ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ХРАНЕНИЕ СМЕСЕВЫХ РАКЕТНЫХ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

// Инновационная наука. - 2016. - № 4-3. - С. 68-70.

УДК 621.454.3

Гатина Р.З. студент 5 курса

факультет «Энергонасыщенных материалов и изделий»

ФГБОУ ВО «КНИТУ» Зайнуллин Р.Р., к.ф.-м.н. старший преподаватель кафедра ПЭС ФГБОУ ВО «КГЭУ» Россия, г. Казань ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ХРАНЕНИЕ СМЕСЕВЫХ РАКЕТНЫХ

ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ

Рассматриваются эксплуатационные свойства смесевых ракетных твердых топлив и их компонентный состав. Особенности применения полимерных каучукоподобных основ в качестве горючего-связующего элемента.

Ключевые слова: смесевое ракетное твердое топливо, эксплуатация и хранение.

Gatina R.Z.

5th year student, faculty of «Energy-intensive materials and products»

«KNRTU» Zainullin R.R.

candidate of physico-mathematical sciences senior lecturer of department «industrial electronics and lighting»

«KSPEU» Russia, Kazan

OPERATION AND STORAGE OF COMPOSITE ROCKET SOLID

FUELS

Operational properties of composite rocket solid fuels and their component structure are considered. Features of application polymeric rubber of similar bases as a combustible binding element.

Keywords: composite rocket solid fuel, operation and storage.

Смесевые ракетные твердые топлива (СРТТ) широко применяются в ракетно-космической технике. В составах СРТТ в качестве металлического горючего применяется порошкообразный алюминий, и в качестве окислителя перхлорат аммония (ПХА). Лишь в отдельных частных случаях в качестве горючего рассматривались бериллий, гидрид алюминия, цирконий, а в качестве окислителя - нитрат аммония и перхлорат калия. Топлива содержат также различные добавки специального назначения: пластификаторы, катализаторы, поверхностно-активные вещества и т.п. В

качестве горючего-связующего применяются каучуки и олигомеры: полисульфидные, нитрильные, полиуретановые, полибутадиеновые с функциональными гидроксильными или карбоксильными группами, которые получили широкое применение. Наиболее распространенная технологическая схема базируется на принципе заливки топливной массы в корпус двигателя под вакуумом [1].

В процессе хранения и эксплуатации СРТТ могут находиться в достаточно жестких условиях и подвергаться воздействию различных факторов. Температурный диапазон применения и хранения в большинстве случаев охватывает область от 50°С (и даже 75°С) до минус 50°С.

Полимерную основу СРТТ составляют линейные или пространственно сшитые каучуки и олигомеры, которые способны под действием небольших нагрузок к большим обратимым деформациям. В первом случае СРТТ проявляют свойства термопластов и могут находиться в стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем состоянии. В большинстве же случаев СРТТ являются термореактивными системами и могут быть в двух состояниях: высокоэластическом и стеклообразном. При этом температурный диапазон высокоэластического состояния может составлять 250-300°С, а для стеклообразного состояния топлив на неполярных связующих может составлять от минус 50°С до минус 80°С. Температура термического разложения равна 200-240°С. Во всем диапазоне от минус 50°С до 240°С СРТТ проявляют высокоэластические свойства. Температура хрупкости СРТТ лежит на 10-20°С ниже температуры стеклования (до минус 100°С). В интервале от минус 50°С до минус 100°С СРТТ способно к вынужденно-эластической деформации. Основным видом деформации СРТТ является высокоэластическая деформация. Таким образом, полимерная каучукоподобная основа СРТТ предопределяет резкую разницу в механическом поведении и механических характеристиках СРТТ [2].

Наибольшее значение для СРТТ имеют деформационные и прочностные свойства при растяжении, так как в большинстве случаев они применяются в варианте прочного скрепления заряда с корпусом двигательной установки. В тех случаях, когда СРТТ применяется в виде зарядов вкладного варианта, важное значение приобретают его механические свойства при деформации сжатия. Чаще всего процесс разрушения СРТТ представляют как процесс, протекающий в следующие три основные стадии: 1) распад (разрыв) перенапряженных связей структуры СРТТ, не сопровождающийся изменением объема; 2) возникновение и накопление микроскопических разрывов сплошности (микропор) материала; 3) локализация разрушения, образование макротрещины и ее рост. Общая деформация материала реализуется за счет деформирования связующего и накопления микропор [3].

Поэтому для всех видов топлив определяются гарантийные сроки хранения. Различают срок служебной пригодности - это время, в течение которого топлива сохраняют эксплуатационные свойства на требуемом

уровне при полной безопасности в обращении, и срок безопасного хранения - это время, в течение которого исключается возможность самопроизвольного воспламенения или взрыва. Срок служебной пригодности и срок безопасного хранения обычно не совпадают. СРТТ на «штатных» компонентах имеют стабильность, гарантирующую срок их служебной пригодности в течение не менее 10-12 лет [4].

Основными направлениями повышения стабильности СРТТ являются: 1) построение термодинамически устойчивых систем «связующее-пластификатор»; 2) выбор максимально устойчивых полимеров и систем отверждения; 3) исключение малостойких газогенерирующих наполнителей; 4) применение высокочистых компонентов, антиоксидантов и поглотителей газообразных продуктов разложения; 5) соблюдение норм по содержанию общей и внутрикристаллической влаги; 6) разработка мер, исключающих диффузию пластификатора из топлива и защитно-крепящего слоя; 7) обеспечение разгрузки зарядов за счет оптимизации конструкции.

Использованные источники:

1. Косточко А.В., Казбан Б.М. Пороха, ракетные твердые топлива и их свойства: учебное пособие. - М.: Инфра-М, 2014. - 400 с.

2. Рогов Н.Г., Груздев Ю.А. Физико-химические свойства порохов и твердых ракетных топлив: учебное пособие. - СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2005. - 200 с.

3. Талин Д.Д. Физико-химические свойства взрывчатых веществ, порохов и твердых ракетных топлив: учебное пособие - Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2007. - 274 с.

4. Обзор двигателей. ЖРД и РДТТ. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://oko-planet.su/oko-planet/science/sciencecosmos/194673-obzor-dvigateley-zhгd-i-rdtt-pochemu-amerikancy-demtsya-mezhdu-soboy-za-шssiyskie-dvigateli.html.

УДК 504.05

Гатина Р.З. студент 5 курса

факультет «Энергонасыщенных материалов и изделий»

ФГБОУ ВО «КНИТУ» Зайнуллин Р.Р., к.ф.-м.н. старший преподаватель кафедра ПЭС ФГБОУ ВО «КГЭУ» Россия, г. Казань ПУТИ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА Рассматриваются возможные пути снижения выбросов углекислого газа в атмосферу. Особенности применения технологии улавливания и последующего захоронения СО2.

Ключевые слова: глобальное потепление, выброс углекислого газа.