UA83581U - Сумішеве пастоподібне ракетне паливо - Google Patents

Сумішеве пастоподібне ракетне паливо Download PDF

Info

Publication number
UA83581U
UA83581U UAA201210698U UAA201210698U UA83581U UA 83581 U UA83581 U UA 83581U UA A201210698 U UAA201210698 U UA A201210698U UA A201210698 U UAA201210698 U UA A201210698U UA 83581 U UA83581 U UA 83581U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
fuel
oxidizer
rocket
ammonium perchlorate
combustion chamber
Prior art date
Application number
UAA201210698U
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Иванович Сердюк
Сергей Григорьевич Бондаренко
Камарго Гомеш Родриго
Original Assignee
Анатолий Иванович Сердюк
Сергей Григорьевич Бондаренко
Камарго Гомеш Родриго
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 Анатолий Иванович Сердюк, Сергей Григорьевич Бондаренко, Камарго Гомеш Родриго filed Critical Анатолий Иванович Сердюк
Priority to UAA201210698U priority Critical patent/UA83581U/uk
Publication of UA83581U publication Critical patent/UA83581U/uk

Links

Landscapes

  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

Cумішеве пастоподібне ракетне паливо, що витиснюється у камеру згоряння ракетного двигуна з регульованою тягою, має у своєму складі: органічне адгезійне рідинно-в'язке зв'язуюче і металевий порошок (як пальне) та циклічні органічні нітросполуки з перхлоратом амонію (як окислювач).

Description

Корисна модель належить до ракетно-космічної техніки, зокрема до створення та використання сумішевого пастоподібного палива для ракетно-космічних двигунів з регульованою за величиною тягою, за допомогою дозованого витискання палива в камеру згоряння. Він може бути використаним у космічній техніці як акумулятор енергії при русі у міжорбітальних польотах і як виконавчий орган реактивної системи керування ракетних носіїв і космічних апаратів.
Ракетні двигуни на пастоподібному унітарному паливі з регульованою тягою через дозовану подачу палива в камеру згоряння є більш ефективними в порівнянні з двигунами на рідинному та твердому паливі. Рідинні ракетні (двокомпонентні) палива хоч і забезпечують достатньо високі енергетичні характеристики та керування величиною тяги двигуна, але при цьому значно ускладнюють конструкцію та збільшують його загальну масу; необхідність використання двох паливних баків, насосних агрегатів, витисних газогенераторів, комплексу різноманітної пневмогідроарматури і т.п. Сумішеві палива та твердопаливні заряди з них, при горінні в камері згоряння, яка є корпусом двигуна, не можуть забезпечити регулювання величини тяги його, а також при обмеженні тиску продуктів згоряння (до (70-100) «105 Па) у корпусі, особливо при тривалому часі роботи, не можуть забезпечити повне віддавання хімічної енергії, яка закладена в паливо. Тому розробка та використання в ракетно-космічній техніці високоенергетичних пастоподібних палив (з питомим імпульсом тяги при відношенні тиску в камері згоряння до тиску на зрізі сопла рк/ра- 40/0,02 не менш 3000 м/с) є надзвичайно актуальним.
З опису патенту США Мо 4047382 (1977 р.) відомо застосування унітарного пастоподібного палива, яке витиснюється з паливного баку в камеру згоряння, через регульований (за програмою) кільцевий проміжок філь'єри. Внаслідок цього забезпечується зміна секундної витрати палива та регулювання величини тяги двигуна.
Недоліком відомого пастоподібного палива, що застосовується в ракетній установці по патенту США Мо 4047382, є його низька питома тяга, що не перевищує 2460 м/с. Це паливо - не металізоване, на поліуретановому пластифікованому пальному і перхлораті амонію (МНаСіІОгз) як окислювач.
Склади (рецептури) класичних гелеподібних (пастоподібних) палив містять 60-70 95 перхлорату амонію, 10-15 95 алюмінію та 20-30 906 вуглеводневого пального-гелю. В патенті
Зо Великобританії Мо 1005886 від 14.05.69 р. як згущувач у паливі використовують октоат та нафтенат алюмінію, суміші з високо- та низькомолекулярними поліізобутиленовими каучуками і полімерними сполуками. В патентах США Мо 3023094 від 10.11.62 р. та ФРН Мо 144692 від 30.12.71 р. один із рецептів включає: 6095 МНАСІОл, 1295 Аї та 2095 зв'язуючого гелю.
Пластична деформація - в'язкість палива при 25"С складає - (20-30)-103 Пуаз; теплота згоряння « 5000 Дж/г; швидкість горіння - 25 мм/с при 70-105 Па. Недоліком вказаного палива є низька енергетичність - питомий імпульс не перевищує 2500 м/с та надто висока в'язкість палива, що не забезпечить регулюючу подачу палива через фільєру в камеру згоряння двигуна.
Для ракетних двигунів, що застосовуються у розріджених шарах атмосфери у пастоподібному паливі за патентом США Мо 3652349 від 28.03.73 р., який є прототипом, як окислювач використовується перхлорат амонію (МН4АС10») або гідразин (МеНа) та їх суміші, а як пальне - АТ, Ве, В, їх гідриди та суміші. Дисперсійним середовищем є вуглеводневі пальні, що насичені сполуками Св-ло, 2, 2.5-триметилгексаном (ТМГ), згущувач - три (моно бутил-2- тіадодецин) фосфат алюмінію; поверхнево-активні речовини (ПАР) - похідні сорбінової та олеїнової кислот. Енергетичні характеристики однієї з композицій: 70 95 МНАС1Ох», 15 95 АЇ, 15 95 зв'язуючого та 0,5 95 ПАР; питомий імпульс в вакуумі було одержано «- 3070 м/с (при розширенні продуктів згоряння 40:1). А при вмісті: 6б95 МНАС1О, 2295 А", паливо загущене триметилгексаном до 12 95 - питомий імпульс в вакуумі забезпечувався до 3180 м/с, при цьому температура газу в камері згоряння двигуна складала (3320-3500) К, що є суттєвим недоліком, що сприяє додатковому збільшенню маси двигуна.
Достатньо високі значення питомого імпульсу досягнуто в паливі за патентом США Мо 3811970 від 21.04.74 р. В його складі містить: гідразин, нітрат гідразину, згущувач, який створює гель гідразину в присутні нітрату гідразину та малодисперсних берилію, алюмінію, їх сумішей та сумішей їх гідридів. У вказаних складах палива температура газу в камері згоряння двигуна в композиції, наприклад, з 1595 берилію та ЗО 95 гідразину й 5595 МН4АСІО4, з 1 95 ПАР- гелеутворювача, не перевищувала 3280 К при питомому імпульсі 3170 м/с. Але суттєвими недоліками композицій палива за патентом США Мо 3811970 є їх складність (особливо при технології виготовлення), висока токсичність та небезпека у користуванні при вмісті берилію, нітратгідразину, гідразину та їх сумішей.
Сумішеві унітарні палива складаються з кристалічного окислювача та паливозв'язуючого, необхідного для зчеплення часток в паливі та надання йому відповідних реологічних і фізичних властивостей. Для збільшення енергетичних характеристик, можливо додавання в паливо металу або гідриду металу, при цьому питома тяга суттєво збільшиться. Якщо окислювачем у паливі застосовано перхлорат амонію, то питома тяга може зрости -- на 170 м/с при додаванні -- 1595 АЇ ї на 270 м/с при додаванні гідриду алюмінію (АІНз) 1|. Поєднання у суміші палива гідриду алюмінію з перхлоратом нітронію або з компонентами, які містять нітрогрупу (-МО») або нітратну групу (-ОМО»), сприяє збільшенню питомої тяги до 2900...3000 м/с. Паливозв'язуючі, які містять не відновлювальні окислювальні елементи, забезпечують більш високі значення питомої тяги в сполученні з гідридами металів (1). Енергії зв'язку М-О; М-Е у паливозв'язуючому збільшує величину питомої тяги на відміну від зв'язків С-О або С-Е. Максимальна питома тяга досягається додаванням алюмінію або гідриду алюмінію, коли продуктами згоряння є А12О3з,
СО, Нео і деяка кількість НгО. При цьому додаткова енергія, що реалізується, дозволяє використовувати частину водню для отримання продуктів згоряння низької молекулярної ваги, а не спалювати його для отримання теплової енергії. Цей процес виключно важливий та бажаний, тому що при цьому знижується температура продуктів згоряння в камері двигуна та реалізується високий (до 3000 м/с) питомий імпульс тяги палива. Зниження температури продуктів згоряння палива обумовлює зменшення масових параметрів камери згоряння, соплового блока і двигуна в цілому, що є позитивним фактором для ракетно-космічного об'єкту.
На підставі науково-експериментального і виробничо-промислового досвіду, який отриманий при створенні унітарних сумішевих твердих ракетних палив, встановлено, що для забезпечення високих енергетичних характеристик в складі палива слід використовувати активні, кисневмісні рідинно-в'язкі окислювальні компоненти. Наприклад, як пластифікатори можливо використовувати: нітрометан - СНзаМО», динітрогліколь - С2НАаОМО:»2)2, динітробензол -
СеНа(МО:2)2, триєетиленглікольдинітрат - СеНі2М2Ов, діетиленглікольдинітрат - СаАНвОМг2О».
Останній було використано німцями під час другої світової війни (11.
Як зв'язуючий-пластифікатор для сумішевих палив, з метою забезпечення стабільності реологічних властивостей у широкому діапазоні температури експлуатації -20--50 "С необхідно використовувати органічні рідинно-в'язкі компоненти з низькою (мінусовою при нормальних
Зо умовах) температурою плавлення (твердіння) -30...-40 "С. При цьому, також треба прийняти компоненти з низькою теплотою утворення. Компонентам, в яких теплота утворення менша, віддають перевагу. Наприклад, такими компонентами є ряд фталатів, у яких температура плавлення знаходиться у діапазоні -30 - -40"С; дибутилфталат; діетилфталат; діоктилсебацинат (температура плавлення складає мінус 55 "С). Нітрилолеїнова кислота (НОК) - СівНззМ - її теплота утворення значно (майже в 2 рази) нижче інших пластифікаторів - дорівнює мінус 268 ккал/кг. Сумісно з пластифікаторами для загущення і адгезії (злиплення- зклеювання) твердих часток у паливі використовують високомолекулярні співполімери і полімери. Наприклад, пластифіковані каучуки або гелеутворюючі з нітропластифікаторами співполімери. Наприклад, співполімер метилметакрилат з метакриловою кислотою або поліметилметакрилат і т.п.
Підвищення енергетичних характеристик палива забезпечується при введені в його склад, як порошкоподібних окислювачів, органічних нітросполук. Наприклад, таких як циклотриметилентринітроамін (СН2ММО2)3 - гексоген та циклотетраметилентераніт-роамін (СН2ММО»)4 - октоген. У цих компонентів внаслідок теплоти утворення з позитивним знаком 63,43 і 160,5 ккал/кг відповідно, забезпечується при згорянні палива висока віддача енергії.
При цьому, вони мають, в порівнянні з іншими компонентами, підвищену питому вагу - 1818 і 1903 кг/м3 відповідно, що є значним позитивним фактором.
Основним окислювачем в сумішевих ракетних паливах широко використовують порошкоподібний перхлорат амонію - МНАСіІО»л. Він стабільний, негігроскопічний, достатньо ефективний і цілююом безпечний у використанні. Перхлорат амонію нечутливий до удару і детонує тільки в 10 95 випадків при випробуваннях з навантаженням 1100 кго-м. Додавання каталізатора збільшує частоту детонації до 60 95 при навантаженні 1100 кго-м (1). Основні властивості перхлорату амонію наведено в Табл. 1.
В результаті експериментально-аналітичного опрацювання різноманітних рецептів для високоїмпульсного сумішевого пастоподібного палива було вибрано ряд компонентів, сполучення яких між собою забезпечило створення палива з необхідними властивостями та характеристиками. Зазначеними компонентами є: поліметилметакрилат латексний, нітрилолеїнова кислота, діетиленглікольдинітрат, циклотриметилентринітроамін (гексоген), гідрид алюмінію, перхлорат амонію, окис заліза та епоксидна смола. бо Властивості компонентів
