ЧЕМ ЗАПРАВЛЯЮТ РАКЕТЫ?

1. 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

2. 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 гелеобразные твердые гибридные

3. ЖИДКИЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА ОДНОКОМПОНЕНТНЫЕ ДВУХКОМПОНЕНТНЫЕ + ГОРЮЧЕЕ ОКИСЛИТЕЛЬ

4. ОДНОКОМПОНЕНТНЫЕ ЖИДКИЕ РК – соединения, в присутствии катализатора и/илипри нагреванииразлагающиеся с выделением большого количества тепла и газообразных продуктов - гидразин [Fe2O3] N2 + 4NH3+ Q 3N2H4 - пероксид водорода t 2H2O2 2H2O + O2 + Q - тринитроглицерин t 4C3H5N3O9 12CO2 + 6N2 + O2 + 10H2O + Q

5. ДВУХКОМПОНЕНТНЫЕ ЖИДКИЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА 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 окислители: - жидкий O2 - H2O2 - конц. HNO3 - NO - N2O4 - жидкий F2 - жидкий Cl2 - тетранитрометан С(NO2)4 - OF2 - СlF3 - NO3F

6. 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 HF – чрезвычайно токсичен H2O - нетоксично H2 + O2

7. ОДНОКОМПОНЕНТНЫЕ ЖИДКИЕ РТ достоинства: - простота конструкции двигателя • недостатки: • - невысокая эффективность • токсичность • пожароопасность ДВУХКОМПОНЕНТНЫЕ ЖИДКИЕ РТ достоинства: - высокая эффективность • недостатки: • - токсичность • пожароопасность • сложность конструкции двигателя

8. ТВЕРДЫЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА ГОМОГЕННЫЕ ГЕТЕРОГЕННЫЕ СМЕСЕВЫЕ БАЛЛИСТИЧЕСКИЕ

9. 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.  ДОБАВКИ: - катализаторы горения - пластификаторы - порошки металлов - отвердители СВЯЗУЮЩЕЕ-ГОЮЧЕЕ: - каучуки - полиуретан - полиэфирные смолы - эпоксидные смолы ОКИСЛИТЕЛИ: - NH4ClO4 - KClO4 - NH4NO3 - KNO3

10. ГИБРИДНЫЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА - топлива, содержащие горючее в твердом состоянии (в камере сгорания), а окислитель - в жидкой фазе (в отдельной емкости) или наоборот. • горючее: • отвержденные • нефтепродукты • - N2H4 • полимеры с добавками • порошка Al • BeH2 • - LiH • окислители: • HNO3 • N2O4 • H2O2 • FClO3 • ClF3 • О2 • F2 • OF2 ВеН2 - О2 BeH2-F2 ВеН2 - Н2О2

11. 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 окислители: - F2 - O2 - N2O4 - NH4ClO4 - NH3 - С(NO2)4 - ClF3 • загустители: • соли высокомолекулярных • органических кислот • (стеаратыи пальмитаты) • синтетический каучук • полиизобутилен

12. 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

13. ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ ДЛЯ ТВЕРДЫХ РТ