Raketa-tashuvchilar narxini pasaytirish masalasi doimo ko'tarilib kelinadi. Vaqtlar davomida kosmik poyga SSSR va AQSh xarajatlar haqida kam o'ylashdi - mamlakatning obro'si beqiyos qimmatroq edi. Bugungi kunda xarajatlarni "barcha jabhalarda" qisqartirish global tendentsiyaga aylandi. Yoqilg'i butun raketa narxining atigi 0,2 ... 0,3% ni tashkil qiladi, ammo yoqilg'i narxidan tashqari, yana bir muhim parametr - uning mavjudligi. Va bu erda allaqachon savollar mavjud. So'nggi 50 yil ichida raketa va kosmik sanoatida keng qo'llaniladigan suyuq yoqilg'ilarning ro'yxati deyarli o'zgarmadi. Keling, ularni sanab o'tamiz: kerosin, vodorod va geptil. Ularning har biri o'ziga xos xususiyatlarga ega va o'ziga xos tarzda qiziqarli, ammo ularning barchasi kamida bitta jiddiy kamchilikka ega. Keling, ularning har birini qisqacha ko'rib chiqaylik.

Kerosin

U 50-yillarda qo'llanila boshlandi va bugungi kungacha talab mavjud - bizning Angara va Falcon 9 aynan shu erdan uchib ketishadi. SpaceX. Ko'p afzalliklarga ega, jumladan: yuqori zichlik, past toksiklik, yuqori o'ziga xos impulsni ta'minlaydi va hozirgacha maqbul narx. Ammo bugungi kunda kerosin ishlab chiqarish katta qiyinchiliklarga to'la. Misol uchun, Samarada ishlab chiqarilgan "Soyuz" raketalari endi sun'iy ravishda yaratilgan yoqilg'ida uchadi, chunki bu raketalar uchun kerosin yaratish uchun dastlab ma'lum quduqlardan faqat ma'lum turdagi neft ishlatilgan. Bu, asosan, Anastasievsko-Troitskoye konidan olingan neft Krasnodar viloyati. Ammo neft quduqlari tugaydi va bugungi kunda ishlatiladigan kerosin bir nechta quduqlardan olinadigan kompozitsiyalar aralashmasidir. Qiziqarli RG-1 brendi qimmat distillash orqali olinadi. Mutaxassislarning fikricha, kerosin taqchilligi muammosi yanada og'irlashadi.

RD-193 kerosin dvigatelida "Angara 1.1"

Vodorod

Bugungi kunda vodorod, metan bilan birga, eng istiqbolli raketa yoqilg'ilaridan biridir. U bir vaqtning o'zida bir nechta zamonaviy raketalar va yuqori pog'onalarni uchadi. Kislorod bilan bog'langanda u (ftordan keyin) eng yuqori o'ziga xos impuls hosil qiladi va raketaning yuqori bosqichlarida foydalanish uchun javob beradi (yoki yuqori bosqichlar) juda mos keladi. Ammo uning juda past zichligi raketalarning birinchi bosqichlarida to'liq foydalanishga imkon bermaydi. Uning yana bir kamchiligi bor - yuqori kriogenlik. Agar raketa vodorod bilan yoqilgan bo'lsa, u taxminan 15 Kelvin (-258 Selsiy) haroratda bo'ladi. Bu qo'shimcha xarajatlarga olib keladi. Kerosin bilan solishtirganda, vodorodning mavjudligi ancha yuqori va uni ishlab chiqarish muammo emas.

"Delta-IV Heavy" yoqilgan vodorod dvigatellari RS-68A

Geptil

U UDMH yoki nosimmetrik dimetilhidrazin sifatida ham tanilgan. Ushbu yoqilg'ida hali ham ilovalar mavjud, ammo u asta-sekin fonga o'tadi. Va buning sababi uning yuqori toksikligidir. U kerosin bilan deyarli bir xil xususiyatlarga ega energiya ko'rsatkichlari va yuqori qaynaydigan komponent (saqlashda xona harorati) va shuning uchun Sovet davrida juda faol ishlatilgan. Misol uchun, Proton raketasi juda zaharli geptil + amil juftligida uchadi, ularning har biri beparvolik tufayli bug'ini yutgan odamni o'ldirishga qodir. Bunday yoqilg'ilardan foydalanish zamonaviy zamonlar asossiz va qabul qilinishi mumkin emas. Yoqilg'i sun'iy yo'ldoshlar va sayyoralararo zondlarda ishlatiladi, bu erda, afsuski, bu ajralmasdir.

