F02K9 / 00 Sistemele de propulsie cu rachete, acele instalații pentru care se utilizează combustibil și oxidant; gestionarea acestor facilități
Chvanov Vladimir Konstantinovici (RU). Khazov Vladimir Nikolaevici (RU). Sternin Leonid Evgenievich (RU). Gubertov Arnold Mihailovici (RU). Mosolov Serghei Vladimirovici (RU). Fatuev Igor Iurievici (RU). Skibin Serghei Alexandrovici (RU). Konovalov Serghei Georgievici (RU)
Open Joint Stock Company "Asociația de cercetare și producție Energomash numit după academicianul VP Glushko" (RU)
Invenția se referă la domeniul tehnologiei rachetelor, și anume la combustibilul pentru rachete pentru motoarele cu rachete de lichid. Propulsori pentru motoare de rachetă cu lichid, constând dintr-un oxidant lichid, oxigen, de preferință, lichid, iar combustibilul sub forma unui component combustibil soluție în amoniac lichid, conform invenției, ca o componentă a combustibilului aplicat acetilenă, concentrația acetilenă a soluției în amoniac lichid este de la 40% la 90% în greutate. Invenția oferă o creștere a impulsului de împingere specific al motoarelor cu 15-25 kgf / s / kg. 1il. 1 tab.
Desene la brevetul Federației Ruse 2442904
Soluția tehnică propusă se referă la domeniul tehnologiei rachetelor, și anume la combustibilul cu rachete pentru motoarele cu rachete de lichid.
Contextul invenției
Este cunoscut faptul că în prezent cel mai bun carburant pentru sistemele de propulsie din primele etape ale vehiculelor de lansare este combustibilul constând din oxigen lichid și hidrocarbură combustibil-kerosen. Acest combustibil este combustibil eficient cu densitate suficient de mare de aproximativ 1 g / cm3 și un impuls specific suficient de mare, ceea ce permite să rezolve eficient problema existentă cu care se confruntă îndepărtarea mijloacelor moderne.
Cu toate acestea, în cazul motoarelor refolosibile sau reutilizabile, problema este de a curăța conductele de combustibil de reziduurile de kerosen. Pentru motoarele vehiculelor spațiale, problema este și creșterea vascozității atunci când kerosenul este răcit.
Este, de asemenea, cunoscut pentru motor rachetă cu combustibil lichid, constând dintr-un combustibil de hidrocarburi, care este utilizat ca dicyclobutyl (C8 H10) este asociat cu un agent oxidant - oxigen lichid, ceea ce a permis o creștere a impulsului specific al motorului 2-4.8 kgf · s / kg ( vezi brevetul RU nr. 2146334 din MKI F02K 9/42).
Dezavantajul acestui combustibil, toxic și foarte scump, este un câștig relativ scăzut în forța specifică a tracțiunii motorului.
Este, de asemenea, cunoscut pentru motorul cu combustibil lichid folosind combustibil hidrocarbonat ca 1-metil-1,2-ditsiklopropiltsiklopropana (C10 H16), asociat cu un oxidant lichid - oxigen.
Utilizarea acestui combustibil face posibilă obținerea unei densități mai mari de combustibil cu rachete în comparație cu combustibilii pe bază de kerosen și diciclobutil și, de asemenea, pentru a obține o creștere mai mare a impulsului specific. Cu toate acestea, utilizarea sa este, de asemenea, limitată la un cost excesiv de ridicat.
Utilizarea acestei perechi de combustibil duce la o scădere a impulsului specific al tracțiunii motorului în comparație cu impulsul de împingere obținut în motorul oxigen-kerosen
până la 10 kgf · s / kg. Cu toate acestea, datorită proprietăților bune de disipare a căldurii de amoniac, este posibil să se îmbunătățească semnificativ fiabilitatea motorului. În plus, este ieftin și utilizat pe scară largă în industria chimică,
Un dezavantaj al unei astfel de pereche de linii de combustibil și riscul colmatării duzelor capului de amestecare a generatorului de gaz și camera de ardere a motorului și suprafața interioară a motorului solid camera duzei fragmente de oxid de litiu.
Obiectul soluției tehnice propuse este de a furniza un propulsor care constă dintr-un oxidant lichid - oxigen, de preferință, lichid și un combustibil de hidrocarburi, poate crește în mod semnificativ impulsul specific al motoarelor cu oxigen.
Numitul obiect este realizat datorită faptului că agentul de propulsie pentru motor rachetă cu combustibil lichid, constând dintr-un oxidant lichid, de preferință lichid oxigen și combustibil - soluție component combustibil în amoniac lichid, se aplică la acetilenă ca component combustibil.
O altă diferență este aceea că concentrația de soluție de acetilenă în amoniac lichid este de la 40% până la 90% în greutate, restul fiind amoniac.
Rezultatul tehnic este că produsele de combustie ale combustibilului propus formează oxizi volatili (care nu au fragmente solide) cu o calitate aerodinamică ridicată. În acest caz, câștigul rezultat în impuls specific (15 la 25 kgf · s / kg) este atât de mare încât sistemele de rachete corespunzătoare de ieșire de la o sarcină utilă de greutate se apropie motoarele de oxigen-hidrogen. Acest lucru este determinat în mod substanțial mai mare - 0,7 față de 0,07 g / cm3 - densitatea combustibilului propusă, în comparație cu hidrogen lichid, ceea ce reduce în mod radical volumul și greutatea rezervorului de rachete.
Scurtă descriere a programului
Desenul este un grafic al valorilor estimate ale indicatorilor specifici de impuls și de greutate ale componentelor pentru oxigen acetilena amoniac combustibil la diferite proporții relative de acetilenă și amoniac în combustibil cu relativ combustibil oxigen kerosen.
Graficul arată că, în comparație cu combustibil de oxigen-gaz lampant (curba A) utilizarea vaporilor de oxigen-acetilena-amoniac la un conținut relativ diferit de amoniac acetilenă (curba B). - 50% în greutate, 60 și 70 - oferă o creștere semnificativă a impulsului specific (
pentru 20 kgf / s / kg) - de la
376 kgf · s / kg până la
În tabelul 1, pentru aceleași valori sunt comparate pentru a evalua o serie de caracteristici importante ale combustibililor moderni treptelor rachetei bazate pe combustibili oxigen și diverse - petrol lampant (RG-1), combustibilul hidrogen și propunerea 50/50, 60/40, 70/30.
Din motive de completare a acoperire a situațiilor posibile, datele corespunzătoare sunt date pentru valorile extreme ale gradului geometric al dilatării duzelor r = 6 și r = 25, adică pentru motoarele de rachete de rapel și de înaltă altitudine.
În general, se poate observa că combustibilul propus face posibilă ridicarea pulsului de împingere cu 15-25 kgf / s, în al doilea rând numai cu hidrogenul. Conform rezultatelor din tabelul 1, un calcul integrat mai reprezentativ pentru greutatea încărcăturii utile afișat arată că carburantul propus practic nu este inferior hidrogenului.
Astfel, utilizarea combustibilului propus face posibilă menținerea simplității și stăpânirea motoarelor oxigen-kerosen și, în același timp, abordarea eficienței oxigen-hidrogen.
Folosind acetilenă în soluție de amoniac ca și combustibil pentru rachete pentru motoarele rachetă cu combustibil lichid nu necesită modificări structurale substanțiale ale sistemelor de propulsie cu combustibil lichid existente care funcționează pe bază de combustibil pe baza de kerosen și comburant - oxigen lichid.
FORMULARUL INVENȚIEI
Publicație oficială
din brevetul Federației Ruse nr. 2442904
patent-2442904.pdf
Căutare de brevete pe clase IPC-8:
Brevetele Federației Ruse în clasa F02K9 / 00:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: