Ракетное топливо староверова-21 /варианты/



 


Владельцы патента RU 2555870:

Староверов Николай Евгеньевич (RU)

Изобретение относится к ракетному топливу, выделяющему водород при горении, и его вариантам. Ракетное топливо содержит боргидрид кремния и одно из следующих соединений: нитрат аммония безводный, динитрамид аммония, пятиокись азота, нитрат бора, нитрат бериллия, азотная кислота или шестиокись азота. Для балансировки реакции может быть добавлен третий компонент - дисилан. Компоненты приведены в определенном соотношении. Все варианты ракетного топлива обеспечивают высокую скорость реактивной струи за счет повышенной энергетики реакций и получения выделяющихся газов с малым средним молекулярным весом - водорода и воды. За счет варьирования компонентов состава и их соотношений возможно регулирование скорости реакции. 8 н.п.ф-лы.

 

Изобретение относится к ракетным топливам (далее РТ), хотя бы один из компонентов которых (горючее, окислитель, или однокомпонентное топливо) содержит связанный азот. Известны РТ, содержащие бор или некоторые соединения бора, см. пат. №1182328519. Однако в них бор используется только как горючее.

Скорость истечения газов зависит от скорости звука в сжатом газе, который образуется в объеме камеры сгорания (у твердотопливных двигателей таковой является весь объем двигателя). В той смеси газов, которая образуется при горении большинства РТ, и при той температуре и давлении скорость звука обычно не превышает 1300 м/сек, и для ее повышения требуется расширяющееся реактивное сопло.

Между тем скорость звука в водороде даже при нормальных температуре и давлении 1330 м/сек. А если еще и немного повысить температуру водорода, скорость звука резко возрастет. Например, водород с температурой всего 650 градусов С (это ниже температуры его воспламенения) будет иметь скорость звука 2360 м/сек, и сможет разогнать осколки до скорости 2200 м/сек. То есть получится «холодный двигатель», в результате которого после адиабатического расширения газ может иметь приблизительно температуру окружающей среды.

Кроме того, большинство РТ содержат связанный азот, который при горении выделяется и в свободном виде. Его можно заставить экзотермически реагировать с целью повышения тепловыделения взрыва с мелкодисперсным (желательно, наноразмеров) бором или его горючими соединениями.

На этом и основана идея данного изобретения. Задача и технический результат изобретения - повышение скорости реактивной струи. Не только за счет повышения энергетики реакции, но и за счет получения выделяющихся газов с малым средним молекулярным весом - водорода и воды. Свободный азот и, особенно, «тяжелый» СО2 нежелательны.

Например, если РТ содержит бораны и/или боргидриды, то при температуре 800-1200 градусов С происходит реакция образования нитрида бора:

То есть на единицу добавленного бора получается добавочное тепловыделение 23,37 кДж/г. Такая добавка улучшит тепловыделение любого РТ.

Понятно, что количество атомов бора и азота должно относиться как 1:1+-20% (не считая тех случаев, когда бор используется и в качестве основного горючего).

Реакция образования нитрида бора лучше идет в присутствии восстановителей - угля, сажи, графита, графена, водорода. В некоторых реакциях происходит выделение углерода, поэтому в добавочных количествах восстановителя они не нуждаются, в других случаях рекомендуется добавлять мелкодисперсного угля, графита, сажи или графена в количестве 0,0001-1% (оптимально 0,01-0,1%). Присутствие водорода в продуктах реакции уменьшает или даже исключает потребность в углероде.

Рассмотрим реакции с соединениями кремния и наиболее распространенными окислителями, содержащими связанный азот и не содержащими хлора и углерода.

Кремний находится на пятом месте по тепловыделению реакции с кислородом - 15,06 кДж/г-смеси. Но он обладает другим достоинством - это один из наиболее широко распространенных в природе элементов, и его оксид совершенно не токсичен.

Могут использоваться боргидрид кремния и силан с разными окислителями. Так как моносилан - это газ, и храниться он может только в герметичной и достаточно прочной таре, то применяться он может только в гибридных двигателях. Удобнее, хотя и с меньшим содержанием водорода, использовать дисилан - легко сжижающийся газ, имеющий к тому же большую плотность.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 28,23%+-10%, нитрат аммония безводного - 51,68%+-15%, дисилан - 20,09+-10% (здесь и далее - масс.%).

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 36,04%+-10%, динитрамид аммония - 51,14%+-15%, дисилан - 12,82+-10%.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 20,44%+-10%, пятиокись азота - 50,48%+-15%, дисилан - 29,08+-10%.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 11,98%+-10%, нитрат бора - 53,93%+-15%, дисилан - 34,09%+-10%.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 17,19%+-10%, нитрат бериллия - 52,25%+-15%, дисилан - 30,56+-10%.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 17,67%+-10%, азотная кислота - 50,91%+-15%, дисилан - 31,42+-10%. С недавно открытым веществом N3O6 возможна реакция:

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 23,97%+-10%, шестиокись азота - 50,45%+-15%, дисилан - 25,58+-10%.

Однако все перечисленные реакции боргидрида кремния возможны и без добавки дисилана, например:

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 46,84%+-15%, динитрамид аммония - 53,16%+-15%.

Все перечисленные водородовыделяющие РТ значительно повысят обороноспособность нашей страны.

Комбинируя различные составы, можно в некоторых пределах регулировать скорость реакции.

1. Ракетное топливо, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 28,23+-10мас.%, нитрат аммония безводный - 51,68+-15мас.%, дисилан - 20,09+-10мас.%.

2. Ракетное топливо, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 36,04+-10мас.%, динитрамид аммония - 51,14+-15мас.%, дисилан - 12,82+-10мас.%.

