Химические ракетные топлива

79 
при p
к
/p
а
=40/1 и ρ=1,70-1,72 г/см
3
; 
на основе активного связующего J
уд
=249-250 с 
при p
к
/p
а
=40/1 и ρ=1,75-1,76 г/см
3
. 
Перхлораты. Перхлораты ‒ соли хлорной кислоты обладают луч-
шим окислительным потенциалом, чем нитраты. Например, перхлорат 
калия дает ~ 46 % О
2
, разлагаясь по схеме 
2KClO
4
→ 2KCl+2O
2
. 
(3.2) 
Для ракетных топлив можно использовать перхлораты калия 
(ПХК), натрия (ПХН), аммония (ПХА), лития (ПХЛ) и др. Их плот-
ность и температура плавления приведены в таблице 3.2. 
Таблица 3.2 – Характеристики перхлоратов 
Название 
Формула 
Плотность, 
г/см
3
Температура 
плавления, К 
Кислородный 
баланс, % 
Перхлорат 
калия 
KClO
4
2,52 
823-843 
46,0 
Перхлорат 
натрия 
NaClO
4
2,50 
753 
52,0 
Перхлорат 
аммония 
NH
4
ClO
4
1,95 
513 
54,0 
Перхлорат 
лития 
LiClO
4
2,43 
509 
60,0 
Нитрозил 
2NOClO
4
2,17 
373 
разлагается 
62,0 
Перхлораты представляют собой кристаллические вещества, 
слегка окрашенные в желтоватый цвет со слабым запахом хлора. Все 
перхлораты гигроскопичны и слабо токсичны. Поведение в двигателе 
различно. Так перхлораты калия и натрия в продуктах сгорания имеют 
в газофазной формеHCl, который с влагой воздуха образует соляную 
кислоту. Кроме того, в продуктах сгорания этих перхлоратов содер-
жатся твердые частицы KCl и NaCl, образующие токсичный и корро-
зионноактивный дым. В составе продуктов сгорания перхлората аммо-
ния нет твердой фазы, его газообразование выше перхлората калия и 
перхлората натрия. Но окислительная способность перхлората аммо-
ния ниже и зависит от температуры горения. 
Перхлорат лития обладает более высоким газообразованием, вы-
сокой теплотой образования, продукты его сгорания имеют низкий 
молекулярный вес, но токсичны из-за содержания в их составе Li(OH). 
По совокупности свойств в наибольшей степени удовлетворяют 
требованиям к окислителям СТРТ перхлораты аммония и калия. В топ-

80 
ливах маршевых РДТТ используют ПХА. Перхлорат калия благодаря 
высокой термостабильности применяют в термостойких топливах. 
Перхлорат аммония (ПХА) – белое кристаллическое вещество, 
существующее в двух аллотропических модификациях: низкотемпера-
турной-ромбической и высокотемпературной – кубической. Поли-
морфное превращение протекает при 240 

С с эндотермическим эф-
фектом, на который накладывается экзотермический эффект разложе-
ния и эндотермическая сублимация. 
ПХА – термически стойкое соединение. Только длительный на-
грев при 110 

С приводит к частичному разложению. С повышением 
температуры скорость распада увеличивается. 
ПХА растворим в воде, частично в глицерине, ацетоне и этиловом 
спирте. Способен увлажняться: при относительной влажности воздуха 
76 % влажность ПХА за 4-6 часов достигает равновесного состояния – 
15 %. При хранении вследствие гигроскопичности способен слежи-
ваться. Для предотвращения слеживаемости, повышения сыпучести его 
смешивают с поверхностно-активными веществами (аэросил др.). 
ПХА способен к самостоятельному горению. Нижний предел 
давления устойчивого горения ориентировочно составляет ~ 2МПа 
(при скорости горения u ≈3-4 мм/с). 
ПХА способен детонировать при действии различных импульсов, 
например, от капсуля-детонатора, если диаметр заряда ПХА больше
60 мм, а насыпная плотность близка к единице. Теплота взрыва состав-
ляет 1400 кДж/кг. При содержании воды более 10 % ПХА взрывчатые 
свойства теряет. Температура вспышки ПХА в стандартных условиях 
составляет 350-400 

С. Чувствительность к механическим воздействи-
ям (к трению, удару) зависит от дисперсности, влажности, присутствия 
примесей. 
В производстве зарядов СТРТ используют модифицированный 
ПХА округлой формы с содержанием влаги не более 0,1 %. При этом в 
состав топлива вводят 2-3 фракции, отличающиеся размером частиц: 
крупная – 400-600 мкм, средняя – 150-300 мкм, мелкая – менее 50 мкм. 
В быстрогорящих СТРТ применяют ультрадисперсный ПХА с
d≤1мкм. 
ADN, аммонийдинитридамид – неорганическая аммонийная соль, 
NH
4
N(NO
2
)
2
. Благодаря высокой энтальпии образования и удельной 
газовой постоянной продуктов сгорания по сравнению с ПХА топлива 
с AND имеют на ~5 % больший удельный импульс. 
ADN представляет собой белое кристаллическое вещество с тем-
пературой плавления 92-95 

С. Энтальпия образования составляет 
150,6 кДж/моль, плотность монокристалла равна 1,82-1,84 г/см
3
. Общее 

81 
содержание кислорода – 51,6 %, α
ок
=2,0. Удельное газообразование – 
0,906 м
3
/кг. Хорошо растворяется в воде, ацетоне. Высокогигроско-
пичное вещество. Интенсивное разложение начинается при температу-
ре выше температуры плавления (130 

С). Подвержен фотохимическо-
му разложению. Способен к самостоятельному горению при
p>0,5 МПасо скоростью 20-25 мм/с. 
ADN является взрывчатым веществом. Уровень показателей чув-
ствительности к механическим воздействиям близок к уровню анало-
гичных показателей гексогена. Применение ADN в качестве окислите-
ля в составе СТРТ возможно как в индивидуальном виде, так и совме-
стно с ПХА и октогеном. Применение ADN не только повышает энер-
гетику топлива, но и обеспечивает экологическую «чистоту» продук-
тов сгорания и снижает их дымность. 
Из органических соединений практическое применение в составе 
промышленных ТРТ нашли циклические нитрамины – октоген и гексо-
ген – мощные ВВ с положительной энтальпией образования, свойства 
которых близки. 
Октоген – циклотетраметилентетранитрамин представляет собой 
белое кристаллическое вещество, практически не растворяющееся в 
воде. Плавится при температуре 270-280 °С с разложением. Негигро-
скопичен. Обладает высокой термостойкостью: температура начала 
интенсивного разложения составляет 260-270

С, плотность – 1,9 г/см
3
. 
Способен к самостоятельному горению со скоростью ~7,6 мм/с при 
давлении p=4 МПа. Октоген мощное ВВ, скорость детонации равна
Д=9100 м/с, критический диаметр детонации – 18 мм. 
Энтальпия образования октогена составляет 322,7 кДж/кг. Ввиду 
отрицательного кислородного баланса (-21,8 %, α

жүктеу/скачать 1.91 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: