RU2133367C1 - Горючее для жидкостных ракетных двигателей - Google Patents
Горючее для жидкостных ракетных двигателей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2133367C1 RU2133367C1 RU95101403A RU95101403A RU2133367C1 RU 2133367 C1 RU2133367 C1 RU 2133367C1 RU 95101403 A RU95101403 A RU 95101403A RU 95101403 A RU95101403 A RU 95101403A RU 2133367 C1 RU2133367 C1 RU 2133367C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- lithium
- ammonia
- absence
- liquid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Горючее может быть использовано в жидкостных ракетных двигателях. В качестве горючего применен раствор лития в аммиаке. Это горючее имеет преимущества, характерные для известных металлосодержащих горючих, такие, как высокая теплотворная способность и высокий удельный импульс тяги, получаемый при их применении. А кроме того это горючее имеет такие положительные особенности чисто жидких горючих, как высокая простота, надежность и эффективность их подачи в камеру сгорания, низкая вязкость, полное отсутствие опасности засорения магистралей и форсунок (при отсутствии примесей), отсутствие эффекта расслаивания и высокая стабильность состава.
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области ракетной техники, а именно - к горючим для жидкостных ракетных двигателей.
Известно применение аммиака NH3 в качестве горючего для жидкостных ракетных двигателей - см., например, стр.217 в книге "Теория ракетных двигателей" - авторы В.Е.Алемасов, А.Ф.Дрегалин, А.П.Тишин, Москва изд. "Машиностроение", 1980 г. Недостатком этого горючего является невысокий удельный импульс тяги, получаемый при его использовании даже с высокоэффективными криогенными окислителями. Так, например, при использовании в жидкостном ракетном двигателе (ЖРД) в качестве топлива жидкого аммиака и жидкого кислорода получают удельный импульс тяги в пустоте (Iу.п.), равный 3472 м/с (при давлении в камере сгорания (Рк.), равном 10000 кПа, степени расширения продуктов сгорания (ε), равной 1000, и при коэффициенте избытка окислителя (αoк), равном 1,0).
Наиболее близким к заявляемому объекту является металлосодержащее горючее, состоящее из жидкого горючего компонента и суспензии или геля лития, бериллия или алюминия - см. стр.222-224 в указанной выше книге. Недостатками такого горючего являются невысокая стабильность, связанная с расслаиванием его составных частей, и сложность его подачи в камеру сгорания.
Целью предлагаемого технического решения является совмещение преимуществ, характерных для известных металлосодержащих горючих, - таких как высокая теплотворная способность и высокий удельный импульс тяги, получаемый при их применении, - с такими положительными особенностями чисто жидких горючих компонентов, как высокая эффективность, простота и надежность их подачи в камеру сгорания ЖРД, низкая вязкость, полное отсутствие опасности засорения магистралей, отсутствие эффекта расслаивания и высокая стабильность состава.
Указанная цель достигается в результате применения раствора лития (Li) в жидком аммиаке (NH3) в качестве горючего для жидкостных ракетных двигателей.
Известно применение раствора лития в жидком аммиаке в качестве высокоэффективного восстановителя (см. книгу "Современная неорганическая химия" (том 2), Ф.Коттон, Дж.Уилкинсон, М. изд. "Мир", 1969г., стр.166), а также в качестве среды для осуществления разнообразных химических реакций и получения на этой основе различных органических и неорганических соединений (см. книгу "Курс неорганической химии" (том II), Г.Реми, М., изд. "Мир", 1974г., стр.715).
Раствор лития в жидком аммиаке существует при нормальном атмосферном давлении не только в области температур существования жидкого аммиака (от -77,8oС до -33,4oС,), но и при температурах от -33,4oС до температуры плавления лития (+180,54oС), а также в диапазоне температур от -77,8oС до -183oС. При температуре, равной -33,4oС, в аммиаке растворяется примерно 15% (мольных) лития. С повышением температуры растворимость лития в NH3 быстро возрастает и становится бесконечно большой при температуре плавления щелочного металла (при этом литий смешивается с аммиаком в любых отношениях). Аммиак из концентрированных растворов испаряется, медленно, так как давление его насыщенных паров стремится к нулю при увеличении концентрации металла. (Удельный вес концентрированного раствора лития в жидком аммиаке при +20oС равен 0,48 г/см3).
В предлагаемом горючем концентрация лития может задаваться (меняться) в широких пределах - от долей процента (по массе) до практически 100%. Поэтому указывать предельные значения минимальной и максимальной концентрации лития в его растворе в аммиаке нецелесообразно, так как диапазон возможных рабочих концентраций равен практически ста процентам. Следует, однако, отметить, что наиболее целесообразно, естественно, применение в качестве горючего концентрированных растворов. Как отмечается выше, растворимость лития в аммиаке существенно зависит от температуры, поэтому характерной особенностью предлагаемого горючего является достаточно широкий рабочий температурный диапазон - от примерно минус 40oС до плюс 60 - 90oС.
Если в предлагаемом горючем концентрация лития равна 30 - 70% (мольных), то в ЖРД возможен режим горения лития и термического разложения аммиака (без горения водорода), что обеспечивает существенное уменьшение средней молекулярной массы продуктов сгорания и, следовательно, дополнительное увеличение удельного импульса тяги. Для увеличения эффективности указанного процесса в состав одного из компонентов может вводиться дополнительно катализатор для каталического разложения (в камере сгорания и/или в сопле) аммиака в количестве, равном нескольким десятым доли процента от массы аммиака в предлагаемом горючем. Этот катализатор может либо входить в состав выбранного компонента, либо вводиться в его состав непосредственно перед его поступлением (подачей) в камеру сгорания.
В качестве такого катализатора могут быть использованы, например, вещества, используемые для каталитического разложения гидразина или для синтеза аммиака.
Следует отметить, что использование в качестве горючего чистого (со 100% концентрацией) лития требует либо решения проблемы его подачи в камеру сгорания в твердом виде (например, в виде порошка), либо решения проблемы его хранения и подачи в камеру сгорания в расплавленном состоянии при температуре +190 - 200oС. Вероятность положительного решения этих 2-х проблем представляется крайне незначительной, поэтому использование раствора лития в аммиаке является, вероятно, достаточно близким к оптимальному решением проблемы создания эффективного металлосодержащего горючего для ЖРД.
Оценка величины удельного импульса тяги, который может быть получен при использовании предлагаемого горючего (без учета изменения энтальпии при образовании раствора), показывает, что применение раствора лития в аммиаке в качестве горючего для ЖРД позволяет существенно - до 10 - 15% - увеличить удельный импульс тяги двигателя по сравнению с удельным импульсом тяги, получаемым при использовании в качестве горючего аммиака (окислитель при этом используется один и тот же). В качестве окислителя вместе с предлагаемым горючим могут использоваться практически все известные окислители - как криогенные, так и не криогенные, например, O2, F2, OF2, NF3, N2F4, ClF5 и др.
В приципе, при определенных условиях в качестве горючего для ЖРД или иных двигателей (например для ПВРД, ТРД и т.п.) могут быть использованы растворы в аммиаке и иных щелочных или щелочноземельных элементов, а также их смеси.
Итак, предлагаемое металлосодержащее горючее позволяет не только увеличить удельный импульс тяги, но и обеспечивает получение эксплуатационных характеристик, свойственных обычным жидким горючим, - простоты и надежности их подачи в камеру сгорания, низкой вязкости, отсутствия опасности засорения магистралей и форсунок, что определяется стабильностью состава и отсутствием опасности расслоения компонента.
