Смесевые твердые ракетные топлива (СТРТ)

73 
эффективность применения его в РДТТ. Продукты сгорания металлов – 
оксиды, кроме того, являются стабилизаторами процесса горения. В 
качестве энергетических добавок в СТРТ могут использоваться мощ-
ные ВВ – гексоген, октоген и др. В составе СТРТ они выполняют также 
роль дополнительных окислителей. 
Специальные добавки обеспечивают требуемый уровень всего 
комплекса характеристик топлива в соответствии с его назначением. К 
эксплуатационным 
добавкам 
относят 
стабилизаторы 
физико-
химических характеристик, стабилизаторы горения, модификаторы 
скорости горения и др. 
Технологические добавки улучшают технологические свойства 
исходных компонентов (например, сыпучесть порошка окислителя) и 
топливной массы в целом. Типовой состав СТРТ приведен в
таблице 3.1. 
Таблица 3.1 – Типовой состав СТРТ 
Компоненты и характери-
стики 
Содержание компонента в составах, % 
без металла 
с металлом 
с гидридом 
металла 
Окислитель: 
перхлорат аммония и др. 
ВВ (октоген и др.) 
75-85 
до 85 
до 85 
45-80 
25…80 
до 40 
45-65 
до 45 
до 30 
Горючее-связующее 
15-25 
8-30 
8-30 
Металлическое горючее: 
алюминий и др. 
гидрид алюминия
- 
- 
- 
5-25 
5-25 
до 30 
5-15 
10-25 
Специальные добавки 
до 2,0 
до 1,0 
до 1,0 
Плотность, г/см
3
1,6-1,7 
1,7-1,9 
1,6-1,70 
Удельный импульс
(Рк/Ра=40/1), с 
220-230 
240-260 
260-270 
По типу окислителя различают следующие классы СТРТ: перхло-
ратные, нитратные, на основе органических нитросоединений. 
Перхлоратные топлива при прочих равных условиях превосходят 
нитратные по энергомассовым характеристикам. При этом СТРТ с 
перхлоратом аммония (ПХА) имеют более высокий удельный импульс, 
чем с перхлоратом калия. Но СТРТ с перхлоратом калия имеют боль-
шую плотность и более термостойки. 
Топлива на основе нитратов NH
4
NO
3
, NaNO
3 
и др. эффективны в 
тех случаях, когда необходимо иметь небольшую скорость горения, 
умеренную температуру продуктов сгорания и высокое удельное газо-
образование. Поэтому основная область применения нитратных топлив 

74 
– газогенерирующие системы различного назначения. В продуктах 
сгорания нитратных СТРТ не содержится хлорсодержащих соедине-
ний, поэтому эти топлива более «экологичны», чем СТРТ с ПХА. Ос-
новные недостатки нитратных топлив – высокая гигроскопичность и 
нестабильность механических характеристик. 
К нитратным гетерогенным системам относят и дымный порох, 
который по существу является смесевым твердым топливом на основе 
низкомолекулярного связующего. В его состав входят нитрат калия
(75 %) – окислитель, сера (10 %) – связующее и древесный уголь
(15 %) – горючее. Теплота горения его составляет 3000 кДж/кг, а 
удельный импульс – 80с. Применяют дымный порох преимущественно 
в качестве воспламенителя твердотопливных зарядов, часто вместе с 
пиротехническими составами, а также как ружейный порох. 
Из класса СТРТ на основе нитросоединений используются соста-
вы с циклическими нитроаминами и, прежде всего, с октогеном. Топ-
лива на основе октогена по сравнению с перхлоратными обеспечивают 
более высокое удельное газообразование, более низкие температуру и 
окислительный потенциал продуктов сгорания. При прочих равных 
условиях расчетный удельный импульс СТРТ с октогеном несколько 
выше, чем с ПХА, а плотность – ниже. Это обусловлено тем, что окто-
ген по сравнению с ПХА имеет более высокую (положительную) эн-
тальпию образования, более низкую плотность и содержит меньше 
окислительных элементов. 
Отрицательный кислородный баланс октогена, в отличие от по-
ложительного для ПХА, не позволяет создавать СТРТ на основе 
«инертного» связующего с необходимым уровнем обеспеченности 
окислительными элементами, механических и других характеристик. 
Для устранения этого недостатка и реализации преимуществ октогена 
как окислителя в составе СТРТ используют «активные» ГСВ, содер-
жащие окислительные элементы, а также дополнительные окислители 
с повышенным содержанием кислорода, например ПХА. СТРТ, в кото-
рых окислителем является один октоген, применяют преимущественно 
в газогенерирующих системах, а также в РДТТ с пониженным дымо-
образованием. 
Нитроаминные СТРТ содержат до 85 % октогена, ГСВ на основе 
полибутадиенов или полиуретана и стабилизаторы. При горении таких 
топлив «первичный дым» (частицы углерода) не образуется, а «вто-
ричный дым», образующийся в присутствии паров воды, появляется 
лишь при температуре ниже минус 30 

С. В высокоэнергетических 
СТРТ содержание октогена не превышает 50 % всего окислителя, на-
ходящегося в топливе. 

75 
Таким образом, индивидуальные окислители обуславливают ха-
рактерные особенности топлива соответствующих классов, определен-
ные преимущества и недостатки. Поэтому современные СТРТ содер-
жат, как правило, смешанный окислитель, что позволяет оптимизиро-
вать весь комплекс характеристик СТРТ. 
Аналогично окислителю химическая природа ГСВ также влияет 
на основные характеристики топлива. По энергетическим свойствам 
все ГСВ делятся на «активные» и «инертные». 
К «инертным» принято относить ГСВ, в которых окислительные 
элементы либо полностью отсутствуют (например, бутилкаучук), либо 
их содержание значительно меньше, чем горючих элементов (напри-
мер, полиуретановый каучук), а энтальпия образования отрицательная. 
К «активным» относят ГСВ, обогащенные окислительными эле-
ментами и способные к горению в инертной среде, а также имеющие 
положительную энтальпию образования. Топлива на основе активного 
ГСВ характеризуются более высоким удельным импульсом и плотно-
стью. Применение активного ГСВ приводит также к улучшению тех-
нологических, механических и других характеристик СТРТ. 
Химическая природа ГСВ проявляется также в их структуре и 
влиянии ее на механические и другие свойства топлив. В зависимости 
от величины межмолекулярного взаимодействия и соответствующей 
температуры стеклования полимера, составляющие основу ГСВ, под-

жүктеу/скачать 1.91 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: