4     5
 燃料    丙酮     氨水     乙醇     甲醇     NMP
 溶剂混合物中的燃料(％)    25.0     40.0     29.0     32.0     32
 ADN(％)    67.18     77.27     61.0     64.30     63.0
 燃料(％)    8.20     9.09     11.3     11.42     11.7
 水(％)    24.62     13.64     27.2     24.28     25.3
 密度(g/cm3)    1.349     1.372     1.302     1.324     *
 Isp(Ns/kg)    2541     2515     2422     2518     2455
 Ivsp(Ns/dm3)    3428     3449     3153     3333     *
 温度(K)    2157     2109     1872     2077     2046
*密度未测
表2.最大理论真空比冲量时的组成。推进剂在0℃时饱和。Pc＝1.5MPa，ε＝50。
 实施例号  6  7  8  9
 燃料  甘油  乙二醇  1，4-丁二醇，BDO  三羟甲基丙烷，TMP
 溶剂混合物中的燃料(％)  33  33  24  25
 ADN(％)  61.00  62.00  63.62  64.08
 燃料(％)  12.87  12.54  8.73  8.98
 水(％)  26.13  25.46  27.65  26.94
 密度(g/cm3)  1.420  1.391  1.390  1.402
 Isp(Ns/kg)  2425  2457  2460  2470
 Ivsp(Ns/dm3)  3444  3418  3418  3463
 温度(K)  1972  2009  2005  2029
实施例5的推进剂，用DSC测定，如图2所示，在120℃时被点燃。在实际的实验中，推进剂滴到加热到200℃的热板上时，观察到了点燃。
从上表可以看出与含肼的推进剂相比，本发明的推进剂具有高的密度，从而具有吸引人的高的体积比冲量的推进剂。
应该了解，如果使用了在0℃以上饱和的溶液，对于上述ADN/水/燃料溶液中的任何一种而言，与肼相比，比冲量，特别是体积比冲量将增加，这是由于氧化剂和燃料的溶解度通常随温度的增加而增加这一原因造成的。这样，上述基于0℃时的饱和溶液的值仅认为是示例和用来表现本发明的液体推进剂的优异的冲量性能。
这样，从图3可以清楚地看到，不同推进剂的最大比冲量(Isp)值，包含22℃时饱和的溶液，比表1所示的相应的0℃时饱和的溶液的比冲量要大。
预期HADN在水或水+燃料中的溶解度明显地比ADN在上述溶剂中的溶解度要更大。这样，当其在本发明的推进剂中使用时，HADN将产生更高的Isp值，并且，更重要地，产生更高的Ivsp值。
与氧化剂相比过量的燃料可用于产生高能气体。而其本身在次级反应中又可以燃烧。
目前提供的优选组成是ADN/水/甘油，这主要是因为它在热板上于大约200℃时可以点燃，在点燃前，它不会释放出有毒的或易燃的蒸气，不像如乙醇、甲醇和丙酮等燃料，它不易挥发。
同样地，可以在本发明的推进剂中加入少量的物质，如稳定剂或在本领域任何其它通用的物质，而不背离本发明的范围。例如，由于ADN在酸性环境中不稳定，为了稳定化二硝酰胺，可以加入少量的合适的碱。当在本发明的推进剂中使用金属用于增加冲量时，可以含有防止金属沉积的试剂，或能够使其悬浮稳定的试剂。
然而，可以相信，在本发明的宽的定义范围内的其它氧化剂/水/燃料混合物可以具有更好的性能，本领域的熟练人员有能力不需进行过多的试验而发现这类混合物。

Claims (13)

1.一种液体单组份推进剂配方，包含下列物质的溶液：
A)一种下列通式的氧化剂
X-D    (I)
其中，
X是选自(H2NOH)2 +，OHNH3 +，NH4 +，CH3NH3 +，(CH3)2NH2 +，(CH3)3NH+，(CH3)4N+，C2H5NH4 +，(C2H5)2NH2 +，(C2H5)3NH+，(C2H5)4N+，(C2H5)(CH3)NH2 +，(C2H5)(CH3)NH2 +，(C2H5)(CH3)2N+，(C3H7)4N+，(C4H9)4N+，N2H5 +，CH3N2H4 +，(CH3)2N2H3 +，(CH3)3N2H2 +，(CH3)4N2H+，(CH3)5N2 +的阳离子；和
D是二硝酰胺阴离子，和；
B)燃料，和；
C)可选地，氧化剂的溶剂，所述溶剂或者可以与燃料混合，或者是所述燃料的溶剂，条件是如果(B)和(C)相同，或不含(C)时，所述燃料不是二甲基甲酰胺、硝基苯、或乙腈。
2.权利要求1要求的推进剂，其中溶剂是水、过氧化氢或它们的混合物。
3.权利要求1或2要求的推进剂，其中燃料是氧化剂的溶剂。
4.权利要求1或2要求的推进剂，其中所述燃料是一种或多种高能化合物，所述化合物选自含有1-6个碳原子的一元、二元、三元或多元醇、氨基酸、羧酸、酮、伯胺、仲胺和叔胺，甲酰胺，醛和饱和液体烃。
5.权利要求要求1或2的推进剂，其中所述组分在0℃形成氧化剂的饱和溶液。
6.权利要求1或2要求的推进剂，其中燃料选自N-甲基吡咯烷酮、甘氨酸、丙酮、甲醇、乙醇和甘油。
7.权利要求6要求的推进剂，其中燃料是甘油。
8.权利要求1或2要求的推进剂，其中所述推进剂含有占燃料+溶剂总重量15-55重量％的燃料。
9.权利要求8要求的推进剂，其中所述推进剂含有占燃料+溶剂总重量20-50重量％的燃料。
10.权利要求8要求的推进剂，其中所述推进剂含有占燃料+溶剂总重量25-45重量％的燃料。
11.权利要求8要求的推进剂，其中所述推进剂含有61％ADN，26％水和13重量％的甘油。
12.前述任何权利要求要求的推进剂，其中所述氧化剂的-X基团代表NH4 +或N2H5 +。
13.一种下述液态溶液作为液体单组份推进剂的用途，该溶液包含：
A)一种下列通式的氧化剂
X-D    (I)
其中，
X是阳离子；和
D是二硝酰胺阴离子，和；
B)燃料，和；
C)可选地，氧化剂的溶剂，所述溶剂或者可以与燃料混合，或者是所述燃料的溶剂。
CNB008042454A 1999-02-26 2000-02-23 二硝酰胺基液体单组份推进剂 Expired - Fee Related CN1321950C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/258,390 US6254705B1 (en) 1999-02-26 1999-02-26 Liquid propellant
SE9900715A SE513930C2 (sv) 1999-02-26 1999-02-26 Flytande drivmedel
SE99007155 1999-02-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1341086A CN1341086A (zh) 2002-03-20
CN1321950C true CN1321950C (zh) 2007-06-20

Family

ID=26663519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB008042454A Expired - Fee Related CN1321950C (zh) 1999-02-26 2000-02-23 二硝酰胺基液体单组份推进剂

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6254705B1 (zh)
EP (1) EP1192115B1 (zh)
JP (1) JP4536262B2 (zh)
CN (1) CN1321950C (zh)
AT (1) ATE243177T1 (zh)
AU (1) AU3468000A (zh)
BR (1) BR0008548A (zh)
DE (1) DE60003429T2 (zh)
IL (1) IL144743A (zh)
NO (1) NO20014152L (zh)
RU (1) RU2244704C2 (zh)
SE (1) SE513930C2 (zh)
WO (1) WO2000050363A1 (zh)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0950648A1 (en) 1998-04-15 1999-10-20 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Monopropellant system
SE0101751D0 (sv) * 2001-05-28 2001-05-28 Svenska Rymdaktiebolaget Ammonium dinitramide based liquid monopropellants exhibiting improved cumbustion stability and storage life
US7083690B2 (en) 2001-07-03 2006-08-01 Wiley Organics, Inc. Catalyst system for rendering organic propellants hypergolic with hydrogen peroxide
EP1427735B1 (en) * 2001-08-27 2007-08-08 Wiley Organics, Inc. Alkynylsilanes as fuels and rocket propellants
US8894782B2 (en) 2002-09-03 2014-11-25 Wiley Organics, Inc. Hypergolic hydrocarbon fuels
JP4500576B2 (ja) * 2004-04-01 2010-07-14 ダイセル化学工業株式会社 ガス発生剤組成物
JP4500586B2 (ja) * 2004-05-31 2010-07-14 ダイセル化学工業株式会社 ガス発生剤組成物
US8034133B2 (en) 2004-05-31 2011-10-11 Daicel Chemical Industries, Ltd. Gas generating composition
US7598002B2 (en) * 2005-01-11 2009-10-06 Material Methods Llc Enhanced electrochemical cells with solid-electrolyte interphase promoters
JP4061382B2 (ja) * 2005-05-26 2008-03-19 国立大学法人九州工業大学 二液式液体推進薬、飛行体推進方法および推進機
US7966805B2 (en) * 2007-05-15 2011-06-28 Raytheon Company Hydroxyl amine based staged combustion hybrid rocket motor
JP5711536B2 (ja) * 2007-11-09 2015-05-07 ファイアースター エンジニアリング，エルエルシー 一酸化二窒素と燃料とが混合されて成るモノプロペラント
US9481840B2 (en) * 2009-04-13 2016-11-01 University Of Alabama In Huntsville Hydroxyethylhydrazinium nitrate-acetone formulations and methods of making hydroxyethylhydrazinium nitrate-acetone formulations
WO2012166046A2 (en) * 2011-06-01 2012-12-06 Ecaps Ab Low-temperature operational and storable ammonium dinitramide based liquid monopropellant blends
CN102320906B (zh) * 2011-08-16 2013-03-06 湖北三江航天江河化工科技有限公司 一种酰胺类助剂及其制备方法
WO2013048315A2 (en) 2011-09-26 2013-04-04 Ecaps Aktiebolag Method and arrangement for conversion of chemical energy from aqueous, liquid, adn-based monopropellants into mechanical energy
FR2986229B1 (fr) 2012-01-27 2014-03-21 Centre Nat Detudes Spatiales Cnes Nouveaux monergols ioniques a base de n2o pour la propulsion spatiale
WO2013169192A1 (en) * 2012-05-09 2013-11-14 Ecaps Ab Improved reactor for ammonium dinitramide-based liquid mono-propellants, and thruster including the reactor
RU2547476C2 (ru) * 2012-07-04 2015-04-10 Николай Евгеньевич Староверов Ракетное топливо (варианты)
RU2523367C2 (ru) * 2012-07-09 2014-07-20 Николай Евгеньевич Староверов Ракетное горючее
RU2516825C1 (ru) * 2012-10-08 2014-05-20 Николай Евгеньевич Староверов Ракетное топливо староверова - 14 (варианты)
RU2516711C1 (ru) * 2012-10-16 2014-05-20 Николай Евгеньевич Староверов Ракетное топливо староверова - 15 (варианты)
US9182207B2 (en) * 2012-10-24 2015-11-10 Digital Solid State Propulsion, Inc. Liquid electrically initiated and controlled gas generator composition
WO2014084344A1 (ja) * 2012-11-30 2014-06-05 カーリットホールディングス株式会社 液体推進薬
CN103159577B (zh) * 2013-03-27 2015-09-02 北京理工大学 一种含adn的水下高能炸药及其制备方法
BR112015028850A2 (pt) 2013-05-20 2017-07-25 Ecaps Ab motor de foguete químico de modo duplo, sistema de propulsão de modo duplo, veículo espacial, e, uso de uma combinação de bipropelente
KR20160011656A (ko) 2013-05-29 2016-02-01 이삽스 에이비 듀얼 모드 화학 로켓 엔진, 및 상기 로켓 엔진을 포함하는 듀얼 모드 추진 시스템
RU2570012C1 (ru) * 2014-05-13 2015-12-10 Николай Евгеньевич Староверов Ракетное топливо староверова - 3 /варианты/
JP2015218096A (ja) * 2014-05-20 2015-12-07 カーリットホールディングス株式会社 液体推進薬
RU2572886C1 (ru) * 2014-06-17 2016-01-20 Николай Евгеньевич Староверов Ракетное топливо староверова - 17 /варианты/
RU2570444C1 (ru) * 2014-06-17 2015-12-10 Николай Евгеньевич Староверов Ракетное топливо староверова - 19 /варианты/
RU2572887C1 (ru) * 2014-07-04 2016-01-20 Николай Евгеньевич Староверов Ракетное топливо староверова - 20 /варианты/
JP6472628B2 (ja) * 2014-09-30 2019-02-20 カーリットホールディングス株式会社 液体推進薬の製造方法
DE102014016299A1 (de) * 2014-11-06 2016-05-12 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) Gasgenerator-Treibstoff auf der Basis von Ammoniumdinitramid (ADN) und Verfahren zu seiner Herstellung
JP7088740B2 (ja) * 2018-05-17 2022-06-21 カーリットホールディングス株式会社 液体推進剤およびその添加剤
JP7250304B2 (ja) * 2018-09-26 2023-04-03 国立大学法人室蘭工業大学 タービン駆動用ガスジェネレータの推進剤及びその製造方法
CN109694044B (zh) * 2018-12-21 2020-09-18 湖北航天化学技术研究所 一种二硝酰胺羟胺的制备方法
WO2023026312A1 (ja) * 2021-08-22 2023-03-02 合同会社パッチドコニックス 宇宙機搭載の推進剤および推進機関と、それらの方法
CN116217314B (zh) * 2023-04-25 2024-01-23 湖北航天化学技术研究所 一种复合含能粒子及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998039274A1 (en) * 1997-03-05 1998-09-11 Automotive Systems Laboratory, Inc. Gas generant complex oxidizers with multimetal cations

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5223057A (en) 1969-03-28 1993-06-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Monopropellant aqueous hydroxyl ammonium nitrate/fuel
US5254324A (en) * 1990-06-18 1993-10-19 Sri International Dinitramide salts and method of making same
US5714714A (en) * 1992-10-15 1998-02-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Process for preparing ammonium dinitramide
US5292387A (en) * 1993-01-28 1994-03-08 Thiokol Corporation Phase-stabilized ammonium nitrate and method of making same
US5324075A (en) * 1993-02-02 1994-06-28 Trw Inc. Gas generator for vehicle occupant restraint
US5529649A (en) * 1993-02-03 1996-06-25 Thiokol Corporation Insensitive high performance explosive compositions
US5498303A (en) 1993-04-21 1996-03-12 Thiokol Corporation Propellant formulations based on dinitramide salts and energetic binders
US5441720A (en) * 1993-07-13 1995-08-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Pentafluorosulfanylnitramide salts
US5467714A (en) * 1993-12-16 1995-11-21 Thiokol Corporation Enhanced performance, high reaction temperature explosive
US5587553A (en) * 1994-11-07 1996-12-24 Thiokol Corporation High performance pressable explosive compositions
US5468313A (en) * 1994-11-29 1995-11-21 Thiokol Corporation Plastisol explosive
US5868424A (en) * 1996-03-06 1999-02-09 Oea, Inc. Substantially smoke-free and particulate-free inflator for inflatable safety restraint system
US5684269A (en) * 1996-03-15 1997-11-04 Morton International, Inc. Hydroxylammonium nitrate/water/self-deflagrating fuels as gas generating pyrotechnics for use in automotive passive restraint systems
US6120058A (en) 1996-08-23 2000-09-19 Trw Vehicle Safety Systems Inc. Air bag inflator
US5780769A (en) * 1996-08-26 1998-07-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Thermal stabilization of N,N-dinitramide salts
JP3884127B2 (ja) * 1997-06-30 2007-02-21 細谷火工株式会社 一液推進方法および一液推進装置
EP0950648A1 (en) 1998-04-15 1999-10-20 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Monopropellant system
US5889161A (en) * 1998-05-13 1999-03-30 Sri International N,N'-azobis-nitroazoles and analogs thereof as igniter compounds for use in energetic compositions

