ЧЕМ ЗАПРАВЛЯЮТ РАКЕТЫ?
DESCRIPTION
ЧЕМ ЗАПРАВЛЯЮТ РАКЕТЫ?. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», грант 14.B37.21.0827. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
ЧЕМ ЗАПРАВЛЯЮТ РАКЕТЫ?
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», грант 14.B37.21.0827
РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА (РТ) – это индивидуальные вещества или смеси веществ, используемые в ракетных двигателях различных конструкций для получения тяги и ускорения ракеты посредством энергии химической реакции горения.
жидкие твердыегелеобразные гибридные
ЖИДКИЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА
ОДНОКОМПОНЕНТНЫЕ ДВУХКОМПОНЕНТНЫЕ
ГОРЮЧЕЕ ОКИСЛИТЕЛЬ+
ОДНОКОМПОНЕНТНЫЕ ЖИДКИЕ РК – соединения, в присутствии катализатора и/или при нагревании разлагающиеся с выделением большого количества тепла и газообразных продуктов
3N2H4N2 + 4NH3 + Q
[Fe2O3]
2H2O2 2H2O + O2 + Q
- гидразин
- пероксид водорода
- тринитроглицерин
4C3H5N3O9 12CO2 + 6N2 + O2 + 10H2O + Q
t
t
ДВУХКОМПОНЕНТНЫЕ ЖИДКИЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА
окислители:
- жидкий O2
- H2O2
- конц. HNO3
- NO - N2O4
- жидкий F2
- жидкий Cl2
- тетранитрометан С(NO2)4
- OF2
- СlF3
- NO3F
горючее:
- лигроино-керосиновые и ккеросино-газойлевые нефтяные фракции (Ткип =
150-315 оС) - жидкий H2
- жидкий СH4
- этиловый спирт - N2H4 и его производные
- NH3
- бороводороды BnHn+4, BnHn+6
- боргидриды Me(BH4)n, где Me –
Li, Be, Al
КРИТЕРИИ ПОДБОРА КОМПОНЕНТОВ ЖИДКИХ РТ
- плотность H2 + O2 < NH3 + O2 < керосин + N2O4 < N2H4 + F2
- температура кипения - криогенные (Ткип < 0 oC): H2, O2, NH3, N2H4, F2
- высококипящие (Ткип > 0 oC): H2NN(CH3)2, N2O4
- химическая агрессивность O2 < HNO3 (конц.) < N2O4
- токсичность H2 + F2 H2 + O2
HF – чрезвычайно токсичен
H2O - нетоксично
ОДНОКОМПОНЕНТНЫЕ ЖИДКИЕ РТ
достоинства:- простота конструкции двигателя
недостатки:- невысокая эффективность-токсичность- пожароопасность
ДВУХКОМПОНЕНТНЫЕ ЖИДКИЕ РТ
достоинства:- высокая эффективность
недостатки:- токсичность- пожароопасность- сложность конструкции двигателя
ТВЕРДЫЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА
СМЕСЕВЫЕ
ГОМОГЕННЫЕ ГЕТЕРОГЕННЫЕ
БАЛЛИСТИЧЕСКИЕ
БАЛЛИСТИЧЕСКИЕ (ПРЕССОВАННЫЕ) ТВЕРДЫЕ РТ – твердые гомогенные растворы в нелетучем растворителе.
НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗА НИТРОГЛИЦЕРИН+
СМЕСЕВЫЕ (ЛИТЫЕ) ТВЕРДЫЕ РТ - многокомпонентные грубодисперсные смеси, состоящие из окислителя, связующего-горючего и специальных добавок.
ОКИСЛИТЕЛИ:- NH4ClO4
- KClO4
- NH4NO3
- KNO3
СВЯЗУЮЩЕЕ-ГОЮЧЕЕ:- каучуки- полиуретан- полиэфирные смолы- эпоксидные смолы
ДОБАВКИ:- катализаторы горения- пластификаторы- порошки металлов- отвердители
ГИБРИДНЫЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА - топлива, содержащие горючее в твердом состоянии (в камере сгорания), а окислитель - в жидкой фазе (в отдельной емкости) или наоборот.
BeH2 - F2 ВеН2 - Н2О2ВеН2 - О2
горючее:
-отвержденные нефтепродукты- N2H4
-полимеры с добавками порошка Al - BeH2
- LiH
окислители:
- HNO3
- N2O4
- H2O2
- FClO3
- ClF3
- О2
- F2
- OF2
ГЕЛЕОБРАЗНЫЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА – однокомпо-нентные или двухкомпонентные жидкие РТ, загущен-ные специальными добавками до состояния консис-тентных жидкостей или упругих гелей.
горючее:
- N2H4 -углеводородное горючее- H2
- CH4
- NH3
загустители:
- соли высокомолекулярных органических кислот (стеараты и пальмитаты)- синтетический каучук- полиизобутилен
окислители:
- F2
- O2 - N2O4 - NH4ClO4 - NH3
- С(NO2)4
- ClF3
ТВЕРДЫЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА
достоинства:-относительная простота- нетоксичность- низкая пожароопасность
недостатки:- невысокая эффективность
ГЕЛЕОБРАЗНЫЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА
достоинства:- высокая эффективность
недостатки:- сложность конструкции двигателя
ГИБРИДНЫЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА
достоинства:- более простоты, чем жидкие РТ- эффективнее твердых РТ и не уступают в этом жидким РТ
недостатки:- пожароопасность
N
NN
NO2N
NO2
NO2
O2NN N
N
NO2
NO2
NO2O2N
O2N
NO2
O2N NO2
NO2
N N
NO2
N NN
N
NN
O2N
O2N
NO2
NO2
N
N
HN
NH2
O2N N
HN NN
NNH
N
N NO2O2N
ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ ДЛЯ ТВЕРДЫХ РТ