Негативное воздействие компонентов ракетного топлива на состояние среды Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 2

УДК 581.54

НЕГАТИВНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ КОМПОНЕНТОВ РАКЕТНОГО ТОПЛИВА НА СОСТОЯНИЕ СРЕДЫ

А. А. Ковьяров, А. Н. Кондратьев Научный руководитель - С. М. Трухницкая

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Проанализировано влияние ракетного топлива на состояние среды.

Ключевые слова: ракетное топливо, экология, загрязнение, токсичность.

NEGATIVE EFFECTS PROPELLANTS ON THE ENVIRONMENT

A. A. Kovyarov, A. N. Kondratev Scientific supervisor - S. M. Truhnickaya

Reshetnev Siberian State Aerospace University

31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

E-mail: [email protected]

The influence of the rocket fuel on the environment.

Keywords: rocket fuel, ecology, pollution, toxicity.

Осуществление запусков ракет-носителей (РН) и межконтинентальных баллистических ракет (МБР) сопровождается выбросом в атмосферу продуктов сгорания ракетного топлива (РТ). В зависимости от типа и класса ракеты, а также цели полета применяется различное ракетное топливо. Современное РТ бывает двух видов: жидкое и твердое. Жидкие РТ подразделяются на двухкомпонентные (окислители и горючие) и однокомпонентные (молекулярные и смесевые). К окислителям жидких КРТ относятся азотная кислота и окислы азота (двуокись и четырехокись), перекись водорода, жидкий кислород и озоны, фтор и его соединения. Основной параметр, оценивающий токсичность называется предельно допустимая концентрация (ПДК). В таблице 1 приведены ПДК широко используемых окислителей [1]. К горючим, используемым в РТ, относятся: гидразины (несимметричный диметилгидразин), углеводороды нефти, амины (триэтила-мины), смеси углеводородов с аминами (ксилидин с триэтиламином), изопропилнитрат, спирты, бороводороды, жидкий водород.

Таблица 1

ПДК окислителей на основе азота и фтора

Название окислителя ПДК Класс опасности

Азотная кислота (ИМОЗ) 0,005 мг/л 3

Четырехокись азота (ИШ04) 0,0015 мг/л 3

Фтористый водород (ИБ) 0,005 мг/м3 1

Фосфорный ангидрид (Р4010) 1 мг/ м3 2

В таблице 2 приведены ПДК широко используемых горючих[1].

Секция «Экологияпромышленного региона »

Таблица 2

ПДК горючих

Название горючего ПДК Класс опасности

НДМГ (С2И8Ш) 0,1 мг/ м3 1

Метиламин (СН3КИ2) 1 мг/ м3 2

Пентаборан (В5Н9) 6 г/м3 4

Триметиламин (CH3)3N 5 мг/м3 3

Загрязнение компонентами ракетного топлива (КРТ) происходит не только в момент старта и полета ракеты, но и в процессе производства, транспортировки, заправки (слива) и хранения топлива. Все это дает антропогенную нагрузку, которая воздействует на: земную поверхность, поверхностные и грунтовые воды, растительность, живые организмы, приземную атмосферу, озоновый слой и околоземное космическое пространство.

Специфическое воздействие ракетно-космической деятельности на окружающую среду характеризуется следующими проявлениями:

- точечными химическими загрязнениями почвы токсичными КРТ в местах приземления отработавших ступеней РН и МБР в отведенных районах падения[2];

- незначительными кратковременными засорениями территорий штатных районов падения фрагментами металлоконструкций отработавших ступеней РН[2];

- отдельными механическими повреждениями элементов ландшафта при падении отработавших ступеней РН и их эвакуации из районов падения[2];

- локальным и непродолжительным воздействием на атмосферный воздух и на озоновый слой в результате взаимодействия продуктов сгорания топлива с компонентами атмосферы при полете РН[2].

Токсичность видов твердых топлив не так высока, как жидких, но выхлопные газы агрессивнее и представляют угрозу состоянию местности. Данная проблема очень остра, и сейчас применяются различные способыдля ее решения. Например, для космической отрасли, не для военных нужд, эксплуатируют такие топлива, которые не наносят вреда окружающей среде (кислород + водород, кислород + керосин) и т.д. Применение этих топлив экологически оправдано, но есть ряд обстоятельств, которые не всегда позволяют использовать именно это РТ. Также, при заправке или сливе КРТ используются агрегаты, фиксирующие малейшие утечки и нейтрализующие их. В промышленности внедряются новые технологии, исключающие возможность контакта топлива с окружающей средой в процессе производства, транспортировки и хранения. Отделение ступеней ракеты рассчитывается таким образом, чтобы отработавшая часть и оставшееся в баке топливо при отстыковке не находилась над жилыми районами, водоемами. Кроме того на предполагаемом месте падения заранее дежурят силы, для устранения последствий взаимодействия КРТ с почвой.

На данный момент нельзя полностью отказаться от применения токсичных видов ракетного топлива по экономическим причинам, и потому, что эти РТ позволяют при меньшей массе выводить полезную нагрузку в разы больше, чем их экологичные конкуренты. В настоящее время ведутся исследования перспективных видов топлив, разработка которых позволит полностью перейти на экологически чистое ракетное топливо.

Библиографические ссылки

1. Аварийно химически опасные вещества на сайте Службы специальных объектов Кировской области [Электронный адрес]. URL: http://umc.kirov.ru/materials/ahov/ (дата обращения 18.12.2016)

2. Токсикологическая характеристика ракетных топлив [Электронный адрес]. URL: http://www.e-reading.club/chapter.php/44400/70/Petrenko_-

3.Voennaya_toksikologiya,_radiobiologiya_i_medicinskaya_zashchita._Uchebnoe_posobie..html (дата обращения 18.12.2016)

© Ковьяров А. А., Кондратьев А. Н., 2017