ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Различные области применения хлорной кислоты и перхлоратов Перхлораты как осушители из "Перхлораты свойства, производство и применение" Применение в качестве горючего пластифицированных каучуков практически обеспечило решение указанной проблемы. В настоящее время продолжаются работы по усовершенствованию этого типа горючего, особенно важного для снаряжения двигателей тяжелых ракет и космических кораблей. [c.145] В настоящее время в производстве ракетных топлив расходуется больше перхлоратов, чем во всех остальных отраслях промышленности, при этом потребление перхлоратов с каждым годом возрастает. В большинстве случаев применяется аммонийная соль, которая по своим свойствам приближается к идеальному твердому окислителю. Основными конкурентами перхлоратов являются нитраты, используемые главным образом в виде сложных эфиров (нитроцеллюлоза и нитроглицерин), и в несколько меньших количествах—в виде нитрата аммония. [c.145] НЫХ условиях /уд.=50—140 сек. Так как удельный импульс зависит от таких факторов, как температура пламени, молекулярные веса и удельные теплоемкости компонентов, то энергетические возможности химического ракетного топлива ограничены. Максимальный удельный импульс, который может быть достигнут при прямой химической реакции , по-видимому, составляет не более 300 сек. Значения импульса, равные —250 сек, вероятно, получают довольно редко, однако по данным Уорренса при применении перхлората лития , возможно, будут достигнуты величины, превышающие 250 сек. [c.146] Смесевые составы на основе перхлората калия обычно имеют относительно высокую скорость горения и высокую температуру пламени, но образуют густой дым составы на основе перхлората аммония характеризуются меньшими скоростью горения и температурой пламени, но весьма мало дымят. По сравнению с составами, содержащими в качестве окислителя МН МОз, аммоний-перхло-ратные составы заметно дымят в более широком интервале температур и влажности и коррозионное действие продуктов сгорания МН4С104 выражено значительно сильнее. Зато по теплоте сгорания и плотности перхлорат аммония превосходит МН,МОд. Характеристики перхлората и нитрата аммония как окислителей твердого ракетного топлива приведены в табл. 30. [c.146] Из табл. 30 видно, что разница между значениями достижимой удельной тяги при однотипном горючем объясняется более высоким содержанием в перхлорате аммония активного кислорода. [c.146] Состав ракетного топлива. В обычном смесевом твердом топливе на основе перхлората аммония содержится — 75 NHi lOj, 20 о горючего (например, смолоподобного связующего) и —5 о добавок, предназначенных для обеспечения требуемого изменения физических свонсгв, стабильности во время хранения пли характеристик горения. [c.147] В первых успешно примененных составах ракетного топлива, заряд которого непосредственно скреплен со стенками корпуса, окислителями служили перхлораты аммония и калия, а горючим--тиокаучук эти составы все еще являются одними из наиболее распространенных. Кроме тиокаучука, в качестве горючего в смеси с перхлоратом аммония употребляются углеводородные каучуки, полиэфиры, полиуретаны, эпоксидные смолы и поливинилхлоридные пасты (пластизоли). Для всех этих соединений, за исключением паст, жидкий мономер или форполимер подвергают отверждению с помощью реакций конденсации или полимеризации при этом образуется эластомерная матрица (горючая связка), окружающая частицы окислителя. В случае пластизоля горючее отверждается при набухании или желатинизации тонко измельченной смолы с пластификатором при повышенной температуре. [c.147] Конечно, данные о многих составах по вполне понятным причинам не опубликованы все же в периодической литературе, некорых недавно напечатанных учебниках по ракетам и ракетному топливу и в ряде последних патентов имеются сведения о составе и методах получения топлив на основе перхлоратов. Например, согласно Парсонсу , топливо состоит из перхлората калия (50—90%) в сочетании с горючим, представляющим собой смесь асфальта и нефтяного масла последнее добавляют для достижения термореактивности и термопластичности, необходимых заряду при отливке и скреплении со стенками. [c.147] Мэйк получил патент на добавление 1—4 вес. о катализатора, состоящего из смеси окиси хрома (III) и окислов других металлов (ZnO, F gO,, SnO,, TiQ,, A1,0, или uO). Такие добавки, по-видимому, должны увеличить скорость горения топлива на основе перхлората аммония для приближения его по свойствам к другим типам быстрогорящего бездымного ракетного пороха, например на основе нитрата целлюлозы, без увеличения чувствительности к удару. [c.148] Большинству составов ракетного топлива не хватает кислорода, тогда как продуктами сгорания обычно являются газы с низким молекулярным весом, зависящим от состава смеси. Таким образом, в случае типового топлива газовая смесь состоит из СО, Hj, СО2, Н2О и Nj. Однако вследствие высокой температуры реакции они могут далее диссоциировать на простые молекулы или даже атомы . [c.148] Получение ракетного топлива. Процесс получения различных составов смесевого ракетного топлива обычно проводят по общей схеме (рис. 14, стр. 168), которая лишь в некоторых деталях изменяется для отдельных составов. [c.148] Перхлораты, применяемые в качестве окислителей, должны иметь размер частиц от —0,0185 мм до нескольких микронов. В промышленном масштабе вырабатывают перхлораты с размерами частиц более 0,074 мм. [c.148] Регулирование размера частиц с помощью помола может быть дополнено просеиванием размолотого перхлората и воздушной классификацией просеянного вещества для приготовления фракций более близких по размерам частиц последние можно соединить в различных соотношениях для получения продукта, характеризуемого более пли менее постоянным гранулометрическим составом. [c.148] Для большинства типов ракетного топлива наличие небольших количеств влаги в перхлоратах не оказывает вредного влияния. Однако если перхлораты употребляются с чувствительными к влаге соединениями, например с изоцианатами, то бывает необходимо дополнительное высушивание. Эту операцию следует проводить после выгрузки продукта из мельницы для удаления погло-ш,енной во время помола в. аги. [c.149] Составы ракетного топлива обладают очень малой чувствительностью к удару и обычно с трудом воспламеняются при трении или сотрясении, если топливо не находится в замкнутом пространстве. Однако при нахождении в щелевых контурах, таких, как винтовые резьбы, топливо воспламеняется особенно легко. Поэтому любая механическая обработка топлива или работа вблизи него должны осуществляться с помощью приборов дистанционного управления. К числу таких операций относятся смешение компонентов топлива, зачистка отвержденного топлива и сборка или разборка снаряженного двигателя. [c.150] Ракетное топливо на основе перхлората лития. В-периодической и другой литературе уделяется значительное внимание возможному применению перхлората лития в качестве ракетного топлива. Его главное преимущество по сравнению с перхлоратом аммония—весьма высокая плотность в сочетании с более высоким содержанием кислорода. Перхлорат лития может быть источником почти вдвое большего количества активного кислорода на единицу веса при расчете на равные объемы твердых солей количество активного кислорода в 2,2 раза выше по сравнению с ЫН СЮ . Перхлорат лития также более стабилен, и его температура воспламенения, по-видимому, выше температуры воспламенения перхлората аммония. Однако в свою очередь перхлорат лития характеризуется рядом недостатков. Например, некоторые его продукты сгорания—твердые вещества с относительно высоким молекулярным весом (по сравнению с Н2, N2, МНз, Н2О и т. д.), так что нельзя ожидать существенного увеличения удельного импульса в то же время будет выделяться значительное количество дыма. [c.150] Заерингер установил, что в случае применения Ь1СЮ4 в твердом топливе удельный импульс может достигать 250—270 сек, а для приближения к /уд.=300 сек потребуется осуществить коренные изменения, например в области избирательного окисления. [c.150] Будущее твердого ракетного топлива. Несмотря на то что конструкторы ракет встретились с рядом трудностей, Заерин-предсказывает, что к 1970 г. все сухопутные ракеты должны работать на твердом топливе. Стартовые двигатели многих типов космических кораблей и тормозных ракет для входа в плотные слои атмосферы, возможно, также будут снаряжены твердым топ- ливом последнее может быть гомогенным или смесевым, но в настоящее время, вероятно, предпочитают смесевое топливо с перхлоратом аммония в качестве окислителя. [c.151] С помощью специальных методов осторожным смешением перхлората аммония с различными типами каучуков, пластическим или термореактивным горючим в качестве связующего, можно приготовить литые или прессованные заряды ракетного топлива почти любого заданного размера или формы. В действительности успешное развитие в последнее время технологии твердого топлива, по-видимому, в значительной степени связано с механизацией производства и обработки топливных зарядов и регулированием поверхности их горения. Однако вследствие быстрого роста ракетной промышленности и увеличения размеров зарядов твердого топлива в связи с исследованиями космического пространства многие из принятых условий, вероятно, еще имеют более или менее эмпирический характер. Стандартизация технологии производства на строго научной основе во многих случаях еще не доведена до конца и для ее осуществления необходимо время, в частности ввиду того, что большинство работ в этой области не опубликовано. [c.151] Вернуться к основной статье