Модификаторы для топлива ЖРД

Может хорош уже мертворождённые и почти близнецовые топики десятками плодить, Космический забивать?
Завести один раз топик типа "Оригинальные химические идеи пользователя Naib для космонавтики" - и усё.

Fakir> Может хорош уже мертворождённые и почти близнецовые топики десятками плодить, Космический забивать?
Fakir> Завести один раз топик типа "Оригинальные химические идеи пользователя Naib для космонавтики" - и усё.

Я так понимаю, что Вы можете переносить/переименовывать темы.
Если хотите всё слить в такой топик - я не возражаю.

Naib> Звучит немного диковато, но применяются ли специализированные присадки для модификации свойств керосина?
Отвечу вопросом на вопрос.
Почему изобретение динитрамида аммония, который лучше перхлората аммония, и по удельному импульсу, и по экологической чистоте, не привело к вытеснению ПХА из ракетной техники?

Б.г.> Почему изобретение динитрамида аммония, который лучше перхлората аммония, и по удельному импульсу, и по экологической чистоте, не привело к вытеснению ПХА из ракетной техники?

Нитрамид гораздо менее технологичен, чем ПХА и более чувствителен к условиям хранения и эксплуатации. Склонен к детонации.

Для штучных изделий это приемлимо, для относительно массового использования - нет, из-за высокого риска аварийности.

Б.г.>> Почему изобретение динитрамида аммония, который лучше перхлората аммония, и по удельному импульсу, и по экологической чистоте, не привело к вытеснению ПХА из ракетной техники?
Naib> Нитрамид гораздо менее технологичен, чем ПХА и более чувствителен к условиям хранения и эксплуатации. Склонен к детонации.

Тем не менее, на нём делались серийные движки третьей ступени РТ-23УТТХ. Но и только.

Naib> Для штучных изделий это приемлимо, для относительно массового использования - нет, из-за высокого риска аварийности.

Ну, из отстрелянных серийных РТ-23УТТХ ни одна не отказала, в отличие от "Булавы". Опять же, октоген в топливо пихают, это тоже не повышает технологичность и т.д. Так что, ответ не засчитан.

Б.г.>>> Опять же, октоген в топливо пихают
Ик. Ик.
Октоген там за кого? Горючее или окислитель?
А как детонации не допустить? А если трещина в шашке?
Октоген - ик, ик!

Б.г.>>>> Опять же, октоген в топливо пихают
Pu239> Ик. Ик.
Pu239> Октоген там за кого? Горючее или окислитель?
И за то, и за другое. У него до CO нулевой кислородный баланс.

Pu239> А как детонации не допустить?

А есть методы!

Pu239> А если трещина в шашке?

А рентген на что?

Pu239> Октоген - ик, ик!

И, тем не менее, у Тополя-М на всех ступенях топливо с октогеном! У простого Тополя - только на третьей. У Пионера, соответственно, на второй.
В Барке предполагалось на первой ступени топливо с октогеном ("ОПАЛ"), а на второй и третьей - с динитрамидом аммония.

Б.г.> Опять же, октоген в топливо пихают, это тоже не повышает технологичность и т.д. Так что, ответ не засчитан.

Гексоген и октоген как раз на удивление технологичны и легко нарабатываются в промышленных масштабах. ЕМНИП, они как бы не лучше тротила по этому показателю. И они достаточно устойчивы, гораздо больше, чем динитрамид.

Naib> Гексоген и октоген как раз на удивление технологичны и легко нарабатываются в промышленных масштабах. ЕМНИП, они как бы не лучше тротила по этому показателю. И они достаточно устойчивы, гораздо больше, чем динитрамид.

Тротил почти на порядок дешевле.

У октогена высокий показатель горения. В отличие от ПХА.

Б.г.> Тем не менее, на нём делались серийные движки третьей ступени РТ-23УТТХ. Но и только.
ЕМНИП, топливо это изготавливали и заливали в Павлограде, на филиале Южмаша. Так по рассказам, когда состав заливался в корпус, народ чуть-ли не молился. Небольшие отклонения химсостава или неравномерности в топливе приводили к повышению температуры при полимеризации связующего и адью. Об одном пожаре со взрывом на Павлоградском механическом известно достоверно. Как раз по этой причине - "неконтролируемый рост температуры в процессе полимеризации связующего". Правда там без жертв - заправка полностью автоматизирована, вынесена далеко за городскую черту и в общем на такие случаи и рассчитана. Так что все ограничилось выносом стекол, да и то в основном больших витринных в части города.

Б.г.>> Опять же, октоген в топливо пихают, это тоже не повышает технологичность и т.д. Так что, ответ не засчитан.
Naib> Гексоген и октоген как раз на удивление технологичны

Что за чушь? Октоген термостоек, это его достоинство, но плавить его всё равно нельзя, прессуется он плохо, приходится его пластифицировать.

Naib> и легко нарабатываются в промышленных масштабах.

Октоген, по сравнению с тротилом, ОЧЕНЬ дорог. И очень ядовит, есличо.

Naib> ЕМНИП, они как бы не лучше тротила по этому показателю.

Этого точно не может быть, потому что в большинстве боеприпасов используется именно смесь тротила с гексогеном или октогеном. Легкоплавкий тротил используется, как связка.

Naib> И они достаточно устойчивы, гораздо больше, чем динитрамид.

С динитрамидом работать научились. Точка. И делать с ним надёжные двигатели - не проблема. Но внедрение его сдерживается небольшой величиной прироста, по сравнению с ростом затрат.

В 2011 я был в Балабаново-1.

Нам было сказано открытым текстом, что одно только топливо третьей ступени 15Ж61 стоило, как целый "Тополь". Но с надёжностью и т.д. проблем не было. А вот с ценой - о, да, были!

Если нужно достичь предельных параметров РДТТ, АДНА - единственный возможный способ. И к нему прибегнут.

Но с керосиновыми движками - не та ситуация. Замена керосина на синтин может дать больший выигрыш, чем любые "присадки" и "модификаторы".

Б.г.> С динитрамидом работать научились. Точка. И делать с ним надёжные двигатели - не проблема. Но внедрение его сдерживается небольшой величиной прироста, по сравнению с ростом затрат.
Совершенно верно, нам еще в институте преподы рассказывали. Тот прирост удельного импульса совершенно не оправдывает затрат и технологических изысков, особенно для массовых изделий. Хотя первоначально за него ухватились. Особенно для БЖРК (как раз Р-23), где проблема компактности носителя ребром стояла. Однако после всех подсчетов, использовали только на 3 ступени, где это хоть как-то оправдывалось. А на нижних ступенях там, емнип ОПАЛ (кстати, как раз с октогеном) и какое-то смесевое с перхлоратом аммония (вот какое - где, уже не помню, давно это было ).

Naib> Скажем, введение в него красителя может ускорить испарение в камере сгорания, введение металлических катализаторов (железа или кобальта, в виде "-ценов" или наночастиц) - изменить состав продуктов сгорания. Жидкая металлоорганика повысит энергетику. Микропорошки полимеров - общую плотность и теплоёмкость системы.
Присадки к компонентам топлива ЖРД использовались, но немного не с той целью. В высококипящие компоненты добавляли всякую гадость, но исключительно как ингибиторы коррозии, особенно при ампулизации топливных баков. Многие компоненты топлива тоже были составными:
АК-20И - раствор тетраоксида азота в азотной кислоте;
Аэрозин - смесь НДМГ и гидразина;
ТГ-02 - ксилидин и трэтиламин + еще что-то в малых дозах.
Красить керосин - смысла нет, скорее всего большая часть красителя осядет на лопатках ТНА, в тракте охлаждения и/или на рабочих органах систем автоматики и рулевых машинок (если питаются горючим).
Металлические порошки пуст даже "нано" - вопрос вроде рассматривался, но вводить их надо непосредственно в камеру сгорания, как третий компонент, иначе см. выше, плюс еще могут являться катализаторами кавитации на входе ТНА (упаси господи). Выигрыш невелик, а геморроя - выше крыши. Правильно Генераллисимус пишет - замена на синтин при меньшем геморе даст намного больший выигрыш.