Поліметилметакрилат латексний (ПММА) - білий дрібнодисперсний порошок з питомою вагою (густина) « 1090 кг/м. Молекулярна вага ПММА - не менш 100-103 г/моль. Він нетоксичний, пожежобезпечний, нерозчинний у воді. Теплота утворення полі-метилметакрилату рівна мінус 903 ккал/кг. З нітропластифікаторами і органічними фталатами розріджується та утворює гель.
При нагріванні з пластифікаторами набухає до желеподібного стану, а в кількості по відношенню до пластифікатора 1:11 і більше відбувається ствердіння до твердого стану, утворюючи димерний зв'язок. ПММА широко використовується у народному господарстві, медицині, лакофарбовій промисловості, будівництві, при виготовленні покриттів, зовнішніх панелей і ліхтарів дахів. Умовна формула ПММА - (С7НеОг)п-в-1о
Нітрилолеїнова кислота (НОК) органічна сполука, що використовується як пластифікатор для синтетичних каучуків і високомолекулярних співполімерів і полімерів. НОК являє собою рідину з в'язкістю 30-50 Пуаз (при нормальних умовах). Світла рідина, трохи (іноді) має жовтуватий відтінок. Питома вага (густина) нітрилолеїнової кислоти дорівнює -«- 900 кг/м3. Вона нетоксична, при нормальній температурі, пожежобезпечна і вибухобезпечна. Її перевага перед іншими органічними пластифікаторами, такими як трансформаторне мастило, дибутилфталат та інші - низька теплота утворення, яка дорівнює мінус 268 ккал/кг. Використовується НОК у лакофарбовій галузі та в ракетній техніці (як пластифікатор для сумішевих твердих ракетних палив). Умовна формула НОК - С18НЗЗМ. Температура кипіння (піролізу) дорівнює -160 "С.
Діетиленглікольдинітрат (умовна формула СаНеМ2О;) - нітропластифікатор широко використовується в твердих ракетних паливах і порохах |1|. Діетиленглікольдинітрат менш токсичний за тринітрогліцерин і менш чутливий до удару і тертя. При нормальних умовах пожежо- і вибухобезпечний. Являє собою безбарвну або з світло-жовтим кольором рідину.
Коефіцієнт в'язкості при 20"С дорівнює 0,81 Пуаз. При швидкому нагріванні кипіння відбувається при 160С. Молекулярна вага - 196,12 г/моль, а густина - 1390 кг/м3.
Діетиленглікольдинітрат залишається рідиною до -30....-35 "С. Теплота утворення - мінус 527,8 ккал/кг. У контакті з високомолекулярними полімерами і співполімерами, такими як: поліхлорвініл, поліметилметакрилат, полівінілацетат гарно суміщається, хімічно стійкий і утворює гель, а при нагріванні вище за 50...60 «С створює нестійкий димерний зв'язок (при стаціонарних умовах, а в динаміці він порушується). Спалах виникає при його нагріванні до
Зо температури вище за 190 С (він розкладається). Діетиленглікольдинітрат слід зберігати. у герметичних посудинах у холодних ізольованих приміщеннях.
Циклотриметилентринітроамін (гексоген) - умовна формула (СН»ММО:)з і циклотетраметилентеранітроамін (октоген) - (СН2ММО:)» - дві циклічних органічних нітросполуки використовують в ракетних паливах як окислювачі та як вибухові речовини |1). Гексоген і октоген - негігроскопічні тверді речовини - використовуються у вигляді порошку білого кольору, не здійснюють корозійну дію при невисокому вмісті кислоти. Гексоген можна зберігати тривалий час, але він дуже чутливий до механічних впливів. Молекулярна вага гексогена та октогена 222,13 і 236,172 г/моль відповідно, а питома вага (густина) 1818 і 1903 кг/м3, відповідно. Теплота утворення гексогену - 163,4 ккал/кг, а октогену --60,5 ккал/кг. Обидві речовини стабільні до 200
С, зберігати їх слід у закритій тарі в прохолодному приміщенні. Гексоген широко використовується при виробництві вибухових речовин (у народному господарстві для буровибухових робіт) і для армійських боєприпасів.
Гідрид алюмінію (умовна формула АїІНз) - молекулярна вага - 30,004 г/моль, питома вага (густина) - 1500 кг/м3. Температура розкладання 100-104 "С; теплота утворення - мінус 99,9 ккал/кг. Він являє собою дрібнодисперсний порошок 50-100 мкм злегка світло-сірого кольору (світліше, ніж алюмінієвий порошок). Гідрид алюмінію, який одержано не сальватированим методом, більш стабільний, повільніше реагує з водою і спиртом, більш інертний до повітря та сухого кисню (1). При нагріванні вище 100 С гідрид алюмінію розкладається на водень і алюміній, що забезпечує в сумішевих паливах високу стабільність при горінні та достатньо повну віддачу енергії. Застосування гідриду алюмінію у сумішевих паливах сприяє зниженню температури спалаху (підпалу) палива, внаслідок проникнення газоподібного водню, що виділився, та контакту його з частками окислювача, тобто підвищеної проникності водню між компонентами. Зниження температури спалаху дуже важливо і необхідно для пастоподібного палива при підпалюванні його за фільєрним блоком. Прискорення спалювання палива у тонкому шарі паливних джгутиків (шнурів) за філь"'єрою, особливо на максимальних секундних його витратах дуже необхідно, щоб не було залито паливом камери згоряння. Гідрид алюмінію при нормальних умовах хімічно та фізично стійкий і сумісний із всіма вищезгаданими компонентами, у тому числі, й окислювачем - перхлоратом амонію.