Claims (1)
- Применение раствора лития в аммиаке в качестве горючего для жидкостных ракетных двигателей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95101403A RU2133367C1 (ru) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | Горючее для жидкостных ракетных двигателей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95101403A RU2133367C1 (ru) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | Горючее для жидкостных ракетных двигателей |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95101403A RU95101403A (ru) | 1996-11-20 |
RU2133367C1 true RU2133367C1 (ru) | 1999-07-20 |
Family
ID=20164427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95101403A RU2133367C1 (ru) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | Горючее для жидкостных ракетных двигателей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2133367C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6415596B1 (en) | 1998-07-28 | 2002-07-09 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo ″NPO Energomash imeni akademika V.P. | Method for increasing the specific impulse in a liquid-propellant rocket engine and rocket powder unit for realising the same |
RU2442904C2 (ru) * | 2010-05-21 | 2012-02-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Ракетное топливо для жидкостных ракетных двигателей |
RU2557657C1 (ru) * | 2014-06-24 | 2015-07-27 | Михаил Павлович Зеленов | Топливная композиция и способ ее получения |
RU2586442C2 (ru) * | 2012-02-21 | 2016-06-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Ракетный двигатель староверова - 5 /варианты/ |
RU172588U1 (ru) * | 2016-06-20 | 2017-07-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Лин Индастриал" | Трехкомпонентная жидкостная ракетная установка на криогенных экологически чистых компонентах |
-
1995
- 1995-01-31 RU RU95101403A patent/RU2133367C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Алемасов В.Е. и др. Теория ракетных двигателей. - М.: Машиностроение, 1980, с.217, 222, 224. Коттон Ф. И др. Современная неорганическая химия, т.2. - М.: Мир, 1969, с.166. Реми Г. Курс неорганической химии, т.2, М.: Мир, 1974, с.715. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6415596B1 (en) | 1998-07-28 | 2002-07-09 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo ″NPO Energomash imeni akademika V.P. | Method for increasing the specific impulse in a liquid-propellant rocket engine and rocket powder unit for realising the same |
RU2442904C2 (ru) * | 2010-05-21 | 2012-02-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Ракетное топливо для жидкостных ракетных двигателей |
RU2586442C2 (ru) * | 2012-02-21 | 2016-06-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Ракетный двигатель староверова - 5 /варианты/ |
RU2557657C1 (ru) * | 2014-06-24 | 2015-07-27 | Михаил Павлович Зеленов | Топливная композиция и способ ее получения |
RU172588U1 (ru) * | 2016-06-20 | 2017-07-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Лин Индастриал" | Трехкомпонентная жидкостная ракетная установка на криогенных экологически чистых компонентах |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95101403A (ru) | 1996-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4536262B2 (ja) | ジニトラミド系液体モノ推進剤 | |
US2393594A (en) | Operation of internal-combustion engines | |
US6849247B1 (en) | Gas generating process for propulsion and hydrogen production | |
GB1587256A (en) | Method of combustion of fuels and fuel compositions | |
US7966805B2 (en) | Hydroxyl amine based staged combustion hybrid rocket motor | |
JP2805500B2 (ja) | ロケットエンジンのための高性能組合せ推進剤 | |
RU2133367C1 (ru) | Горючее для жидкостных ракетных двигателей | |
US2978864A (en) | Ammonium nitrate explosives | |
US5611824A (en) | Fullerene jet fuels | |
US3088272A (en) | Stable propellants | |
US2951335A (en) | Stable propellants | |
JPH06511546A (ja) | 爆発物を燃焼させる装置と方法 | |
Lips | Heterogeneous combustion of highly aluminized hybrid fuels | |
COHEN | Combustion considerations in fuel-rich propellant systems. | |
US3132977A (en) | Hydrazine base fuel | |
US3167908A (en) | Rocket propellant system | |
US2930684A (en) | Propellant combination including liquid fluorine and liquid oxide oxidizer | |
US3345821A (en) | Storable liquid rocket propellants containing tetranitromethane with difluoramino compounds and method of use | |
US3658609A (en) | Low freezing hydrazine based fuels | |
US2993335A (en) | Reaction motor fuel | |
JPS609999B2 (ja) | 無煙性コンポジツト推進薬 | |
US3742710A (en) | Termination fluids for solid stop-start propellant rocket motors | |
US2859833A (en) | Recovery of acetylene from gases, and acetylene-n-substituted pyrrole compositions | |
US2869320A (en) | Hypergolic fuel and its method of use in developing thrust | |
US3061489A (en) | Stable propellants |