RD-253 geptil dvigatellarida "Proton-M"

Alternativ sifatida metan

Ammo hammani qoniqtiradigan va eng kam xarajat qiladigan yoqilg'i bormi? Ehtimol, bu metandir. Bugun ba'zilaringiz ovqat pishirgan ko'k gaz. Taklif etilayotgan yoqilg'i istiqbolli, boshqa tarmoqlar tomonidan faol ishlab chiqilmoqda va kengroq xomashyo bazasi kerosin va arzon narx bilan solishtirganda - bu muhim nuqta, kerosin ishlab chiqarishda prognoz qilingan muammolarni hisobga olgan holda. Metan, ham zichligi, ham samaradorligi bo'yicha, kerosin va vodorod o'rtasida. Metan ishlab chiqarishning ko'plab usullari mavjud. Metanning asosiy manbai tabiiy gaz, bu 80..96% metandan iborat. Qolganlari propan, butan va bir xil seriyadagi boshqa gazlar bo'lib, ular umuman olib tashlanishi shart emas, ular metanga juda o'xshash. Boshqacha qilib aytganda, siz tabiiy gazni oddiygina suyultirishingiz va uni raketa yoqilg'isi sifatida ishlatishingiz mumkin. Metanni boshqa manbalardan, masalan, hayvonlar chiqindilarini qayta ishlash orqali ham olish mumkin. Metandan raketa yoqilg'isi sifatida foydalanish imkoniyati o'nlab yillar davomida ko'rib chiqilgan, ammo hozirda faqat skameykali variantlar va bunday dvigatellarning eksperimental namunalari mavjud. Masalan, Ximkida NPO "Energomash" Dvigatellarda suyultirilgan gazdan foydalanish bo'yicha tadqiqotlar 1981 yildan beri olib borilmoqda. Hozirda Energomashda ishlab chiqilayotgan kontseptsiya istiqbolli tashuvchining birinchi bosqichi uchun suyuq kislorod - suyultirilgan metan yoqilg'isidan foydalangan holda 200 tonna quvvatga ega bir kamerali dvigatelni ishlab chiqishni nazarda tutadi. engil sinf. Yaqin kelajakdagi kosmik texnologiyalar qayta foydalanishga yaroqli bo'lishni va'da qilmoqda. Va bu erda metanning yana bir afzalligi ochiladi. Bu kriogendir, ya'ni dvigatelni kamida -160 Selsiy (yoki undan ham yaxshisi, undan yuqori) haroratgacha qizdirish kifoya qiladi va dvigatelning o'zi yonilg'i tarkibiy qismlaridan ozod bo'ladi. Mutaxassislarning fikriga ko'ra, u qayta ishlatiladigan raketalarni yaratish uchun eng mos keladi. Mana u metan haqida nima deb o'ylaydi bosh dizayner NPO "Energomash" Vladimir Chvanov:

LNG dvigatelining o'ziga xos impulsi yuqori, ammo bu afzallik metan yoqilg'isining past zichlikka ega bo'lishi bilan qoplanadi, shuning uchun umumiy energiya ustunligi ahamiyatsiz. Dizayn nuqtai nazaridan metan jozibali. Dvigatel bo'shliqlarini bo'shatish uchun siz faqat bug'lanish tsiklidan o'tishingiz kerak - ya'ni vosita mahsulot qoldiqlaridan osonroq tozalanadi. Shu sababli, metan yoqilg'isi dvigatelni yaratish nuqtai nazaridan ko'proq maqbuldir qayta foydalanish mumkin Va samolyot qayta foydalanish mumkin.

Metanni qo'llash foydasiga yana bir dalil - uni asteroidlar, sayyoralar va ularning sun'iy yo'ldoshlaridan ajratib olish, qaytish missiyalarini yoqilg'i bilan ta'minlash qobiliyati. U yerda metanni olish kerosinga qaraganda ancha oson. Tabiiyki, siz bilan yonilg'i olib kelish imkoniyati haqida gap bo'lishi mumkin emas. Bunday uzoq masofali missiyalarning istiqboli juda uzoq, ammo ba'zi ishlar allaqachon olib borilmoqda.

Hech qachon kelmagan kelajak

Xo'sh, nega metan Rossiyada hech qachon amalda ishlatiladigan yoqilg'iga aylanmagan? Javob juda oddiy. 80-yillarning boshidan beri SSSRda, keyin esa Rossiyada bitta ham yangi raketa dvigateli yaratilmagan. Barcha rus "yangi mahsulotlar" sovet merosini modernizatsiya qilish va qayta nomlashdir. Halol yaratilgan yagona kompleks - "Angara" boshidanoq kerosin tashish sifatida rejalashtirilgan edi. Uni qayta tiklash juda qimmatga tushadi. Umuman olganda, Roskosmos doimiy ravishda metan loyihalarini rad etadi, chunki ular kamida bitta bunday loyiha uchun "yaxshi" ni sanoatni kerosin va geptildan metangacha to'liq qayta qurish uchun "yaxshi" bilan bog'laydi, bu uzoq va qimmat ish hisoblanadi.

