RU2541526C1 - Fuel for hypersonic athodyd - Google Patents

Fuel for hypersonic athodyd Download PDF

Info

Publication number
RU2541526C1
RU2541526C1 RU2013154663/04A RU2013154663A RU2541526C1 RU 2541526 C1 RU2541526 C1 RU 2541526C1 RU 2013154663/04 A RU2013154663/04 A RU 2013154663/04A RU 2013154663 A RU2013154663 A RU 2013154663A RU 2541526 C1 RU2541526 C1 RU 2541526C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
hypersonic
closo
athodyd
engines
Prior art date
Application number
RU2013154663/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Олегович Грек
Максим Владимирович Масюков
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ
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 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ
Priority to RU2013154663/04A priority Critical patent/RU2541526C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2541526C1 publication Critical patent/RU2541526C1/en

Links

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention describes the fuel for hypersonic athodyd based on T-10 hydrocarbon fuel. Note here that fuel containing 1.7-dimethyl dicarbo-closo-octocarboran at the following ratio of components, wt %: 1.7-dimethyl dicarbo-closo-octocarboran - 70, T-10 fuel - 30.
EFFECT: invariable physical-chemical properties in the wide temperature range.
1 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к топливам для прямоточных воздушно-реактивных двигателей, в частности к составам на основе борорганических соединений, обладающих высокой удельной теплотой сгорания.The present invention relates to fuels for ramjet engines, in particular to compositions based on organoboron compounds with high specific heat of combustion.

Известно, что в качестве горючего для ГПВРД были предложены сжиженные водород и метан [2, 3], а также углеводородные горючие марок JP-7, JP-10 [2, 3, 4]. Известны жидкие борсодержащие горючие, представляющие собой смеси изопропилметакарборана с углеводородами: толуол, циклин, квадран, нафтил, алкилпроизводные бензола, а также топливами Т-6, RJ-5 и некоторыми другими [5].It is known that liquefied hydrogen and methane [2, 3], as well as hydrocarbon fuels of the JP-7, JP-10 grades [2, 3, 4] were proposed as fuel for the scramjet engine. Liquid boron-containing fuels are known, which are mixtures of isopropylmethacarborane with hydrocarbons: toluene, cyclin, quadran, naphthyl, alkyl benzene derivatives, as well as T-6, RJ-5 fuels and some others [5].

Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является «Композиция твердого горючего» («Composition for solid fuel») [6]. Указанное техническое решение имеет существенные преимущества перед предшествовавшими аналогами, содержит в своем составе карборан (С2B10H12) и его производные в количестве 4-15% масс. Недостатками твердых топлив для ПВРД являются их низкие по сравнению с ПВРД на жидком горючем и атмосферном воздухе энергетические характеристики, а также повышенная чувствительность к механическим и температурным воздействиям. Кроме того, на гиперзвуковых скоростях полета необходимо охлаждение элементов конструкции двигателя, в том числе за счет циркуляции жидкого горючего в рубашке охлаждения.The closest analogue of the claimed technical solution is “Composition for solid fuel” (“Composition for solid fuel”) [6]. The specified technical solution has significant advantages over previous analogues, contains in its composition carboran (C 2 B 10 H 12 ) and its derivatives in the amount of 4-15% of the mass. The disadvantages of solid fuels for ramjet engines are their low energy characteristics in comparison with ramjet engines on liquid fuel and atmospheric air, as well as increased sensitivity to mechanical and temperature influences. In addition, at hypersonic flight speeds, it is necessary to cool the engine structural elements, including due to the circulation of liquid fuel in the cooling jacket.

Технической задачей настоящего изобретения является создание топлива для гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя с повышенной энергоемкостью, сохраняющего свои физико-химические свойства в широком диапазоне температур, за счет сочетания энергоемкого низкозамерзающего и высокотермостабильного горючего 1,7-диметилдикарба-клозо-октокарборана и углеводородного горючего Т-10, в соотношении, мас.%:An object of the present invention is to provide fuel for a hypersonic ramjet engine with increased energy intensity, retaining its physicochemical properties in a wide temperature range due to the combination of energy-intensive low-freezing and highly heat-stable fuel 1,7-dimethyldicarb-closo-octocarborane and hydrocarbon fuel T -10, in the ratio, wt.%:

1,7-диметилдикарба-клозо-октокарборан1,7-dimethyldicarb-closo-octocarborane 7070 горючее Т-10fuel T-10 30thirty

Сравнительный анализ технического решения с известным показывает, что заявляемое техническое решение отличается тем, что в качестве топлива для гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя предложено использовать смесь из горючего Т-10 и 1,7-диметилдикарба-клозо-октокарборана.A comparative analysis of the technical solution with the known one shows that the claimed technical solution is characterized in that it is proposed to use a mixture of T-10 fuel and 1,7-dimethyldicarb-closo-octocarborane as a fuel for a hypersonic ramjet engine.

