Твердое ракетное топливо

Одним из источников энергии, которые преимущественно используют в ракетных двигателях, является твердое топливо. Это смесь определенного горючего вещества и окислителя, и каждая смесь предназначена для своей цели. Перед традиционными схемами с жидкостными или газовыми двигателями у твердотопливных ракет есть ряд преимуществ. Первым делом, смесь независима от атмосферного воздуха и не требует отдельного окислителя, как большинство жидкостей и газов. Также, снижена вероятность самопроизвольной детонации, тогда как у газовых двигателей такие случаи нередки. Далее, твердое вещество занимает значительно меньший объем, чем газ или жидкость, при большей внутренней энергии.

Примером гомогенного горючего вещества может являться бездымный порох. Основным составляющим веществом является нитроцеллюлоза, так как эта молекула является одновременно горючим веществом и окислителем. Вторым нее названием является пироксилин.

С древних времен известен черный порох – он очень прост в получении, но по сравнению с современными видами твердого топлива имеет ряд недостатков, и поэтому применяется в основном в пиротехнике. Его недостатками являются низкий импульс, неравномерное горение и гигроскопичность – то есть он дает меньше энергии, нестабильно горит и может впитать влагу даже из воздуха, что приведет к невозможности воспламенения.

В современных гетерогенных смесях есть вещество-окислитель и горючее. К средствам окисления относят такие вещества, как перхлораты. Это производные хлорной кислоты. Обычно используют соли аммония либо активных щелочных металлов – калия и лития. Кроме того, с той же целью применяют нитраты – соли азотной кислоты, имеющие тривиальное название – селитры. Применяются опять же нитраты активных металлов и аммония.

Вторая часть твердого топлива – это горючее вещество, при сжигании которого и выделяется требуемая энергия. Для этой цели обычно применяют металлы, их сплавы, либо гидриды. Вторым вариантом является использование биополимеров и смол – полиуретана, полипропилена, каучука, битума и других.

Данный вид горючих веществ известен уже давно, ведь порох придумали еще в Древнем Китае. Твердотопливные вещества применяются в пиротехнике, как военной, как и гражданской. Заряды из черного пороха, при условии защиты от влаги, сохраняют работоспособность неограниченное время. Кроме того, в военной промышленности твердое топливо является основной составляющей ускорителей ракет ближнего боя, например, в противотанковых установках. Также, в крупных МБР или ракетах-носителях, используют смесевое топливо, так как там требуется максимальная энергия из минимального объема.

В России производством данного вида топлива и его разработкой занимаются ФЦДТ «Союз» и ФНПЦ « Алтай».

Рейтинг:

(Голосов: 0)

Оценка: 0