* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

497 РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО 498 2 2 н и я т о п л и в а д о л ж н а быть достаточно б о л ь ш а я , а с а м п р о ц е с с с г о р а н и я у с т о й ч и в ы м (без п у л ь с а ц и й и л и д е ­ т о н а ц и и ) . П е р и о д з а д е р ж к и в о с п л а м е н е н и я (проме­ ж у т о к времени от момента п о д ж и г а н и я т о п л и в а д о его в о с п л а м е н е н и я ) д о л ж е н быть н е б о л ь ш и м . Т е м п - р а в о с п л а м е н е н и я т о п л и в а д о л ж н а быть в о з м о ж н о более низкой. Так к а к в современных ракетных двигателях т о п л и в о одновременно и с п о л ь з у е т с я д л я о х л а ж д е н и я стенок к а м е р ы с г о р а н и я , то т е п л о е м к о с т ь , т е п л о п р о ­ в о д н о с т ь , с к р ы т а я теплота и с п а р е н и я и темп-ра к и п е ­ ния топлива должны быть достаточно большими; кроме того, о н о д о л ж н о быть т е р м и ч е с к и с т о й к и м (не о б р а ­ з о в ы в а т ь твердых о т л о ж е н и й н а г о р я ч и х с т е н к а х к а ­ меры). П р а к т и ч е с к и в ы б и р а ю т т о п л и в а , с п о с о б н ы е д л я заданных условий работы дать наилучшие ре­ зультаты. Жидкие ракетные топлива делят на однокомпонентные и д в у х к о м п о н е н т н ы е (под к о м п о н е н т а м и т о п л и в а п о д р а з у м е в а ю т к а ж д о е и з в е щ е с т в , р а з д е л ь н о подво­ димых в камеру сгорания). К о д н о к о м п о н е н т н ы м относятся топ­ л и в а , к-рые п р и с г о р а н и и не н у ж д а ю т с я в п о д а ч е о к и с л и т е л я извне. В этот к л а с с т о п л и в в х о д я т (см. табл. 1): вещества, м о л е к у л ы к - р ы х с о д е р ж а т г о р ю ­ чие элементы и н е о б х о д и м ы й д л я г о р е н и я к и с л о р о д (напр., метилнитрат, этилнитрат, изопропилнитрат, нитрометан, нитроэтан и др.); р-ры горючих и окис­ л и т е л е й , не в з а и м о д е й с т в у ю щ и е д р у г с д р у г о м п р и обычных т е м п - р а х (смеси п е р е к и с и в о д о р о д а , э т и л о ­ вого с п и р т а и воды; ч е т ы р е х о к и с и а з о т а и б е н з о л а ) ; с о е д и н е н и я , в ы д е л я ю щ и е п р и своем р а с п а д е б о л ь ш о е к о л и ч е с т в о тепла и г а з о о б р а з н ы х п р о д у к т о в б е з у ч а с ­ т и я о к и с л и т е л я ( п е р е к и с ь водорода, г и д р а з и н , о к и с ь этилена). Т а б л и ц а 1. Ф и з и к о - х и м и ч е с к и е с в о й с т в а н е к - р ы х ракетных топлив и их компонентов Плотность при 20°, г (см 3 Наименование Т. кип., °С Т. п л . , С С О к и с л и т е л и Азотная кислота . . . . Четырехокись азота . . Перекись водорода . . 1.14» 1,52* 1,46 1,44 1,51 1,46 1,64 1,77 б а а Тетранитрометан Хлорная кислота Г о р ю ч и е . , . . . . — 183 86 21 150 -188 — 112 125 НО 180—320 78 65 184 216 90 63 —33 — 253 —219 41,6 11,3 — 2 —220 — 193 13,9 -112 в Этиловый спирт . . . . Метиловый спирт . . . Диметилгидразин . . . 0,78—0,85 0,79 0,79 1,02 0,98 0,73 0,80 0,68 0,07 а а 50 -115 98 — 6 54 — 115 58 — 78 — 259 О д н о к о м п о н е н т ные т о п л и в а Изопропилнитрат Окись а . . . этилена 1,21 1, 02 1 ,14 0,88 ° П р и 15°. в 64 102 101 13 83 — 60 — 29 —ill переох­ П р и темп-ре кипения. лаждению (см. Озон). Способен к Применение однокомпонентных топлив упрощает к о н с т р у к ц и ю т о п л и в н о й системы и у м е н ь ш а е т в е с двигателя, однако взрывоопасность и сравнительно н и з к а я теплота с г о р а н и я (470—1100 ккал/кг) этих топлив ограничивают их применение. Наибольшее распространение к а к однокомпонентное топливо по­ л у ч и л а п е р е к и с ь водорода. П р и р а з л о ж е н и и 1 кг 1 0 0 % - н о й Н 0 в ы д е л я е т с я 690 ккал т е п л а , а п р о д у к т ы р а с п а д а (вода и к и с л о р о д ) н а г р е в а ю т с я д о 470°. Д л я у с к о р е н и я р а з л о ж е н и я п е р е к и с и водорода п р и ­ меняют катализаторы N a M n 0 , M n 0 и др. Д в у х к о м п о н е н т н ы е т о п л и в а с о с т о я т из горючего и о к и с л и т е л я , р а з д е л ь н о п о д а в а е м ы х в камеру сгорания. Они получили широкое примене­ н и е , т. к. теплота и х с г о р а н и я з н а ч и т е л ь н о в ы ш е , чем у о д н о к о м п о н е н т н ы х т о п л и в (2000—2500 ккалЫг). Т а к и е т о п л и в а более б е з о п а с н ы , и х л е г ч е х р а н и т ь и транспортировать, сырьевые ресурсы их значитель­ но б о л ь ш е , чем о д н о к о м п о н е н т н ы х т о п л и в . П о спосо­ бу в о с п л а м е н е н и я в д в и г а т е л е д в у х к о м п о н е н т н ы е топлива делятся на самовоспламеняющиеся и несамо в о с п л а м е н я ю щ и е с я . Применение самовоспламеняющихся топлив упро­ щает конструкцию двигателя и повышает надежность его з а п у с к а , о д н а к о э т и т о п л и в а о п а с н ы в п о ж а р ­ ном о т н о ш е н и и . В качестве о к и с л и т е л е й н а и б о л е е ш и р о к о е р а с п р о ­ странение за рубежом получили жидкий кислород, четырехокись азота, конц. азотная к-та и перекись водорода. И з н и х н а и б о л е е э ф ф е к т и в н ы м я в л я е т с я ж и д к и й к и с л о р о д ; его н е д о с т а т о к — н и з к а я темп-ра к и п е н и я (—183°), в с в я з и с чем в е л и к и п о т е р и его от и с п а р е н и я . Ш и р о к о п р и м е н я ю т с я к а к о к и с л и т е л и четырехокись азота и конц. азотная к-та, в связи с тем, что эти вещества п р и о б ы ч н ы х т е м п - р а х я в л я ю т с я жидкостями и дают с нек-рыми горючими (анилин, гид­ р а з и н , д и м е т и л г и д р а з и н и др.) с а м о в о с п л а м е н я ю щ и е с я смеси. А з о т н а я к - т а , ч е т ы р е х о к и с ь а з о т а и и х смеси весьма а г р е с с и в н ы . Д л я у м е н ь ш е н и я коррозионной активности к ним добавляют различные ингибиторы коррозии, напр. 0,4—0,6% ф т о р и с т о г о в о д о р о д а . П е р е к и с ь водорода к а к о к и с л и т е л ь используется реже, т.к. она по эффективности несколько уступает а з о т н о й к-те. К р о м е того, о н а ч у в с т в и т е л ь н а к р а з ­ л и ч н ы м п р и м е с я м , особенно к о к и с л а м и с о л я м ж е л е з а , свинца и др. тяжелых металлов. К а к окислители мо­ гут использоваться т а к ж е ж и д к и й фтор, ж и д к и й озон, т е т р а н и т р о м е т а н , х л о р н а я к-та и д р . Самым с и л ь н ы м о к и с л и т е л е м я в л я е т с я ж и д к и й ф т о р . В п а р е с ж и д к и м водородом, г и д р а з и н о м и л и а м м и а ­ к о м , к а к г о р ю ч и м и , он дает т о п л и в а с н а и б о л е е высо­ к и м и энергетич. п о к а з а т е л я м и (см. табл. 2). П р е и ­ м у щ е с т в о ж и д к о г о фтора п е р е д д р у г и м и о к и с л и т е л я м и состоит в с р а в н и т е л ь н о б о л ь ш о й п л о т н о с т и , в ы с о к о й теп л о п р о и з водите л ьности, б о л ь ш о й х и м и ч . а к т и в н о с т и в реакциях горения, благоприятном химич. составе продуктов сгорания. Серьезными препятствиями к п р а к т и ч . освоению ж и д к о г о ф т о р а р а к е т н о й т е х н и к о й пока являются сильная агрессивность, ядовитость, н и з к а я темп-ра к и п е н и я . В качестве ракетного горючего применяют: угле­ водороды и и х смеси ( к е р о с и н , б е н з и н ) ; с п и р т ы (мети­ л о в ы й , э т и л о в ы й , ф у р ф у р и л о в ы й и д р . ) ; а м и н ы (ани­ л и н , т р и э т и л а м и н , к с и л и д и н и д р . ) ; г и д р а з и н и его производные (метилгидразин, диметилгидразин), жид­ к и й водород и д р . Углеводородное горючее относительно дешево, о т л и ч а е т с я в ы с о к о й т е п л о т о й с г о р а н и я и темп-рой с г о р а н и я , но имеет б о л ь ш о й п е р и о д з а д е р ж к и в о с п л а ­ м е н е н и я и с р а в н и т е л ь н о н и з к у ю о х л а ж д а ю щ у ю спо­ собность; п р и м е н я е т с я с ж и д к и м к и с л о р о д о м и л и а з о т н о й к-той. С п и р т ы о б л а д а ю т м е н ь ш е й т е п л о т о й с г о р а н и я , чем у г л е в о д о р о д ы , н о имеют б о л е е н и з к у ю темп-ру г о р е н и я , л у ч ш у ю о х л а ж д а ю щ у ю с п о с о б н о с т ь и меньший период задержки воспламенения. Хорошими э к с п л у а т а ц и о н н ы м и к а ч е с т в а м и к а к г о р ю ч и е отлича­ ю т с я амины и д и м е т и л г и д р а з и н . У н и х с р а в н и т е л ь н о высокие теплота с г о р а н и я , п л о т н о с т ь и темп-ра к и п е ­ н и я , н и з к и е темп-ры в о с п л а м е н е н и я и з а м е р з а н и я . . 4 2