ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Топливо и рабочее тело из "Основы техники ракетного полета " Мы уже довольно много говорили о горении и о свойствах продуктов сгорания. Теперь посмотрим, что же требуется от топлива, чтобы его можно было считать если не самым хорошим, то по крайней мере удовлетворяющим своему назначегшю или вполне подходящим для того или иного класса ракет. [c.217] при проектировании ракеты надо обращаться к топливам, имеющим высокую теплотворность, сохраняя при этом некоторую надежду, что энергетические возможности топлива еще, быть может, удастся несколько поднять рецептурными средствами, вводя определенные добавки веществ. [c.218] Мы уже знаем, что на пути преобразования химической энергии в тепловую лежит серьезное препятствие — диссоциация продуктов сгорания. Это — потеря энтальпии рабочего тела. Конечно, ие безвозвратная (кое-что все же восстанавливается), но потеря эта более чем чувствительная, и предпочтение следует отдавать, очевидно, тем топливам, продукты сгорания которых проявляют меньшую склонность к диссоциации. [c.218] Диссоциация резко возрастает с температурой, а температура горения различных топлив различна. Она определяется в основном двумя факторами. С одной стороны, — количеством выделяющегося тепла (иам хотелось бы его побольше), а с другой стороны, — теплоемкостью продуктов сгорания. Чем выше теплоемкость, тем ниже температура. [c.218] Следовательно, чем меньше молекулярный вес продукта сгорания, тем выше его теплоемкость, ниже температура и соответственно меньше потери на диссоциацию. [c.218] Можрю рассуждать и штаче. Нам нужен максимум работы на 1 кг, т. е. — максимум ЯТ. Но эта величина должна увеличиваться не столько за счет увеличения Т, сколько за счет возрастания Я. [c.218] Все сказанное можно проиллюстрировать на примере двух топлив кислород — углерод и кислород — водород. Первое из них имеет теплотворность всего /(о = 2140 ккал кг, но вследствие того, что молекулярный вес СОг достаточно велик и равен 44 единицам, температура горения при давлении 100 кгс1см поднимается до 4000 К, а потери энергии на диссоциацию достигают 45%- Второе топливо имеет более высокую теплотворность Ко = 3210 ккал1кг, но молекулярный вес Н2О равен 18. Поэтому температура горения водорода при том же давлении равна примерно 3800 К, а потери на диссоциацию составляют всего 30%. [c.219] конечно, что продуктов сгорания с низким молекулярным весом так мало они наперечет. Мы имеем всего два рациональных окислителя. Это — кислород и фтор, и соответственно имеется два соединения с низким молекулярным весом Н20(18) и НР(20). Правда, не столь уж велик молекулярный вес и у таких соединений, как Ь120 (30), ВеО (25), Ь1р (26). И коль скоро мы заговорили о металлах, то остановимся на них подробнее. [c.219] Еще на заре развития ракетной техники было известно, что многие металлы, вступая в реакцию горения с основными классическими окислителями — кислородом и фтором, способны выделять весьма большое количество энергии, заметно большее, чем углерод и водород. Действительно, значения теплотворности некоторых металлов, приведенные в табл. 5.1, выглядят впечатляюще. Это дало толчок не только к углубленному изучению горения металлов, но даже к созданию технических проектов по использованию и сжиганию в ракетных двигателях будущего металлических конструкций отработавших ступеней. [c.219] Таким образом, получается, что металлы как горючие элементы, являясь носителем химической энергии, а затем и тепловой, не позволяют эффективно провести заключительное и необходимое ее преобразование в кинетическую энергию отбрасываемого рабочего тела. [c.220] И все же, несмотря на это обескураживающее обстоятельство, положительные свойства металлов нельзя сбрасывать со счетов. Не рассчитывая на слишком многое, металлами можно воспользоваться хотя бы как средством повышения теплотворности, и именно в этом качестве они уже нашли свое применение в твердых топливах. Добавка в смесевое топливо металлических порошков (алюминия, магния) повышает теплотворность топлива. Но доза должна быть строгой. Металла, конечно, следует добавить столько, чтобы стала ощутимой дополнительная энергия. Но в то же время его не должно быть и в избытке. Иначе рабочее тело будет перегружено конденсированным веществом, что уже не пойдет на пользу свободному расширению газов в сопловой части камеры. [c.220] Сейчас можно услышать предложения о присадке металлических порошков и к жидким топливам. Но это — уже особый разговор. [c.220] Как видим, процесс перехода одного вида энергии в другие, а также и процесс превращения топлива в безжалостно выбрасываемое рабочее тело, связаны с достаточно очевидными и не столь уж и тонкими особенностями химического состава компонентов с молекулярным весом продуктов сгорания, числом атомов в молекуле и с общей склонностью венхеств к диссоциации. Но это еше далеко не все. Состав топлива сушественно влияет на конструктивные параметры и двигателя и ракеты, а это, в свою очередь, предъявляет к составу топлива новые специфические требования. [c.220] Вернуться к основной статье