Dvigatellar

Yoniq hozirgi paytda Raketalarida metan yaqinda qo'llanilishini e'lon qiladigan bir nechta kompaniyalar mavjud. Yaratilayotgan dvigatellar:

• KVRD FRE-1 dan Firefly kosmik tizimlari ;
• Blue Origin-dan Blue Engine 4 (BE-4);
• KBKhM dan S5.86 im. Isaeva;
• Raptor (Merlin 2?) dan SpaceX ;
• Hozircha nomi noma'lum dvigatel NPO "Energomash" ularning universal raketa kamerasiga asoslangan;
• RD0110MD, RD0162, yaratilgan Kimyoviy avtomatlar konstruktorlik byurosi.

FRE-1/

Bosh sahifa Entsiklopediya lug'atlar Batafsil ma'lumot

Raketa yoqilg'isi (RT)

Raketa dvigatelida (RE) reaktiv kuch yaratish uchun energiya va ishchi suyuqlik manbai bo'lgan modda yoki moddalar to'plami. Energiya manbalarining turiga qarab kimyoviy va yadroviy RTlar farqlanadi. Strategik raketa kuchlarida qo'llaniladigan qit'alararo ballistik raketalarning (ICBM) RD uchun eng katta amaliy qo'llanilishi bu kimyoviy raketalardir, ular ham ekzotermik yonish reaktsiyalari natijasida ajralib chiqadigan energiya manbai, ham ishlab chiqarish mahsulotlari bo'lgan ishchi suyuqlik manbai hisoblanadi. yoqilg'ining yonishi. Kimyoviy RTlar agregat holatiga ko'ra suyuq (LRT), qattiq (SRT) va aralash agregat tarkibiga bo'linadi.

LRT - ish sharoitida suyuq agregat holatida bo'lgan raketa yoqilg'isi. Suyuq yoqilg'ilar bir komponentli (unitar) va ikki komponentli yoqilg'ilarga bo'linadi, ular alohida oziqlantiruvchi yoqilg'ilar deb ham ataladi. Muayyan sharoitlarda kimyoviy parchalanish yoki issiqlik energiyasini chiqarish bilan yonish reaktsiyalariga qodir bo'lgan kimyoviy moddalar yoki ularning aralashmalari bir komponentli suyuq yoqilg'i sifatida ko'rib chiqilishi mumkin. Bunday moddalarga, masalan, gidrazin N2H4, vodorod peroksid H2O2, etilen oksidi CH2CH2O va boshqalar kiradi. Bir komponentli suyuq yoqilg'i raketa dvigatellari past bosimli suyuq yoqilg'i raketa dvigatellarida, shuningdek, raketa yoqilg'isini boshqarish va yo'naltirish tizimlari uchun yoqilg'i sifatida ishlatiladi. gaz ishlab chiqaruvchi tizimlarga kelsak. Ikki komponentli suyuqlik yoqilg'isi oksidlovchi va yoqilg'idan iborat. Oksidlovchi moddalar sifatida asosan oksidlovchi elementlarning atomlarini o'z ichiga olgan moddalar ishlatiladi. Bu moddalarga suyuq ftor F2 va kislorod O2, konsentrlangan nitrat kislota HNO3, nitrat tetroksid N2O4 kiradi. Eng samarali yonuvchan suyuq yoqilg'ilar suyuq vodorod H2, kerosin T-1 (qaynoq nuqtasi 150 ... 280 ° S bo'lgan fraktsiya), gidrazin N2H4, nosimmetrik dimetilgidrazin H2NN (CH3) 2 (UDMH). Suyuq yoqilg'i tarkibiga jellar hosil bo'lgan dispers kukunlar shaklida kiritilgan Mg, Al metallari va ularning gidridlari ham yoqilg'i sifatida ishlatilishi mumkin. RD ning yonish kamerasiga kiritilganda, suyuq yoqilg'ining tarkibiy qismlari o'z-o'zidan yonishi mumkin (masalan, N2O4 + H2NN (CH3) 2) yoki o'z-o'zidan yonmaydi (suyuqlik H2 + suyuq O2). Ikkinchi holda, foydalaning maxsus tizimlar ateşleme yoki maxsus boshlang'ich yoqilg'ilari. Ikki komponentli suyuq yonilg'i raketalari asosan raketalarning harakatlantiruvchi dvigatellarida va ularning bosqichlarida qo'llaniladi. Suyuq yoqilg'i komponentlariga kerakli xususiyatlar majmuasini berish uchun odatda yoqilg'i komponentlariga maxsus qo'shimchalar kiritiladi, ular, masalan, barqarorlikni oshirishga yordam beradi. fizik va kimyoviy xossalari saqlash yoki ishlatish paytida komponentlar. Ulardan foydalanishning maqsadga muvofiqligini belgilaydigan LRT ning asosiy afzalligi - bu olish imkoniyati yuqori daraja energiya xususiyatlari.