Xan> Тротил почти на порядок дешевле.

Верно. Но это справедливо при источнике толуола из нефти. Если каменноугольный - то экономика куда хуже.

Нитраминам нужны для синтеза аммиак, метанол/формальдегид и азотка, причём отходы хорошо рециклируются, в отличие от синтеза нитроароматики.

Впрочем, это уже оффтоп

баков. Многие компоненты топлива тоже были составными:
Monya> АК-20И - раствор тетраоксида азота в азотной кислоте;
Monya> Аэрозин - смесь НДМГ и гидразина;
Monya> ТГ-02 - ксилидин и трэтиламин + еще что-то в малых дозах.
Ещё Вернер фон Браун использовал "гидин" - смесь 60% гидразина и 40% фурфурилового спирта. Это горючее использовалось при запуске "Эксплорер-1".
Одновременно повышалась энергетика, по сравнению с чистым фурфуриловым спиртом, и уменьшалась эрозия графитовых газовых рулей.

А вот меня интересует состав ТМ-185, это что-то смешанное, долженствующее заменить скипидар на продукты нефтепереработки. Т.е. с азотнокислыми окислителями использовался ТМ-185, а не Т-1, так как он давал более "мягкое" воспламенение. Знаю, что вначале Глушко действительно использовал скипидар, но потом его удалось заменить на более дешёвый нефтяной состав.

Б.г.> А вот меня интересует состав ТМ-185, это что-то смешанное, долженствующее заменить скипидар на продукты нефтепереработки. Т.е. с азотнокислыми окислителями использовался ТМ-185, а не Т-1, так как он давал более "мягкое" воспламенение. Знаю, что вначале Глушко действительно использовал скипидар, но потом его удалось заменить на более дешёвый нефтяной состав.
Это который на Р-12 в РД-214 использовался? Там окислителем как раз АК-27 был, а пусковая горючки - ТГ-02 (тонка-250). Где-то в старых институтских конспектах состав был. ЕМНИП - что-то среднее между керосином и скипидаром (по молекулярному составу, в смысле), причем ближе к керосину. Если не выкинул конспекты (валялись где-то в закромах) - гляну.
UPD.Как не странно - нашлось: 56% - полимердистиллят (ср. мол. вес 120, иодное число 200); 40% - легкое масло пиролиза (ср. мол. вес 104, иодное число 60); 4% - трикрезол (тех. смесь орто-, мета-, параизомеров). Особенность - полное отсутствие примесей азотистых и сернистых соединений.
Выходит, что-то типа смеси сырья для высококтанового бензина ( собственно полимердистиллят) и продуктов пиролиза керосина, насколько я понимаю. То есть все-таки, КМК ближе к хреновому бензину.

Б.г.>> А вот меня интересует состав ТМ-185,

Monya> Это который на Р-12 в РД-214 использовался?

Да, он.

Monya> UPD.Как не странно - нашлось: 56% - полимердистиллят (ср. мол. вес 120, иодное число 200); 40% - легкое масло пиролиза (ср. мол. вес 104, иодное число 60); 4% - трикрезол (тех. смесь орто-, мета-, параизомеров). Особенность - полное отсутствие примесей азотистых и сернистых соединений.

Monya> Выходит, что-то типа смеси сырья для высококтанового бензина ( собственно полимердистиллят) и продуктов пиролиза керосина, насколько я понимаю. То есть все-таки, КМК ближе к хреновому бензину.

Да, это по молекулярному весу, скорее, бензин, чем керосин, и с обилием двойных связей. И, возможно, ароматики. Довольно токсичная штука, кстати, выходит, заметно гаже керосина, для человека, я имею в виду.

Б.г.> Да, это по молекулярному весу, скорее, бензин, чем керосин, и с обилием двойных связей. И, возможно, ароматики. Довольно токсичная штука, кстати, выходит, заметно гаже керосина, для человека, я имею в виду.
Ну на фоне ТГ-02 и НДМГ с азотной кислотой, ТМ-185 - практически чистое здоровье. Пускового горючего там хоть и мало, но вредностью все забьет (по непроверенным слухам очень сильно било по репродуктивной функции и потенции . Надо у нашим медиков форумных проконсультироваться - правда ли.)

