Сарнер С. - Химия ракетных топлив (1049261), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Следует принимать особые меры предосторожности, не допускающие контакта таких материалов с перхлоратом нитрония. В работе [63) сообщается, что разложение перхлората нитрония, ведущее к образованию окислов азота, начинается при 90 — 100'. При 120 — 140' разложение происходит быстрее, но без 9. РАкетные окнслнтели с последующим разложением С102 на С12 и 02. Предложен сле- дующий механизм разложения в присутствии продуктов разло- жения: !02С104 + К704 НОС!04 + [205 Х,О,— 5[20, + '/,02. Корде [83], изучавший разложение при 70 — 112,3', не обнаружил КОС!04 в качестве промежуточного продукта.
Он нашел, что данные, характеризующие разложение на 0,5 — 95%, соответствуют теории Мампела [257] разложения однородных сферических частиц. Константа скорости стадии инициирования ! -112,8 — 28 5ООАЯТ вЂ” 1 (9. ! 91) (9.189) (9.190) константа скорости стадии развития ! (!12Л вЂ” 27 3781ЛТ вЂ” 1 Р (9.! 92) и индукционный период ! !)-15,9 80 7947лг ОНА (9.193) Корде постулировал, что в твердой фазе протекают реакции С!04 С!О, + е, ХО++ е 5[О, (9.194) (9.195) сопровождающиеся процессом десорбции С! 04 (поверхность)- С!04(г), 5[02(поверхность)- Х02(г), (9.196) (9.197) разложе- и затем в газовой фазе происходят истинные реакции ния; (9.198) (9.199) СЮ4-СЮ,+ О,, 5!02+ С!О, ЫО8+ ОС1, взрыва [63, 149, 151].
Позднее было показано, чте разложение осуществляется при более низких температурах. Маршалл и Льюис [263] изучали разложение, начиная с 50', при 65' им удалось наблюдать значительное разложение. Эти авторы предложили двухстадийный механизм разложения (в вакууме) !02С!04 ! !ОС!04 + 1/ 01 (9.187) 5!ОС!04 — И02+ С!О, + '/.02 (9.188) З РАКЕТНЫЕ ОКЫСЛИТЕЛН 363 ОС!+ Ь[ОŠ— ЫО,С1, (9.200) ос(=с!,+ о„ (9.201) 14!Оз+ Коз Ь!зоз Ызоз+ ~lзОз. (9.202) 9.19.
ПОИСКИ НОВЫХ КОМПОНЕНТОВ С1Р(г)+ НОР(г) = Ыое С)Рз (тв). (9.203) Это соединение диссоциирует на свои компоненты, давление диссоциации достигает ! атм при — 22'. Теплота образования (АОС1Рз равна — 44,7 ккал/моль. Давление диссоциации определяется уравнением !' Рз ) 15 500 59,3 Р ~[ 4 [ 2,3РТ + 2,37Е где р в атм. Вычислены также данные для НО+С!Р . Теплота образования равна — 70,4 ккал,'моль; давление диссоциации достигает 1 атм при — 6'. Получены [68[ стабильные соли щелочных металлов с анионом С1Р,, которые разлагаются экзотермически при температурах выше 230'. Удалось получить соли Сеч 44Ь и К, но при (9.204) Наиболее перспективной областью, в которой могут быть открыты новые, высокоэффективные компоненты ракетных топлив, является химия фтора.
В недавней работе Хольцмана [187[ дается порядок расположения различных групп, входящих в состав окислителей, по их окислительной способности: Р>ОР> >7(Рз>С1Р4>0>С!Рз>Ь!Оз>с!04>4(оз>С!оз. Можно видеть, что все,фторсодержащие группы по своей окислительной способности превосходят кислород (в этом случае исключение составляет С!Рз) и кислородсодержащие группы.