При увеличении скорости полета летательного аппарата, оснащенного ПВРД, уменьшается относительный подогрев воздуха в двигателе θ, равный отношению температуры в камере сгорания к температуре торможения холодного воздуха на входе в воздухозаборник, за счет роста температуры торможения холодного воздуха. При достаточном росте скорости полета наступает «тепловая смерть» воздушно-реактивного двигателя, так как относительный подогрев приближается к единице [2].With an increase in the flight speed of an aircraft equipped with ramjet engine, the relative heating of the air in the engine θ decreases, equal to the ratio of the temperature in the combustion chamber to the braking temperature of cold air at the inlet of the air intake, due to an increase in the braking temperature of cold air. With a sufficient increase in flight speed, a "thermal death" of the jet engine occurs, since relative heating approaches unity [2].

1,7-диметилдикарба-клозо-октокарборан обладает высокой удельной теплотой сгорания ≈ 50000 кДж/кг, высокой термической стабильностью, а также достаточно низкой температурой плавления (-60°С) по сравнению с другими представителями данного класса соединений. Смешение 1,7-диметилдикарба-клозо-октокарборана с Т-10 осуществляется с целью придания топливу оптимальных эксплуатационных свойств.1,7-dimethyldicarb-closo-octocarborane has a high specific heat of combustion ≈ 50,000 kJ / kg, high thermal stability, and also a fairly low melting point (-60 ° C) compared with other representatives of this class of compounds. The mixture of 1,7-dimethyldicarb-closo-octocarborane with T-10 is carried out in order to give the fuel optimal operating properties.

Эффективность применения топлива в гиперзвуковом прямоточном воздушно-реактивном двигателе станет очевидна при расчете относительного подогрева θ для двух штатных углеводородных горючих Т-6, Т-10 и топлива состоящего из 1,7-диметилдикарба-клозо-октокарборана (70 мас.%) и Т-10 (30 мас.%) (для идеального ПВРД). Полученные расчетные данные представлены в таблице 1.The efficiency of using fuel in a hypersonic ramjet engine will become apparent when calculating the relative heating θ for two standard hydrocarbon fuels T-6, T-10 and fuel consisting of 1,7-dimethyldicarb-closo-octocarborane (70 wt.%) And T -10 (30 wt.%) (For ideal ramjet). The obtained calculated data are presented in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Данную топливную композицию предполагается использовать в гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателях авиационной и ракетно-космической техники.This fuel composition is supposed to be used in hypersonic ramjet engines of aviation and space rocket technology.

Представленная топливная композиция решает проблему недостаточной теплопроизводительности горючих предлагаемых к использованию в ГПВРД для скоростей полета 6-10М, а также недостаточной физико-химической устойчивости при эксплуатации в широком диапазоне температур.The presented fuel composition solves the problem of insufficient heat production of fuels proposed for use in the scramjet engine for flight speeds of 6-10M, as well as insufficient physical and chemical stability during operation in a wide temperature range.

Источники информацииInformation sources

1. Р. Граймс Карбораны: Монография. - М.: Издательство «МИР», 1974.1. R. Grimes Karborany: Monograph. - M .: MIR Publishing House, 1974.

2. Артемов О.А. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели (расчет характеристик): Монография. - М.: Компания Спутник+, 2006.2. Artemov O.A. Ramjet engines (calculation of characteristics): Monograph. - M .: Sputnik + Company, 2006.

3. Tom Anderlis. The way to hyper plane // The Industrial Physicist American Institute of Physics, Дин Андреадис, March, 2005.3. Tom Anderlis. The way to hyper plane // The Industrial Physicist American Institute of Physics, Dean Andreadis, March 2005.

4. Петрухин Н.В., Сергеев С.М., Прокопенко О.А. Требования к горючим для гиперзвуковых двигателей ракетно-космической техники // Сборник научных трудов ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина» по актуальным вопросам проектирования космических систем и комплексов. - М.: ФГУП НПО им. С.А. Лавочкина, 2011.4. Petrukhin N.V., Sergeev S.M., Prokopenko O.A. Fuel requirements for hypersonic engines of rocket and space technology // Collection of scientific papers of FSUE NPO named after S.A. Lavochkina ”on current issues in the design of space systems and complexes. - M.: FSUE NPO them. S.A. Lavochkina, 2011.

5. Бакулин В.Н., Дубовкин Н.Ф., Котов В.Н., Сорокин В.А., Францкевич В.П., Яновский Л.С. Энергоемкие горючие для авиационных и ракетных двигателей / Под ред. Л.С. Яновского. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009.5. Bakulin V.N., Dubovkin N.F., Kotov V.N., Sorokin V.A., Frantskevich V.P., Yanovsky L.S. Energy-intensive fuels for aircraft and rocket engines / Ed. L.S. Yanovsky. - M .: FIZMATLIT, 2009.