Naib>> Гексоген и октоген как раз на удивление технологичны
Б.г.> Что за чушь? Октоген термостоек, это его достоинство, но плавить его всё равно нельзя, прессуется он плохо, приходится его пластифицировать.

Получить конгломерат поликристаллов, близкий по плотности к монолиту - не большая проблема. Хотя это и достаточно долго по времени. Андрей, я имел в виду его синтез. Одно дело - промышленный синтез на простых компонентах и в довольно широком диапазоне условий, и совсем другое - синтез и очистка в темноте и узких границах.

Naib>> и легко нарабатываются в промышленных масштабах.
Б.г.> Октоген, по сравнению с тротилом, ОЧЕНЬ дорог. И очень ядовит, есличо.

Про ядовитость я знаю. Цена - это вопрос востребованности. Военным вполне хватает гексогена, который дешевле. Вот для топлива РДТТ октоген лучше, так как плотнее гексогена.

Naib>> ЕМНИП, они как бы не лучше тротила по этому показателю.
Б.г.> Этого точно не может быть, потому что в большинстве боеприпасов используется именно смесь тротила с гексогеном или октогеном. Легкоплавкий тротил используется, как связка.

ТНТ требует толуола (читай нефти), серной кислоты, азотной кислоты и имеет отходы в виде разбавленного меланжа на сброс и изомеров, от которых его нужно чистить.
Нитрамины - это уротропин (аммиак и формалин) и азотка. И почти полный рецикл отходов.
С точки зрения синтеза - нитрамины дешевле по сырью. Ну а боеприпасы по ряду причин сейчас заполняют заливкой, а не засыпкой. Поэтому неплавкие компоненты неудобны.

Б.г.> Но с керосиновыми движками - не та ситуация. Замена керосина на синтин может дать больший выигрыш, чем любые "присадки" и "модификаторы".

На первую ступень синтина не напасёшься...

Б.г.>> Но с керосиновыми движками - не та ситуация. Замена керосина на синтин может дать больший выигрыш, чем любые "присадки" и "модификаторы".
Naib> На первую ступень синтина не напасёшься...

В СССР почему-то хватало

Впрочем и там, оказывается, на боковушках был керосин

ЛКИ двигателя 11Д511ПФ были проведены в 1982-1983 гг в составе РН 11А511У2 ("Союз-У2"), отличающейся от 11А511У ("Союз-У") использованием на второй ступени (блок А) синтетического керосина (синтина) вместо обычного. При этом на первой ступени ракеты "Союз-У2" (блоки Б/В/Г/Д) использовался двигатель 11Д512 (РД-118) и обычный керосин.

 

Naib>>> Гексоген и октоген как раз на удивление технологичны
Б.г.>> Что за чушь? Октоген термостоек, это его достоинство, но плавить его всё равно нельзя, прессуется он плохо, приходится его пластифицировать.
Naib> Андрей, я имел в виду его синтез.

Выход гексогена по исходникам не превышает 40%, а октогена - ещё в несколько раз меньше, причём, в большинстве процессов октоген получается, как побочный продукт при синтезе гексогена.

Naib> Одно дело - промышленный синтез на простых компонентах и в довольно широком диапазоне условий, и совсем другое - синтез и очистка в темноте и узких границах.

А, что, внутрь автоклавов специально ставят светильники, чтоб там не темно было? Никто не синтезирует АДНА руками, а приведённые лабораторные способы - они именно что лабораторные. Даже в полупромышленной установке ни свет, ни температура АДНА не страшны.


Naib> Naib>> и легко нарабатываются в промышленных масштабах.
Б.г.>> Октоген, по сравнению с тротилом, ОЧЕНЬ дорог. И очень ядовит, есличо.
Naib> Про ядовитость я знаю. Цена - это вопрос востребованности.

Да нифига! Цена - это вопрос разделения получившейся смеси, и процентного содержания искомого продукта в ней.

Naib> Военным вполне хватает гексогена, который дешевле.