Имеющиеся в настоящее время окислители содержат низшие группы. Современные исследования связаны с синтезом окислителей, содержащих группы ОР, Ь!Рз и С1Р4. Исследования в' этой области ведутся широким фронтом, о чем свидетельствуют два последних симпозиума [186, 187[. До сих пор поиск остается безуспешным, если не считать соединений, рассмотренных в разд. 9.6, и органических дифтораминосоединений. Однако следует иметь в виду, что эта область химии является новой, и разработка новых методов будет способствовать ее развитию. Сравнительно недавно впервые была введена в окислитель группа С1РЕ.
Крист и Гертин [67] сообщили о синтезе 14ОС1Рз в вакууме при — 78' а и э Ф с н с о с. ас с с о РЭ Оъ 3 с о с ( с с Я с у с и О с с. с ~~ с ь 3 с с о с ь осс Ю асс Ос СЧ в с О $ еи о с с с с с 4 а сс О. с с о а а3 Зс с о 1 с с с с с с е 9. РАкетные окислители получении солей Ь[а, 1.! и щелочноземельных металлов встретились трудности. Получены также соли К, КЬ, Сз и Ь[О+ с аниоиом С1г'; [18, 69, 220, 441, 4421 Этот аннан имеет структуру плоского квадрата Ф и г.
9.4. Микродвигатели в собранном виде. в солях йЬ и Сз и меньшую степень симметрии в солях К и Ь!О+. Таким образом, можно получить соответствующие соединения путем введения окислительных групп, рассмотренных Хольцма- Фиг 95. Микродвигатель в разобранном виде. ном [187[, Проведена большая работа по синтезу окислителей, содержащих группу ОГ, с различными фторидами кислорода и озона [186, 187]. Эти окислители должны быть наиболее знергоспособными среди окислителей, содержащих сложные группы.
366 з. РАкетные окислители Ф и г. 9.6. Прибор для изготовления канала в заряде топлива для микродвигателя. Новые компоненты ракетных топлив часто опасны, и при всех попытках их получения необходимо принимать особые меры предосторожности до тех пор, пока не станет ясно, что соединение безопасно в обращении.
Кроме того, новые компоненты обычно имеются лишь в небольших количествах. Для облегчения поиска и исследования новых компонентов ракетных топлив разработано много специальных методов, предусматривающих использование установок с дистанционным управлением и работу с микроколичествами. На фиг. 9.! показана лабораторная установка с дистанционным управлением, в которой предварительно получают смеси новых компонентов топлив в контролируемой атмосфере. На фиг.
9.2 показан прибор Талиани, применяемый для измерения ско л! ростей разложения. На фиг. 9.3 изображен микросмеситель, с помощью которого можно приготавливать смеси компонентов ракетных топлив в количестве 5 — 20 г. Этот вертикальный смеснтель состоит из пробирки с боковым отводом, в которой находится Х-образная мешалка, соединенная с реверсивным мотором с плавно регулируемой скоростью. Смеси- тельная пробирка находится на специальном приспособлении. поднимающем и опускающем внешнюю пробирку, благодаря чему происходит распределение компонентов.
Реверсивность движения лопастей мешалки в микросмесителе соответствует действию скребков в смесителях обычных размеров. Боковой отвод сообщается с вакуум-насосом для удаления газов из смеси; при этом получаются образцы топлива, не содержащие газовых включений. Баллистические испытания можно проводить в микродвигателе, показанном на фиг. 9.4 и 9.5.
Трубка из фенольного пластика, содержащая заряд ракетного топлива, служит одновременно корпусом двигателя и камерой сгорания. Двигатель заполняют топливом из микросмесителя с помощью приспособления для микролитья с деаэрацней заряда топлива через Ф и г. 9.7. Микрообразцы для испытаний на растяжение и их крепление. а — удаление образцов из литейной формы после одновременного изготовление и прниреплении лапок к концам образцов топлива; б — центрирование образца и винтового зажима, прикрепленного к концу образца; изготое. ление н установка формы 9. РАКЕТНЫЕ ОКИСЛИТЕЛИ 368 продольную щель. В центр заряда вдавливают стержень с помощью прибора, показанного на фиг. 9.6.
После отверждения заряда стержень удаляют. Микродвигатель позволяет получать баллистические данные для образцов ракетных топлив весом менее !О г. С помощью микродвигателя получены зависимости скорости горения от отношения поверхности горения заряда топлива к площади критического сечения сопла (Кгг), сравнимые с соответствующими значениями для двигателей большего размера. Он калибруется с использованием стандартных ракетных топлив, поэтому можно определять и удельную тягу.
Разработаны также микрообразцы топлива для определения коростей горения в бомбе Кроуфорда (см. гл. 10). Полученные данные сравнимы с данными для стандартных образцов топливных зарядов. Были изготовлены миниатюрные образцы весом 1 г (фиг. 9.7) для определения механических свойств твердых ракетных топлив при ограниченном количестве материала.
Цилиндрические образцы имели длину 88 мм и диаметр 4,75 Ага!. Стандартный образец )АХАР для испытания на растяжение весит 40 — 50 г. Испытания микрообразцов проводили при скорости головки прибора 0,5 см(агин, что составляет г/го скорости, используемой обычно для образцов )АгьАР.
При таких скоростях получается очень хорошее соотношение между результатами испытаний микрообразцов и стандартных образцов ЛАМАР. ЛИТЕРАТУРА 1. АЬгаьать 5. С., Со1!1и 1(. 1., 1.1рьсотЬ йг. Ы., АсГа СгуьГ., 4, 15 (1951). 2. А г) 6 1 9 о п С. С., 1. е ге| ь Л, 17иагГ. У(ео., 9, 115 (1955). 3. Аегоп Р. А., Вееип О.
М., Ьееу Н.А., Маьап Л. А.,Уо~ еь С. Г., 8 си !1 Ь О. Г., Яс(елсе, 139, 842 (1963). 4. Ашер СЬеписа( Сотрапу Ви1!е1!п РО-ТА-70751, 1959. 5. Ашетт СЬеписа! Со~ирапу Випепп ТА-8532-2, 1959. 6. Айса СЬеписа( Сотрапу Ви1!е1!п ТА-85411, 1961. 7.
А11!еа Сьеписа! Согпрапу Випепп оп Ы!!гоееп Те1гохще, Липе 1958 8. Атепсап Ро1аьЬ апд СЬеги(са( Согр. Випепп 011-11, 1957. 9. Атепсап Ро1аьЬ апа СЬеписа! Согр. Ви(!епп ОР-85М-760, 1960. 10. Апаегьоп й., зсЬпга!е(п У. О., О'Тоо1е (1, С., О'Вг!ап Т. О., У. Раук Сает., 56, 473 (1952). !1. Апг(еге оп й. еГ а1., (Уп!!е6 Тесьпо1оку Согрогапоп ((ерог! (УТС- 2002.ОТ4, 1962. 12. А пи и ь Ф.
)1., 1.ес Ь|е А. Н., Ргос )гоу. 5ос. (Уопг(оп), А150, 615 (1935). 13. А о у а ги а 5., 5 а Ь и г а Ь а 5., У. Сает. 5ос. Уауап, 59, 1321 (1938). 14. Л о у а гп а 5., 5 а Ь и г а Ь а 5., У. Сает. 5ос. Уарап, 62, 208 (1941). 15. А р р е( гп а и Е. Н., М а! т У.
О., У. Ат. Сает. Зос., 86, 2297 (1964). 16. А г гп ь 1 г о п е О. Т., М а г а п 1 ь 5., С о у 1 е С. и., У. А т. Сает. Яос., 81, 3798 (!959). 9. РАКЕТНЫЕ ОКИСЛИТЕЛИ 17. Агтв1гоп8 б. Т., Магап1з Б., Соу!е С. Р., Ы. В. Б, Керог1 6584, 1959. ! 8. А в р г е у 1.. В., М а г 8 г а ч е У. 1., Б ! ! ч е г 1 Ь о г п М. Е., У А т. Сает. Бос., 83, 2955 (!961). 19. О д р н т Л., О г г Б., Химия гидразина, НЛ, М., !954. 20. А у п в! е у Е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