6. Патент России №2288207.6. Patent of Russia No. 2288207.

Claims (1)

Топливо для гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя на основе углеводородного горючего Т-10, отличающееся тем, что приготовлена смесь из горючего Т-10 и 1,7-диметилдикарба-клозо-октокарборана с получением состава, мас.%:
1,7-диметилдикарба-клозо-октокарборан 70 горючее Т-10 30
Fuel for a hypersonic ramjet engine based on a T-10 hydrocarbon fuel, characterized in that a mixture of T-10 fuel and 1,7-dimethyldicarb-closo-octocarborane is prepared to obtain a composition, wt.%:
1,7-dimethyldicarb-closo-octocarborane 70 fuel T-10 thirty
RU2013154663/04A 2013-12-10 2013-12-10 Fuel for hypersonic athodyd RU2541526C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154663/04A RU2541526C1 (en) 2013-12-10 2013-12-10 Fuel for hypersonic athodyd

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154663/04A RU2541526C1 (en) 2013-12-10 2013-12-10 Fuel for hypersonic athodyd

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2541526C1 true RU2541526C1 (en) 2015-02-20

Family

ID=53288684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013154663/04A RU2541526C1 (en) 2013-12-10 2013-12-10 Fuel for hypersonic athodyd

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2541526C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3149010A (en) * 1962-05-07 1964-09-15 Du Pont Composition comprising a hydrazine and a hydrazinum polyhydrodecaborate
US5320692A (en) * 1981-11-25 1994-06-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Solid fuel ramjet composition
RU2288207C1 (en) * 2005-06-03 2006-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ФГУП ГНИИХТЭОС) Composition for solid fuel
US7572303B2 (en) * 1997-12-08 2009-08-11 Octane International, Ltd. Fuel compositions exhibiting improved fuel stability

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3149010A (en) * 1962-05-07 1964-09-15 Du Pont Composition comprising a hydrazine and a hydrazinum polyhydrodecaborate
US5320692A (en) * 1981-11-25 1994-06-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Solid fuel ramjet composition
US7572303B2 (en) * 1997-12-08 2009-08-11 Octane International, Ltd. Fuel compositions exhibiting improved fuel stability
RU2288207C1 (en) * 2005-06-03 2006-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ФГУП ГНИИХТЭОС) Composition for solid fuel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2013151841A (en) A TURBO MACHINE CONTAINING A DETONATION CAMERA AND A FLYING APPARATUS EQUIPPED WITH SUCH A TURBO MACHINE
RU2659780C2 (en) High-octane unleaded aviation gasoline
Turan et al. Some exergetic measures of a JT8D turbofan engine
BR112018077401A2 (en) two-cycle diesel engine configured for operation with high temperature combustion chamber surfaces
BR102014018406A2 (en) unleaded aviation fuel composition
RU2541526C1 (en) Fuel for hypersonic athodyd
Akçay et al. An investigation of euro diesel-hydrogen dual-fuel combustion at different speeds in a small turbojet engine
Liang et al. Characterizing combustion performance and PM emissions of an aviation compression ignition engine by fueling RP-3 kerosene and RP-3/pentanol blends
CN106777821B (en) Altitude start ignition oil supply amount calculation method for aviation turbofan engine
BR112014027914A2 (en) reactor, rocket engine, and use of a reactor
Rothrock et al. Fuel Vaporization and Its Effect on Combustion in a High-Speed Compression-Ignition Engine
RU2571088C1 (en) Supersonic combustion ramjet fuel
Levin et al. Influence of hydrogen additives on cycle-to-cycle variability of working process of rotary engine
RU2584947C1 (en) Fuel for hypersonic straight-jet engine
Frolov et al. Autoignition and combustion of hydrocarbon-hydrogen-air homogeneous and heterogeneous ternary mixtures
Foster Ignition-energy requirements in a single tubular combustor
US3109029A (en) Preparation of triallylborine
US2947618A (en) Liquid fuels for reaction motors
US3113425A (en) Ortho-substituted bicyclohexyl hydrocarbons as high energy fuels
GB2522080A (en) Low weight aircraft engine intake pre-cooler
Qian et al. Performance of continuously rotating detonation combustor
GB650444A (en) Improvements in or relating to a method of producing hot gases for the purpose of jet propulsion
GU et al. Analysis about the influences of different fuels on the combustion stability of a heavy duty diesel engine
Behringer Effect of ethanol and butanol content in future fuel blends on spray and combustion characteristics in DISI engines
Shaikin et al. Influence of the Flame Speed on the Power, Fuel Consumption, and Efficiency of the Aircraft Piston Engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151211