Штехер М.С. Топлива и рабочие тела ракетных двигателей (1241539), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Концентрация раствора зависит от соотношения нитроцеллюлозы и ТЛР. Химическая стойкость нитратов целлюлозы зависит от степени нитрования, наличия примесей и особенно от условий хранения, температуры и влажности воздуха, а также освещенности места хранения. Установлено, что нитраты целлюлозы медленно разлагаются даже при нормальной температуре 15— 20' С, выделяя окись азота КО, которая на воздухе переходит в двуокись МОз и с влагой воздуха дает азотную и азотистую кислоты по уравнению 2К)09+ Н,О-~-НХОз+ НМОз. 150 Таблица 4Л Теплопроизволительность Температура горения, 7 абс Газообразо- вание, кгул Наименование нитрата Нсллщлози ладж/кг икал/кг 950 3150 900 3,98 Пироксилин, содержащий 12,7ай азота 1(оллоксплин, солеожащий 12,0сй азота 3,64 2850 940 870 Хранить иитроцеллюлозу рекомендуется в холодном, сухом помещении без доступа солнечного света, с хорошей веитиляцисй.
Токсичность иитроцеллюлозы незначительна. Вторым основным компонентом баллиститиого топлива является трудиолетучий растворитель — пластификатор, выпол- ~ яющий роль окислителя. Здесь опять полезно иапомпить, что в лвухосиовиом топливе оба компонента обладают достаточным запасом кислорода в своих молекулах, ио в ТЛР его относительная доля больше, поэтому ТЛР можно считать окисляю1цим компонентом. Все ТЛР, применяющиеся в бал.тиститиых ракетных топливах, представляют собой жидкие одиокомпоиеитцые топлива, в ряде случаев являющиеся взрывчатыми веществами, например нитроглицерин. Как правило, это эфиры азотной кислоты или нитросоедииеиия. Все оии обладают достаточно большим содержанием кислорода как окисляющего вещества. Для характеристики ТЛР по количеству имеющегося в его составе кислорода принято использовать понятие о кислородном балансе данного продукта.
Кислородным балансом принято и.- зывать процентное содержание кислорода в данном веществе по отношению к стехиометрическому количеству кислорода, необходимому для сжигания горючих элементов вещества. Основ- !51 В присутствии этих кислот разложение заряда ускоряется и может закончиться вспышкой. При иагреваиии скорость разложения нитратов целлюлозы возрастает. Нитраты целлюлозы являются бризантными взрывчатыми веществами, способны гореть и детонировать.
На воздухе заряд может гореть без детонации. Температура вспышки нитратов целлюлозы 453 — 458 К ()80 — )85'С). Детонация нитратов целлюлозы может быть вызвана ударом, прострелом пулей и другими инициаторами. Склонность к детонации заметно снижается с увеличением влажности и при 20о7о-иой влажности детонации обычно ие наступает. Энергетические показатели нитратов целлюлозы можно характеризовать цифрами, представленными в табл. 4.1 )7]. ные физико-химические показатели некоторых наиболее часто используемых ТЛР— пластификаторов приводятся в табл. 4.2 17, 35, 40).
Таблнци 4.2 о и о«в о о о и и л у мае Тн„( С)7К Название Формула ('С)ук о лз (+ 13,5)7286,5 нике ( — 20)7253 ( — 29)7244 (+5,7)7278,7 227 6722, 148о 0,23, 1490 в,газ 1000 1,5 99 105,8 Нитроглице- рин Метнлнитрат 1,2г 85,7 77 Нитролгетан Нитробензол 1,!3 57,14 26,0 1,42 !470 4,02, 960 123 ( — ! 1,3)1261,7 1,39 Нитролигли- коль 1900 Температура начала разложения. Как видно из таблицы, наибольшее значение кислородного баланса у нитроглицерина; практически для нитроглицерина собственного кислорода более чем достаточно для окисления всех горючих элементов, входящих в его состав. Этим же объясняется его исключительная склонность к взрыву и детонации. При изготовлении баллиститного ракетного топлива предпочтительно использовать вещества с наибольшим кислородным балансом.
Необходимо подчеркнуть е!це одно важное свойство указанных в табл. 4.2 веществ — это их теплопроизводительность. И~спользуя эти вещества в качестве жидмсго од~нокомпонентного топлива ~с указа!иной теплопроизводительностью, нельзя ожидать, что удельный импульс будет более 2260 — 2455 м/с. Остановимся теперь на основных эксплуатационных свойсвах, представлен~ныл .в таблице трудиолетучих растворителей— пластификаторов. Нитроглицерин и некоторые труднолетучие растворители Нитроглицерин СзНл(ОХОз)з представляет собой прозрачную, с желтоватым оттенком, маслянистую, довольно вязку!о жидкость, почти без запаха.
С возраста~ноем температуры,до 323 К (50'С) появляется характерный запах. При застывании нитро- !52 С Нг(0140г)г СН„ОХОг С1 1тХОг СвНл)чОг СгНв(ОХОг)г (-1-50)! 323* (-1-65)'338 (+57)7330 (-1-80) 7 353 (Г60)7433в глигцернла возможно образование двух, форм: лабильной с температурой застывания 275,! К (2,!' С),и,стабильной с температурой застывания 2~86,2 К (13,2'С), Нитроглицерин хорошо растворяет нитросоединения ароматического,ряда (динитротолуол, тринитротолуол и др.) и ~нитраты целлюлозы (лироксилин и, коллоксилин). Исходными продуктами для получения нитроглицерина являк~тся глнсцерин и смесь азотной и серной кислот.
Нитроглицерин весьма токсичен при вдыхании паров или при попадании на кожу. При отравлении возникают аоловные боли, головокружение и затрудняется дыхание. При сильном отравлении возникают галлюцинации, маниакальный бред, паралич дыхания и смерть! Наибольшая опасность нитроглицерина заключается в его исключительной взрывоопасности. Нитроглицерин в тонком слое и малом количестве горит зеленоватым пламенем с небольшими вспышками, в большуших количествах ~горение нитроглицерина всегда сопровождается взрывом. При быстром нагревании при температуре около 450 К (180' С) в~озникает изрыв, при медленном магревании температура вспышки около 488 — 490 К (2!5— 217' С). Нитроглицерин исключительно чувствителен к удару и трению и при взрыве дает бризантный эффект. Склонен к детонации, может взрываться в результате,свепсвых импулнсов н близкого грозового разряда.
Обладает низкой коррозионной активностью, по применению конструкционных материалов ограничений нет. М е т и л н и т р а т СНзОНО, — бесцветная, подвижная, интенсивно испаряющаяся жидкость. Получается при действии азотной кислоты,на метиловый спирт.в присутствии .мочевины.
Чувствителен к удару и очень,склоне~и к детонации, поэтому взрывоопасен, мо менее чем нитроглицерин. В пожарном отношении опасен нз-за высокой упругости паров, быстро насыщает закрытые пространства, взрывоопасен. Весьма токсичен, при вдыхании паров и попадании жидкости ~на кожу или в желудок вызывает головокружение, спазмы, рвоту, судороги и смерть! Обладает низкой коррозиомной активностью, ограничений по применению конструкционных материалов нет. Н и т р о м е т а н СНз(40~ — — прозрачная жидкость,с желтоватым оттенком. Пол!чается ~питрованием,метана.
Стабилен .при температурах не выше 323 К (50'С), может безопасно храниться и перевозиться в ~стальных бочках. Чувствителе~н,к удару (будучи заключен в трубах), может детонировать (в этих условиях) в результате гидроудара. Горение питрометана ~в воздухе обычно происходит без детонации, Может использоваться как жидкое однокомпонентное топливо, опасен из-за детонации, которая может возникнуть в результате задержки воапламенения в камере, поэтому при использовании 153 нужны катализаторы.
Коррозионно малоактивен. Токсичность низка, по прп длительном вдыхании газа,возможна смерть. Н и т р о б е,н з о л СаН,„.1чО~ — простейшее ароматическое нптросоедннение, маслянистая жидкость, бурого цвета, с запахом горького миндаля. ~Получается нитрованием бензола смесью нагретых концентрированных азотной и серной кислот. Широко используется в промышленности как сырье для лакокрасочного производства и друтих целей.
В,производстве баллиститных ракетных топлив используется как пла~стификатор. По сравнению с другими ТЛР довольнобезопассн, так как обладает малым кислородным балансом. Хорош как пластификатор, мо как компонснт, обеспечивающий насыщение кислородом, значительно хуже нитрогли|церина.
Нитробензол может использоваться как од~нокомпонснтное жидкое топливо, ~например, для стартовых самолетных ускорителей или ракет ближнего действия, по в силу малого кислородного баланса при;сгорании дает очень большую дымность. Ннтробензол ядовит, отравление происходит при вдыхании паров, при контакте с кожей и попадании через рот. Отравление через дыхательные пути развивается очень быстро, при сильном отравлении быстро наступает потеря сознания.
При слабом илн медленном отравлении наблюдается головная боль, головокружение, мелькание в глазах, шум в ушах, тошнота и рвота. После острого отравления возможны последующие я~аления —,приступы головокружения, потеря работоспособности, раздражительносзь, нервные явления. Возможны рецидивы, признаков отравления.
Предельно допустимая концентрация в воздухе установлена в 0,005 мг/л. Смертельные дозы не установлены, но онп о гонь незначительны. При заглатывании достаточно одного глотка и даже нескольких капель для наступления смерти. Зашита — фнльтрующий противогаз, респираторы, двойные перчатки, фартук и сапоги. 4 3.
СМЕСЕВОЕ ТВЕРДОЕ ТОПЛИВО Смесевос ракетное топливо представляет собой механичсск~ю смесь неорганического окислителя и органического горючего. В зту смесь может быть включен ряд добавок нли присадок различного ~назначения,,в целом способствукмцих улучшению качества топлива. Смесевые ракетные топлива по количеству веществ, которые могут быть использованы для их производства, значительно превосходят баллистиъные топлива 47, 401 Удельный импульс современных смесевых топлив в ряде случаев,на !Π— 20% выше, чем баллиститных. По физической структуре смесевые топлива обладают большими перспективнымп возможностями увеличения удельного, импульса за счет увеличения кислородного баланса и повышения доли окислителя при сохранении формуемости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