Misol uchun, p/pa = 7/0,1 MPa da suyuq O2 va H2 ga asoslangan yoqilg'i uchun 3835 m / s gacha bo'lgan o'ziga xos impuls amalga oshiriladi, eng yuqori energiyali qattiq yoqilg'ilar uchun uning qiymati 3000 m dan oshmaydi. /s taqqoslanadigan sharoitlarda.

LRT komponentlari yuqori qaynash va past qaynashga bo'linadi. Yuqori qaynash komponenti - standart sharoitlarda 298K dan yuqori qaynash nuqtasiga ega bo'lgan suyuq yoqilg'ining tarkibiy qismi. Ishlash harorati oralig'ida yuqori qaynaydigan komponentlar suyuqlikdir. Yuqori qaynaydigan komponentlarga nitrat kislota oksidlovchilari, azot tetroksidi va butun bir seriya keng qo'llaniladigan yoqilg'ilar - kerosin T-1, nosimmetrik dimetilgidrazin va boshqalar.

Kam qaynaydigan komponent - bu standart sharoitlarda qaynash nuqtasi 298K dan past bo'lgan suyuq yoqilg'ining tarkibiy qismi. Raketa texnologiyasi ishining harorat oralig'ida past qaynaydigan komponentlar odatda gazsimon holatda bo'ladi. Past qaynaydigan komponentlarni o'z ichiga olishi uchun suyuqlik holati maxsus ishlatiladi texnologik uskunalar. Past qaynaydigan komponentlar orasida qaynash nuqtasi 120K dan past bo'lgan kriogen deb ataladigan komponentlar ajralib turadi. Kriogen komponentlar o'z ichiga oladi suyultirilgan gazlar: kislorod, vodorod, ftor va boshqalar bug'lanish yo'qotishlarini kamaytirish va zichlikni oshirish uchun, bu komponentning qattiq va suyuq fazalari aralashmasi shaklida, loyga o'xshash holatda kriogen komponentdan foydalanish mumkin.

TRT katta miqdordagi issiqlik va gazsimon yonish mahsulotlarini chiqarish bilan keng bosim oralig'ida (0,1...100 MPa) o'z-o'zidan yonishi mumkin bo'lgan bir hil yoki heterojen portlovchi tizimlardir. tomonidan kimyoviy tarkibi va ishlab chiqarish usuli ballistik va aralash bo'linadi. Balistitlarning strukturaviy va energetik asosini tsellyuloza nitratlar - azot miqdori taxminan 12% bo'lgan, past uchuvchan faol erituvchilar (nitrogliserin, dinitrat dietilen glikol) yoki boshqa suyuq nitroeterlar bilan plastiklashtirilgan kolloksilinlar tashkil etadi. Ballistitlar kuchli portlovchi moddalarni (HMX) o'z ichiga olishi mumkin - oktogen yoki geksogen, shuningdek, kimyoviy qarshilik stabilizatorlari, yonish stabilizatorlari, yonish modifikatorlari, texnologik va energiya qo'shimchalari (Al, Mg kukunlari yoki ularning qotishmalari). Ballistitlar shishasimon jismoniy holatda ish harorati oralig'ida joylashgan qattiq eritmalardir.

Aralash TRTlar oksidlovchi (asosan ammoniy perxlorat NH4ClO4, kaliy perxlorat KClO4 yoki ammiak selitrasi NH4NO3) va plastifikatsiyalangan polimer (masalan, butil kauchuk, polibutadien), poliuretan tarkibiy qismlari bo'lgan yonuvchi bog'lovchining heterojen aralashmalari. , texnologik va maxsus qo'shimchalar. Energetik xususiyatlarini yaxshilash uchun aralash TRTlar 50% gacha va 20% gacha metall yonuvchi moddalar (Al, Mg yoki ularning gidridlari) miqdorida kuchli yuqori portlovchi moddalarni (RDX yoki HMX) o'z ichiga olishi mumkin. Balistik xususiyatlarni tartibga solish (yonish tezligi va unga bog'liqligi turli omillar) TRT odatda kukun tarkibiy qismlarining dispersiyasini o'zgartirish yoki yoqilg'i tarkibiga yonish modifikatorlarini kiritish orqali amalga oshiriladi. Aralash TRTlarning tarkibiy qismlari odatda bir nechta funktsiyalarni bajaradi: oksidlovchi moddalar polimer matritsasining to'ldiruvchisi bo'lib, talab darajasi ballistik va energiya-massa xususiyatlari; Yonuvchan moddalar, aksariyat hollarda plastiklashtirilgan polimerlar, qattiq yoqilg'i zaryadining mustahkamligini va uning zarur darajasini ta'minlaydi. mexanik xususiyatlar; metall yoqilg'isi yoqilg'ining zichligini oshirish va uning energiya imkoniyatlarini oshirish uchun mo'ljallangan.