А, что, РВСН - гражданские? между прочим, гражданских потребителей гексогена не меньше, и в приснопамятном взрыве 1988 года на станции Арзамас-1 (это, между прочим, меньше, чем в 5 км от дома моей мамы) участвовал именно гексоген, правда, наряду с дешёвыми промышленными взрывчатками типа аммоналов. Нет, дороговизна гексогена и октогена объясняется именно тем, что реакции, в которых они получаются, капризные, и выход дают неполный.

Naib> Вот для топлива РДТТ октоген лучше, так как плотнее гексогена.

Он ещё и более термостоек, что немаловажно при работе РДТТ, так как позволяет уменьшить долю зачернителей.

Naib> Naib>> ЕМНИП, они как бы не лучше тротила по этому показателю.
Б.г.>> Этого точно не может быть, потому что в большинстве боеприпасов используется именно смесь тротила с гексогеном или октогеном. Легкоплавкий тротил используется, как связка.

Naib> ТНТ требует толуола (читай нефти), серной кислоты, азотной кислоты и имеет отходы в виде разбавленного меланжа на сброс и изомеров, от которых его нужно чистить.

Naib> Нитрамины - это уротропин (аммиак и формалин) и азотка. И почти полный рецикл отходов.

А откуда берутся аммиак и формалин? Ты удивишься (наверно), но для синтеза тонны аммиака нужно 2 тонны природного газа.

Naib> С точки зрения синтеза - нитрамины дешевле по сырью.

Нет, не выходит. Скорее, баш на баш, зависит от коньюнктуры рынка.

Б.г.>> Но с керосиновыми движками - не та ситуация. Замена керосина на синтин может дать больший выигрыш, чем любые "присадки" и "модификаторы".
Naib> На первую ступень синтина не напасёшься...

Зато применение синтина не требует никаких изменений ни в инфраструктуре, ни в ракете, а применение "присадок" в значимых количествах - это очень дорогой геморрой по обращению с ними и геморрой по отладке двигателей на модифицированном топливе.
Отчего, допустим, не пошли тиксотропные алюминийсодержащие горючие для ЖРД? оттого, что норовят расслоиться при хранении. Предложения были, даже какое-то количество работ было проведено, но, в итоге, забили на них.

Monya> Где-то в старых институтских конспектах состав был.

Хренассе, у Вас конспекты были! У нас за подобные конспекты, которые не прошнурованы и не сданы в библиотеку 1-го отдела - за яйки подвешивали.

Извините за оффтоп.

Б.г.> Да нифига! Цена - это вопрос разделения получившейся смеси, и процентного содержания искомого продукта в ней.

Андрей, там наверняка дробное осаждение по фракциям. Может пару-тройку раз, для пущей чистоты октогена. Это не дорого и достаточно просто в аппаратурном исполнении.

Naib>> Военным вполне хватает гексогена, который дешевле.
Б.г.> А, что, РВСН - гражданские? между прочим, гражданских потребителей гексогена не меньше, и в приснопамятном взрыве 1988 года на станции Арзамас-1 (это, между прочим, меньше, чем в 5 км от дома моей мамы) участвовал именно гексоген, правда, наряду с дешёвыми промышленными взрывчатками типа аммоналов. Нет, дороговизна гексогена и октогена объясняется именно тем, что реакции, в которых они получаются, капризные, и выход дают неполный.

Военные в данном случае это не те, кто "пуляет", а те, кто "бахает". Последние используют смесь нитраминов любого состава. РВСН - берут то что им нужно и как можно чище.
Очень немногие из промышленных реакций дают по-настоящему высокий выход. Обычно реализуется рецикл реакционной смеси. Дла гексогена, кстати, есть схема с выходом под 80%. Впрочем, мы уходим в оффтоп.

Б.г.> А откуда берутся аммиак и формалин? Ты удивишься (наверно), но для синтеза тонны аммиака нужно 2 тонны природного газа.

Удивлён. Нужно менее 1 тонны метана, кроме того, можно использовать уголь, сланцы и вообще, почти всё что горит. Со времён Габера много времени прошло.