Военное обозрение

Виды ракетного топлива военного назначения

48

Исторический экскурс


Ракетное топливо содержит в своем составе горючее и окислитель и, в отличие от реактивного топлива, не нуждается во внешнем компоненте: воздухе или воде. Ракетные топлива по своему агрегатному состоянию делятся на жидкие, твердые и гибридные. Жидкие топлива подразделяются на криогенные (с температурой кипения компонентов ниже нуля градусов по Цельсию) и высококипящие (остальные). Твердые топлива состоят из химического соединения, твердого раствора или пластифицированной смеси компонентов. Гибридные топлива состоят из компонентов в разном агрегатном состоянии, на данный момент находятся в стадии исследований.


Виды ракетного топлива военного назначения


Исторически первым ракетным топливом послужил дымный порох, состоящий из смеси селитры (окислителя), древесного угля (горючего) и серы (связующего), который впервые был использован в китайских ракетах во 2 веке н.э. Боеприпасы с ракетным двигателем твердого топлива (РДТТ) применялись в военном деле как зажигательное и сигнальное средство.



После изобретения в конце XIX века бездымного пороха на его основе было разработано однокомпонентное баллиститное топливо, состоящее из твердого раствора нитроцеллюлозы (горючего) в нитроглицерине (окислителе). Баллиститное топливо обладает кратно большей энергетикой по сравнению с дымным порохом, имеет высокую механическую прочность, хорошо формуется, длительно сохраняет химическую стабильность при хранении, обладает низкой себестоимостью. Эти качества предопределили широкое использование баллиститного топлива в наиболее массовых боеприпасах, оснащенных РДТТ – реактивных снарядах и гранатах.



Развитие в первой половине ХХ века таких научных дисциплин, как газодинамика, физика горения и химия высокоэнергетических соединений позволило расширить состав ракетных топлив за счет применения жидких компонентов. Первая боевая ракета с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) «Фау-2» использовала криогенный окислитель – жидкий кислород и высококипящее горючее – этиловый спирт.

После Второй мировой войны ракетное оружие получило приоритет в развитии по сравнению с другими видами вооружения по причине своей способности доставлять к цели ядерные заряды на любое расстояние – от нескольких километров (реактивные системы) до межконтинентальной дальности (баллистические ракеты). Кроме того, ракетное оружие существенно потеснило артиллерийское в авиации, ПВО, сухопутных войсках и на флоте за счет отсутствия силы отдачи при пуске боеприпасов с ракетными двигателями.



Одновременно с баллиститным и жидким ракетным топливом развивались многокомпонентные смесевые твердые топлива, как наиболее приспособленные к применению в военных целях в связи с их широким температурным диапазоном эксплуатации, устранением опасности разлива компонентов, меньшей стоимости твердотопливных ракетных двигателей за счет отсутствия в их конструкции трубопроводов, клапанов и насосов, большей тягой на единицу веса.

Основные характеристики ракетных топлив


Кроме агрегатного состояния своих компонентов, ракетные топлива характеризуются следующими показателями:

— удельный импульс тяги;
— термическая стабильность;
— химическая стабильность;
— биологическая токсичность;
— плотность;
— дымность.

Удельный импульс тяги ракетных топлив зависит от давления и температуры в камере сгорания двигателя, а также молекулярного состава продуктов сгорания. Кроме того, удельный импульс зависит от степени расширения сопла двигателя, но это больше относится к внешней среде применения ракетной техники (воздушная атмосфера или космическое пространство).



Повышенное давление обеспечивается с помощью использования конструкционных материалов с высокой прочностью (стальных сплавов для ЖРД и органопластиков для РДТТ). В этом аспекте ЖРД опережают РДТТ по причине компактности своего двигательного агрегата по сравнению с корпусом твердотопливного двигателя, являющегося одной большой камерой сгорания.

Высокая температура продуктов сгорания достигается с помощью добавления в твердое топливо металлического алюминия или химического соединения – гидрида алюминия. Жидкое топливо может использовать подобные добавки только в случае его загущения специальными добавками. Теплозащита ЖРД обеспечивается с помощью охлаждения топливом, теплозащита РДТТ – с помощью прочного скрепления топливной шашки со стенками двигателя и применения выгорающих вкладышей из углерод-углеродного композита в критическом сечении сопла.



Молекулярный состав продуктов сгорания/разложения топлива влияет на скорость истечения и их агрегатное состояние на срезе сопла. Чем меньше вес молекул, тем больше скорость истечения: наиболее предпочтительными продуктами сгорания являются молекулы воды, за ними следуют молекулы азота, углекислого газа, окислы хлора и других галогенов; наименее предпочтительным является окисел алюминия, который конденсируется в сопле двигателя до твердого состояния, снижая тем самым объем расширяющихся газов. Кроме того, фракция окисла алюминия вынуждает применять сопла конической формы из-за абразивного износа наиболее эффективных сопел Лаваля с параболической поверхностью.

Для ракетных топлив военного назначения особое значение имеет их термическая стабильность в связи с широким температурным диапазоном эксплуатации ракетной техники. Поэтому криогенные жидкие топлива (кислород + керосин и кислород + водород) применялись только на начальном этапе развития межконтинентальных баллистических ракет (Р-7 и Titan), а также для ракет-носителей космических многоразовых аппаратов (Space Shuttle и «Энергия»), предназначенных для вывода спутников и космического оружия на околоземную орбиту.



В настоящее время в военной сфере применяется исключительно высококипящее жидкое топливо на основе тетраоксида азота (АТ, окислитель) и несимметричного диметилгидразина (НДМГ, горючее). Термическая стабильность этой топливной пары определяется температурой кипения АТ (+21°C), что ограничивает применение данного топлива ракетами, находящимися в термостатированных условиях ракетных шахт МБР и БРПЛ. В связи с агрессивностью компонентов технологией их производства и эксплуатации баков ракет владела/владеет только одна страна в мире — СССР/РФ (МБР «Воевода» и «Сармат», БРПЛ «Синева» и «Лайнер»). В порядке исключения АТ+НДМГ применяется в качестве топлива авиационных крылатых ракет Х-22 «Буря», но из-за проблем с наземной эксплуатацией Х-22 и их следующее поколение Х-32 планируется заменить крылатыми ракетами «Циркон» с реактивным двигателем, использующими керосин в качестве горючего.



Термическая стабильность твердых топлив в основном определяется соответствующим свойством растворителя и полимерного связующего. В составе баллиститных топлив растворителем является нитроглицерин, который в твердом растворе с нитроцеллюлозой имеет температурный диапазон эксплуатации от минус до плюс 50°C. В смесевых топливах в качестве полимерного связующего используются различные синтетические каучуки с тем же температурным диапазоном эксплуатации. Однако термическая стабильность основных компонентов твердого топлива (динитрамид аммония +97°C, гидрид алюминия +105°C, нитроцеллюлоза +160°C, перхлорат аммония и октоген +200°C) значительно превышает аналогичное свойство известных связующих, в связи с чем актуальным является поиск их новых составов.

Наиболее химически стабильной является топливная пара АТ+НДМГ, поскольку для неё разработана уникальная отечественная технология ампулизированного хранения в алюминиевых баках под небольшим избыточным давлением азота в течение практически неограниченного времени. Все твердые топлива со временем химически деградируют из-за самопроизвольного разложения полимеров и их технологических растворителей, после чего олигомеры вступают в химические реакции с другими, более стойкими компонентами топлива. Поэтому шашки РДТТ нуждаются в регулярной замене.

Биологически токсичным компонентом ракетных топлив является НДМГ, который поражает центральную нервную систему, слизистые оболочки глаз и пищеварительного тракта человека, провоцирует раковые заболевания. В связи с этим работа с НДМГ ведется в изолирующих костюмах химзащиты с применением автономных дыхательных аппаратов.

Величина плотности топлива прямо влияет на массу топливных баков ЖРД и корпуса РДТТ: чем больше плотность, тем меньше паразитная масса ракеты. Наименьшая плотность у топливной пары водород+кислород — 0,34 г/куб. см, у пары керосин+кислород плотность составляет 1,09 г/куб. см, АТ+НДМГ – 1,19 г/куб. см, нитроцеллюлоза+нитроглицерин – 1,62 г/куб. см, алюминий/гидрид алюминия + перхлорат/динитрамид аммония – 1,7 г/куб.см, октоген+перхлорат аммония – 1,9 г/куб. см. При этом надо учитывать, что у РДТТ осевого горения плотность топливного заряда примерно в два раза меньше плотности топлива из-за звездообразного сечения канала горения, применяемого с целью поддержания постоянного давления в камере сгорания вне зависимости от степени выгорания топлива. То же самое относится к баллиститным топливам, которые формируются в виде набора лент или шашек для сокращения времени горения и дистанции разгона реактивных снарядов и ракет. В отличии от них плотность топливного заряда в РДТТ торцевого горения на основе октогена совпадает с указанной для него максимальной плотностью.



Последним из основных характеристик ракетных топлив является дымность продуктов сгорания, визуально демаскирующих полет ракет и реактивных снарядов. Указанный признак присущ твердым топливам, содержащим в своем составе алюминий, окислы которого конденсируются до твердого состояния в процессе расширения в сопле ракетного двигателя. Поэтому указанные топлива применяются в РДТТ баллистических ракет, активный участок траектории которых находится вне зоны прямой видимости противника. Авиационные ракеты снаряжаются топливом на основе октогена и перхлората аммония, реактивные снаряды, гранаты и противотанковые ракеты – баллиститным топливом.

Энергетика ракетных топлив


Для сравнения энергетических возможностей различных видов ракетного топлива необходимо задать для них сопоставимые условия горения в виде давления в камере сгорания и степени расширения сопла ракетного двигателя – например, 150 атмосфер и 300-кратное расширение. Тогда для топливных пар/троек удельный импульс составит:

кислород+водород – 4,4 км/с;
кислород+керосин – 3,4 км/с;
АТ+НДМГ – 3,3 км/с;
динитрамид аммония + гидрид водорода + октоген – 3,2 км/с;
перхлорат аммония + алюминий + октоген – 3,1 км/с;
перхлорат аммония + октоген – 2,9 км/с;
нитроцеллюлоза + нитроглицерин – 2,5 км/с.



Твердое топливо на основе динитрамида аммония является отечественной разработкой конца 1980-х годов, применялось в качестве топлива второй и третьей ступеней ракет РТ-23 УТТХ и Р-39 и до сих пор не превзойдено по энергетическим характеристикам лучшими образцами зарубежного топлива на основе перхлората аммония, применяемыми в ракетах Minuteman-3 и Trident-2. Динитрамид аммония является взрывчатым веществом, детонирующим даже от светового излучения, поэтому его производство ведется в помещениях, освещаемых маломощными лампами красного света. Технологические сложности не позволили освоить процесс изготовления ракетного топлива на его основе нигде в мире, кроме как в СССР. Другое дело, что советская технология в плановом порядке была реализована только на Павлоградском химическом заводе, расположенном в Днепропетровской области УССР, и была потеряна в 1990-е годы после перепрофилирования завода на выпуск бытовой химии. Однако, судя по тактико-техническим характеристикам перспективных образцов вооружения типа РС-26 «Рубеж», технология была восстановлена в России в 2010-х годах.



В качестве примера высокоэффективной композиции можно привести состав твердого ракетного топлива из российского патента № 2241693, принадлежащего ФГУП «Пермский завод им. С.М. Кирова»:

окислитель – динитрамид аммония, 58%;
горючее – гидрид алюминия, 27%;
пластификатор – нитроизобутилтринитратглицерин, 11,25%;
связующее — полибутадиеннитрильный каучук, 2,25%;
отвердитель – сера, 1,49%;
стабилизатор горения — ультрадисперсный алюминий, 0,01%;
добавки – сажа, лецитин и т.д.

Перспективы развития ракетных топлив



Основными направлениями развития жидких ракетных топлив являются (в порядке очередности реализации):

— использование переохлажденного кислорода с целью увеличения плотности окислителя;
— переход к топливной паре кислород+метан, горючий компонент которой обладает на 15% большей энергетикой и в 6 раз лучшей теплоемкостью, чем керосин с учетом того, что алюминиевые баки при температуре жидкого метана упрочняются;
— добавление озона в состав кислорода на уровне 24% с целью повышения температуры кипения и энергетики окислителя (большая доля озона является взрывоопасной);
— использование тиксотропного (загущенного) топлива, компоненты которого содержат взвеси из пентаборана, пентафторида, металлов или их гидридов.

Переохлажденный кислород уже используется в ракете-носителе Falcon 9, ЖРД на топливной паре кислород+метан разрабатываются в России и США.

Главным направлением развития твердых ракетных топлив является переход на активные связующие, содержащие в составе своих молекул кислород, улучшающий окислительный баланс твердого топлива в целом. Современным отечественным образцом такого связующего является полимерный состав «Ника-М», включающий циклические группы из двуокиси динитрила и бутилендиола полиэфируретана, разработки ГосНИИ «Кристалл» (г. Дзержинск).



Другим перспективным направлением является расширение номенклатуры используемых нитраминных взрывчатых веществ, обладающих большим кислородным балансом по сравнению с октогеном (минус 22%). В первую очередь это гексанитрогексаазаизовюрцитан (Cl-20, кислородный баланс минус 10%) и октанитрокубан (нулевой кислородный баланс), перспективы применения которых зависят от снижения стоимости их производства – в настоящее время Cl-20 на порядок дороже октогена, октонитрокубан на порядок дороже Cl-20.



Кроме совершенствования известных типов компонентов, исследования также ведутся в направлении создания полимерных соединений, молекулы которых состоят исключительно из атомов азота, соединенных между собой одинарными связями. В результате разложения полимерного соединения под действием нагрева азот образует простые молекулы из двух атомов, соединенных тройной связью. Выделяемая при этом энергия двукратно превышает энергию нитраминных ВВ. Впервые азотные соединения с алмазоподобной кристаллической решеткой были получены российскими и немецкими учеными в 2009 году в ходе экспериментов на совместной опытной установке под действием давления в 1 млн. атмосфер и температуры в 1725°C. В настоящее время ведутся работы по достижению метастабильного состояния азотных полимеров при обычных давлении и температуре.



Перспективными кислородсодержащими химическими соединениями являются высшие окислы азота. Известный оксид азота V (плоская молекула которого состоит из двух атомов азота и пяти атомов кислорода) не представляет практической ценности в виде компонента твердого топлива в связи с низкой температурой его плавления (32°C). Исследования в этом направлении ведутся путем поиска метода синтеза оксида азота VI (гексаоксид тетраазота), каркасная молекула которого имеет форму тетраэдра, в вершинах которого расположены четыре атома азота, связанных с шестью атомами кислорода, расположенными на ребрах тетраэдра. Полная замкнутость межатомных связей в молекуле оксида азота VI дает возможность прогнозировать для него повышенную термическую стабильность, сходную с уротропином. Кислородный баланс оксида азота VI (плюс 63%) позволяет существенно повысить удельный вес в составе твердого ракетного топлива таких высокоэнергетических компонентов, как металлы, гидриды металлов, нитрамины и углеводородные полимеры.
Автор:
Использованы фотографии:
militaryarms.ru, mirnovogo.ru, dic.academic.ru, findpatent.ru, plesetzk.ru, oko-planet.su, glav.su
48 комментариев
Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо зарегистрироваться.