Energiya va ishchi suyuqlikning asosiy manbai bo'lgan, ma'lum shakli, o'lchami va dastlabki yonish yuzasiga ega bo'lgan massa bilan aniqlangan qattiq yoqilg'ining miqdori zaryad deb ataladi. qattiq yoqilg'i(TTT). Qattiq yonilg'i dvigatellari bilan bog'liq holda, qattiq yoqilg'i dvigatellari ishlaydigan suyuqlikning gaz hosil bo'lishining zarur qonunini ta'minlaydigan raketa dvigatelining bir qismi sifatida tushuniladi. Qattiq yonilg'i raketa dvigateliga o'rnatish usuliga ko'ra, zaryadlar o'rnatilgan, mahkam bog'langan, korpusga quyilgan va korpusga quyilgan, manjetlar bilan mahkamlangan bo'linadi.

Ishlash harorati oralig'ida aralash TRTlar juda elastik holatda. TRT-larning ishlashi LRT-larga qaraganda osonroq, ammo energiya xususiyatlari past.

Aralash agregat tarkibidagi yoqilg'ilar (gibrid) ikki komponentli RT bo'lib, uning tarkibiy qismlari har xil bo'ladi. agregatsiya holatlari, suyuq, qattiq yoki gazsimon bo'lishi mumkin. Taksi yo'lini joylashtirishning murakkabligi tufayli gibrid RTlar cheklangan darajada qo'llaniladi.

Strategik raketa kuchlarining RD ICBMlari yuqori qaynaydigan o'z-o'zidan yonadigan suyuq yonilg'i suyuqliklaridan (asosan N2O4 + H2NN (CH3) 2) va aralash yonilg'i raketa dvigatellaridan foydalanadi. LRTlar ampulizatsiyalangan silosga asoslangan raketalarning taksi yo'llarida va TRTlar silosga asoslangan va mobil raketalarning taksi yo'llarida qo'llaniladi.

Jadval 1. p k / p a = 7/0,1 MPa da ikki komponentli suyuq yoqilg'ining asosiy xarakteristikalari

Jadval 2. Balistik TRTning asosiy tarkibi va asosiy xarakteristikalari

Suyuq reaktiv dvigatel yoqilg'isi

Suyuq reaktiv dvigatelning eng muhim xususiyatlari va xususiyatlari va uning dizayni, birinchi navbatda, dvigatelda ishlatiladigan yoqilg'iga bog'liq.

Suyuq raketa dvigatelining yoqilg'isiga bo'lgan asosiy talab yuqori kalorifik qiymatdir, ya'ni. katta raqam yonish paytida ajralib chiqadigan issiqlik 1 kg yoqilg'i. Kaloriya qiymati qanchalik katta bo'lsa, shunchalik ko'p, boshqa narsalar teng bo'lsa, dvigatelning egzoz tezligi va surish kuchi shunchalik katta bo'ladi. Turli termal yoqilg'ilarni ularning kaloriyali tarkibi bilan emas, balki to'g'ridan-to'g'ri ular teng sharoitlarda ta'minlaydigan egzoz tezligi yoki xuddi shu narsa, o'ziga xos tortishish bilan solishtirish to'g'riroqdir.

Suyuq raketa dvigatellari uchun yoqilg'ining ushbu asosiy xususiyatiga qo'shimcha ravishda, odatda ularga boshqa talablar ham qo'yiladi. Shunday qilib, masalan, katta qiymat ega solishtirma og'irlik yoqilg'i, chunki samolyot yoki raketada yoqilg'i ta'minoti odatda uning og'irligi bilan emas, balki yonilg'i baklarining hajmi bilan cheklangan. Shuning uchun yoqilg'i qanchalik zichroq bo'lsa, ya'ni uning o'ziga xos og'irligi qanchalik katta bo'lsa, yoqilg'ining og'irligi bir xil yonilg'i baklariga kiradi va shuning uchun parvoz davomiyligi shunchalik uzoq bo'ladi. Bundan tashqari, yoqilg'ining korroziyaga olib kelmasligi, ya'ni dvigatel qismlarining korroziyasi, saqlash va tashish uchun oddiy va xavfsiz bo'lishi, xom ashyo manbalari jihatidan kam bo'lmasligi ham muhimdir.

Hozirgi vaqtda ko'pincha ikki komponentli yoqilg'ilar, ya'ni alohida oziqlantiruvchi yoqilg'ilar suyuq yonilg'i raketa dvigatellarida qo'llaniladi. Ushbu yoqilg'ilar alohida tanklarda saqlanadigan ikkita suyuqlikdan iborat; odatda yonuvchan deb ataladigan bu suyuqliklardan biri ko'pincha uglevodorodlar sinfiga mansub moddadir, ya'ni u uglerod va vodorod atomlaridan iborat, ba'zan esa boshqa moddalar atomlarini o'z ichiga oladi. kimyoviy elementlar- kislorod, azot va boshqalar. Bu komponent yonuvchan ( komponent) yoqilg'i deyiladi, chunki u yonganda, ya'ni kislorod bilan birlashganda sezilarli miqdorda issiqlik ajralib chiqadi.

Yoqilg'ining yana bir komponenti, oksidlovchi deb ataladigan, yonish uchun zarur bo'lgan kislorodni o'z ichiga oladi, ya'ni yoqilg'ining oksidlanishi, shuning uchun bu komponent oksidlovchi deb ataladi. Oksidlovchi vosita suyuq holatda sof kislorod, shuningdek ozon yoki har qanday kislorod tashuvchisi, ya'ni kimyoviy bog'langan shaklda kislorodni o'z ichiga olgan modda bo'lishi mumkin: masalan, vodorod periks, azot kislotasi va boshqa kislorod birikmalari. Ma'lumki, an'anaviy dvigatellarda bo'lgani kabi, havo bilan nafas oluvchi dvigatellarda ichki yonish, oksidlovchi vosita atmosfera kislorodidir.

Ikki komponentli yoqilg'i bo'lsa, ikkala suyuqlik ham alohida quvurlar orqali yonish kamerasiga etkazib beriladi, bu erda yonish jarayoni sodir bo'ladi, ya'ni yoqilg'ining oksidlovchi sifatida kislorod bilan oksidlanishi. Bunday holda, katta miqdorda issiqlik chiqariladi, buning natijasida gazsimon yonish mahsulotlari yuqori haroratga ega bo'ladi.

Ikki komponentli yoqilg'ilar bilan bir qatorda, bir komponentli yoki unitar deb ataladigan yoqilg'ilar, ya'ni bir suyuqlik bo'lgan yoqilg'ilar ham mavjud. Bir komponentli yoqilg'i kamerada hosil bo'ladigan faqat ma'lum sharoitlarda reaksiyaga kirishadigan ikkita moddaning aralashmasi yoki ma'lum sharoitlarda, odatda, tegishli katalizator ishtirokida, parchalanadigan va issiqlik chiqaradigan ba'zi kimyoviy moddalar bo'lishi mumkin. Bunday bir komponentli yoqilg'i, masalan, yuqori konsentrlangan (kuchli) vodorod periksdir.

Vodorod periks bir komponentli yoqilg'i sifatida faqat cheklangan foydalanishga ega. Bu vodorod peroksidning suv bug'i va gazsimon kislorod hosil bo'lishi bilan parchalanish reaktsiyasi paytida faqat nisbatan kichik miqdordagi issiqlik ajralib chiqishi bilan izohlanadi. Natijada, chiqish tezligi nisbatan past bo'lib chiqadi, amalda u 1200 dan oshmaydi. m/sek. Parchalanish reaktsiyasining harorati past (taxminan 500 ° C) bo'lganligi sababli, bunday reaktsiya odatda "sovuq" deb ataladi, yonish reaktsiyalaridan farqli o'laroq, hech bo'lmaganda oksidlovchi vosita bilan bir xil vodorod periks bilan, harorat bir necha bo'lganda. marta yuqori ("issiq" reaktsiyalar). Keyin vodorod periksni parchalanishining "sovuq" reaktsiyasidan foydalanish holatlari bilan tanishamiz.

Deyarli barcha mavjud suyuq yonilg'i reaktiv dvigatellari ikki komponentli yoqilg'ida ishlaydi. Bir komponentli yoqilg'i ishlatilmaydi, chunki sezilarli kaloriya qiymati 800 dan yuqori. kal/kg, ular portlovchi hisoblanadi. Yoqilg'i tarkibi, ya'ni o'ziga xos yonilg'i-oksidlovchi juftligini tanlash juda boshqacha bo'lishi mumkin, garchi hozirgi vaqtda eng ko'p quvvat olgan bir nechta o'ziga xos kombinatsiyalarga afzallik beriladi. keng qo'llanilishi. Shu bilan birga, suyuq yonilg'i raketa dvigatellari uchun eng yaxshi yoqilg'ilar uchun baquvvat qidiruv olib borilmoqda va bu borada haqiqatan ham ulkan imkoniyatlar mavjud.

Hozirgi vaqtda ishlatiladigan ikki komponentli yoqilg'ilar odatda o'z-o'zidan reaksiyaga kirishadigan yoki o'z-o'zidan yonadigan va o'z-o'zidan reaksiyaga kirishmaydigan yoki majburiy yondiriladigan yoqilg'iga bo'linadi. O'z-o'zidan yonadigan yoqilg'i, nomidan ko'rinib turibdiki, dvigatelning yonish kamerasida aralashtirilganda o'z-o'zidan yonib ketadigan "yonilg'i - oksidlovchi" tarkibiy qismlardan iborat. Yonish reaktsiyasi ikkala komponentning aloqasidan so'ng darhol boshlanadi va ulardan biri to'liq iste'mol qilinmaguncha davom etadi. O'z-o'zidan yonmaydigan yoqilg'i talab qiladi maxsus qurilmalar aralashmani yoqish, ya'ni yonish reaktsiyasini boshlash uchun. Ushbu ateşleme moslamalari - ba'zi o'z-o'zidan yonadigan suyuqliklarni, turli xil pirotexnika sug'urtalarini, nisbatan kam quvvatli dvigatellar uchun - elektr ateşleme va boshqalarni in'ektsiya qilish, ammo faqat dvigatelni ishga tushirishda kerak, shundan beri yonish kamerasiga yoqilg'ining yangi qismlari kiradi. kamerada mavjud bo'lgan doimiy yonish manbai yoki ular aytganidek, olov mash'alasi tomonidan alangalanadi.

Hozirgi vaqtda o'z-o'zidan yonadigan va o'z-o'zidan yonmaydigan yoqilg'i turlari qo'llaniladi va bu ikki turdan biriga ustunlik berish qiyin, chunki har ikkala turdagi yoqilg'i ham jiddiy kamchiliklarga ega.

O'z-o'zidan yonmaydigan yoqilg'ilar ishda katta xavf tug'diradi, chunki dvigatelni ishga tushirishda yonish muammolari yoki uning ishlashi paytida yonishdagi mumkin bo'lgan uzilishlar tufayli ular yonish kamerasida hatto soniyaning bir qismida to'planadi. katta miqdorda yoqilg'i. Yuqori portlovchi aralashma bo'lgan bu yoqilg'i, keyin alangalanadi, ko'pincha portlash va falokatga olib keladi.

Boshqa tomondan, ma'lum bo'lgan o'z-o'zidan yonadigan yoqilg'ilar odatda o'z-o'zidan yonmaydigan yoqilg'iga qaraganda kamroq kaloriya hisoblanadi. Bundan tashqari, ular yonish reaktsiyasining baquvvat boshlanishini va keyingi rivojlanishini ta'minlaydigan qo'shimchalar bilan birgalikda ishlatilishi kerak. Oksidlovchiga yoki yoqilg'iga qo'shiladigan boshlang'ich moddalar va katalizatorlar deb ataladigan bu qo'shimcha moddalar yoqilg'ining ishlashini murakkablashtiradi, chunki u bir hil bo'lib qoladi (bir hil bo'lmagan suyuqliklarning tabaqalanishi va boshqa xususiyatlarini hisobga olishimiz kerak). Balki, eng katta kamchilik Ushbu yoqilg'ilar ishlash jarayonida yong'in xavfini keltirib chiqaradi. Samolyot yoki raketada yoqilg'i komponentlarining ozgina oqishi yong'inga olib kelishi mumkin, chunki komponentlar aralashtirilganda yonib ketadi.