Перхлорат амонію (умовна формула МНАСІОї) - основний окислювач сумішевих твердих бо ракетних палив. Він стабільний, негігроскопічний, достатньо ефективний і цілком безпечний у поводженні (11. Перхлорат амонію - безбарвна сполука, що кристалізується з водного розчину у вигляді безводної солі. На виробництво сумішевого палива, він надходить у хлоринових мішках у вигляді білого порошку з розміром часток від 360 до 150 мкм. Молекулярна вага перхлорату амонію - 117,497 г/моль, питома вага (густина) - 1950 кг/м3, температура розкладання - 4270 "С, теплота утворення - мінус 596 ккал/кг, питома теплоємність (при 250) складає 30,61 кал/(мольтрад) (1|Ї. МНАС1О0х найбільш чутливий до запалення при вмісті вологи 0,02-0,05 9, особливо при забрудненні солями міді чи інших металів. При безпечній роботі з перхлоратом амонію труднощів не виникає. Він може подразнювати шкіру та слизові оболонки, але відносно нешкідливий при короткотерміновому контакті, не чутливий до ударних навантажень. З великою кількістю перхлорату амонію слід працювати у вогнестійкому одязі та захисних окулярах.
Необхідно приймати заходи, що виключають контакт з органічними речовинами. Перхлорат амонію належить зберігати у холодному приміщенні з гарним вентилюванням.
Як каталізатор горіння, у даному випадку, використовується окис заліза (БегОз) у вигляді дрібнодисперсного порошку з питомою поверхнею 92109-19-103 сме/г (від 5 до 30 мкм); теплота утворення - мінус 1203,7 ккал/кг. Молекулярна вага окису заліза - 159,69 г/моль, питома вага (густина) - 5100-5400 кг/м?, температура плавлення - 41565 "С; у воді та розчинниках не розчинюється. Окис заліза - пожежо- та вибухобезпечний. У виробництво надходить у металевих барабанах-банках вагою 20 кг. Окис заліза нетоксичний у поводженні; широко використовується у лакофарбовій галузі та будівельній промисловості.
Епоксидна смола, наприклад типу ЕД-5, ЕД-20 або ЕД-40, використовується у даному випадку, як адгезійний компонент для скріплення (склеювання) порошкоподібних часток між собою та іншими компонентами. Епоксидна смола - високомолекулярна сполука, яка використовується як пластифікатор. Наприклад, епоксидна смола - дигліцедиловий ефір бісфенола (еквівалента маса епоксигруп 400-500 г/моль) має в'язкість - 5-8 Пас; - дигліцедиловий ефір бісфенола Б (еквівалента маса епоксигруп 158-165 г/моль) не кристалізується і йому віддається перевага у даному випадку. Питома вага епоксисмол 1200- 1300 кг/м3. Епоксидні смоли широко використовують в різних галузях народного господарства, основні їх властивості та характеристики достатньо широко описані в літературі (21.
Приклад реалізації (технологія)
Зо З вказаних вище компонентів запропонованого сумішевого пастоподібного палива (СПП) вибрано ряд складів та піддано експериментальному опрацюванню для дослідження їх властивостей і характеристик. Змішування компонентів складів проводили у змішувачі (міксері) "Беккен-дуплекс" ємністю 1,5 літра. У змішувачі виготовляли до 1 кг ПП. Змішування компонентів проводили при температурі 418 - 425 "С під вакуумом при залишковому тискові не більш 10 мм рт.ст. У рідинно-в'язку суміш зв'язуючого із по-ліметилметакрилату, діетиленглікольдинітрату і нітрилолеїнової кислоти завантажували у два прийоми (з періодичним перемішуванням протягом 20 хвилин) розділені навпіл порції гідриду алюмінію.
Після цього однією порцією (з перемішуванням до 20 хвилин) завантажували гексоген. Загальну порцію перхлорату амонію, змішану з окисом заліза, розділену на три частини, також завантажували (кожну частину окремо) в змішувач і перемішували при залишковому тискові -- 10 мм рт. ст. протягом 20-25 хвилин. Після приготування паливної суміші з неї відбирали зразки, які було піддано випробуванням для одержання комплексу характеристик. Чутливість до удару та тертя СПП відповідає пожежонебезпечним речовинам ЇЇ категорії.
Для підбору найоптимальнішого паливного складу за певними критеріями (питомий імпульс тяги, температура газу в камері згоряння, кількість "К-фази", тобто окису алюмінію в продуктах згоряння, економічні витрати), виконано розрахунково-аналітичний підбір низки СПП при варіації вихідними компонентами, зокрема, по АТНз та ПММА. Виконано низку розрахунково- експериментальних досліджень та лабораторних дослідів, що дозволило вибрати паливні рецепти з високоенергетичними значеннями за питомою тягою (більше 3000 м/с) та задовільними фізико-хімічними властивостями (для пастоподібних палив, що витиснюються в камеру згоряння).
Для наочності на Фіг. 1 представлено графік, що демонструє вплив вмісту гідриду алюмінію на термодинамічні характеристики - питомої тяги та температури продуктів згоряння пастоподібного палива.
З аналізу даних, що представлено на графіку (Фіг. 1) витікає, що порівняно незначний вміст гідриду алюмінію (від 14 до 16 9б5) в паливі дає досить великі значення питомої тяги у пустоті при рки/ра- 40/0,02 від 3041,8 до 3267 м/с. Температура продуктів горіння не перевищує 2977,5 К, що є цілком позитивним з точки зору теплового захисту конструкції.
За своїми термодинамічними характеристиками, а також за фізико-хімічними властивостями такі пастоподібні палива перевищують відомі сСумішеві тверді ракетні палива, що використовуються зараз у ракетно-космічній техніці.
Дослідженні склад пастоподібного палива, їх термодинамічні, фізико-хімічні, фізико-вибухові (експлуатаційні) характеристики та розрахункові параметри було зведено у Табл. 1.
Таким чином, запропоноване сумішеве пастоподібне ракетне паливо, яке має високий питомий імпульс тяги - більш 3000 м/с при Рк/Ра -- 40/0,02, порівняно близьке за енергетичними характеристиками з високоїмпульсними рідинними двокомпонентними ракетними паливами.
Воно найбільш ефективно може бути використано для спорядження маршових двигунів верхніх ступенів ракет-носіїв і розгінних блоків космічних апаратів при їх міжорбітальних польотах.
Таблиця ' омера рецептур та їх значення п/п характеристики вимірювання 11111111 1 ме2 | Мез | Примітка.:07
Поліметилметакрилат(ПММА)! 951 4 | 6 | 6
Нітрилолеїновакислота(НОЮ| 95 2 8 | 8 | 0 щ ЗЯмИЯпо
З |Діетиленглікольдинітратї/// | 95 2 2 -| 8 | 10 | 10
Циклотриметилентри- о 4 нітроамін (гексоген) ів 10 10 10
Гідрид алюмінію 96 | 16 | 15 | 14 ї...7777777С7С об |Перхлоратамоню | 96 2 | 54 | 5 | 50
Стоев |Стоев | Стое5 7 |Умовна формула Незе Незе Нвзе
Ога,вМв,з| Ога,вІМв,зі Ог24,6Мв,зі 11111111 А БаСіазАБоСіяЯАваСьї 7 8 |Теплотаутворення (кДж/кг /1838,3 1832,4|1816,8|.Й.-/(КК« -: С 9 |Кисневий баланс (а) де | 472 | 5 | 49611111 10 | Молекулярна вага продуктів | /одь 46,72 | 48,05). 48,8 згоряння (м)
Температура газу в камері 2977,5 | 2812,3 | 2800,6 | при рк/ра- 40/0,02 згоряння семпература газу на зрізі 838,4 | 724,0 | 7091 | при руира-40/0,02 1204 | 208 | леза
Питомий імпульс тяги у пустоті 14 при Р/Ра -40/0,02 м/с 3267 | 3162 | 3041,8
Питомий імпульс тяги на землі 1б|ЧислоМаха.д/-:// || 285 272 | 264| .:К
Питома вага палива (густина) 1660 | 1650 | 1650 |.
Температура спалаху с 7111171171209 | 21 | 22111111
Швидкість горіння при Рк - х х " - з каталізатором 19 | 204105Па мм/с ВВ |В 61 ОЇ Торіннягехоз
Коефіцієнт динамічної
На кресл. Залежності зміни величини питомої Руд (4) та температури продуктів згорання
Тк) (в камері) від процентного вмісту гідриду алюмінію в складі пастоподібних палив при
Рк/Ра-40/0,02
За прототипом (патент США Мо 3652349 від 28.03.73 р.) паливо складається із суміші перхлорату амонію та гідразину, що утворюють сіль М2НьС1О4, яку використовують як окислювач, а як пальне взято Аї7 або АТН»з, а також рідинно-плинну адгезивну суміш-гель триметиленгексану (ТМГ) ж трифосфат алюмінію та похідні сорбінової і олеїнової кислот. При цьому питомий імпульс при Рк/ра - 70/0,02 досягає не більше 3180 м/с при температурі в камері згоряння 3300-3500 К. Останнє, що стосується температури, на наш погляд, є недоліком прототипу. Ще одним важливим недоліком палива за прототипом є значна його токсичність через наявність в ньому гідразину в суміші з МНАС1О»:, що значно ускладнює технологічні процеси при виробництві палива та при експлуатації ракетного двигуна.
Із порівняння результатів розрахунків та характеристик запропонованого СПП, що приведено в Табл. та на кресл., з характеристиками палива за прототипом витікає, що запропоноване сумішеве пастоподібне ракетне паливо за питомим імпульсом 3267 м/с при
Рк/ра- 40/0,02 замість 3070 м/с у прототипі при тому ж співвідношенні тисків є більш кращим за цим параметром. Також, що стосується температури в камері згоряння при горінні запропонованого палива - це 2978 К, а у прототипі вона становить не менше 3300 К - це є гіршим показником, тому що при більшій температурі потрібно краще захищати стінки камери згоряння та сопла нарощенням їх товщини із теплозахисних матеріалів, що сприяє додатковому збільшенню маси ракетного двигуна.
Покращення вказаних показників над прототипом є корисною технічною перевагою, а процентне співвідношення вибраних компонентів та їх суміш-рецепт, який забезпечив вказані кращі технічні показники палива, меншу небезпеку експлуатації та простішу технологію виробництва, є оригінальною новиною по відношенню до прототипу.
Джерела інформації: 1. Сарнер С. Химия ракетньїх топлив / Пер. с англ. Под ред. В.А. Ильинского - М.: Мир, 1969.-488 с. 2. Справочник по композиционньім материалам / В 2-х кн. Кн. 1 / Под ред. Дж. Любина,
Б.9.Геллера.- М.: Машиностроениеє, 1988.-448 с.

Claims (1)

  1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ
    Сумішеве пастоподібне ракетне паливо, що витиснюється у камеру згоряння ракетного двигуна з регульованою тягою, має у своєму складі: органічне адгезійне рідинно-в'язке зв'язуюче і металевий порошок (як пальне) та циклічні органічні нітросполуки з перхлоратом амонію (як окислювач), яке відрізняється тим, що для забезпечення питомого імпульсу тяги (у пустоті при рки/ра-40/0,02) не менш 3000 м/с і температури газу в камері згоряння двигуна не більш 3000 К,
    до його складу як гелеутворююче зв'язуюче введено поліметилметакрилат пластифікований діетиленглікольдинітратом і нітрилолеїновою кислотою, а як металеве пальне введено гідрид алюмінію, як окислювач використано циклотриметилентринітроамін і перхлорат амонію, а компоненти взяті в наступному співвідношенні (в 9о за вагою):
    поліметилметакрилат (латексний) - зв'язуюче-гелеутворювач 4-6 нітрилолеїнова кислота - пластифікатор 8-10 діетиленглікольдинітрат - пластифікатор-окислювач 8-10 циклотриметилентринітроамін - окислювач 10530,2 гідрид алюмінію - пальне 14-16 перхлорат амонію - окислювач 50-54 епоксидна смола - адгезійний пластифікатор 0-2 окис заліза - каталізатор горіння (більше 100 95) 0-02.
    Р ж чек тик ще | ар : Я і | і ! їз ї4 їй тв АННИ їза ваги
UAA201210698U 2012-09-12 2012-09-12 Сумішеве пастоподібне ракетне паливо UA83581U (uk)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201210698U UA83581U (uk) 2012-09-12 2012-09-12 Сумішеве пастоподібне ракетне паливо

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201210698U UA83581U (uk) 2012-09-12 2012-09-12 Сумішеве пастоподібне ракетне паливо

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA83581U true UA83581U (uk) 2013-09-25

Family

ID=52339361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201210698U UA83581U (uk) 2012-09-12 2012-09-12 Сумішеве пастоподібне ракетне паливо

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA83581U (uk)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732870C1 (ru) * 2019-10-14 2020-09-24 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Композиция пастообразного топлива для прямоточного воздушно-реактивного двигателя

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732870C1 (ru) * 2019-10-14 2020-09-24 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Композиция пастообразного топлива для прямоточного воздушно-реактивного двигателя

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3577289A (en) Composite high energy solid rocket propellants and process for same
SE528756C2 (sv) Utgångskompositioner för reaktiva kompositioner innefattande metall och metoder för utformning av desamma
Pang et al. Application of Amorphous Boron Granulated With Hydroxyl‐Terminated Polybutadiene in Fuel‐Rich Solid Propellant
US10415938B2 (en) Propellant
Ciezki et al. Overview on the German gel propulsion technology activities: Status 2017 and outlook
US3158993A (en) Solid fuels and formulations
KR101664236B1 (ko) 덕티드 로켓용 추진제
Zamostianu et al. Burn rate of a novel boron-AN-water green solid propellant
UA83581U (uk) Сумішеве пастоподібне ракетне паливо
US3111439A (en) High explosive mixtures
US3755019A (en) Solid propellant compositions containing plasticized nitrocellulose and aluminum hydride
RU2548067C2 (ru) Аэрозольгенерирующий состав, генератор аэрозоля для создания искусственной облачности с целью снижения температуры поверхности земли, способ их применения в стратосфере региона
US3759765A (en) Gas producing compositions
US3730789A (en) Monopropellant composition including hydroxylamine perchlorate
US3726728A (en) Binderless cast photoflash compositions
RU2627393C1 (ru) Заряд взрывчатого вещества для метательного снаряда, способ приготовления этого заряда и метательный снаряд со взрывчатым веществом (варианты)
Kumar et al. Nanotechnology-Driven Explosives and Propellants
US3811969A (en) Fuse powder composition
US3074830A (en) Combustion mixtures containing guanidine nitrate
RU2471759C2 (ru) Взрывчатый состав
RU2770805C1 (ru) Литьевой малочувствительный взрывчатый состав
US3535173A (en) High-energy plastisol composites containing nitropolyurethane resins plasticized with polydifluoroamino compounds
Naik et al. High energy materials: A brief history and chemistry of fireworks and rocketry
Kudryavtsev et al. Production technology development and creation of production of additives used in solid rocket propellants
US3053710A (en) Magnesium hydride explosive compositions