Уже зарегистрированы? Войти

  1. амурец
    амурец 4 октября 2019 05:59 Новый
    +12
    Переохлажденный кислород уже используется в ракете-носителе Falcon 9,
    В России уже на ракетах Р-9 первого поколения, шахтного базирования, использовался переохлаждённый жидкий кислород.
    "Кстати, именно в шахтном варианте старта была реализована еще одна новаторская идея Василия Мишина, предложившего создать ракету на переохлажденном кислороде — непрерывная подпитка стоящей на боевом дежурстве Р-9 этим компонентом. В итоге потери жидкого кислорода удалось свести до 2-3% в год — невероятный показатель для такого вида ракет! А главное, удалось за счет этого представить к принятию на вооружение систему, которая обеспечивала пребывание ракеты в состоянии готовности номер один (то есть не заправленную всеми компонентами топлива) в течении одного года при условии, что на ней — без снятия со старта! — периодически проводились положенные регламентные работы." https://topwar.ru/112915-r-9-beznadezhno-opozdavshee-sovershenstvo-chast-vtoraya.html
  2. Hakka
    Hakka 4 октября 2019 06:04 Новый
    -14
    Для военных подходит ракетное топливо только - твердое, ат+ндмг, ак-27, и керосин. Криогенное топливо для боевых ракет не подходит. Статейка так себе.
  3. Мур
    Мур 4 октября 2019 06:10 Новый
    +6
    При этом надо учитывать, что у РДТТ осевого горения плотность топливного заряда примерно в два раза меньше плотности топлива из-за звездообразного сечения канала горения, применяемого с целью поддержания постоянного давления в камере сгорания вне зависимости от степени выгорания топлива.

    Насколько я помню, в "звездообразности" есть еще один неприятный недостаток - возможные разрушения канала из-за возникающих внутренних напряжений после заливки и пластификации.
    Поэтому, к примеру, в 15ж45 в рдтт вернулись к цилиндрическому каналу с некоторыми ухищрениями, о которых здесь говорить не стоит. hi
  4. spech
    spech 4 октября 2019 06:23 Новый
    +5
    состоящий из смеси селитры (окислителя), древесного угля (горючего) и серы (связующего)

    Что за чушь ?
    2KNO3+2C+S---> K2S+N2+3CO2
    ПС это по поводу серы.
    1. мыслитель
      мыслитель 4 октября 2019 08:37 Новый
      +4
      И что доказывает уравнение горения, к тому же с ошибкой?
      2KNO3+3C+S---> K2S+N2+3CO2
      Стоит почитать - " Роль серы в пороховой смеси"
      https://sinref.ru/000_uchebniki/04400proizvodstvo/007_00_kurs_dimnih_porohov/017.htm
      1. spech
        spech 4 октября 2019 08:59 Новый
        +3
        Спасибо, что поправили hi
        А в пороховой мякоти что связывать ?
      2. astepanov
        astepanov 4 октября 2019 15:59 Новый
        +6
        Цитата: мыслитель
        И что доказывает уравнение горения, к тому же с ошибкой?
        2KNO3+3C+S---> K2S+N2+3CO2
        Стоит почитать - " Роль серы в пороховой смеси"

        Уравнение показывает, что сера сгорает, т.е. является не только связующим, но и восстановителем. Ошибки же никакой нет, потому что еще Менделеев в "Основах химии" отмечал, что горение пороха сопровождается множеством реакций, и приведенная - одна из них. И попутно отмечу: каучуки в перхлоратных топливах тоже не только связка, но и восстановитель. И он, в отличие от алюминия, основной.
        Вообще в статье много чепухи, замаскированной военной лаконичностью и безапеляционностью. Так, вместо формулы динитрамида на рисунке приведена формула нитрата аммония, а фраза
        Исследования в этом направлении ведутся путем поиска метода синтеза оксида азота VI (гексаоксид тетраазота)
        сразила наповал: шестивалентный азот - такая же небылица, как и кошка с крыльями. Полимерный азот тоже удивил: алмазы синтезируют при давлении 60 тысяч атмосфер, а дешевыми они никак не делаются. А тут речь идет о миллионе атмосфер - и автор видит в этом какие-то перспективы. С какого перепугу? Перспективы если и есть, то только не в производстве ракетных топлив. Алмазами ракеты тоже не заправляют, хоть они всегда будут дешевле полимерного азота.
        1. ser56
          ser56 4 октября 2019 18:15 Новый
          -1
          Цитата: astepanov
          А тут речь идет о миллионе атмосфер - и автор видит в этом какие-то перспективы.

          разные бывают технологии, например радиационные, при которых многое реакции идут проще... request
          народ пытлив... hi
          1. astepanov
            astepanov 4 октября 2019 19:05 Новый
            +4
            Цитата: ser56
            разные бывают технологии, например радиационные, при которых многое реакции идут проще...народ пытлив...

            При чем тут радиация, катализаторы и прочие воздействия? Если термодинамика говорит, что нужен миллион атмосфер, то хоть удавись, а придется выдавать нужное давление. А народ - да, пытлив. Всякие изобретатели вечных двигателей, энергии из вакуума и "мирового эфира", нарушители второго закона термодинамики, спецы по движению со сверхсветовой скоростью и прочие кулибины с постсоветским образованием задолбали уже.
            1. ser56
              ser56 4 октября 2019 19:08 Новый
              0
              Цитата: astepanov
              ли термодинамика говорит, что нужен миллион атмосфер, то хоть удавись, а придется выдавать нужное давление.

              могу вам привести в пример реакцию полимеризации, как она идет в обычных реактора и при облучения ионизирующим излучением...
            2. ser56
              ser56 4 октября 2019 19:09 Новый
              +1
              Цитата: astepanov
              Всякие изобретатели вечных двигателей, энергии из вакуума и "мирового эфира"

              примерно так же говорили адепты классической физики в конце 19 века... request
              1. astepanov
                astepanov 4 октября 2019 19:29 Новый
                +1
                Цитата: ser56
                примерно так же говорили адепты классической физики в конце 19 века...

                И что, в 20 - 21 веке нашли мировой эфир? Спасибо, это прошло мимо меня. Пример про полимеры мне не нужен, я таких вам могу привести миллион. Вы разницу между химической термодинамикой и кинетикой понимаете? Вы химик? Я - да.
                1. astepanov
                  astepanov 4 октября 2019 22:48 Новый
                  +2
                  Я получил письмо с вопросом о том, почему не используют фтор в качестве окислителя, но нечаянно удалил его, не запомнив автора. Прошу автора письма извинить меня и, если не трудно, написать снова. попытаюсь ответить и здесь. Я не спец по ракетным топливам, потому могу только предполагать. Во-первых, фтор чрезвычайно агрессивен, и проблемы коррозии топливных баков, камеры сгорания, насосных агрегатов и т.д. должны быть очень острыми. Во-вторых, продукты реакций фтора (HF прежде всего) чрезвычайно токсичны. В химической промышленность фтор никогда не хранят в больших количествах, перерабатывая по ходу его получения. Тем не менее, я когда-то читал, что проекты двигателей с использованием фтора или фторидов кислорода рассматривались. Кажется, сторонником таких ракет был Глушко, противником - Королев. И еще: в качестве компонентов топлива рассматривались борорганические соединения, литий, и прочая экзотика.
                2. ser56
                  ser56 5 октября 2019 13:28 Новый
                  0
                  Цитата: astepanov
                  И что, в 20 - 21 веке нашли мировой эфир? Спасибо, это прошло мимо меня.

                  нашли ядро, потом создали квантовую механику и понеслось... даже квантовую химию.. bully
                  Цитата: astepanov
                  между химической термодинамикой и кинетикой понимаете?

                  прекрасно! а вот у вас похоже проблемы...
                  Цитата: astepanov
                  Вы химик? Я - да.

                  нет, я инженер -физик hi , но неплохо знаю химию высоких энергий... feel
                  1. astepanov
                    astepanov 5 октября 2019 21:28 Новый
                    0
                    Цитата: ser56
                    нет, я инженер -физик hi , но неплохо знаю химию высоких энергий..
                    Ну, тогда попробуйте синтезировать алмаз при нормальном давлении (из графита, не используя затравок), или серое олово при комнатной температуре и нормальном давлении. Или проще - получить при нормальных условиях (100 кПа, 283 К) обыкновенный лед. Как получится, пришлите мне образчик. И в нобелевский комитет, разумеется.
                    1. ser56
                      ser56 7 октября 2019 12:20 Новый
                      +1
                      Цитата: astepanov
                      синтезировать алмаз при нормальном давлении (из графита, не используя затравок

                      да банально, уже делают и сам делаю.... правда размер нм.. hi
                      Цитата: astepanov
                      Как получится, пришлите мне образчик

                      и финансирование работ обеспечите? bully
                      1. astepanov
                        astepanov 7 октября 2019 13:46 Новый
                        0
                        Врать не надо. Можно при низком давлении вырастить алмаз на алмазной подложке, а без нее не получится. И еще: разница потенциалов Гиббса для алмаза и графита ничтожна - и потому алмаз при нормальных условиях кинетически устойчив. Для азота эта разница чудовищна - и потому ни о какой устойчивости речи быть не может. Я вам уже приводил пример: лед при нормальных условиях никак не получится, хотя для льда эта задача неизмеримо проще, чем для азота.
                      2. ser56
                        ser56 7 октября 2019 14:09 Новый
                        +1
                        Цитата: astepanov
                        Врать не над

                        вы дурно воспитаны и судите по себе о других ... request
                        Цитата: astepanov
                        а без нее не получится

                        отнюдь... вы просто мало знаете... hi даю подсказку - синтез алмазоподобных покрытий с использованием пучков заряженных частиц... hi
                        Цитата: astepanov
                        лед при нормальных условиях никак не получится,

                        я воздержался первый раз, но достали упрямством ...
                        Цитата: astepanov
                        лед при нормальных условиях никак не получится

                        лед это агрегатное состояние вещества под названием вода, к химии агрегатные состояния отношения не имеют - это физика... hi в школу... bully
                      3. astepanov
                        astepanov 7 октября 2019 16:24 Новый
                        0
                        Цитата: ser56
                        лед это агрегатное состояние вещества под названием вода, к химии агрегатные состояния отношения не имеют - это физика... в школу...

                        Сэр, вы не заметили, что идет речь о твердом азоте с регулярной решеткой, что это - полиморфная модификация азота, и в термодинамике нет принципиальной разницы между агрегатными состояниями и полиморфными модификациями? Что все эти вещи имеют одно общее название - фаза, и только тем и различаются? Что между формами азота "полимерная кристаллическая" и "газообразная" природа отношений примерно те же, что и между льдом и паром? Вы когда-нибудь видели диаграмму состояния воды? И вы еще меня в школу направляете, неуч! Вы не только химию не знаете, вы и в простейшей физике дрейфуете. Жертва перестройки в образовании, не иначе как.
                      4. ser56
                        ser56 8 октября 2019 12:25 Новый
                        -1
                        Цитата: astepanov
                        вы не заметили, что идет речь о твердом азоте с

                        Цитата: astepanov
                        Или проще - получить при нормальных условиях (100 кПа, 283 К) обыкновенный лед.

                        1) наверное вы думаете одно, но пишите другое... request
                        2) далее пошла классика наброса и жонглирования терминами... bully
                        Цитата: astepanov
                        нет принципиальной разницы между агрегатными состояниями и полиморфными модификациями?

                        1) серьезно? вы относите полиморфизм кристаллических фаз и к аморфной фазе? hi
                        2) для примера - я умею получать одновременно все фазы оксидов металлов, в том числе и аморфную... например для оксида алюминия, вам это о чем то говорит великий химик wassat
                        Цитата: astepanov
                        Вы когда-нибудь видели диаграмму состояния воды?

                        вы даже себе представить не можете, что я видел... feel
                        Цитата: astepanov
                        И вы еще меня в школу направляете, неуч

                        1) именно в школу, наверное вы закончили что-то глубоко провинциальное, бывший педвуз, громко объявивший себя универом... crying
                        2) на моем фоне вы научно и технически малограмотны... request
                        Цитата: astepanov
                        вы и в простейшей физике дрейфуете

                        попались на глупости - признайте... hi
                      5. astepanov
                        astepanov 8 октября 2019 12:43 Новый
                        0
                        Цитата: ser56
                        вы относите полиморфизм кристаллических фаз и к аморфной фазе?

                        Сэр, а кто вам сказал, что "полимерный азот" - аморфная фаза? Он очень даже кристаллический, с хорошо охарактеризованной решеткой. Читайте, например, здесь: https://www.rfbr.ru/rffi/ru/n_602/o_50249. О его неустойчивости есть, например, здесь: http://nauka21vek.ru/archives/4256.
                        Цитата: ser56
                        на моем фоне вы научно и технически малограмотны...
                        Цитата: ser56
                        наверное вы закончили что-то глубоко провинциальное, бывший педвуз, громко объявивший себя универом...
                        Сэр, сколько лет вы занимаетесь наукой? Сколько у вас патентов, статей? Ваша ученая степень? У меня за душой четыре десятка лет, более полусотни патентов (в том числе внедренных в оборонке) и степень к.т.н. Я понимаю, что всё это внешняя шелуха и обычно стараюсь не афишировать такие вещи, но вы сами завели этот разговор. И еще: в 78 году университеты были именно университетами.
                      6. ser56
                        ser56 8 октября 2019 13:08 Новый
                        0
                        Цитата: astepanov
                        Сэр, а кто вам сказал, что "полимерный азот" - аморфная фаза?

                        а разве не вы написали?
                        Цитата: astepanov
                        в термодинамике нет принципиальной разницы между агрегатными состояниями и полиморфными модификациями?

                        лед имеет и аморфную фазу... request
                        Цитата: astepanov
                        обычно стараюсь не афишировать такие вещи, но вы сами завели этот разговор

                        а я и не афиширую, но запомните банальность...
                        Цитата: ser56
                        на моем фоне вы научно и технически малограмотны.

                        если любопытствуете, то пишите в личку... request
                        и отмечу, я вас отправил в школу, а не давал определения, как вы... hi
                        Отмечу - пошел флуд... hi
                      7. astepanov
                        astepanov 8 октября 2019 15:56 Новый
                        0
                        Сэр, термин "полиморфная модификация" не имеет отношения к аморфному состоянию или же строению вообще. Он образован от греческих слов, означающих «многообразный» и обозначает способность вещества существовать в различных структурах. Алмаз, графит, карбен, фулерены - вот полиморфные модификации углерода, например. И да, пошел обоюдный флуд. Предлагаю остановиться. Я прошелся по другим темам, в которых вы отметились. Кажется, я погорячился с личными наездами. Признаю свою неправоту.
                      8. ser56
                        ser56 8 октября 2019 16:05 Новый
                        0
                        Цитата: astepanov
                        "полиморфная модификация" не имеет отношения к аморфному состоянию или же строению вообще

                        именно!
                        Цитата: astepanov
                        Кажется, я погорячился с личными наездами. Признаю свою неправоту.

                        проехали! love
  5. Dzafdet
    Dzafdet 1 марта 2020 10:05 Новый
    0
    То есть вы считаете, что учёные открыли всё, что можно, и эфира нет ? wassat
  • Narak-zempo
    Narak-zempo 7 октября 2019 14:18 Новый
    +1
    Цитата: astepanov
    Полимерный азот тоже удивил: алмазы синтезируют при давлении 60 тысяч атмосфер, а дешевыми они никак не делаются. А тут речь идет о миллионе атмосфер - и автор видит в этом какие-то перспективы. С какого перепугу? Перспективы если и есть, то только не в производстве ракетных топлив. Алмазами ракеты тоже не заправляют, хоть они всегда будут дешевле полимерного азота.

    Автор мелко плавает. Надо сразу предложить использовать метастабильный металлический водород, у которого энергия перехода в газообразное состояние в 6 раз больше, чем от сжигания того же количества. Можно от окислителя вообще отказаться. Это радикально увеличит удельный импульс ракет на химическом топливе. И плевать, что его то ли получили, то ли ещё нет, в количестве нанограммов при сумасшедших давлениях, а промышленное производство пока чистейшая фантастика.
    1. astepanov
      astepanov 7 октября 2019 17:33 Новый
      0
      Цитата: Narak-zempo
      Надо сразу предложить использовать метастабильный металлический водород,
      Абсолютно верно. Только он не будет метастабильным: он будет по полной программе нестабильным. Алмаз метастабилен потому, что его энергия решетки меньше чем у графита всего на 1,8 кДж/моль, или 0,15 кДж/г (плюс очень замедленная кинетика). А переход водорода из металла в газ сопровождается выделением аж 700 кДж/моль (355 кДж/г). Примерно та же картина и с азотом. Так что пустая трата денег - однозначно.
      1. Narak-zempo
        Narak-zempo 8 октября 2019 12:29 Новый
        0
        Насколько я понял, вопрос о его метастабильности не решён, дело за экспериментальным подтверждением.
        Но тут другое.
        Допустим, мы научились производить такие штуки вроде полимеров азота или металлического водорода. Как управлять фазовым переходом, растянув его во времени? Иначе получится всего лишь очень мощная и невероятно дорогая взрывчатка. И не обесценит ли вес установки, осуществляющей такое управление, выигрыш в импульсе ракеты?
        С азотом ещё одна засада - экология. Выхлоп азота температурой в пару тысяч градусов даст реакцию с кислородом воздуха - привет, кислотные дожди.
  • alma
    alma 4 октября 2019 08:14 Новый
    +3
    разработки ГосНИИ «Кристалл» (г.Нижний Новгород).

    НИИ "Кристалл" находится в г.Дзержинске
  • Горный стрелок
    Горный стрелок 4 октября 2019 09:04 Новый
    +5
    Очевидные успехи твердотопливных ракет последнего поколения говорят о том, что мы реально получили новые, более энергоэффективные виды твердого ракетного топлива. Недаром "Верба" при тех же габаритах прибавила километр высотности!
  • Narak-zempo
    Narak-zempo 4 октября 2019 09:27 Новый
    +6
    В связи с агрессивностью компонентов технологией их производства и эксплуатации баков ракет владела/владеет только одна страна в мире — СССР/РФ (МБР «Воевода» и «Сармат», БРПЛ «Синева» и «Лайнер»)

    Не только.
    Напомню, что взлётная ступень лунного модуля "Аполлонов" имела двигатели на топливной паре НДМГ + тетраоксид азота.
    1. dauria
      dauria 4 октября 2019 21:47 Новый
      +1
      Напомню, что взлётная ступень лунного модуля "Аполлонов" имела двигатели на топливной паре НДМГ + тетраоксид азота.

      А ещё интереснее, что использовалась "примитивная" вытеснительная , а не турбонасосная подача компонентов в камеру сгорания.
      И автор не упомянул, что были ракетные движки "холодного" типа. Там не было окислителя и горючего. Перекись водорода разлагалась на воду( в виде пара ) и кислород в присутствии катализатора ( водный раствор марганцовки).
      Немцы даже летали на таком движке, потом парогенератор по такому типу использовали в топливных турбонасосах.
  • Undecim
    Undecim 4 октября 2019 10:40 Новый
    +5
    В настоящее время в военной сфере применяется исключительно высококипящее жидкое топливо на основе тетраоксида азота (АТ, окислитель) и несимметричного диметилгидразина (НДМГ, горючее). Термическая стабильность этой топливной пары определяется температурой кипения АТ (+21°C), что ограничивает применение данного топлива ракетами, находящимися в термостатированных условиях ракетных шахт МБР и БРПЛ. В связи с агрессивностью компонентов технологией их производства и эксплуатации баков ракет владела/владеет только одна страна в мире — СССР/РФ (МБР «Воевода» и «Сармат», БРПЛ «Синева» и «Лайнер»). В порядке исключения АТ+НДМГ применяется в качестве топлива авиационных крылатых ракет Х-22 «Буря», но из-за проблем с наземной эксплуатацией Х-22 и их следующее поколение Х-32 планируется заменить крылатыми ракетами «Циркон» с реактивным двигателем, использующими керосин в качестве горючего.
    Абзац, содержащий 90% фактов, не соответствующих действительности. Что автор хотел сказать этим абзацем?
    Что топливо АТ+НДМГ применяется только в военной области? А как же тогда ракеты "Протон" , "Ариан", "Long March 2F", "ISRO"? И они все без баков летают? Или США для своих "Титанов" баки в СССР заказывали?
    При чтении статьи складывается впечатление, что автор копирайтил тему, от которой далек, так как в статье много явных ляпов кроме вышеописанного.
    Для примера.
    Гибридные топлива состоят из компонентов в разном агрегатном состоянии, на данный момент находятся в стадии исследований.
    В стадии исследований они были лет 80 назад. По большому счету, гибридной можно назвать уже ракету ГИРД-9, которую Королев запускал в 1933 году. В качестве горючего использовался сгущённый бензин (желеобразный раствор канифоли в бензине), Окислителя — жидкий кислород.
    SpaceShipTwo на на полибутадиене + двуокись азота в этом году уже почти в космос летал.
    1. abc_alex
      abc_alex 7 октября 2019 11:56 Новый
      0
      Цитата: Undecim
      А как же тогда ракеты "Протон" , "Ариан", "Long March 2F", "ISRO"? И они все без баков летают? Или США для своих "Титанов" баки в СССР заказывали?

      Возможно, автор имел в виду систему для долговременного хранения компонентов топлива в баках. Воевода, как я понимаю, стоит в шахтах заправленной годами. Без повреждения баков и топливной системы. А перечисленные вами ракеты заправляются топливом непосредственно перед стартом.
      1. Undecim
        Undecim 7 октября 2019 12:18 Новый
        0
        МБР "Титан II" стояли в шахтах, как Вы говорите, заправленные годами. С 1962 по 1987 год, пока не сняли "по старости".
        1. abc_alex
          abc_alex 7 октября 2019 12:27 Новый
          0
          Цитата: Undecim
          МБР "Титан II" стояли в шахтах, как Вы говорите, заправленные годами.


          Ну, всё-таки именно у "Титан II" топливо было другим. Не АТ+НДМГ. Именно для обеспечения длительного хранения несимметричный ДМГ был заменён на аэрозин -- смесь симметричного и не симметричного ДМГ. И тетраоксид азота штатовцы не использовали, у них был тетраоксид диазота.
          1. Undecim
            Undecim 7 октября 2019 12:42 Новый
            +2
            Азотный тетраоксид и тетратоксид диазота, АТ, амил - это разные названия одного и того же вещества N2O4.
            1. abc_alex
              abc_alex 8 октября 2019 18:01 Новый
              +1
              Спасибо, буду знать.
  • BAI
    BAI 4 октября 2019 12:52 Новый
    +8
    Автор не отметил одну особенность твердого топлива. Оно очень гигроскопично и защита его от влаги - большая проблема. Я в свое время получил серебряную медаль ВДНХ за работы в этой области.
    Кстати, если на шлак твердого топлива (то, что от него остается после горения) попадет вода, шлак самовозгорается. Вообще очень легковоспламеняемый материал, поэтому работы с топливом ведутся не в х/б перчатках, а брезентовых рукавицах - чтобы сразу одним движением руки сбросить ее. Но все равно травм было много, на моей памяти даже был один смертельный случай - женщина сгорела.
  • ser56
    ser56 4 октября 2019 18:18 Новый
    0
    Познавательно для дилетанта (меня hi ), ошибки отметили в комментариях, иногда уж слишком требовательных к науч-поп.. request
  • Старый26
    Старый26 4 октября 2019 19:18 Новый
    +4
    Цитата: Hakka
    Для военных подходит ракетное топливо только - твердое, ат+ндмг, ак-27, и керосин. Криогенное топливо для боевых ракет не подходит. Статейка так себе.

    Хотя статья достаточно неплохо описывает историю топлив, разумеется мазками и не вдаваясь в подробности, но в ней много ляпов и допущений, притянутых за уши. Так что статья действительно довольно слабовата. Но для основной массы подойдет как "ликбез"

    Насчет топлива на низкокипящих компонентах - так оно и не используется уже полстолетия. Это осталось исключительно для космических ракет...

    Цитата: Narak-zempo
    В связи с агрессивностью компонентов технологией их производства и эксплуатации баков ракет владела/владеет только одна страна в мире — СССР/РФ (МБР «Воевода» и «Сармат», БРПЛ «Синева» и «Лайнер»)

    Не только.
    Напомню, что взлётная ступень лунного модуля "Аполлонов" имела двигатели на топливной паре НДМГ + тетраоксид азота.

    Китайцы запускают своих тайкунавтов на ракете у которой двигатели работают на паре гептил - четырехокись азота. Баллистические ракеты у них (жидкостные) тоже работают на этих компонентах. У КНДР, Пакистана, Ирана - примерно та же ситуация. Разве только в отличии от наших их ракеты вряд ли ампулизированы.
  • ABM
    ABM 4 октября 2019 19:31 Новый
    +1
    В Капустином Яре целое кладбище: метеорологические ракеты оперением вверх стоят, издали кресты напоминают... Вечная память людям, отдавшим жизни при испытаниях наших ракет!
    1. karabass
      karabass 4 октября 2019 21:36 Новый
      0
      На Булухте тоже много торчит из солончаков, но не цвет мет почему- то
  • Лексус
    Лексус 4 октября 2019 21:38 Новый
    0
    Удивительно, что автор упустил из внимания новейшее украинское ракетное топливо и вообще обделил вниманием свидомый космос lol /Пятничный юмор/.
  • Сергей Михайлович Карасёв
    Сергей Михайлович Карасёв 5 октября 2019 05:55 Новый
    0
    октанитрокубан

    Всё-таки синтезировали!
    октонитрокубан на порядок дороже Cl-20.

    Это ещё далеко не все проблемы. Он должен быть химически очень неустойчив и разлагаться даже от грешных мыслей. Скорее всего, со взрывом. Так что перспективы у октонитрокубана как компонента ТРТ, на мой взгляд, сомнительные. Насчёт CI-20 спорить не буду, т.к. он более-менее устойчив.
  • Старый26
    Старый26 5 октября 2019 15:39 Новый
    +2
    Кстати, самое интересное в статье - это рисунок под №хх в статье. Проверим, насколько читатели внимательны? Или не будем?
  • тоже-врач
    тоже-врач 6 октября 2019 09:23 Новый
    0
    Научные исследования новых топлив - это хорошо. Но реальное топливо для военных - это только АТ+ндмг. Проблему со стойкостью баков можно решить лёгкими нестойкими баками на ракетах, которые автоматически заправляются из тяжёлых устойчивых ампулированных баков постоянного хранения. Думаю, схема будет эффективна не только для МБР, но и для авиационных ракет.
    .
    Представьте, лёгкая ракета под крылом самолёта с баком сзади ракеты. Перед запуском за пару минут топливо перекачивается в баки ракеты. Задний бак сбрасывается при старте ракеты.
    1. AlexTss
      AlexTss 7 октября 2019 11:01 Новый
      +1
      Проблему со стойкостью баков можно решить лёгкими нестойкими баками на ракетах, которые автоматически заправляются из тяжёлых устойчивых ампулированных баков постоянного хранения. Думаю, схема будет эффективна не только для МБР, но и для авиационных ракет.

      Нет никакой проблемы со стойкостью баков...
      Полностью заправленная компонентами и ампулизированная ракета спокойно стоит на дежурстве десятки лет, периодически проходя регламент. hi
      Авиационные заправляют перед вылетом.