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998039274A1 (en) * 1997-03-05 1998-09-11 Automotive Systems Laboratory, Inc. Gas generant complex oxidizers with multimetal cations

Also Published As

Publication number Publication date
JP4536262B2 (ja) 2010-09-01
IL144743A (en) 2004-06-20
ATE243177T1 (de) 2003-07-15
IL144743A0 (en) 2002-06-30
US6254705B1 (en) 2001-07-03
BR0008548A (pt) 2001-11-06
DE60003429D1 (de) 2003-07-24
RU2244704C2 (ru) 2005-01-20
DE60003429T2 (de) 2004-05-06
NO20014152D0 (no) 2001-08-27
SE9900715L (sv) 2000-08-27
EP1192115A1 (en) 2002-04-03
WO2000050363A1 (en) 2000-08-31
EP1192115B1 (en) 2003-06-18
SE513930C2 (sv) 2000-11-27
AU3468000A (en) 2000-09-14
JP2002537218A (ja) 2002-11-05
NO20014152L (no) 2001-09-27
SE9900715D0 (sv) 1999-02-26
CN1341086A (zh) 2002-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1321950C (zh) 二硝酰胺基液体单组份推进剂
US6652682B1 (en) Propellant composition comprising nano-sized boron particles
Florczuk et al. Performance evaluation of the hypergolic green propellants based on the HTP for a future next generation spacecrafts
US6849247B1 (en) Gas generating process for propulsion and hydrogen production
Shamshina et al. Catalytic ignition of ionic liquids for propellant applications
Karabeyoglu et al. Evaluation of fuel additives for hybrid rockets and SFRJ systems
Matsunaga et al. Preparation and thermal decomposition behavior of ammonium dinitramide-based energetic ionic liquid propellant
WO2001009063A2 (en) Premixed liquid monopropellant solutions and mixtures
Silva et al. Green propellants: oxidizers
Mezroua et al. Unraveling the role of ammonium perchlorate on the thermal decomposition behavior and kinetics of NC/DEGDN energetic composite
Natan et al. Hypergolic ignition by fuel gellation and suspension of reactive or catalyst particles
Mayer et al. Green propulsion research at TNO the Netherlands
JP2805500B2 (ja) ロケットエンジンのための高性能組合せ推進剤
Rarata et al. Hydrogen peroxide as a high energy compound optimal for propulsive applications
Zhang et al. Effect of hexanitroethane (HNE) and hydrazinium nitroformate (HNF) on energy characteristics of composite solid propellants
Mellor A preliminary technical review of DMAZ: a low-toxicity hypergolic fuel
US3088272A (en) Stable propellants
Mota et al. Novel hypergolic green fuels with hydrogen peroxide for propulsion systems
US20140109551A1 (en) Solid chemical rocket propulsion system
Kumar et al. Catalytic effects of Cu-Co* on the thermal decomposition of AN and AN/KDN based green oxidizer and propellant samples
US2951335A (en) Stable propellants
US2994191A (en) Operation of reaction motors
Mehendiratta et al. A review on different propellant materials for space vehicles and their characterisation
WO2011001435A1 (en) Hypergolic ignition system for gelled rocket propellant
Gao et al. Hypergolic ionic liquid fuels and oxidizers

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: AIR SPACE CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SVENSKA RYMDAKTIEBOLAGET

Effective date: 20070713

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070620

Termination date: 20190223

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee