РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА,
используют как источник энергии и рабочее тело для создания движущей силы в
ракетных двигателях (РД), применяемых в космич., авиац., военной и др. областях
техники. В зависимости от назначения и типа РД обычно различают жидкие, гелеобразные,
твердые и гибридные Р. т. Энергетич. показатели и эффективность Р. т. характеризуется
уд. единичным импульсом Руд (отношение тяги двигателя
к расходу топлива в единицу времени), к-рый определяется т. наз. теплопроизводительностью
Я топлива и термич. кпд двигателя ht:
Жидкие Р. т. (ЖРТ) подразделяют
на одно- и двухком-понентные. Однокомпонентные топлива, не нуждающиеся при сгорании
в подаче окислителя извне,-соединения типа гидразина N2H4,
этиленоксид, Н2О2 (при нагр. в камере РД распадаются с
выделением большого кол-ва теплоты и газообразных продуктов), орг. нитраты (типа
метилнитрата, нитроглицерина), низшие нитропарафины - обладают относительно
низкими энергетич. св-вами (напр., 100%-ный Н2О2 имеет
H = 2,9 МДж/кг и Руд = 145 с); применяют как вспомогат.
топлива для систем управления и ориентации летательных аппаратов, приводов турбонасосов
РД.
Двухкомпонентные топлива
состоят из горючего и окислителя. Горючим служат: лигроино-керосиновые и ке-росино-газойлевые
нефтяные фракции (пределы выкипания 150-315°С), жидкий Н2, СН4,
С3Н8, спирты (напр., этиловый, фурфуриловый); N2H4
и его производные (1,1-диме-тил- и фенилгидразины и др.); жидкий NH3,
анилин, метил-, диметил- и триметиламины; бороводороды типа ВnHn+4-дека-
и дибораны, дигидробораны ВnHn+6
типа пентабора-на; металлсодержащие соед. (гомог. системы) - триэтил-алюминий,
гидриды МеН2, борогидриды Ме(ВН4)n,
где Ме-А1, Li, Be; гетерог. суспензии металлов в N2H4
и углеводородах. В качестве окислителя, напр., применяют: жидкий О2,
Н2О2; конц. HNO3, NO, N2O4,
тетранитрометан; жидкие F2 и С12, OF2, C1F3,
NO3F. При подаче в камеру сгорания РД эти топлива могут самовоспламеняться
(конц. HNO3 с анилином, N2O4 с N2H4
и др.); иногда самовоспламенение не происходит (напр., смесь О2-Н2).
При использовании суспензий металлов в горючем, напр. Be в жидком Н2,
удается повысить Руд; макс. импульс имеют ЖРТ: H2-F2,
H2-OF2 (412 с), Н2-О2 (391 с).
Гелеобразные Р. т. (ГРТ)
- обычно загущенное солями высокомол. орг. к-т или спец. добавками горючее,
напр. N2H4 либо углеводороды, реже - входящие в состав
ЖРТ окислители. Повышение Руд достигается добавлением
порошков металлов (N2H4-Be-O2 и др.).
Твердые Р.т. (ТРТ), подразделяемые
на баллиститные (прессованные - нитроглицериновые пороха)и смесевые
(литые), применяют в виде канальных шашек, горящих по внешней либо внутр. пов-сти
зарядов. Смесевые топлива гетерог. смеси окислителя (как правило, NH4C1O4,
60 70%), горючего-связующего (разл. каучуки, напр. бутилкау-чук, нитрильные,
полибутадиены, 10-15%), пластификатора (5-10%), металла (порошки Al, Be, Mg
и их гидридов, 10-20%), отвердителя (0,5-2,0%) и катализатора горения (0,1-1,0%);
Руд = 200 с. Осн. преимущества применения перед ЖРТ: отсутствие
необходимости предварит. заправки им РД перед стартом и постоянная готовность
к нему; относит. простота конструкции и эксплуатации двигателя.
Гибридные Р. т. - системы,
содержащие горючее в твердом состоянии (в камере сгорания), а окислитель-в жидкой
фазе (в отдельной емкости) или наоборот. Напр., горючими могут служить: отвержденные
нефтепродукты, N2H4, полимеры и их смеси с порошками -
Al, Be, BeH2, LiH2 или окислителями-HNO3, N2O4,
H2O2, FC1O3, C1F3, О2,
F2, OF2. Макс. Руд имеют топлива:
BeH2-F2 (395 с), ВеН2-Н2О2(375
с), ВеН2-О2 (371 с).
Лит.: Зрелов В.Н.,
Серегин Е.П., Жидкие ракетные топлива, М., 1975; Паушкин Я.М., Жидкие и твердые
химические ракетные топлива, М., 1978; Большаков Г.Ф., Химия и технология компонентов
жидкого ракетного топлива, Л., 1983; Химмотология ракетных и реактивных топлив,
под ред. А. А. Браткова, М., 1987. В. Г. Спиркин.