3. Ракетное топливо, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 20,44+-10мас.%, пятиокись азота - 50,48+-15мас.%, дисилан - 29,08+-10мас.%.

4. Ракетное топливо, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 11,98+-10мас.%, нитрат бора - 53,93+-15мас.%, дисилан - 34,09+-10мас.%.

5. Ракетное топливо, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 17,19+-10мас.%, нитрат бериллия - 52,25+-15мас.%, дисилан - 30,56+-10мас.%.

6. Ракетное топливо, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 17,67+-10мас.%, азотная кислота - 50,91+-15мас.%, дисилан - 31,42+-10мас.%.

7. Ракетное топливо, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 23,97+-10мас.%, шестиокись азота - 50,45+-15мас.%, дисилан - 25,58+-10мас.%.

8. Ракетное топливо, отличающееся тем, что имеет следующий состав: боргидрид кремния - 46,84+-15мас.%, динитрамид аммония - 53,16+-15мас. %.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пиротехническим аэрозолеобразующим составам для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы. Пиротехнический состав содержит перхлорат аммония, горючее-связующее, пламегаситель и регулятор скорости горения, Ag3CuJ4 в качестве льдообразующего реагента, йодирующую добавку в виде йодистого калия или йодистого аммония и технологическую добавку.
Изобретение относится к твердым ракетным топливам. Топливо содержит метилполивинилтетразол, смесь микродисперсного порошка алюминия марки АСД-6 и нанодисперсного порошка алюминия марки ALEX, отвердитель, пластификатор и энергетическую добавку.
Изобретение относится к области пиротехники, в частности к пиротехническим составам, предназначенным для получения низкотемпературного газообразного азота в емкостях давления, и может быть использовано в системах автоматики, предохранительных устройствах, для передавливания агрессивных жидкостей, тушения пожаров, приготовления дыхательных смесей и т.д.
Изобретение относится к твердым топливам, которые могут быть использованы в энергетических установках и газогенераторах различного назначения. Композиция содержит нитрат аммония марки ЖВ, гуанидиниевую соль динитрамида, ортокарборан, ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензол, смесь микродисперсного порошка алюминия марки АСД-6 и ультрадисперсного порошка алюминия, метилполивинилтетразол и смесевой пластификатор метилполивинилтетразола, состоящий из 1-этил-3-нитро-1,2,4-триазола и 2-этил-3-нитро-1,2,4-триазола.
Изобретение относится к смесевым твердым топливам. Окислитель в виде нитрата аммония растворяют в смеси воды и ацетонитрила с применением магнитной мешалки при температуре 55-65°С в течение не менее 30 минут.
Изобретение относится к газогенерирующей технике. Газогенерирующий сокристаллизат на основе нитрата аммония включает окислитель - нитрат аммония, энергоемкое горючее, причем в качестве энергоемкого горючего используется метилполивинилтетразол, в качестве добавки - гамма-модификация оксида алюминия.
Изобретение относится к пиротехническим составам и может быть использовано для получения газообразного азота в источниках давления. Предложен пиротехнический состав для получения азота, содержащий азид натрия, фторид алюминия (III) и порошок фторопласта при соотношении компонентов (мас.%) 55-85/7-43/2-8 соответственно.

Группа изобретений относится к способу получения твердого композитного топлива для твердотопливных двигателей космических ракет, топливу с полиуретановым связующим, заполненным перхлоратом аммония и алюминием, полученным этим способом, заряду топлива и окисляющему заряду для него и соответствующему ракетному двигателю.
Изобретение относится к способам изготовления зарядов смесевого ракетного твердого топлива. Способ включает приготовление смеси связующего с металлическим горючим и технологическими добавками, приготовление топливной массы, порционный слив массы в корпус, при этом приготовление смеси связующего с металлическим горючим проводят при температуре на 5-25°С выше температуры смешения топливной массы, вакуумирование образующейся смеси проводят в течение 1-6 часов при давлении 5-50 мм рт.ст.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области создания газогенерирующих составов для пороховых зарядов генераторов давления, сжигаемых в процессе обработки продуктивного пласта, и может быть использовано для интенсификации добычи нефти и газа, вызванной механическим, тепловым и физико-химическим воздействием на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Изобретение относится к взрывчатому веществу. Взрывчатое вещество содержит нитросоединения, в частности тринитрометан (нитроформ).

Изобретение относится к ракетным топливам для жидкостных, твердотопливных и гибридных ракетных двигателей, содержащих окислитель и горючие вещества. Окислитель ракетного топлива содержит нитрат бора.
Изобретение относится к ракетному топливу для ракетного двигателя. Ракетное топливо содержит горючее и окислитель.

Изобретение относится к ракетному топливу для ракетного двигателя. Ракетное топливо содержит горючее и окислитель.

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 горной промышленности, строительству и к другим отраслям промышленности, а также к военному делу, где возможно применение взрывчатых веществ.
Изобретение относится к неорганической химии, а именно к способу утилизации меланжа кислотного - компонента ракетного топлива, а также отходов производства, содержащих азотную кислоту и окислы азота.
Изобретение относится к ракетным топливам. .

Изобретение относится к области технологии переработки смесей азотной кислоты и оксидов азота, содержащих в качестве ингибитора коррозии фтористый водород, преимущественно окислителей жидких ракетных топлив.

Изобретение относится к области технологии переработки смесей азотной кислоты и оксидов азота, содержащих ингибиторы коррозии, преимущественно окислителей жидких ракетных топлив.

Изобретение относится к взрывным работам, а именно к способу их ведения и к зарядам, используемым при этом. .
Наверх