Штехер М.С. Топлива и рабочие тела ракетных двигателей (1241539), страница 32
Текст из файла (страница 32)
При работе в помещениях с более высокой концентрацией, чем допустимо по нормам, необходимо пользоваться автономным источником подачи воздуха для дыхания, так как защитныепротивогазы не обеспечивают длительного пребывания в загазованной среде. При попадании жидкого диметилгидразина или гидразина на кожу необходимо срочно и тщательно промыть пораженные участки большим количеством воды и затем слабым раствором уксусной или лимонной кислоты. Энергетические характеристики несимметричного диметилгидразина существенно зависят от выбора окислителя. Так, г фтором удельный импульс достигает 3340 — 3385 м/с (340— 345 с), с кислородом 2950 †30 м/с (300 †!О с), а с перекисью водорода и азотным тетраксидом около 2850 †29 м/с (280— 285 с) в области, Г ччзкой к стсхиометричсским условиям илв чуть ниже, прп и — — 0,85 —:0,9 [1), (с.ь рпс.
3. 4). Как видно пз приведе.".пы., "данных, разница между удельными импульсами с кислородом и фтором составляет только 12— 15%, а эксплуатационные показатели фтора значительно хуже, чем кислорода, поэтому пслссообразно использовать только кислород. Разница между удельными импульсами НДМГ с криогенным кислородом и нормальными жидкостями — перекисью водорода н азотным тстраксидом — еще меньше, около 5 — 7%. Учитывая, что НДМГ и АТ дают самовоспламеняющуюся пару топлива, очевидно, целесообразно их применение на современных жидкостных ракетных двигателях.
Использование кислородсодержащих окислителей с НДМГ дает макснмальныс значения удельных импульсов, когда водород сгораст в НаО, а углерод главным образом в СО и частично и СОв Полное окисление углерода в СОз дает хорошие экспериментальные показатели. При подборе окислителя необходимо считаться с этими условиями. Использование фтора целесообразно и дает наибольший удельный импульс, когда фторосодержашее топливо обеспечивает полное образование НР. Образующиеся при этом фториды углерода мало увеличивают значения удельного импульса, но заметно увеличивают молекулярный вес продуктов сгорания, что не очень полезно для тяговых двигателей Именно по этим соображениям использование фторсодержащих окислителей с днметилгидразином оказывается нецелесообразным по сравнению с кислородсодержашими окислителями. Симметричный диметилгидразин (СНзЫН вЂ” (ь)НСНз) Симметричный диметилгидразин получают действием хлорис. того бензоила на гидразинсульфат в присутствии едкого натра [38,'.
Выход симметричного диметилгидразина по этому способу составляет 75 — 78% от теоретического. Симметричный диметилпздразин при нормальных условиях †жидкос, дымяшая на воздухе, гигроскопична, растворяется в воде, спирте, эфире. Симметричный диметилгидразин обладает восстановительными свойствами [40]. Температура кипения симметричного диметилгидразина равна 354 К (81'С), температура плавления равна 264 К ( — 9,0' С).
Плотность симметричного диметилгидразина при 293 К (20' С) равна 0,8274 г/см'. Критическая температура 800 К (527' С), критическое давление 90 кг/см'. При нагревании до 595 К (320'С) симметричный диметилгидразин разлагается на метан н азот по реакции СНз(ь)Н— — (ь(НСНз — ~-2СН4+ К)ь Плотность, упругость паров, кинематическая вязкость и поверхностное натяжение диметилгидразина зависят от температуры. Метил гидразин Метилгидразнн или монометилгидразин [СНаН,Нз) является производным гидразина. Внешне метилгидразин представляет собой бесцветную, прозрачную, весьма подвижную жидкость со следующими физическими свойствами: 220.6 К ( — 52,4'С) 860 К (87* С) 0,8(6 г/см' 530 К (257'С) 75 кг,'см' 40,5 кдж/г моль (9,65 ккал/г моль) Теплота образоваппв......, 52,4 кДж/г моль ( — !2,5 ккал/г моль) Метилгидразин обладает высокой стабильностью и весьма гоксичен. Отличается большой летучестью из-за высокого давления насыщенных паров, в пожарном отношении значительно опаснее гидразина и диметилгидразина.
Токсичность его несколько слабее чем диметилгндразина,однако характер действия и признаки отравления одинаковы. Коррозионная активность незначительна. Конструкционные материалы можно применять те же, что и для диметилгидразина, ограничения по применению металлов такие, как для гидразина, а по неметаллическим материалам такие же, как для диметилгидразина. Энергетические характеристики метнлгидразина )40) мало отличаются от диметилгндразина. Необходимо отметить, что разница удельных импульсов кислородных и фторных окислителей незначительна.
Поэтому нецелесообразно использование метилгидразина с фтором и его производными, так как фторсодерукап)ие окислители неполностью окисляют углеводород. Метилгидразин склонен к каталитическим реакциям, как гидразин. Аэрозин Аэрозином, по данным США, принято называть смесь из 50о(о гидразина и 50о)о несимметричного диметилгидразина. Применение такой смеси вызвано к жизни рядом практических сообра. жений. По энергетическим показателям следовало бы предпочтительно использовать чистый гидразин. Его удельные импульсы с кислородом н фтором выше, чем диметилгидразина и метил- гидразина. Плотность чистого гидразина также значительно выше, чем у двух его производных, но он обладает очень высокой температурой застывания, равной 274,7 К (!,7'С).
В смеси сди. ыетилгидразином, который обладает температурой застывания около 2!6 К ( — 57' С), этот недостаток гидразина исправляетсл. Ниже приведены параметры, характеризуюшие аэрозин. Температура аастмаанпя....., .. 265,7 К ( — 7,3'С) Температура кипения . . . . 343 К )-'е70' С) Плотность при 294 К )21'С)...... 0,9 г)сма Энергетические характеристики аэрозина (удельный импульс) располагаются между характеристиками гидразина и диметилгидразина. Токсичность одинакова с метилгидразином. Аэрозин стабилен и стоек к удару, при нормальных условиях — бесцветная жидкость с характерным «аммиачным» запахом. Металлы и другие конструкционные материалы, совместимые г гидразнном, допускаются для использования и с аэрозином.
При выборе прокладочных материалов лучше ориентироваться на днметилгидразнн. Глава 4 ТВЕРДЫЕ РАКЕТНЪ|Е ТОПЛИВА Простейшим видом ракетного двигателя является двигатель на твердом топливе, представляющем собой многокомпонентную однородную смесь горючего и окислителя. Основным отличием этого топлива является его твердое агрегатное состояние.
Вторая отличительная особенность заключается в том, что весь запас топлива размещается непосредственно в камере сгорания двигателя. Последнее обстоятельство является не только конструктивным отличием двигателей твердого топ< ! ' лива, но и существенно в. ияет на 1+1,, его рабочий процесс. Принципиальная схема ракетного двигателя на твердом топливе (РДТТ) показана на рис.
4.1. Схема очснь четко подчеркивает простоту конструкции двигателя и топливного заряда. В зависимости от назначения двигателя, состава применяемого топлива, характера изменения тяги по времени и продолжительности работы эта схема может несколько изменяться, но всегда оста~тся простой. Размеры двигателей твердого топлива, г следовательно, и зарядов к ним,могут очень широко меняться.
В современных условиях минимальные размеры заряда тверлого топлива укладываются в несколько миллиметров по диаметру и несколько десятков миллиметров по длине. Вес такого заряда не превышает десятка граммов. Максимальные же размеры заряда в экспериментальных образцах, например, американских двигателей, могут достигать 10 — 11 м в диаметре и 30— 40 м в длину, а вес заряда исчисляется сотнями тонн. По данным США [61, 62, 63, 64], считается наиболее рациональным использовать заряды с наибольшим диаметром — от 2,5 до 6,6 м при длине от 10 до 35 м.
Важным достоинством ракетных двигателей на твердых топливах считается способность самих топлив длительно храниться 146 в состоянии боевой готовности. Это обеспечивает хранение двигателей в снаряженном состоянии н очень важно для военных целей. Длительное хранение готовой к боевым действиям ракеты с твердым топливом позволяет накопить достаточный запас этого оружия, что экономически весьма выгодно. Для изготовления твердого топлива обычно используются довольно простые и дешевые материалы, например, селитра или перхлорат аммония в качестве окислителя и целлюлоза, битум, каучук и некоторые полимеры в качестве горючего; низкая стоимость указанных материалов обеспечивает относительную дешевизну производства твердого топлива.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
