Ракетное топливо староверова - 15 (варианты)



 


Владельцы патента RU 2516711:

Староверов Николай Евгеньевич (RU)

Изобретение относится к ракетному топливу для ракетного двигателя. Ракетное топливо содержит горючее и окислитель. Варианты ракетного топлива имеют следующий состав при следующем соотношении компонентов в мас.%: боргидрид бериллия - 34,63±10%, динитрамид аммония - 55,50±10%, гидрид бериллия - 9,87±5%, или боргидрид бериллия - 23,78±10%, динитрамид аммония - 76,22±10%, или боргидрид лития - 35,85±10%, динитрамид аммония - 51,06±10%, гидрид лития - 13,09±5%, или боргидрид алюминия - 23,66±10%, динитрамид аммония - 57,76±10%, гидрид алюминия - 18,58±5%, или декаборан - 39,64±10%, динитрамид аммония - 60,36±10%. Другие варианты ракетного топлива получены с использованием реакции с аммиаком (мас.%): боргидрида бериллия - 44,61±10%, динитрамида аммония - 35,75±10%, аммиака - 19,63±5%. Все эти реакции возможны также с другим окислителем - шестиокисью азота N3O6. Двигатель с таким топливом из газов выделяет только чистый водород. 11 н.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к ракетным двигателям твердого топлива и гибридным.

Известны ракетные двигатели, см., например, «Бескорпусный двигатель с самоподачей», пат. №2431052. Все существующие химические ракетные двигатели используют принцип высокотемпературного нагрева газа или газопылевого рабочего тела (пыль - это твердые фракции разложившегося твердого ракетного топлива). Делается это для того, чтобы повысить скорость истечения рабочего тела из реактивного сопла. Эта скорость определяется, во-первых, скоростью звука в газе и, во-вторых, степенью расширения газа в расширяющемся сверхзвуковом реактивном сопле и достигает в лучших двигателях 4000 м/с. Причем детали двигателя работают в очень напряженном тепловом режиме, даже с учетом их охлаждения.

Между тем скорость звука в водороде даже при нормальных температуре и давлении 1330 м/с. А если еще и немного повысить температуру водорода, то скорость звука в нем и скорость истечения его из сопла резко возрастут. Например, водород с температурой всего 650°С (это ниже температуры его воспламенения) будет иметь скорость звука 2360 м/с и сможет в реактивном сопле разогнаться сам и разогнать пылевые частицы до скорости около 4300 м/с. То есть получится «холодный ракетный двигатель», в котором из-за адиабатического расширения газ на выходе из реактивного сопла может иметь приблизительно температуру окружающей среды.

На этом и основана идея данного изобретения. Цель изобретения - повышение скорости реактивной струи и удельного импульса ракетного двигателя. Для этого двигатель должен вырабатывать чистый водород и твердые вещества. Подходящей химической реакцией для этого может быть тройная реакция боргидрида бериллия, гидрида бериллия и динитрамида аммония:

2 B e ( B H 4 ) 2 + N H 4 N ( N O 2 ) 2 + 2 B e H 2 = 4 B e O + 4 B N + 12 H 2                    \ 1 \

Возможны промежуточные реакции: образование воды, реакция ее при таких температурах с бериллием и с бором, образование аммиака, реакция его или азота при таких температурах с оксидом бора и получение нитрида бора. Соотношение компонентов: боргидрида бериллия - 34,63±10%, динитрамида аммония - 55,50±10%, гидрида бериллия - 9,87±5%.

Возможна реакция с окислением бора:

B e ( B H 4 ) 2 + N H 4 N ( N O 2 ) 2 = B e O + B 2 O 3 + 2 N 2 + 6 H 2                             \ 2 \

Соотношение компонентов: боргидрида бериллия - 23,78±10%, динитрамида аммония - 76,22±10%.

Если траектория взлета проходит над населенными местами, то можно заменить бериллий и его токсичные соединения на литий или алюминий и их соединения.

4 L i B H 4 + N H 4 N ( N O 2 ) 2 + 4 L i H = 4 L i 2 O + 4 B N + 12 H 2                            \ 3 \

Хотя структура LiBH4, скорее всего, будет Li2(BH4)2, поэтому предыдущую реакцию можно записать так:

2 L i 2 ( B H 4 ) 2 + N H 4 N ( N O 2 ) 2 + 4 L i = 4 L i 2 O + 4 B N + 12 H 2                         \ 3 а \

В любом случае соотношение компонентов: боргидрида лития - 35,85±10%, динитрамида аммония - 51,06±10%, гидрида лития - 13,09±5%.

Или возможна такая же реакция с алюминием:

4 A l ( B H 4 ) 3 + 3 N H 4 N ( N O 2 ) 2 + 4 A l H 3 = 4 A l 2 O 3 + 12 B N + 36 H 2                 \ 4 \

Соотношение компонентов: боргидрида алюминия - 23,66±10%, динитрамида аммония - 57,76±10%, гидрида алюминия - 18,58±5%. Структура боргидрида алюминия возможна Al2(ВН4)6.

Сравнительно малотоксичным будет двигатель:

2 B 10 H 14 + 3 N H 4 N ( N O 2 ) 2 = 4 B 2 O 3 + 12 B N + 20 H 2                              \ 5 \

Соотношение компоненов: декаборана - 39,64±10%, динитрамида аммония -60,36±10%.

Возможна реакция в гибридном двигателе с повышенным удельным выделением водорода:

4 B e ( B H 4 ) 2 + N H 4 N ( N O 2 ) 2 + 4 N H 3 = 4 B e O + 8 B N + 24 H 2                       \ 6 \

Соотношение реакции: боргидрида бериллия - 44,61±10%, динитрамида аммония - 35,75±10%, аммиака - 19,63±5%.

Возможна и реакция с полным или частичным окислением получившегося водорода.

Теоретически открыто устойчивое соединение N3O6 (далее «шестиокись азота»), с получением его на практике возможны реакции с ним:

3 B e ( B H 4 ) 2 + 2 N 3 O 6 = 3 B e O + 3 B 2 O 3 + 3 N 2 + 12 H 2                               \ 7 \

Соотношение компонентов: боргидрида бериллия 29,61±10%, шестиокиси азота - 70,39±10%.

Или такая же тройная реакция с использованием имеющегося азота:

3 B e ( B H 4 ) 2 + 2 N 3 O 6 + 6 B = 3 B e O + 3 B 2 O 3 + 6 B N + 12 H 2                          \ 8 \

Соотношение компонентов: боргидрида бериллия 26,02±10%, шестиокиси азота - 61,86±10%, бора - 12,12±5%.

Эта же реакция даст больше водорода, если вместо бора добавлять тетраборан:

15 B e ( B H 4 ) 2 + 10 N 3 O 6 + 3 B 10 H 14 = 15 B e O + 15 B 2 O 3 + 30 B N + 81 H 2            \ 9 \

Соотношение компонентов: боргидрида бериллия 24,91±10%, шестиокиси азота - 59,35±10%, декаборана - 15,74±5%.

Или возможна другая тройная реакция, похожая на реакцию \1\:

3 B e ( B H 4 ) 2 + 2 N 3 O 6 + 9 B e H 2 = 12 B e O + 6 B N + 21 H 2                             \ 10 \

Соотношение компонентов: боргидрида бериллия - 23,26±10%, шестиокиси азота - 56,17±10%, гидрида бериллия - 20,20±10%.

Интересна реакция в гибридном двигателе с повышенным выделением водорода:

12 B e ( B H 4 ) 2 + 2 N 3 O 6 + 18 N H 3 = 12 B e O + 24 B N + 75 H 2                         \ 11 \

Соотношение компонентов: боргидрида бериллия - 44,34±10%, шестиокиси азота - 26,39±10%, аммиака - 29,27±10%.

1. Ракетное топливо, содержащее горючее и окислитель, отличающееся тем, что имеет топливо со следующим соотношением компонентов в мас.%: боргидрид бериллия - 34,63±10%, динитрамид аммония - 55,50±10%, гидрид бериллия - 9,87±5%.

2. Ракетное топливо, содержащее горючее и окислитель, отличающееся тем, что имеет топливо со следующим соотношением компонентов в мас.%: боргидрид бериллия - 23,78±10%, динитрамид аммония - 76,22±10%.

3. Ракетное топливо, содержащее горючее и окислитель, отличающееся тем, что имеет топливо со следующим соотношением компонентов в мас.%: боргидрид лития - 35,85±10%, динитрамид аммония - 51,06±10%, гидрид лития - 13,09±5%.

4. Ракетное топливо, содержащее горючее и окислитель, отличающееся тем, что имеет топливо со следующим соотношением компонентов в мас.%: боргидрид алюминия - 23,66±10%, динитрамид аммония - 57,76±10%, гидрид алюминия - 18,58±5%.

5. Ракетное топливо, содержащее горючее и окислитель, отличающееся тем, что имеет топливо со следующим соотношением компонентов в мас.%: декаборан - 39,64±10%, динитрамид аммония - 60,36±10%.

6. Ракетное топливо, содержащее горючее и окислитель, отличающееся тем, что имеет топливо со следующим соотношением компонентов в мас.%: боргидрид бериллия - 44,61±10%, динитрамид аммония - 35,75±10%, аммиак - 19,63±5%,

7. Ракетное топливо, содержащее горючее и окислитель, отличающееся тем, что имеет топливо со следующим соотношением компонентов в мас.%: боргидрид бериллия 29,61±10%, шестиокись азота - 70,39±10%.

8. Ракетное топливо, содержащее горючее и окислитель, отличающееся тем, что имеет топливо со следующим соотношением компонентов в мас.%: боргидрид бериллия 26,02±10%, шестиокись азота - 61,86±10%, бор - 12,12±5%.

9. Ракетное топливо, содержащее горючее и окислитель, отличающееся тем, что имеет топливо со следующим соотношением компонентов в мас.%: боргидрид бериллия 24,91±10%, шестиокись азота - 59,35±10%, декаборан - 15,74±5%.

10. Ракетное топливо, содержащее горючее и окислитель, отличающееся тем, что имеет топливо со следующим соотношением компонентов в мас.%: боргидрид бериллия - 23,26±10%, шестиокись азота - 56,17±10%, гидрид бериллия - 20,20±10%.

11. Ракетное топливо, содержащее горючее и окислитель, отличающееся тем, что имеет топливо со следующим соотношением компонентов в мас.%: боргидрид бериллия - 44,34±10%, шестиокись азота - 26,39±10%, аммиак - 29,27±10%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ракетным топливам для жидкостных, твердотопливных и гибридных ракетных двигателей. Ракетное топливо содержит горючее, которое представляет собой боразин, и окислитель.

Способ относится к аэрокосмической технике и включает в себя управление вектором тяги реактивного двигателя, истекающий из камеры сгорания поток топлива вдоль сопла Лаваля, продольные парные электромагниты управления, установленные на внешней поверхности расширяющейся части сопла, МГД-генератор электрического тока, установленный в самом узком (критическом) сечении сопла, стабилизатор и выпрямитель электрического тока и систему управления летательного аппарата, управляющую электромагнитами.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкциях ракетных летательных аппаратов и ракетных двигателей. .

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано преимущественно в ЖРД. .

Изобретение относится к области энергетики, в частности к тепловым измерениям и измерениям расхода углероводородных горючих и теплоносителей. .
Изобретение относится к авиации и космонавтике. .

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно - к ракетному топливу для жидкостных ракетных двигателей. .

Изобретение относится к реактивным двигателям импульсного действия и применяется в авиа и ракетостроении. .

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к способам создания импульса силы, и может найти применение в двигателях ракет, устройствах компенсации усилия отдачи и прочих энергетических установках с малым временем работы, предназначенных для создания заданных усилий.

Изобретение относится к ракетным топливам для жидкостных, твердотопливных и гибридных ракетных двигателей. Ракетное топливо содержит горючее, которое представляет собой боразин, и окислитель.

Изобретение относится к способу получения присадки к жидкому топливу, содержащему введение природного алюмосиликата в остаточный нефтепродукт, введение воды, перемешивание, при этом в качестве природного алюмосиликата используют слюду, преимущественно измельченный вермикулит, который подвергают обжигу с последующей последовательной многократной выдержкой в растворах карбоновых кислот сильной концентрации, преимущественно муравьиной и уксусной, неорганической сильной кислоты сильной концентрации, после выдержки слюды в кислотах осуществляют фильтрацию слюды от используемых кислот, полученный остаток обработанной слюды после последней выдержки в кислоте нейтрализуют, к полученной слюде дополнительно вносят тонко измельченные оливинит, водоросли и кальцийсодержащий природный компонент, которые берут в следующем количестве: оливинит 5-20 мас.%, водоросли 10-20 мас.%, кальцийсодержащий компонент 5-15 мас.% от исходного количества вермикулита, полученную композицию компонентов заливают водой, которую затем испаряют до получения влажной композиционной смеси, последнюю смешивают с остаточным нефтепродуктом, в качестве которого используют керосин, в соотношении 1:5, выдерживают, затем диспергируют.
Изобретение относится к антидымной присадке, включающей координационное соединение редкоземельных элементов - гидроксокарбонат лантана. .
Изобретение относится к многофункциональной добавке, включающей ацетамид и четвертичную аммониевую соль, отличающейся тем, что она дополнительно содержит бутанол или этанол при следующем соотношении указанных компонентов по отношению к массе углеводородного топлива (мас.%): четвертичная аммониевая соль 0,01-0,12; ацетамид 0,32-3,6; бутанол или этанол 5,0-19,0.
Изобретение относится к добавкам для различных видов жидкого углеводородного топлива, а также твердого, как правило микродисперсного, топлива, в том числе и угля, улучшающих характеристики его сгорания, в частности теплотворную способность топлива и количество вредных примесей в продуктах сгорания, т.е.

Изобретение относится к десульфуризации серосодержащих топлив и может быть использовано в теплоэнергетике для снижения содержания органической серы в жидком углеводородном топливе.

Изобретение относится к металлсодержащим присадкам к топливам и способу их получения и может быть использовано при сжигании топлива в технологических устройствах и энергетических установках.

Изобретение относится к присадкам для серосодержащих топлив и может быть использовано в теплоэнергетике для десульфуризации жидких и твердых топлив, преимущественно твердых зольных, в процессе сжигания.

Изобретение относится к энергетической промышленности, в частности к присадкам для жидкого топлива, предназначенного для сжигания в топках парогенераторов на тепловых электростанциях.
Изобретение относится к модификатору горения твердого, жидкого и газообразного топлива, в частности древесины, природного газа, угля, мазута и других углеводородов, в энергетических котлах, в закрытых или открытых камерах, характеризующемуся тем, что указанный модификатор содержит от 10 до 30 масс.% воды, от 20 до 80 масс.% по меньшей мере одного алифатического спирта, от 5 до 15 масс.% карбамида или его производных, выбранных из алкилмочевины типа R1R2N(CO)NR1R2, где R1, R2 являются одинаковыми или различными и представляют собой С1-С6 алкильные группы, и от 5 до 15 масс.% моноацетилферроцена.
Наверх