Biz faqat eng keng tarqalgan yoqilg'ilarni eslatib o'tamiz. Hozirgi vaqtda oksidlovchi moddalar sifatida suyuq kislorod va nitrat kislota ko'pincha ishlatiladi; Vodorod periks ham ishlatilgan. Ushbu oksidlovchi moddalarning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega. Suyuq kislorodning afzalligi shundaki, u 100% oksidlovchi hisoblanadi, ya'ni uning tarkibida yonishda ishtirok etmaydigan ballast moddasi yo'q (bu boshqa ikkita oksidlovchiga tegishli), buning natijasida bir xil yonish sodir bo'ladi. boshqa oksidlovchi moddalarga qaraganda og'irligi bo'yicha talab qilinadigan yonuvchan suyuq kislorod miqdori. Kislorodning kamchiliklaridan biri shundaki, oddiy haroratlarda, ma'lumki, u gaz holatida bo'ladi, buning natijasida uni suyultirish uchun uni minus 183 ° S haroratgacha sovutish va uni maxsus xonalarda saqlash kerak. termosda ishlatiladiganlar kabi Dyuarlar kabi idishlar. Bunday idishlarda ham kislorod tez bug'lanadi, kuniga 5% gacha. Oksidlovchi vosita sifatida ishlatiladigan vodorod periks juda yuqori konsentratsiyaga ega bo'lib, 90% gacha; Bunday konsentratsiyali peroksidni ishlab chiqarish qiyin va uni faqat suyuq yoqilg'i dvigatellari uchun oksidlovchi sifatida ishlatish bilan bog'liq holda o'zlashtirildi. Konsentrlangan peroksid juda beqaror, ya'ni saqlash vaqtida parchalanadi, shuning uchun bu jiddiy muammoga aylanadi - bu maqsadda turli stabillashtiruvchi qo'shimchalar ishlatilgan. Nitrat kislotasi noqulay, chunki suvli eritmalarda u ko'plab metallarning korroziyasini keltirib chiqaradi (odatda alyuminiy tanklarda saqlanadi).

Hozirgi vaqtda eng ko'p ishlatiladigan yoqilg'i sifatida neft mahsulotlari - kerosin va benzin, shuningdek spirtli ichimliklar mavjud. Nazariy jihatdan, ideal yoqilg'i suyuq vodorod, ayniqsa, oksidlovchi sifatida suyuq kislorod bilan, lekin u ishlatilmaydi, chunki bunday yoqilg'i juda xavfli va saqlash qiyin, shuningdek, suyuq vodorod juda kichik o'ziga xos tortishish kuchiga ega (bu deyarli 15 marta). suvdan engilroq), buning natijasida juda katta yonilg'i baklarini talab qiladi.

Hozirgi vaqtda suyuq raketa dvigatellari uchun eng ko'p ishlatiladigan yoqilg'i kerosin yoki nitrat kislotali benzin yoki suyuq kislorodli spirtdir. Zamonaviy dvigatellarda ushbu yoqilg'ilarni chiqarish tezligi 2000-2500 oralig'ida. m/sek, va nitrat kislotali yoqilg'ilar belgilangan chegaralarning pastki qismiga yaqinlashadigan qiymatlarni beradi.

Suyuq kislorodda suyuq vodorodning yonishi nazariy jihatdan beradi eng yuqori qiymat egzoz tezligi 3500 m / sek ga teng. Biroq, bunday yonish paytida egzoz tezligining haqiqiy qiymati turli xil yo'qotishlar tufayli, xususan, issiqlik dissotsiatsiyasi deb ataladigan, ya'ni yonish kamerasida yuqori haroratlarda yuzaga keladigan yonish mahsulotlarining parchalanishi tufayli ancha past bo'ladi. issiqlik iste'moli bilan bog'liq.

Yuqori kaloriya miqdori tufayli ( kaloriya qiymati) suyuq yoqilg'ining porox bilan solishtirganda, suyuq yonilg'i dvigatellaridagi gaz oqimi kukunli dvigatellarga qaraganda kattaroq, ya'ni 2000-2500 m/sek 1500-2000 o'rniga m/sek. Taqqoslash uchun shuni ta'kidlaymizki, zamonaviy havo bilan nafas oluvchi dvigatellarda benzin havoda yonganda, yonish mahsulotlarining tugash tezligi 700-800 dan oshmaydi. m/sek.

Shuni ta'kidlash kerakki, hozirgi vaqtda suyuq raketa dvigatellari uchun ishlatiladigan yoqilg'ilar jiddiy kamchiliklarga ega, birinchi navbatda kaloriya miqdori etarli emas va shuning uchun ularni qoniqarli deb hisoblash mumkin emas. Yangi, takomillashtirilgan yoqilg'ilarni tanlash suyuq yonilg'i dvigatellarini takomillashtirishning eng muhim vazifalaridan biridir. Biroq, eng dolzarb va eng yaxshi mavjud va yangi, ilg'or yoqilg'ilardan to'liq foydalanishga imkon beradigan suyuq yonilg'i raketa dvigatellarini ishlab chiqish yanada dolzarb vazifadir. Eng muhim talab Dvigatelga taqdim etilgan , bu juda ishonchli ishlash yuqori haroratlar, yuqori kaloriyali yoqilg'ining yonishi paytida rivojlanadi.