Химические ракетные топлива
жүктеу/скачать 1.91 Mb. Pdf көрінісі
|
| 3.5.3 Металлические горючие
Использование порошкообразных металлов в качестве горючих СТРТ обеспечивает повышение удельного импульса и плотности топ- лива, а также устойчивости внутрикамерных процессов. Повышение удельного импульса (рисунок 3.3) происходит из-за увеличения темпе- ратуры продуктов сгорания в результате увеличения теплового эффек- та реакции окисления (теплоты сгорания). Рисунок 3.3 – Зависимость температуры продуктов сгорания и удельного импульса от содержания алюминия при Р к /Р а = 40/1 Кроме того, в связи с тем, что металл окисляется преимуществен- но продуктами сгорания ГСВ, уменьшается молекулярная масса газо- образных веществ, при этом средняя молекулярная масса всех продук- тов сгорания топлива возрастает несущественно. Из всего ряда энергетически активных металлов – Be, Li, B, Al, Mg, в СТРТ нашли широкое применение алюминий Al и гидрид алю- миния AlH 3 . В составах СТРТ используют порошки Al марки АД (алюминий дисперсный) и УДА – ультрадисперсный алюминий с диаметром час- тиц d<1 мкм. В таблице 3.3 представлены характеристики порошкооб- разного алюминия. 91 Таблица 3.3 – Характеристики порошкообразного алюминия Марка алюми- ния Удельная поверх- ность, м 2 /г Среднемассовыйдиаметр частиц, мкм Содержание ак- тивного металла, % АД-1 0,15-0,17 15 99 АД-4 0,34-0,38 7 98 АД-6 0,55-0,65 4 98 УДА 5-200 0,50-0,10 94 Ультрадисперсные порошки отличаются повышенной химиче- ской активностью, способны к самовозгоранию при контакте с кисло- родом воздуха. В результате замены АД на УДА снижается агломера- ция алюминия на поверхности горящего топлива, вследствие этого по- вышается удельный импульс. Кроме этого, при использовании УДА повышается скорость горения. Для повышения стабильности свойств порошков Al и зарядов СТРТ, сохранения содержания активного металла порошки пассиви- руют и гидрофобизируют. Пассивация заключается в создании на по- верхности частиц сплошной прочной оксидно-гидроксидной пленки, препятствующей взаимодействию металла с окислительной средой. Гидрофобизация заключается в покрытии частиц слоем соли жирной кислоты, например стеаратом натрия. Ультрадисперсные порошки ис- пользуют в виде коллоидных паст. Использование гидридов алюминия вызвано стремлением повы- сить удельное газообразование топлива за счет водорода, содержаще- гося в AlН 3 . Расчеты показывают, что замена металла на гидрид метал- ла увеличивает удельный импульс топлива и снижает температуру продуктов сгорания, что является благоприятным фактором. Однако энергоемкие гидриды имеют более низкую по сравнению с металлом плотность. Поэтому эффективность гидросодержащих топ- лив реализуется на верхних ступенях МБР. Недостатками гидридов являются низкая термическая стабильность, высокая реакционная спо- собность по отношению к органическим веществам. Характеристики гидрида алюминия AlН 3 : молекулярная масса М=30, энтальпия образо- вания минус 380 кДж/кг, температура начала разложения 165 °С, плот- ность 1,48 г/см 3 . 92 СТРТ на основе «активных» ГСВ могут содержать до 25 %AlН 3 , что обеспечивает их удельный импульс до 275 с и плотность 1,65 г/см 3 . жүктеу/скачать 1.91 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|