CC BY
8знания, создавать предпосылки для результативного научного поиска и «оказывать безусловное влияние на познание мира с точки зрения истории науки»[3, с. 111]. Как показывает практика, эффективная научная коммуникация, объединение ученых и практических врачей в мобильные группы для успешного решения научных задач часто приводят к истинным утверждениям, а затем и к научным открытиям.
Изучение профессиональной лексики является одним из важных воспитательных компонентов учебной деятельности и способствует достижению основной цели - реализации компетентностного подхода в образовании, а владение профессиональным языком непосредственно влияет на общее раз-
витие студента, подчеркивая тем самым элитарность и, вместе с тем, доступность высшего образования.
Список литературы
1. Лопатин В.В., Лопатина Л.Е. Русский толковый словарь:4-е изд. - М.: Русский язык, 1997. -832с.
2. Гаранина Р.М. Дидактические принципы процесса формирования субъектной позиции студентов // Образование и наука. 2017. Т. 19, № 4. С. 58-83. DOI: 10.17853/1994-5639-2017-4-58-83
3. Гаранин А.А., Гаранина Р.М. О месте эпонимов в современной медицинской терминологии // Вопросы ономастики. 2019. Т. 16. № 3. С. 110-124. DOI 10.15826/vopr_onom.2019.16.3.034
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ЖИДКИХ РАКЕТНЫХ
ТОПЛИВ
Когай В.Е., Семёнов М.В., Боровская Л.В.
Кубанский Государственный Технологический Университет
Краснодар, Россия
THERMODYNAMIC ANALYSIS OF COMBUSTION PRODUCTS OF LIQUID ROCKET FUELS
Kogay V., Semenov M., Borovskaya L.
Kuban State Technological University Krasnodar, Russia
Аннотация
В настоящее время, космические исследования крайне необходимы человечеству, так как за границами земли таится много нового и неизведанного. Вывод космических аппаратов за пределы земной атмосферы и разгон до орбитальных скоростей требует огромных энергозатрат. Используемые в настоящее время жидкие ракетные топлива должны соответствовать определенным техническим, экологическим и экономическим требованиям. Они обеспечивают безопасность эксплуатации двигателей и их конкурентоспособность на мировом рынке.
Abstract
Currently, space research is extremely necessary for humanity, since there is a lot of new and unexplored beyond the borders of the earth. Taking spacecraft out of the Earth's atmosphere and accelerating to orbital speeds requires huge energy costs. Currently used liquid propellants must meet certain technical, environmental and economic requirements. They ensure the safe operation of engines and their competitiveness in the world market.
Ключевые слова: Ракетные топлива, окислители, горючие, жидкие.
Keywords: Rocket fuel, oxidizers, combustibles, liquid.
1. Жидкие ракетные топлива
Жидкое ракетное топливо - это вещество или совокупность веществ в жидком состоянии, способных в результате экзотермических химический реакций образовывать высокотемпературные продукты, создающие реактивную силу при их истечении из сопла двигателя.
1.1 Виды жидких ракетных топлив
Жидкие ракетные топлива делятся на: одно-компонентные, представляющие собой заранее приготовленную несамовоспламеняющуюся смесь окислителя и горючего в необходимом для горения
соотношении или жидкое вещество, которое при определенных условиях разлагается с выделением теплоты и образованием газов; двукомпонентные, состоящие из окислителя и горючего, которые находятся в отдельных баках и смешиваются непосредственно в камере двигателя для сжигания. Количество окислителя в жидкостных ракетах превышает количество горючего по массе в среднем в 3 -6 раз, а масса топлива в 9 раз больше массы конструкции двигателя.
2. Основные окислители и их свойства
Основными используемыми в жидких ракетных двигателях окислителями являются жидкий кислород О2, перекись водорода Н2О2, азотная кислота НМОз, азотный тетраоксид №О4.
Рассмотрим физико-химические свойства, экологические характеристики, достоинства и недостатки каждого окислителя.
Жидкий кислород О2ж
Представляет собой подвижную жидкость голубого цвета, не имеет запаха, несколько тяжелее воды. Температура кипения Ткип = 90 К, плотность 1240 кг/м3. Он является одним из наиболее мощных окислителей, так как его молекула не имеет атомов, не участвующих в процессе окисления.
Кислород не является коррозионно-активным, и поэтому выбор конструкционных материалов не ограничен. Однако может вызвать охрупчивание материала. Он экономически выгоден, так как получают его из воздуха.
За счет своей низкой температуры кипения, жидкий кислород очень быстро испаряется, что приводит к большим потерям при хранении, транспортировке и заправке до 50%.
Перекись водорода Н2О2
Бесцветная жидкость без запаха с температурой кипения Ткип = 424К, Тпл=272,3 К, плотностью 1442 кг/м3.
Особенностью пероксида водорода является его нестойкое химическое соединение, легко разлагающееся на воду и кислород. С ростом концентрации возрастает склонность к разложению. При разложении выделяется значительное количество тепла.
2Н2О2 ^ 2Н2О + О2 + 0
Перекись водорода взрывоопасна и обладает высокой коррозионной активностью, слаботоксична, но ее пары вызывают слезоточение, ожег глаз, раздражение слизистой оболочки дыхательных путей.
Перекись водорода является не только окислителем, но и унитарным топливом, где водород - горючий элемент, а кислород - окислительный элемент.
Азотная кислота НМОз
Сильный окислитель, так как в её молекуле содержится кислорода 76%. Кислота разлагается на воду, кислород и азот при окислении различных горючих. Её температура кипения Ткип = 359 К, плавления 230К, плотность 1500 кг/м3.
При нормальных условиях азотная кислота -жидкость, что является ее достоинством. Серьезным недостатком является высокая коррозионная активность ко многим конструкционным материалам, кроме алюминия, нержавеющей стали, хромистые и хромоникелевые стали.
Азотная кислота очень токсична, при попадании на кожу вызывает сильные ожоги. Она абсолютно невзрывоопасна, в пожарном отношении также безопасна, если нет контакта с самовоспламеняющимися веществами.
Азотный тетраоксид N2О4
Представляет собой светло - оранжевую жидкость, которая с повышением температуры переходить в бурую, так как распадается на диоксид азота.
Температура кипения 262К, плотность 1440 кг/м3. Приблизительно содержит 70% кислорода.
Азотный тетраоксид обладает коррозионной активностью и очень ядовит. Его главным недостатком является узкий температурный диапазон жидкофазного состояния от -11 до +21° С, что затрудняет эксплуатацию и требует применение тер-мостатирования.
3. Основные горючие и их свойства
Основными используемыми в жидких ракетных двигателях горючими являются: жидкий водород Н2, керосин, гидразин N^4.
Рассмотрим физико-химические свойства, экологические характеристики, достоинства и недостатки каждого горючего.
Жидкий водород Н2
Представляет собой бесцветную жидкость без запаха с высокой степенью криогенности. Ткип = 20, 4 К, плавления 14 К, плотность 71 кг/м3. Удельная массовая теплота сгорания в 2,6 раза выше, чем у керосина.
Главными недостатками являются большие потери на испарение при загрузке топлива, также обладает повышенной пожароопасностью и взры-воопасностью. Водород горит бесцветным пламенем, что создает значительную опасность контакта с ним. Вызывает сильные ожоги по причине замораживания тканей.
Керосин
Углеводородное горючее, представляющее собой смесь индивидуальных углеводородов, получаемых при перегонке нефти. Прозрачная желтовато - зеленая жидкость с характерным запахом. Ткип = 420...550 К, плавления 213 К, средняя плотность 820...850 кг/м3.
Керосин является слаботоксичным, имеет невысокую взрывоопасность и пожароопасность, но из-за большой летучести его паров могут образовываться с воздухом опасные, легковоспламеняющиеся смеси. Также является дешевым горючим, хорошо хранится, не обладает коррозионной активностью.
Он обеспечивает получение высокого удельного импульса тяги со многими окислителями, например, с жидким кислородом.
Гидразин N2^
Представляет собой бесцветную маслянистую жидкость и имеет аммиачный запах. Ткип = 386,5 К, Тпл = 274,6 К, плотность 1009 кг/м3.
Гидразин является стабильным горючим, может длительно храниться. Самовоспламеняется со всеми азотно-кислотными окислителями. Главным его недостатком является высокая температура затвердевания, так как возникают большие неудобства в эксплуатации.
Гидразин токсичен, его пары могут вызвать сильное раздражение глаз и даже слепоту. Обладает сильной коррозионной активностью.
Список литературы
1. Егорычев В. С., Кондрусев В. С. Топлива химических ракетных двигателей; 2017г - 73 стр.
2. Жидков С. М., Путянин С. С. Ракетные топлива; 2012г - 13 стр.
